CN109813184A - 一种破岩气体发生器及气体发生剂破岩方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供破岩气体发生器及气体破岩方法，包括相互独立可拆的产气管、引发器和启动器，启动器包括启动管、启动头和导电引线，启动管内填装有第一气体发生剂，外部的电起爆器产生的直流启动电流经导电引线启动，引燃第一气体发生剂。引发器内填装有第二气体发生剂，其由第一气体发生剂产生的能量引燃；产气管包括外筒和支撑其内的内筒。引发器置于内筒内，启动器至少部分伸入内筒。产气管内填装有第三气体发生剂，由第二气体发生剂产生的能量引燃。产气管、引发器和启动器的壳体材料均为轻质的纸质管体或塑料管体，仅用于盛装用，其内的气体发生剂均处于非压力约束状态，安全性高。施工作业简单易行，无最低压限制，自适应施工对象强度，效率高。

Description

一种破岩气体发生器及气体发生剂破岩方法

技术领域

本发明涉及爆破领域，具体而言，涉及一种破岩气体发生器及气体发生剂破岩方法。

背景技术

现行的破岩方法和技术，一般采用传统炸药施工，但炸药爆破对爆破技术要求高，极不安全，政府对炸药管理十分严格，许多作业环境(例如居民区、高压线、高铁旁等)不能使用或者禁止使用炸药，且爆破过程中易于产生飞石、震动、噪音、产生有毒有害气体等。近年来，二氧化碳爆破技术开始兴起，该方案为：在高强度合金制成的钢管内充入液态二氧化碳，通过导电线加热引燃钢管内置的活化剂，使得钢管内的二氧化碳受热膨胀，当钢管内的压力足够时，液态二氧化碳瞬间气化和释放，对岩石产生高压，致使岩石胀裂。

但是，罐装于钢管内的液态二氧化碳随时因震动、高温、钢管因焊接或材质异常部位破裂而在罐装、运输、安装、存储等环节发生爆炸。现实实践中实际经常发生，目前基本上被全国公安系统禁用。此外，二氧化碳爆破技术施工复杂，且成本较高。

发明内容

本发明提供了一种破岩气体发生器，克服了现行破岩产品固有的安全问题以及施工要求复杂等问题和危害。

本发明还提供了一种气体发生剂破岩方法，克服了现行破岩技术固有的安全问题以及施工要求复杂等问题和危害。

本发明是这样实现的：

一种破岩气体发生器，其特征在于，包括相互独立可拆的产气管、引发器和启动器；

所述启动器包括启动管、启动头以及与启动头连接的导电引线，所述启动管内填装有第一气体发生剂，所述启动头伸入至所述启动管内，用于引燃所述第一气体发生剂，所述启动头经由所述导电引线被外部的电起爆器产生的直流启动电流启动；

所述引发器内填装有第二气体发生剂，所述第二气体发生剂经由所述第三气体发生剂产生的能量引燃；

所述产气管包括外筒和支撑在所述外筒内的内筒，所述内筒的外壁和所述外筒的内壁之间形成封闭的产气室，所述产气室内填装有第三气体发生剂，所述第三气体发生剂经由所述第二气体发生剂产生的能量引燃；

所述内筒靠外的端部具有开口，所述引发器容置于所述内筒的容腔内，所述启动器部分伸入至所述内筒的容腔内，且所述导电引线延伸至所述产气管外部；

所述产气管、所述引发器和所述启动管器的壳体材料均为轻质的纸质管体或塑料管体，管体内的气体发生剂均处于非压力约束状态。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述启动器和所述引发器之间还设有传/隔火安全组件，所述传/隔火安全组件具有一用于连通所述启动器和所述引发器的传火通道，所述传火通道的孔径小于所述启动管的内径。

进一步地，在本发明较佳的实施例中,所述传/隔火安全组件还包括压力敏感阀，所述压力敏感阀内设有所述传火通道以及受弹性作用力密封所述传火通道的弹性密封件，所述弹性密封件能够受压打开所述传火通道。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述产气管靠近所述启动器的端部设有一端盖，所述端盖开设有与所述内筒开口适配的开孔。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述端盖具有一容腔，所述端盖的开孔形成于所述端盖的底壁，所述端盖上可拆卸连接有用于盖合所述端盖容腔的外盖。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述端盖和所述内筒之间通过一中空的套管封闭所述产气室，所述启动器可拆卸地连接于所述套管内。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述内筒固定于所述支撑件上，且大致位于所述外筒的中轴线上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述引发器包括中空的引发筒和分别盖合在所述引发筒两端的两个引发盖。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，靠近所述启动器一侧的引发盖开设有引发孔，所述引发孔由柔性薄膜封闭。

