[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

一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝,由以下步驟組成：A、鉆孔；B、油路連接；C、劈裂槍入孔；D、孔口劈裂；E、下放劈裂槍；G、判斷是否劈裂到孔底；H、劈裂槍出孔；轉換下一鉆孔；本發明將一臺基于多級串聯液壓油缸的劈裂槍完全插入鉆孔，擠壓劈裂前撐橫向擴張對孔口部位的鉆孔內壁施加劈裂力；當劈裂力在巖石內部引起的拉應力超過巖石的抗拉強度時，孔口部位的巖石發生劈裂產生裂縫，該劈裂槍可以克服現有劈裂槍不能伸入鉆孔內部的不足，可實現在同一鉆孔內連續多點劈裂、加深劈裂深度從而提高劈裂破巖效率的目的。

技術領域

本發明屬于采用液壓劈裂法對巖石進行非爆破破碎的施工工藝技術領域，具體涉及到一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝。

背景技術

目前，采用液壓劈裂槍破碎巖石的一般工藝是：(1)采用鉆機在被開挖巖石的表面鉆取間距適當的多個鉆孔，鉆孔直徑稍大于劈裂頭橫截面的最大尺寸，深度一般不超過50cm；(2)將劈裂槍的劈裂頭(劈裂頭包括一個中間楔塊和兩個半月形劈塊)插入鉆孔內部，采用油管將油泵與劈裂槍相連；(4)開動油泵，打開油路開關，油缸活塞推動劈裂頭的中間楔塊相前伸出；(5)中間楔塊伸出的同時擠壓兩側的劈塊向側面擴張從而對鉆孔壁施加側向劈裂力；(6)當側向劈裂力引起巖石內部的拉應力超過巖石的抗拉強度時，巖石發生劈裂破壞，劈裂深度略大于鉆孔深度。

由上述的現階段液壓劈裂槍施工工藝可見，劈裂槍只能將其劈裂頭插入鉆孔內部，由于劈裂頭長度有限，從而劈裂深度也非常有限，從而破巖效率低下。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有技術的不足,提供一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝，該工藝通過在鉆孔內插入一臺基于多級串聯液壓油缸的劈裂槍，實現在一個鉆孔內軸向方向連續多點劈裂的目的，從而克服現有液壓劈裂槍因不能完全插入鉆孔而導致的破巖效率低下的不足。

解決上述技術問題采用的技術方案是：一種可在鉆孔內連續多點劈裂的巖石液壓破巖工藝,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，楔塊回縮，劈裂前撐與鉆孔壁分離，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，牽拉楔塊回歸初始位置，劈裂前撐脫離鉆孔壁，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。