CN101871756A - 液压静态爆破的方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的液压静态爆破的方法及其设备，适用于岩石或混凝土脆性材料的切割；主要用于石材开采生产过程中，进行液压静态爆破(胀裂)切割；是用物理静态爆破代替化学静态爆破的一种方法，具体地说：是用液压膨胀胶管来取代胀裂剂的方法；其特征在于：根据切割线按一定的间距均布钻一排孔，采取在各个孔内放置液压膨胀胶管，通过液压装置进行加压，其液压膨胀胶管在各个孔内形成膨胀压力，使岩石在液压膨胀胶管形成膨胀压力作用下，当液压膨胀胶管形成的膨胀压力超过岩石的抗拉强度时，岩石按设定的切割线撑裂，从而获得适合生产加工的石材坯料；其工艺成熟，设备安全、可靠；生产易于操作、易于控制，高效、节能、环保无污染；生产周期为1-3小时左右，生产周期短、效率高、生产成本低；具有显著社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于一种石材开采技术及设备，特别涉及一种静态爆破技术及设备。
背景技术
静态破碎法(静态爆破技术)，是近时期发展起来的一种破碎(或切割)岩石和混凝土的新方法，亦称静力迫裂和静力破碎技术。确切地说，其为静态爆破化学法。其基本原理、依据为：一般岩石或混凝土均属脆性材料，脆性材料的抗压强度大，抗拉强度小，其抗拉强度远小于抗压强度。岩石的抗拉强度为4-10Mpa，混凝土的抗拉强度约1.5-3.0Mpa，约相当于其抗压强度的1/10-1/20。而通常静态破碎剂的膨胀压力可达30-50Mpa。所以，合理的破碎设计(装药量、孔径、孔深和孔间距的确定)是能够使孔眼周围的介质受到充分破坏的。只要约束继续存在，破碎剂就有持续产生或残留一定程度的膨胀压力的性质，因而能继续增大或产生新的裂缝。
目前的石材开采中，主要采用静态爆破化学法。其是根据切割线按一定的间距均布钻一排孔，然后将一种含有钼、镁、钙、钛等元素的无机盐粉末状静态破碎剂，用适量水调成流动状浆体，直接灌入钻孔中，靠胀裂剂在钻孔内发生的水化反应，使晶体变形，随时间的增长体积增大，产生膨胀压力(径向压应力和环向拉应力)，缓慢地、静静地施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，在其化学反应产生巨大膨胀压力的作用下，使岩石按设定的切割线撑裂，从而获得适合生产加工的石材坯料的方法。(所谓石材坯料，即为从矿山中开采获的具备一定尺寸大小的石料，其是加工石头板材、型材、雕刻、雕塑用的原材料)
其存在着，填满胀裂剂后，岩石一般要1-3天才能裂开，效率低；气温低时效果不佳，接近0℃时，胀裂剂停止化学反应，无法使用；胀裂剂为一次性消耗品，胀裂剂用量大，浪费资源，生产成本高；产生的废渣污染环境等不足。
采用关键词对中国专利及权威网站检索和市场调查，查到静态爆破化学法相关的专利1件，其是武汉工业大学林宗寿申请的，专利号为87207860的专利技术；未发现与本发明液压静态爆破方法相关报道和产品。
发明内容
本发明的目的在于：针对石材开采生产的应用的现有技术静态爆破化学法的不足，提出一种液压静态爆破的方法。
本发明的另一目的在于：针对石材开采生产的应用的现有技术静态爆破化学法的不足，提出一种液压静态爆破设备。
本发明的再有一目的在于：提出一种液压静态爆破的方法及其设备的用途。