本发明还提供了一种气体发生剂破岩方法，包括以下步骤：

预先在待施工对象上形成钻孔；

在所述钻孔内填装如上述的破岩气体发生器，并封堵住所述钻孔，形成相对密闭的工作环境；

启动所述启动器，进行爆破。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

产气管、引发器和启动器三个部件独立可拆，气体发生剂处于非约束状态，在产品生产、运输、存储环节可以实现分离，使用时，再将三个部件组装在一起，极大提高了安全性。三个部件均为轻薄的纸质或塑料材质，仅仅用于盛装产气剂以及产品生产、储存和运输，管内的气体发生剂均为非压力约束状态，因此，本发明的产品安全性极高。

该破岩气体发生器利用的是气体发生剂被引燃后产生高压气体的作用实现爆破，并且以纸质管体或塑料管体盛装气体发生剂，只有产品处于相对密闭的环境中才能被点燃，在相对密闭的环境下才会产生高压气体，进而致使岩石被胀裂。而在一般非封闭的环境下，气体发生剂即使被意外点燃，也不会产生高压气体而发生安全事故。

同时，在使用过程中，施工作业简单易行，且没有最低压力限制，可以根据岩石、建筑/构筑物、土石方、冰、雪峰、矿石等施工作业对象的强度自行适应产生不同的气体压力。强度越高，产生的气体压力越高；强度越小，产生的气体压力越小。将破坏力量(致裂力)限制在作业对象本身范围内，一旦施工对象胀裂出缝隙，气体压力骤然降低，不会产生多余的冲击力，对施工对象周围不会产生冲击等破坏性力量，安全且施工效率最高化。

破岩气体发生器采用多级点火设计，外部的电启爆器产生的直流启动电流经导电引线启动启动头，引燃启动管内的第一气体发生剂，产生的能量引燃引发器内的第二气体发生剂。经过此两级点火，能量放大，传递至产气管，最终引燃产气管内的大量的第三气体发生剂。启动器、引发器、产气管的被点燃所需的能量逐级上升，输出的能量逐级放大，充分保证了气体发生剂的安全性和点火、传火的可靠性。此外，相比于使用交流电引燃需要提供外部电力电网接口或自备交流电发电装置，本发明的破岩气体发生器只需要采用便携式电启爆器产生直流电流就可以启动启动器，引燃破岩气体发生器，携带方便，能够适应野外、水下和受限空间等多种施工作业环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1的破岩气体发生器的剖切示意图；

图2是本发明实施例1的破岩气体发生器的工作原理图；

图3是图1所示的产气管的结构示意图；

图4是图1所示的破岩气体发生器的拆解结构示意图；

图5是图1所示的启动器的结构示意图；

图6是图1所示的套管的结构示意图；

图7是图1所示的传/隔火安全组件结构示意图；

图8是本发明实施例2的传/隔火安全组件剖切示意图；

图9是本发明实施例2的传/隔火安全组件压力敏感阀的结构示意图；

图10是试验例1的试验示意图；

图11是试验例1的震动测试图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1

请参阅图1，本发明实施例提供了一种破岩气体发生器，包括相互独立可拆的产气管100、引发器200和启动器300。产气管100、引发器200和启动器300组装后构成破岩气体发生器整体。如图2所示，外部的电启爆器产生的直流启动电流经导电引线起动启动头，引燃启动器内的第一气体发生剂，产生的能量引燃引发器内的第二气体发生剂。经过此两级点火，能量放大，传递至产气管，最终引燃产气管内的大量第三气体发生剂。

如图3所示，产气管100包括外筒110和支撑在外筒110内的内筒120，内筒120的外壁和外筒110的内壁之间形成封闭的产气室101，产气室101内填装有第三气体发生剂。

外筒110的两端分别设有端盖111、112，用于封闭产气室101。端盖插接在外筒110的端部，安装和拆卸方便。优选地，每个端盖均包括底壁和侧壁，侧壁设有向外延伸的周缘。装配时，端盖111、112插入到外筒110的开口，端盖的周缘抵接于外筒110的端面，形成限位。

可以理解的是，端盖也可以是和外筒110固定连接的，或是以卡扣或其他可拆卸连接方式连接在一起的。

进一步地，在较佳的实施例中，外筒110优选为圆柱形筒体，方便钻孔，保证使用环境的封闭性。可以理解的是，在其他实施例中，外筒110的形状也可以是方形或其他不规则形状的。

