CN108801068A - 一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于岩石膨胀致裂工艺方法技术领域，公开了一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，包括以下步骤：凿钻致裂底孔，安置致裂管，填充，充装，启发所述致裂管内的液态气体受热气化膨胀，实现岩石致裂。与相关技术相比，本发明将空致裂管置入致裂孔，再充装液体二氧化碳，使致裂管管壁紧压致裂孔内壁，且致裂管由质量轻的塑料制成，因此能有效避免″飞管″。致裂管由一次性塑料制成，无需考虑回收问题，可实现多排同时启发膨胀致裂，使用方便，成本低，作业效率高；此外，本发明中的致裂管在无外包紧力的作用下无法充气，将其使用的危险性降至最低，也避免了充装好的致裂管在外流通，解决了致裂管被不法分子用作武器而带来安全隐患的问题。
Description
技术领域
本发明属于岩石膨胀致裂工艺方法技术领域，具体涉及一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法。
背景技术
二氧化碳致裂设备是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，然后快速释放高压气体来达到破断岩石或落煤的目的。由于其具有膨胀能力可控，威力大，不产生冲击波等诸多优点被广泛应用于城改、城建以及矿产开采等领域。
相关技术中，利用致裂管致裂岩石的工艺方法为，致裂管在置入致裂孔前已完成液态二氧化碳的充装工序，致裂作业时将已经充装好的致裂管置于致裂孔内进行启发，完成岩石致裂作业。相关技术的不足在于：
1)为了保证致裂管能够承受足够的压力，致裂管管体需要采用金属或其他高强度的材料制成，这类材质制成的致裂管质量重，搬运困难，且作业时，万一发生″飞管″(致裂管飞出致裂孔)，砸到现场作业人员，会造成人员的重大伤害。
2)充装好的致裂管在致裂孔内，其主要依靠侧壁填充物和位于致裂孔上部的盖板压力防止飞管；因此，在具体实施时，需要特别注意保证填充物与致裂管管壁间的压力，稍有不慎，容易出现″飞管″现象。
3)由于致裂管在置入致裂孔前已完成液态二氧化碳的充装工序，其启发操作非常简单，而其致裂的威力巨大；因此，充装好的致裂管容易被不法分子当成一种防御甚至恶意攻击的武器，存在极大的社会安全隐患。
4)充装好的致裂管在致裂作业时，致裂管与致裂孔之间具有安装间隙，因此，致裂管膨胀致裂作业时，需先对安装间隙进行膨胀填充，才能真正对致裂孔的孔壁进行作用，如此，存在能量损耗，影响致裂效果。
因此，实有必要提供一种新的利用致裂管致裂岩石的工艺方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，旨在解决背景技术中提及的技术问题。
本发明提供的技术方案具体如下：一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，包括以下步骤：
S1：凿钻致裂底孔，在待致裂的岩石上凿钻致裂底孔；
S2：安置致裂管，先将发热管安装于未充装气体的致裂管内，再将未充装气体的致裂管置于致裂底孔内；
S3：填充，向所述致裂孔内的所述致裂管的周边和/或上部填充填充物，并捣实压紧；
S4：充装，向所述致裂管内充装液态气体；
S5：预裂，启发所述致裂管内的液态气体受热气化膨胀，然后释放高压气体实现岩石致裂。
优选的，所述致裂管的上部设有用于向所述致裂管内充装液态气体的充气件，所述充气件的上部为充气端，所述充气端向上伸出所述致裂底孔；所述S4中：经所述充气端向所述致裂管内充装液态气体，充装完毕后，将所述充气端夹扁，避免漏气。
优选的，所述致裂管的上部还设有与所述发热管相连的正极引线和负极引线，所述正极引线的远离所述致裂管的一端为正极接线端，所述负极引线的远离所述致裂管的一端为负极接线端；所述正极接线端和所述负极接线端均向上伸出所述致裂底孔；且所述正极接线端、所述负极接线端分别与活化器正极、活化器负极相连，用于控制所述致裂管膨胀裂岩；所述S5中，通过所述活化器启发所述致裂管内的液态气体受热气化膨胀，然后释放高压气体实现岩石致裂。
优选的，所述致裂底孔为多个，多个所述致裂底孔之间间隔且成排设置。
优选的，所述致裂底孔为一排或多排，每个致裂底孔内设有一条或多条致裂管。
优选的，每个所述致裂底孔内设有多条致裂管，多条所述致裂管串联，所述充气件设于多条致裂管中的位于最顶部的一条致裂管的上部，经所述充气件能对同一个致裂底孔内的多条致裂管充气。
优选的，所述正极引线的数量与所述致裂管的数量相同，每根所述正极引线分别设于每根所述致裂管的上部且与所述致裂管内的所述发热管相连；所述负极引线的数量与所述致裂管的数量相同，每根所述负极引线分别设于每根所述致裂管的上部且与所述致裂管内的所述发热管相连。
优选的，所述正极接线端由多个所述正极引线的远离所述致裂管的一端汇集而成，所述负极接线端由多个所述负极引线的远离所述致裂管的一端汇集而成。