本发明的液压静态爆破的方法，适用于岩石或混凝土脆性材料的切割；主要用于石材开采生产过程中，进行液压静态爆破(胀裂)切割；是用物理静态爆破代替化学静态爆破的一种方法，具体地说：是用液压膨胀胶管来取代胀裂剂的方法。本发明的液压静态爆破的方法，其特征在于：根据切割线按一定的间距均布钻一排孔，采取在各个孔内放置液压膨胀胶管，通过液压装置进行加压，其液压膨胀胶管在各个孔内形成膨胀压力，使岩石在液压膨胀胶管形成膨胀压力作用下，当液压膨胀胶管形成的膨胀压力超过岩石的抗拉强度时，岩石按设定的切割线撑裂，从而获得适合生产加工的石材坯料。
一种液压静态爆破设备，其特征在于：由液压装置、不少于5个接口的可拆卸的静态爆破液压管，静态爆破液压膨胀胶管构成，其液压装置与不少于5个接口的可拆卸的静态爆破液压管连接，静态爆破液压管与不少于1根可拆卸的静态爆破液压膨胀胶管连接而构成液压静态爆破设备使用整机。使用时，液压装置与不少于5个接口的可拆卸的静态爆破液压管连接在，将液压膨胀胶管按装接于静态爆破液压管上，然后，将液压膨胀胶管插入石材的钻孔中，通过液压装置加压，使其液压膨胀胶管在各个孔内形成膨胀压力，使岩石在液压膨胀胶管形成膨胀压力作用下，当液压膨胀胶管形成的膨胀压力超过岩石的抗拉强度时，岩石按设定的切割线撑裂，而获得适合生产加工的石材坯料。
所述液压装置可采用现有技术的整机液压装置，也可自行组装；其由动力系统(燃油机动力系统或电动机动力系统)、液压油泵、液压油箱、液压输出口、液压表、止回阀、液压油回流口等安装固在机架上而构成。所述液压装置，具体是由液压泵与液压油箱安装固在机架上而构成，其液压泵上设有液压输出管，液压油箱设有液压油回流管，其回流管上设有止回阀；所述液压装置，其液压泵的液压输出管上连接有液压表。所述静态爆破液压管接口数量在10-502个范围为宜，以12--102个范围为佳。可以多根静态爆破液压管连接构成502个接口以上的静态爆破液压管而满足任何使用要求。所述液压静态爆破膨胀管由膨胀软管体和接头组成，其膨胀软管体具有由一端密闭构成的空腔，空腔有一出口，其空腔出口设置为管接头或管接口形式的结构。其管接头或管接口可设计为外接或内接形式结构。其膨胀软管体与接头联接、固定，可采用现有技术来完成；其外接或内接结构为现有技术的螺纹结构或其它结构。所述液压静态爆破膨胀管，其膨胀软管体采用耐用耐压弹性材料(如橡胶等)制作，为避免膨胀管在液压作用下伸长，纵向加有高强度纤维。在液压时，使其伸长得以限制，定向产生横向膨胀，一般要求膨胀体积应达1-2倍或以上，以获得最理想的使用效果。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明采用物理静态爆破方法代替化学静态爆破方法和设备，其工艺成熟，设备安全、可靠；生产易于操作、易于控制，高效、节能、环保无污染；生产周期为1-3小时左右，生产周期短、效率高、生产成本低；具有显著社会效益和经济效益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。
图1-外接头液压静态爆破膨胀管结构示意图
图2-内接头液压静态爆破膨胀管结构示意图
图3-液压静态爆破的方法及设备总体示意图
图4-液压管E的结构示意图
图5-均布钻孔示意图
图6-使用方式示意图
图7-优选使用方式示意图
图8--使用局部放大示意图
图9--加钢管护套使用局部放大示意图
图中：膨胀管内腔(1)，膨胀软管体(2)，膨胀管接头(3)，膨胀管螺纹(4)，膨胀管口(5)，膨胀管(A)，被切割石头的(B)，钻孔(C)，通用液压管(D)，本发明技术的专用液压管(E)，液压装置(F)，液压表(G)，止回阀(H)，连接(J)，液压管两端接口，进口或出口的接口(ja)或(jb)，液压管支接口(jc)，液压泵接口连接(J1)，液压回油连接(J2)，钢管护套(R)。