进一步地，在较佳的实施例中，端盖111、112的侧壁开设有环形凹槽，环形凹槽内设有环形密封圈113，进一步保证端盖和外筒110的密封性。优选地，环形凹槽设置在靠近底壁的一侧。

进一步地，在端盖的侧壁上开设有多个穿绳孔114，且该穿绳孔114穿过外筒110至与外部贯通。穿绳孔114能够便于使用绳子等组件将多个破岩气体发生器连接固定在一起。

如图4所示，进一步地，在较佳的实施例中，内筒120通过支撑件固定在外筒110内。支撑件包括与外筒110内壁相适配的环形支撑体121、设置在支撑体121中部的支撑座122以及连接支撑座122和支撑体的连杆123。支撑体121例如可以通过粘结或其他紧固件连接的方式固定在外筒110的内壁上。内筒120固定于支撑座122上。优选地，支撑座122大致位于支撑体121的中心位置上，以保证内筒120大致位于外筒110的中轴线上。将内筒120沿中轴线设置在外筒110内，能够保证引发器200被引发后，能够迅速引燃产气室101内的第三气体发生剂。

内筒120为一中空的管体，内筒120靠外的端部具有开口，位于内筒120一侧的端盖112开设有与内筒120开口相适配的开孔，以便引发器200和启动器300能够装入内筒120中。

产气管100的外筒110和内筒120的壳体材料均为轻质的纸质管体或塑料管体，例如轻薄的PVC塑料管或纸管，保证产气后管体能够在较小的力的作用下就遭到破坏，避免气体被管体约束，保证安全性。

引发器200容置于内筒120的容腔内，引发器200内填装有第二气体发生剂。优选地，引发器200包括中空的引发筒210和分别盖合在引发筒210两端的两个引发盖220。引发盖220用于对引发筒210的两端密封，避免第二气体发生剂泄出。

引发器200的壳体材料为轻质的纸质管体或塑料管体，优选为轻薄的PVC管。

进一步地，引发器200远离支撑件120一端的引发盖220开设有引发孔221，引发孔221由柔性薄膜封闭。柔性薄膜可以选自铝箔、锡箔等，也可以选用塑料薄膜等。设置引发孔221能够使得启动器300产生的能量迅速引燃引发器200。

如图1和图5所示，启动器300设置在引发器200的外部，且至少部分伸入到内筒120的容腔内。启动器300包括启动管310、启动头320以及与启动头320连接的导电引线322，启动管320内填装有第一气体发生剂，启动头320伸入至启动管310内，用于引燃第一气体发生剂。

启动管310具有一内容腔301，其内壁环设有一凸缘311，启动头320卡接在凸缘311上，并对所述内容腔301形成封闭。第一气体发生剂填充在内容腔301中，启动头320一端连接有伸入至内容腔301中的电点火头321，另一端连接导电引线322，且导电引线322延伸至产气筒100外。

启动管320的壳体材料为轻质的纸质管体或塑料管体，优选为轻薄PVC管。

进一步地，启动管310靠近引发器200的一端设有开孔，该开孔由柔性薄膜封闭。同样地，柔性薄膜可以选自铝箔、锡箔等，也可以选用塑料薄膜等。设置开孔能够使得启动器300产生的能量迅速传递至引发器200。

如图6所示，进一步地，端盖112和内筒120之间通过一中空的套管140封闭产气室101，启动器100可拆卸地连接于套管140内。具体地，内筒120插接在套管140中空的内腔中，且套管140的外壁开设有环形台阶部141，端盖112靠近其开孔的部分抵接在所述环形台阶部141，限制套管140移动。

进一步地，套管140中空内腔靠近端盖112的部分设有卡槽142，卡槽142大致形成L形结构，包括竖向的进入部142a以及朝旋转方向延伸的卡位部142b。启动管310的外壁设有与卡槽142相适配的凸块。卡位部142b与套管140的径向方向成2-8度角。装配时，将启动管310插入到套管140中，启动管310的凸块进入卡槽142的进入部142a，然后旋转启动管310，带动凸块旋进卡位部142b，从而实现启动管31和套管140的固定。结构简单、紧凑，简单旋转就可以实现二者的稳定固定，安装和拆卸方便。且不容易造成损坏，使用寿命长。

进一步地，套管140和启动器100的接触端面上设有密封件150。密封件150包括环形垫片151以及设置在环形垫片151上下表面的半球形凸缘。套管140的外周面设有与环形垫片151适配的环形开槽143。密封件150优选为橡胶或其他弹性材料，在环形垫片的上下两个表面都设置半球形凸缘能够进一步增加启动管310和套管140的密封性能。

