CN105004229B - 一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，属于新能源与工程技术交叉领域。本发明适用于钻孔深度小于1.5米的装药，所需工具简单，热膨胀裂石剂为松装，无需捣实，容易操作，不影响现有钻孔位置的选择与分布，能够适应现有热膨胀裂石剂使用环境和条件；裂石速度快、效率高，使用过程精确控制热膨胀裂石剂的装药量及点火头的放置位置，能确保同种岩石在同样的钻孔条件、装药条件下出现相同的裂石效果；通过调控装料筒的壁厚，保证热膨胀裂石剂热量的短程聚集；装药方法科学，使用过程安全稳定，不影响现有热膨胀裂石剂产品的正常使用施工过程，利用该方法可对裂石效果进行精确调控及预测，大大节省裂石剂用量，降低经济成本，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，属于新能源与工程技术交叉领域。
背景技术
随着科技发展与社会进步，资源节约、科学高效施工理念逐渐被行业人士所重视。能否通过优化工艺操作方法来进一步挖掘产品的经济效益、社会效益与生态效益，成为评价产品是否具备长期应用价值的关键。
热膨胀裂石剂是裂石剂产品的一个新品种，通过化学反应释放出较多热量，热量释放产生的高温可以加热和破坏周围介质，产生的部分气体由于高温热膨胀作用而对周围介质做功。由于产生气体量少，仅仅能够形成极弱的膨胀压力且压力衰减很快，只能够在几米的近距离内有效做功，做功范围小，具有无声、可控、无碎屑、快速、经济成本低、使用简单、施工和运输安全、保护资源和环境等优点，可以在岩石破碎、沟槽沉井开凿、混凝土基础拆除等很多领域进行应用。
然而，众所周知，由于裂石剂产品的操作简单性和安全性，静态裂石剂历年以来的使用经验表明，在工程应用中的使用量的控制和装药方法历来没有明确的理论标准，往往都是根据实际钻孔的大小进行灌注使用，这导致了静态裂石剂在使用过程中往往盲目装药，忽视了对裂石剂装药条件的控制，以至于在使用过程中对药量不足、药量过多或过少现象层出不穷，不仅对裂石剂造成了巨大的浪费，同时对工程施工也造成了很多不确定性，大大降低了裂石剂的使用效果，这逐渐引起了施工技术人员的重视。
热膨胀裂石剂作为裂石剂新品种，产品为干燥的颗粒，使用过程无水，使用时需利用点火头装置进行引燃，这与传统静态裂石剂的使用方法具有本质的不同。因此，针对热膨胀裂石剂的产品应用特点，有必要建立热膨胀裂石剂的装药方法，标准化规范控制热膨胀裂石剂的使用量，从而使热膨胀裂石剂在使用过程中更加安全可控、更加节约高效。这对于热膨胀裂石剂产品的市场发展十分重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决在现有技术使用过程中，无法控制热膨胀裂石剂的使用量的问题，提供的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，具体步骤如下：
步骤一、对待开裂岩石进行钻孔，根据岩石钻孔的尺寸与深度，选取对应尺寸的装料筒与内置纸筒；装料筒的高度高于内置纸筒；内置纸筒的高度小于钻孔的深度；装料筒上设置有刻度，刻度小的一端为A端，刻度大的一端为B端；内置纸筒一端为预封口，另一端为敞口；
步骤二、将内置纸筒装入装料筒，内置纸筒预封口端位于装料筒A端；关闭装料筒A端密封盖，将热膨胀裂石剂装到指定刻度时加入点火头，再继续装药，直至与内置纸筒敞口端齐平；用封口盖将装料筒B端密封；
步骤三、取掉装料筒A端密封盖，将装料筒置于步骤一岩石钻孔中，装料筒A端到达孔底；
步骤四、打开装料筒B端封口盖，取出装料筒，只留装满热膨胀裂石剂的内置纸筒于钻孔中心位置；
步骤五、用与钻孔直径相同的纸板置于内置纸筒上端，纸板上方填充厚度为5～10cm的细砂，密封、压实，此时装药完毕；
所述步骤一岩石钻孔深度应小于1.5m；