具体实施方式
在石材开采矿场，将需切割的石头，如图5所示均布钻孔，孔距依不同的石料有所不同，强度高硬度大的如花岗岩石，均布钻孔孔距要小，密度大一些，大理石则均布钻孔孔距可大一些。
本发明实施例
以宽2米大理石为材料，如图5所示均布钻孔，其孔距为100毫米，钻孔19个。
选用长2米22个接口的静态爆破液压管，其含20个支接口(jc)，其中19个接于膨胀管(A)使用，剩余不用的1个接口用封头密封。
如图8、图9所示：本发明的液压静态爆破膨胀管(A)长度、大小须与钻孔(C)直径、深度相适应，因此可按生产应用需求设计各种直径、长度的膨胀管系列产品。在使用中，其膨胀管(A)的膨胀软管体部分长度应略小于钻孔深度，如果遇到膨胀管太长，膨胀管(A)的膨胀软管体部分露出钻孔外，可将长出钻孔外的膨胀管用钢管护套套住加以保护，以防止钻孔外的膨胀管胀裂。
如图3所示：将膨胀管(A)依次插入钻孔(C)内，将膨胀管(A)依次与专用液压管(E)的接口(jc)连接，然后将通用液压管(D)的一端与液压装置(F)的油泵连接，另一端与专用液压管(E)的接口(ja)连接；专用液压管(E)的另一端接口(jb)与回流的通用液压管(D)连接，回流的通用液压管(D)的一端与止回阀连接好，止回阀另一端液压管接于液压装置(F)的油箱。
检查确认无误后，打开止回阀，启动油泵，待输油管路及膨胀管内的空气排净后即可关闭止回阀进行加压，一边加压，一边观察，发现岩石开裂时，迅速打开止回阀，以防膨胀管过度膨胀而被石块划伤，以延长膨胀管使用寿命。
液压装置进行加压，其液压膨胀胶管在各个孔内形成膨胀压力，使岩石在液压膨胀胶管形成膨胀压力作用下，当液压膨胀胶管形成的膨胀压力超过岩石的抗拉强度时，岩石按设定的切割线撑裂破开，一般约需1-3小时。
Claims (8)
1.一种液压静态爆破的方法，其特征在于：根据切割线按一定的间距均布钻一排孔，采取在各个孔内放置液压膨胀胶管，通过液压装置进行加压，其液压膨胀胶管在各个孔内形成膨胀压力，使岩石在液压膨胀胶管形成膨胀压力作用下，按设定的切割线撑裂，而获得适合生产加工的石材坯料。
2.一种液压静态爆破设备，其特征在于：由液压装置、不少于5个接口的可拆卸的静态爆破液压管，静态爆破液压膨胀管构成，其液压装置与不少于5个接口的可拆卸的静态爆破液压管连接，静态爆破液压管与不少于1根可拆卸的静态爆破液压膨胀胶管连接而构成整机液压静态爆破设备。
3.根据权利要求2所述的液压静态爆破设备，其特征在于：所述静态爆破液压管接口数量在10-502个范围。
4.根据权利要求2所述的液压静态爆破设备，其特征在于：所述静态爆破液压管接口数量在12--102个范围。
5.根据权利要求2所述的液压静态爆破设备，其特征在于：所述液压静态爆破膨胀管，由膨胀软管体和接头组成，其膨胀软管体具有由一端密闭构成的空腔，空腔有一出口，其空腔出口设置为管接头或管接口形式的结构。
6.根据权利要求2所述的液压静态爆破设备，其特征在于：所述液压静态爆破膨胀管，其膨胀管的膨胀软管体采用耐用耐压弹性材料制成。
7.根据权利要求2所述的液压静态爆破设备，其特征在于：所述液压静态爆破膨胀管，其膨胀管的膨胀软管体纵向加有高强度纤维。
8.一种液压静态爆破的方法及设备的用途，用于石材开采生产。
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