进一步地，在较佳的实施例中，启动器300被点燃后产生的冲击力大于端盖112的束缚力，以使在非封闭状态下，启动器300被点燃后，启动器300将顶出端盖112，但是不会点燃引发器200及产气管100。

如图7所示，进一步地，启动器300和引发器200之间还设有对启动器300和引发器200进行分隔的传/隔火安全组件400，传/隔火安全组件400具有一用于连通启动器300和引发器200的传火通道401，传火通道401的孔径小于启动管200的内径。

具体地，传/隔火安全组件400包括中间开设有一个或多个传火通道401的阻隔体410、以及分别插接在阻隔体410两端的两个中空管420。传火通道401的内径小于启动管200的内径。优选地，传火通道401的孔径为启动管200内径的0.3-0.6倍。传/隔火安全组件400在引发器200和启动器100之间形成一段阻隔距离，通过调节中空管420的长度和以及传火通道401的孔径大小和多少，能够主动调节启动器100传递给引发器的点火能量的大小，使得端盖112的脱出力明显小于启动器100向内端的安全组件传递的点火能力，当破岩气体发生器未置于被相对密闭约束状态(孔洞内)时，假如启动器100被意外点燃，因端盖112的安全脱出力较小，启动器100被点燃后，点火压力将选择相对薄弱的、脱出力较小的端盖112突破，无法将产生的压力传递给引发器200。只有当破岩气体发生器置于被相对密闭约束环境(孔洞内)时，端盖112被约束，启动器100被电激发点燃后，将选择性突破安全组件400引燃引发器200，产品才能正常发挥作用，可大大提高产品在生产、运输、储存、使用/安装时的安全性。

进一步地，端盖112的侧壁形成一容腔，端盖112上可拆卸连接有用于盖合端盖容腔的外盖130。具体地，端盖112和外盖的可拆卸连接方式为：所述容腔的内壁上设有多个卡槽，外盖130上设有多个与卡槽适配的卡块131。更进一步地，外盖130的边缘部分向内凹陷形成孔洞，便于外盖的抓取。

进一步地，外筒110的管体长度为管体内径的6-15倍，管体内径为管体厚度的15-30倍。合适的长径比和管体厚度，保证第一气体发生剂的充填量能够产生足够的能量，且保证在产气管100被意外引燃时，外筒110能够迅速被破坏，将气体释放，避免在外筒110内形成较大的气体压力，引发危险。例如，在一个实施例中，外筒的内径为30-75mm，长度为300-900mm，厚度为1-2mm。该尺寸条件下，保证外筒110可以填装300-2000g第一气体发生剂。

进一步地，内筒120的管体长度为外筒110的0.4-0.6倍，内筒120的管体内径为外筒110的0.15-0.25倍，第二气体发生剂的填充量和第三气体发生剂的填充量比为6-50:300-2000。进一步地，启动管310内的第一气体发生剂与引发器200内的第二气体发生剂的用量比为0.2-0.8:6-50。合理配置启动器300、引发器200和产气管100内的气体引发剂的用量比，一方面保证三者之间能量传递的可靠性，最终确保第一气体发生剂能够被点燃。另一方面，保证在三者分离的状态下，启动器和引发器被意外点燃后产生的危害小，而产气管则需要较多的能量才能被意外点燃，安全性高。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，可以根据不同的使用需求设计外筒110、内筒120和启动管310不同的尺寸规格，用于填充不同用量的气体发生剂。

需要说明的是，在本实施例中，第一气体发生剂、第二气体发生剂和第三气体发生剂的成分可以相同，也可以不同。例如可以选用汽车安全气囊用的气体发生剂，以硝酸胍作为可燃物质，碱式硝酸铜为氧化剂的气体发生剂。气体发生剂的具体成分和制备方法为现有技术，在此不再加以赘述。气体发生剂被引燃后，发生剧烈的氧化还原反应，从而产生大量的气体。要气体发生剂处于相对密闭的环境(孔洞)中，引燃后会产生较大的压力，使岩石破裂。

进一步地，在较佳的实施例中，第二气体发生剂比第三气体发生剂更容易引燃。根据不同气体发生剂的组分配比，选用更易被引燃的成分作为第二气体发生剂，选用更不易被引燃的组分作为第三气体发生剂，以保证产气管的安全性和传火的稳定性。

本发明还提供了一种气体发生剂破岩方法，包括以下步骤：

S1，预先在待施工对象上形成钻孔。施工对象例如可以是建筑/构筑物、土石方、冰、雪峰、矿石、岩石等。

S2，在钻孔内填装如上述的破岩气体发生器，并封堵住钻孔，形成相对密闭的工作环境。破岩气体发生器端盖111的一端进入钻孔内，启动器100所在的一端朝外。封堵钻孔时可以采用就地取用的泥土或石粉基本填实，使破岩气体发生器处于相对密闭的环境，并保证启动器的引线引出至钻孔外。