步骤一所述选取对应尺寸的装料筒的选择方法为：所述装料筒与各型号钻孔直径、钻孔深度相匹配，所述装料筒壁厚d随装料筒内半径r不同而不同，两者关系为d＝(0.049～0.069)r；装料筒壁厚d与装料筒内半径r之和等于钻孔半径；
所述装料筒有刻度，无色透明，由抗静电高聚物材料制备而成，
所述步骤二装药过程为粒状热膨胀裂石剂颗粒自然松装，不用其它工具再次压实，以确保装药密度的一致性；
所述装料筒A端、B端密封盖与装料筒为同样材质，螺纹连接，装料筒B端密封盖预置有线路孔，便于点火头导线的通过；
所述指定刻度由施工要求决定。
有益效果
1、本发明的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，适用于钻孔深度小于1.5米的装药，所需工具简单，装药过程热膨胀裂石剂为松装，无需捣实，容易操作，不影响现有钻孔位置的选择与分布，能够适应现有热膨胀裂石剂使用环境和条件；
2、本发明的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，裂石速度快、效率高，使用过程精确控制热膨胀裂石剂的装药量及点火头的放置位置，无多余热膨胀裂石剂浪费，能确保同种岩石在同样的钻孔条件、装药条件下出现相同的裂石效果；
3、本发明的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，通过调控装料筒的壁厚，可以在保证热膨胀裂石剂在钻孔内有一定的无药空间，保证热膨胀裂石剂热量的短程聚集，有效避免热量及热膨胀力的远程做功，确保能量有效使用；
4、本发明的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，装药方法科学，使用过程安全稳定，不影响现有热膨胀裂石剂产品的正常使用施工过程，利用该方法可对裂石效果进行精确调控及预测，大大节省裂石剂用量，降低经济成本，提高经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步描述。
实施例1
待开裂岩石进行钻孔，钻孔内径38mm，深度1.4m，选取长度1.5m、外径37.5mm、壁厚0.876mm的装料筒与长度1.3m的内置纸筒；将内置纸筒装入装料筒，内置纸筒预封口端位于装料筒A端；关闭装料筒A端密封盖，从装料筒B端对热膨胀裂石剂进行自然松装，不用其它工具再次压实，按照施工技术人员要求，一直装到装料筒78cm刻度时，加入点火头，继续装药至与内置纸筒敞口端齐平，用封口盖对装料筒B端密封，点火头导线从预置线路孔引出；取掉装料筒A端密封盖，将装料筒置于步骤一岩石钻孔中，装料筒A端到达孔底；打开装料筒B端封口盖，将投料杆插入装料筒，按住投料杆不动，将装料筒轻轻上提，上提过程中投料杆保持不动，以确保内置纸筒位置不动，将装料筒于钻孔中缓慢取出，只留装满热膨胀裂石剂的内置纸筒于钻孔中心位置；用直径为38mm的纸板置于纸筒上端，防止细砂在封口过程中沿原装料筒位置缝隙下落而填充原装料筒位置缝隙；纸板上填充厚度为10cm厚细砂，密封、压实，此时装药完毕，经使用，裂石效果良好，不同钻孔开裂效果基本一致；
实施例2：
待开裂岩石进行钻孔，钻孔内径25.5mm，深度1.0m，选取长度1.1m、外径25mm、壁厚0.807mm的装料筒与长度0.93m的内置纸筒；将内置纸筒装入装料筒，内置纸筒预封口端位于装料筒A端；关闭装料筒A端密封盖，从装料筒B端对热膨胀裂石剂进行自然松装，不用其它工具再次压实，按照施工技术人员要求，一直装到装料筒40cm刻度时，加入点火头，继续装药至与内置纸筒敞口端齐平，用封口盖对装料筒B端密封，点火头导线从预置线路孔引出；取掉装料筒A端密封盖，将装料筒置于步骤一岩石钻孔中，装料筒A端到达孔底；打开装料筒B端封口盖，将投料杆插入装料筒，按住投料杆不动，将装料筒轻轻上提，上提过程中投料杆保持不动，以确保内置纸筒位置不动，将装料筒于钻孔中缓慢取出，只留装满热膨胀裂石剂的内置纸筒于钻孔中心位置；用直径为25.5mm的纸板置于纸筒上端，防止细砂在封口过程中沿原装料筒位置缝隙下落而填充原装料筒位置缝隙；纸板上填充厚度为7cm厚细砂，密封、压实，此时装药完毕，经使用，裂石效果良好，不同钻孔开裂效果基本一致；