优选的，向所述致裂管内充装的液态气体为液态二氧化碳。
优选的，所述致裂管由塑料制成，且所述致裂管为一次性使用，所述致裂底孔为直径50毫米以下的浅孔和直径50毫米以上的中、深孔。
与相关技术相比，本发明一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，开创性的采用了现场充装的形式，即将空的致裂管置入致裂孔填充填充物后再充装液体二氧化碳，如此具有如下优点：
1)本申请在用将致裂管置入致裂孔内后进行充装，致裂孔的孔壁能承担致裂管充装时膨胀力，因此，对致裂管的耐压要求降低，能够使用强度、密度更低的材料制造致裂管，降低了致裂管的成本和整体质量，搬运轻便，且致裂管由塑料制成，重量轻且为一次性使用，无需考虑二次使用的回收问题，因此使用方便。而且，因无需考虑回收问题，可实现多排同时启发膨胀致裂，使用方便，成本低。而传统的钢制致裂管囿于成本和便于回收的问题，只能单排使用。因此，本申请的方案对致裂管的应用具有开创性的突破。
2)本发明将空致裂管置入致裂孔，再充装液体二氧化碳，使致裂管管壁紧压致裂孔内壁，且致裂管由质量轻的塑料制成，因此能有效避免″飞管″。
3)由于本发明中的致裂管为现场充装后现场立即使用完毕。因此，在市场流动的致裂管为空的致裂管，其并未充装液态气体，且本发明中的致裂管在无外包紧力的作用下无法充气，将致裂管使用中的危险性和破坏性降至最低。因此也避免了充装好的致裂管在外流通，解决了致裂管被不法分子用作武器而带来社会安全隐患的问题。
4)本发明中的致裂管充装好后，紧贴致裂孔的孔壁，因此致裂能量损耗极低。
5)本发明实施时，可根据使用需求在一个致裂底孔内设一条致裂管，或将多条致裂管串联使用；致裂底孔为一排或多排。使用灵活，能适应各种情况的岩体致裂需求。
附图说明
图1为本发明一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法中的致裂设备的整体结构示意图。
图中：
岩石1，致裂底孔2，致裂管3，填充物4，充气件5，正极引线6，负极引线7，活化器正极8，活化器负极9；
充气端51，正极接线端61，负极接线端71。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见附图1，一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，包括以下步骤：
S1：凿钻致裂底孔2，在待致裂的岩石1上凿钻致裂底孔2；
S2：安置致裂管3，先将发热管安装于未充装气体的致裂管3内，再将未充装气体的致裂管3置于致裂底孔2内；
S3：填充，向致裂孔内的致裂管3的周边和/或上部填充填充物4，并捣实压紧；
S4：充装，向致裂管3内充装液态气体；
S5：预裂，启发致裂管3内的液态气体受热气化膨胀，然后释放高压气体实现岩石1致裂。
本实施例中，致裂管3的上部设有用于向致裂管3内充装液态气体的充气件5，充气件5的上部为充气端51，充气端51向上伸出致裂底孔2；S4中：经充气端51向致裂管3内充装液态气体，充装完毕后，将充气端51夹扁，避免漏气。
本实施例中，致裂管3的上部还设有与发热管相连的正极引线6和负极引线7，正极引线6的远离致裂管3的一端为正极接线端61，负极引线7的远离致裂管3的一端为负极接线端71；正极接线端61和负极接线端71均向上伸出致裂底孔2；且正极接线端61、负极接线端71分别与活化器正极8、活化器负极9相连，用于启发致裂管3膨胀裂岩；S5中，通过活化器启发致裂管3内的液态气体受热气化膨胀，然后释放高压气体实现岩石1致裂。
更优的，致裂底孔2为多个，多个致裂底孔2之间间隔且成排设置。根据使用需求可设置为一排或多排，如此利于高效作业，且保证岩石1沿着同一平面裂开。可根据使用需求在一个致裂底孔2内设一条致裂管3，或将多条致裂管3串联使用。使用灵活，能适应各种情况的岩体致裂需求。本实施例中，每个致裂底孔2内设有多条致裂管3，多条致裂管3串联，充气件5设于多条致裂管3中的位于最顶部的一条致裂管3的上部，经充气件5能对同一个致裂底孔2内的多条致裂管3充气。
本实施例中，正极引线6的数量与致裂管3的数量相同，每根正极引线6分别设于每根致裂管3的上部且与致裂管3内的发热管相连；负极引线7的数量与致裂管3的数量相同，每根负极引线7分别设于每根致裂管3的上部且与致裂管3内的发热管相连。
本实施例中，正极接线端61由多个正极引线6的远离致裂管3的一端汇集而成，负极接线端71由多个负极引线7的远离致裂管3的一端汇集而成。
本实施例中，向致裂管3内充装的液态气体为液态二氧化碳。
致裂管3由塑料制成，且致裂管3为一次性使用。
需要说明的是，本发明要求在直径50毫米以下的浅孔和直径50毫米以上的中、深孔实施孔底气体注入法。
与相关技术相比，本发明一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，开创性的采用了现场充装的形式，即将空的致裂管置入致裂孔填充填充物后再充装液体二氧化碳，如此具有如下优点：
