CN106098142B - 一种用于无声爆破的物理降阻剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及岩石爆破，岩石制裂和在高土壤电阻率地区降低接地电阻剂技术领域，尤其涉及用于无声爆破的物理降阻剂。该降阻剂的原材料组份及重量份数为：生石灰40‑70份、吸水树脂5‑10份，导电石墨15‑30份、膨润土10‑40份，碳纤维5‑30份。本发明的降阻剂具有爆破制裂和降低接地电阻功能，压入岩石的裂隙中，使得降阻剂和岩石裂隙良好的结合，达到降低接地电阻的目的。
Description
技术领域
本发明涉及岩石爆破，岩石制裂和在高土壤电阻率地区降低接地电阻的技术领域，尤其涉及一种用于无声爆破的物理降阻剂。
背景技术
国家接地设计规范GB50065-2001规定，在高土壤电阻率地区可以采用爆破接地技术，爆破接地技术的基本原理是采用钻孔机在地面钻一定直径和深度的深孔。在孔中插入接地电极，然后沿孔的整个深度隔一定距离安放一定量的炸药来进行爆破，将岩石爆裂、爆松。接着用压力机将调成浆状的低电阻率材料，压入深孔中和爆破制裂产生的缝隙中，通过低电阻率材料将地下巨大范围内的土壤内部接触，进而加强接地电极与土壤或岩石的接触。从而达到在大范围内改良土壤的特性，实现较大幅度降低接地电阻的目的。
在深井中进行爆破时，由于炸药爆破的原料运输、存储较为危险，所以多采用无声爆破。无声爆破是国内研制的一种新型爆破技术，利用岩石等硬脆性材料的抗拉强度较低的特性，在需要破碎的岩石中按要求，合理的设计孔径、孔距等，然后在孔中加入生石灰，生石灰加水后发生水化反应，产生高温和体积膨胀，从而缓慢地将膨胀压力施加给孔壁，在切向拉应力的作用下使孔壁产生径向的裂纹，并随着膨胀压力的增大，裂纹逐渐加深，裂纹的尖端就会出现高度的应力集中，使裂纹不断扩展延伸，并相互连结而导致岩石的解体破坏，呈现一种典型的脆性断裂过程，爆破制裂后压力灌入降阻剂。
当爆破后，无声爆破剂中的介质已经占据了爆破岩石的裂隙，再向孔径内注入降阻剂，很难使其填充至岩石裂隙中，进而达到降低接地电阻的目的。因此，研究一种新型的集爆破和压力灌降阻剂于一体的静力爆破降阻剂，是高土壤电阻率地区降低接地电阻的当务之急。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于无声爆破的物理降阻剂。无声爆破后，使用爆破力将降阻剂压入岩石的裂隙中，使得降阻剂和岩石裂隙良好的结合，达到降低接地电阻的目的。
为实现本发明的目的，本发明提供一种具有爆破制裂和降低接地电阻功能的物理降阻剂，本发明各种原材料的重量份数为：生石灰40-70份、吸水树脂5-10份，导电石墨15-30份、膨润土10-40份，碳纤维5-30份。
所述的膨润土为钠基膨润土。
所述的碳纤维为沥青基碳纤维。
所述的吸水树脂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺类吸水性树脂。
上述物理降阻剂的制备方法为:将上述的各原料组分按重量份数配比，在常温常压下进行物理搅拌混合，搅拌均匀后，装袋包装，即为成品。
吸水树脂是指通过水合作用能迅速吸收自重几十倍乃至几千倍的液态水而呈凝胶状的新型功能高分子材料。聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺类吸水性树脂是一类吸水率高、吸水速度快的超吸水性树脂。当吸水树脂遇到较大的压力时，还可以保持高的吸水性能。由于吸水树脂的高保水型性使得降阻剂可以长时间保持降阻效果。
导电石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导电石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。导电石墨遇到高温时体积会膨胀，协助生石灰发生膨胀。
膨润土俗名观音土，是以蒙脱石为主要成份的粘土矿物，该土具有良好的粘结性、膨胀性、吸附性、保水性、阳离子交换性，使得降阻剂可以长时间保持降阻效果。
沥青基碳纤维具有高导电性，由于沥青基碳纤维微观呈现纤维条状，使得高导电介质出现连续导电通道，当岩石裂隙中只有该降阻剂时，可以疏导短路电流。
与现有技术相比本发明的有益效果。
本发明的物理降阻剂具有爆破制裂和降低接地电阻的功能，当传统无声爆破技术使岩石产生裂隙后，灌入本发明的降阻剂的水溶液，可以达到降低接地电阻的技术效果。该降阻剂的主要成分中的生石灰为无声爆破剂的主要成分，当无声爆破后，残留的生石灰填充于岩石裂隙中，用压力机灌入本发明的降阻剂的水溶液，使本发明含有生石灰的降阻剂更好的、有效的填充到岩石的裂隙中，达到降低土壤电阻率的技术效果；降阻剂中导电石墨为膨胀石墨，导电性比较好，并且遇高温可瞬间体积膨胀150-300倍，进而增加岩石裂隙膨胀，使降阻剂中的介质有效的吸附于岩石上；吸水树脂凝胶使得该降阻剂维持优良的保水性能，钠基膨润土主要起到保湿作用，使得该降阻剂长期维持吸潮保湿的状态；碳纤维为长条状，导电面积较大，其导电性能强于石墨，与石墨合并使用，增强该降阻剂的导电效果。本发明的降阻剂可在常温常压下生产，生产工艺简单，原材料价廉易得，具有降阻性能优越、长时效、成本低、防腐蚀、无毒、无污染、综合技术经济效益好等优点。