实施例3：
待开裂岩石进行钻孔，钻孔内径58mm，深度1.5m，选取长度1.6m、外径57.5mm、壁厚1.856mm的装料筒与长度1.4m的内置纸筒；将内置纸筒装入装料筒，内置纸筒预封口端位于装料筒A端；关闭装料筒A端密封盖，从装料筒B端对热膨胀裂石剂进行自然松装，不用其它工具再次压实，按照施工技术人员要求，一直装到装料筒63cm刻度时，加入点火头，继续装药至与内置纸筒敞口端齐平，用封口盖对装料筒B端密封，点火头导线从预置线路孔引出；取掉装料筒A端密封盖，将装料筒置于步骤一岩石钻孔中，装料筒A端到达孔底；打开装料筒B端封口盖，将投料杆插入装料筒，按住投料杆不动，将装料筒轻轻上提，上提过程中投料杆保持不动，以确保内置纸筒位置不动，将装料筒于钻孔中缓慢取出，只留装满热膨胀裂石剂的内置纸筒于钻孔中心位置；用直径为58mm的纸板置于纸筒上端，防止细砂在封口过程中沿原装料筒位置缝隙下落而填充原装料筒位置缝隙；纸板上填充厚度为10cm厚细砂，密封、压实，此时装药完毕，经使用，裂石效果良好，不同钻孔开裂效果基本一致。
Claims (6)
1.一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、对待开裂岩石进行钻孔，根据岩石钻孔的尺寸与深度，选取对应尺寸的装料筒与内置纸筒；装料筒的高度高于内置纸筒；内置纸筒的高度小于钻孔的深度；装料筒上设置有刻度，刻度小的一端为A端，刻度大的一端为B端；内置纸筒一端为预封口，另一端为敞口；
步骤二、将内置纸筒装入装料筒，内置纸筒预封口端位于装料筒A端；关闭装料筒A端密封盖，将热膨胀裂石剂装到指定刻度时加入点火头，再继续装药，直至与内置纸筒敞口端齐平；用封口盖将装料筒B端密封；
步骤三、取掉装料筒A端密封盖，将装料筒置于步骤一岩石钻孔中，装料筒A端到达孔底；
步骤四、打开装料筒B端封口盖，取出装料筒，只留装满热膨胀裂石剂的内置纸筒于钻孔中心位置；
步骤五、用与钻孔直径相同的纸板置于内置纸筒上端，纸板上方填充厚度为5～10cm的细砂，密封并压实，此时装药完毕。
2.如权利要求1所述的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，其特征在于：步骤一所述选取对应尺寸的装料筒的选择方法为：所述装料筒与各型号钻孔直径和钻孔深度相匹配，所述装料筒壁厚d随装料筒内半径r不同而不同，两者关系为d＝(0.049～0.069)r；装料筒壁厚d与装料筒内半径r之和等于钻孔半径。
3.如权利要求1或2所述的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，其特征在于：所述装料筒有刻度，无色透明，由抗静电高聚物材料制备而成。
4.如权利要求1所述的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，其特征在于：所述装料筒A端密封盖和装料筒B端封口盖与装料筒为同样材质，螺纹连接。
5.如权利要求1或4所述的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，其特征在于：所述装料筒B端封口盖预置有线路孔，便于点火头导线的通过。
6.如权利要求1所述的一种热膨胀裂石剂的精确可控装药方法，其特征在于：所述步骤一岩石钻孔深度应小于1.5m。
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