1)本申请在用将致裂管置入致裂孔内后进行充装，致裂孔的孔壁能承担致裂管充装时膨胀力，因此，对致裂管的耐压要求降低，能够使用强度、密度更低的材料制造致裂管，降低了致裂管的成本和整体质量，搬运轻便，且致裂管由塑料制成，重量轻且为一次性使用，无需考虑二次使用的回收问题，因此使用方便。而且，因无需考虑回收问题，可实现多排同时启发膨胀致裂，使用方便，成本低。而传统的钢制致裂管囿于成本和便于回收的问题，只能单排使用。因此，本申请的方案对致裂管的应用具有开创性的突破。
2)本发明将空致裂管置入致裂孔，再充装液体二氧化碳，使致裂管管壁紧压致裂孔内壁，且致裂管由质量轻的塑料制成，因此能有效避免″飞管″。
3)由于本发明中的致裂管为现场充装后现场立即使用完毕。因此，在市场流动的致裂管为空的致裂管，其并未充装液态气体，且本发明中的致裂管在无外包紧力的作用下无法充气，将致裂管使用中的危险性和破坏性降至最低。因此也避免了充装好的致裂管在外流通，解决了致裂管被不法分子用作武器而带来社会安全隐患的问题。
4)本发明中的致裂管充装好后，紧贴致裂孔的孔壁，因此致裂能量损耗极低。
5)本发明实施时，可根据使用需求在一个致裂底孔内设一条致裂管，或将多条致裂管串联使用；致裂底孔为一排或多排。使用灵活，能适应各种情况的岩体致裂需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：凿钻致裂底孔，在待致裂的岩石上凿钻致裂底孔；
S2：安置致裂管，先将发热管安装于未充装气体的致裂管内，再将未充装气体的致裂管置于致裂底孔内；
S3：填充，向所述致裂孔内的所述致裂管的周边和/或上部填充填充物，并捣实压紧；
S4：充装，向所述致裂管内充装液态气体；
S5：预裂，启发所述致裂管内的液态气体受热气化膨胀，然后释放高压气体实现岩石致裂。
2.根据权利要求1所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，
所述致裂管的上部设有用于向所述致裂管内充装液态气体的充气件，所述充气件的上部为充气端，所述充气端向上伸出所述致裂底孔；
所述S4中：经所述充气端向所述致裂管内充装液态气体，充装完毕后，将所述充气端夹扁，避免漏气。
3.根据权利要求1所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，
所述致裂管的上部还设有与所述发热管相连的正极引线和负极引线，所述正极引线的远离所述致裂管的一端为正极接线端，所述负极引线的远离所述致裂管的一端为负极接线端；所述正极接线端和所述负极接线端均向上伸出所述致裂底孔；且所述正极接线端、所述负极接线端分别与活化器正极、活化器负极相连，用于控制所述致裂管膨胀裂岩；
所述S5中，通过所述活化器启发所述致裂管内的液态气体受热气化膨胀，然后释放高压气体实现岩石致裂。
4.根据权利要求2或3所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，所述致裂底孔为多个，多个所述致裂底孔之间间隔且成排设置。
5.根据权利要求4所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，所述致裂底孔为一排或多排，每个致裂底孔内设有一条或多条致裂管。
6.根据权利要求5所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，每个所述致裂底孔内设有多条致裂管，多条所述致裂管串联，所述充气件设于多条致裂管中的位于最顶部的一条致裂管的上部，经所述充气件能对同一个致裂底孔内的多条致裂管充气。
7.根据权利要求6所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，所述正极引线的数量与所述致裂管的数量相同，每根所述正极引线分别设于每根所述致裂管的上部且与所述致裂管内的所述发热管相连；所述负极引线的数量与所述致裂管的数量相同，每根所述负极引线分别设于每根所述致裂管的上部且与所述致裂管内的所述发热管相连。
8.根据权利要求7所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，所述正极接线端由多个所述正极引线的远离所述致裂管的一端汇集而成，所述负极接线端由多个所述负极引线的远离所述致裂管的一端汇集而成。
9.根据权利要求8所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，向所述致裂管内充装的液态气体为液态二氧化碳。
10.根据权利要求9所述的利用致裂管致裂岩石的工艺方法，其特征在于，所述致裂管由塑料制成，且所述致裂管为一次性使用；所述致裂底孔为直径50毫米以下的浅孔和直径50毫米以上的中、深孔。
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