具体实施方式
以下用具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1。
本发明提供的一种静力爆破降阻剂，各种原材料的重量份数为：生石灰40份、聚丙烯酸钠类吸水树脂8份，导电石墨15份、钠基膨润土10份，沥青基碳纤维30份。
上述物理降阻剂的制备方法为:将上述的各组分按重量份数配比，在常温常压下进行物理搅拌混合，搅拌均匀后，装袋包装，即为成品。
实施例2。
本本发明提供的一种静力爆破降阻剂，各种原材的重量份数为：生石灰50份、聚丙烯酸钠类吸水树脂10份，导电石墨20份、钠基膨润土28份，沥青基碳纤维20份。
上述物理降阻剂的制备方法为:将上述的各组分按重量份数配比，在常温常压下进行物理搅拌混合，搅拌均匀后，装袋包装，即为成品。
实施例3。
本发明提供的一种静力爆破降阻剂，各种原材料组分及重量份数为：生石灰70份、聚丙烯酰胺类吸水树脂5份，导电石墨30份、钠基膨润土40份，沥青基碳纤维5份。
上述物理降阻剂的制备方法为:将上述的各组分按重量份数配比，在常温常压下进行物理搅拌混合，搅拌均匀后，装袋包装，即为成品。
一、试验检测报告。
试验场地：鲁西换流站正门。
试验目的：测量无声爆破剂与无声爆破降阻剂降低接地电阻数据对比。
测量仪器：采用MEGGER DET2/2型接地电阻测试仪。
测量放线：电流极80m、电压极40m。
测量时间：5月24～5月26日；天气：晴。
钻孔设备：采用开山KG960型钻机，钻孔9口接地深井，编号设为1-9号，钻孔直径150mm，深度10m。9口深井一字排开，间距10m。具体测量数据如表1所示。
表1 试验测量数据表。
| 编号 | 材料 | 阻值 | 孔深（m） | 孔径（mm） |
| 1 | 无声爆破剂 | 120欧 | 10 | 150 |
| 2 | 无声爆破剂 | 132欧 | 10 | 150 |
| 3 | 无声爆破剂 | 137欧 | 10 | 150 |
| 4 | 降阻剂 | 73欧 | 10 | 150 |
| 5 | 降阻剂 | 60欧 | 10 | 150 |
| 6 | 降阻剂 | 65欧 | 10 | 150 |
| 7 | 实施例1 | 26欧 | 10 | 150 |
| 8 | 实施例2 | 21欧 | 10 | 150 |
| 9 | 实施例3 | 29欧 | 10 | 150 |
试验结论：爆破制裂采用郑州富佳化工科技有限公司生产的无声破碎剂后，不添加任何降阻剂的接地电阻阻值130欧左右；将广州雷斯盾电气科技发展有限公司生产的降阻剂型号《SML-III》直接灌注孔径中，接地电阻阻值65欧左右，可提高降阻效果50%左右；将本发明的物理降阻剂直接灌注孔径中，接地电阻阻值25欧左右，可提高降阻效果80%左右。由此可见，本发明的降阻效果显著，可以达到爆破制裂和降低接地电阻的目的。
Claims (8)
1.一种用于无声爆破的物理降阻剂，其特征在于，各原材料组份的重量份数为：生石灰40-70份、吸水树脂5-10份，导电石墨15-30份、膨润土10-40份，碳纤维5-30份。
2.如权利要求1所述的物理降阻剂，其特征在于，所述的吸水树脂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺类吸水树脂。
3.如权利要求1所述的物理降阻剂，其特征在于，所述的膨润土为钠基膨润土；所述的碳纤维为沥青基碳纤维。
4.如权利要求1所述的物理降阻剂，其特征在于，所述的原材料组份及重量份数为：生石灰40份、聚丙烯酸钠类吸水树脂8份、导电石墨15份、钠基膨润土10份、沥青基碳纤维30份。
5.如权利要求1所述的物理降阻剂，其特征在于，所述的原材料组分及重量份数为：生石灰50份、聚丙烯酸钠类吸水树脂10份、导电石墨20份、钠基膨润土28份、沥青基碳纤维20份。
6.如权利要求1所述的物理降阻剂，其特征在于，所述的原材料组分及重量份数为：生石灰70份、聚丙烯酰胺类吸水树脂5份、导电石墨30份、钠基膨润土40份、沥青基碳纤维5份。
7.如权利要求1至6任一所述的物理降阻剂的制备方法，其特征在于，各原料按重量份数配比，在常温常压下进行物理搅拌混合，搅拌均匀后，装袋包装，即为成品。
8.如权利要求1至6任一所述的物理降阻剂具有无声爆破和降低接地电阻功能。
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