[發明專利]一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝

在審

• 申請號: 202110777152.2
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113565505A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 魏文義;文洋;李世才;毛俊卿;梁憲魁;魏陽;黃自攀;王占琪;王帥
• 申請（專利權）人: 中鐵二十一局集團軌道交通工程有限公司;煙臺大學;煙臺新天地試驗技術有限公司
• 主分類號: E21C37/06
• 分類號: E21C37/06
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 何彩霞

1.一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝,其特征在于由以下步驟組成：

A、鉆孔：在巖石表面采用鉆機預鉆若干個鉆孔，孔徑大于基于多級串聯液壓油缸的劈裂槍的外徑；

B、油路連接：在鉆孔旁地面上將基于多級串聯液壓油缸的劈裂槍與液壓泵站相連接；

C、劈裂槍入孔：采用機械或人工方式將劈裂槍插入鉆孔內部的孔口部位，根據臨空面產狀調整劈裂槍在孔內水平方向的角度，確保劈裂前撐(1)的擴張方向與鉆孔的連線方向或臨空面的走向方向相垂直；

D、孔口劈裂：開啟液壓泵站，打開進油閥，液壓油通過進油管路進入各子油缸的進油腔，劈裂槍的中間楔塊(2)在各子油缸活塞桿組件的推動下向外伸出，同時擠壓劈裂前撐(1)橫向擴張對孔口部位的鉆孔內壁施加劈裂力；

E、下放劈裂槍：打開回油閥，液壓油通過回油管路進入各子油缸的回程腔，楔塊(2)回縮，劈裂前撐(1)與鉆孔壁分離，將劈裂槍向下移動一定距離；

F、下一點劈裂：打開進油閥，重復步驟D，在鉆孔內第二劈裂點產生裂縫，并與孔口的第一劈裂點的裂縫貫通；

G、判斷是否劈裂到孔底：若是轉步驟H；若否，重復步驟E、F，直至在整個鉆孔的深度范圍內均產生宏觀破裂面；

H、劈裂槍出孔：打開回油閥，液壓油通過回油管路進入各子油缸的回程腔，在液壓油的作用下劈裂槍各子油缸內部活塞桿組件回位，牽拉楔塊(2)回歸初始位置，劈裂前撐(1)脫離鉆孔壁，然后采用機械或人力方式將劈裂槍提出鉆孔從而完成當前鉆孔劈裂流程；

I、轉換下一鉆孔：重復B、C、D、E、F、G、H步驟。

2.根據權利要求1所述的一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝，其特征在于所述的基于多級串聯液壓油缸的劈裂槍為：尾端缸筒(10)的后部設置有兩組第一快卸接頭(11)，一組第一快卸接頭(11)與回油管路相連通、另一組第一快卸接頭(11)與進油管路相連通，尾端缸筒(10)內部設置有尾端活塞桿組件(10)，尾端缸筒(10)和前端缸筒(5)之間設置有至少一組中間缸筒(7)，前端缸筒(5)內部設置有前端活塞桿組件(6)，中間缸筒(7)內部設置有中間活塞桿組件(8)，尾端活塞桿組件(10)的活塞桿與首組中間活塞桿組件(8)的活塞相連通，其余各中間活塞桿組件(8)的活塞桿與活塞首尾連通，末組中間活塞桿組件(8)的活塞桿與前端活塞桿組件(6)的活塞相連通，前端缸筒(5)前部設置有前端端蓋(4)，前端端蓋(4)與前撐導向筒(3)相連接，前撐導向筒(3)內設置有楔塊(2)，楔塊(2)的一端與伸出前端端蓋(4)的前端活塞桿組件(6)的活塞桿相連接、另一端伸入通過固定銷(12)固定于前撐導向筒(3)上的劈裂前撐(1)內部，進油管路設置于尾端活塞桿組件(10)和中間活塞桿組件(8)內部，回油管路設置于前端缸筒(5)、中間缸筒(7)、尾端缸筒(10)缸壁內部。

3.根據權利要求2所述的一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝，其特征在于：所述的前端缸筒(5)和中間缸筒(7)以及尾端缸筒(10)的外徑相同且與劈裂前撐(1)橫截面最大尺寸相等。

4.根據權利要求2所述的一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝，其特征在于：所述的前端缸筒(5)和中間缸筒(7)以及尾端缸筒(10)的長度、橫截面積均相等，各缸筒對應的活塞桿組件的行程相等。

5.根據權利要求2所述的一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝，其特征在于：所述的劈裂前撐(1)為通過回力彈簧(13)連接的兩個半月形劈裂塊，楔塊(2)插入兩個半月形劈裂塊中部。