S3，启动启动器，进行爆破。利用外部的电起爆器产生的直流启动电流经导电引线322启动启动头320，即可引燃启动器300内的第一气体发生剂，产生的能量引燃引发器200内的第二气体发生剂。经过此两级点火，能量放大，传递至产气管100，最终引燃产气管内的大量第三气体发生剂。

本实施例的破岩气体发生器的工作原理为：相对独立的引发器200和启动器300装入到产气管100的内筒120中，组装成破岩气体发生器。将破岩气体发生器置于孔洞中，并封住孔洞，使破岩气体发生器处于相对密闭的环境，用电起动器通过引线向启动器300通入触发直流电流，使点火头引燃启动器300内的第一气体发生剂，继而引燃引发器200内的第二气体发生剂，最后引燃产气管内的第三气体发生剂，使第三气体发生剂在密闭的环境下发生氧化还原反应，在孔洞内产生大量的气体，形成高压。当气体的膨胀压力超过岩石的抗拉强度时，岩石被胀裂/隆起并出现裂缝，同时气态产物串入裂缝，通过气量/气压的尖劈效应，使裂缝进一步发展和扩大，致使岩石孔的裂缝贯通,从裂缝往外穿出，达到自由面，使介质被分割和破裂。当高压气体放空(进入自由面)后,压力和温度骤然下降。由于产生的是高压气体，当岩体破裂气体迅速逸散，由破岩气体发生剂产生的碎块飞散、噪音及震动等冲击波效应远远小于工业炸药和二氧化碳爆裂器，且所产生的气体均为清洁气体。

实施例2

本发明实施例提供一种破岩气体发生器，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。

通过上述设计得到的破岩气体发生器已基本能满足破岩产品的使用需求，但本着进一步完善其功能的宗旨，设计者对该装置进行了进一步的改良。

请参阅图8和图9，该破岩气体发生器包括相互独立可拆的产气管100、引发器200、启动器300以及配置在启动器300和引发器200之间的传/隔火安全组件500。

传/隔火安全组件500包括压力敏感阀510以及分别插接在压力敏感阀510两端的两个中空管520。压力敏感阀510设有一个或多个传火通道以及受弹性作用力密封传火通道的弹性密封件520。传火通道的内径小于启动管200的内径。当传火通道内的气体压力大于弹性密封件520弹性作用力时，弹性密封件受压打开传火通道，将启动器的点火能量传递至引发器。

在本发明较佳的实施例中，弹性密封件520密封传火通道的弹性作用力大于端盖112与外筒110之间的束缚力。端盖112的束缚力较小，当启动器被意外点燃时，启动器产生的能量先从端盖112的一端冲出，弹性密封件520对点火能量形成阻隔，避免引发器被点燃。

具体地，压力敏感阀510包括具有第一通道501的第一阀体部511、具有多个第二通道502的第二阀体部512以及弹性密封件513，弹性密封件513用于连通或断开第一通道501和第二通道502。第一阀体511设置在靠近启动器300的一端，第二阀体512设置在靠近引发器200的一端。传火通道由第一通道501和第二通道502组成，启动器300的点火能量依次第一通道501和第二通道502传递至引发器200。弹性密封件513包括固定在第二阀体部512上的弹簧514和设置在弹簧514端部的密封体515。密封体515优选为钢球。钢球受弹簧514的弹性作用力封堵住第一通道501，实现传火通道的阻断。

较佳地，第一通道501包括锥状入口部、锥状出口部和连通入口部和出口部的中间部，入口部的前端(靠近启动器的一端)开口大，后端开口小，出口部的后端(靠近引发器的一端)开口大，前端开口小，且入口部的后端开口的孔径大致等于出口部的前端开口的孔径。入口部的前端开口的孔径小于出口部的后端开口的孔径。

第二阀体512设有一容纳槽516，弹簧514容置于该容纳槽516，并受弹性力作用使密封体515密封于第一通道501锥状出口部的前端处。第二阀体512的设有多个第二通道502。多个第二通道502均与第一通道501的出口部连通。优选地，容纳槽516设置在第二阀体512的中部，多个通道502环绕容纳槽516布置。

试验例1

试样品：破岩气体发生剂(结构如实施例1所示)，外筒110长度为730mm，管体外部直径为75mm，第一气体发生剂填充量为0.6g，第二气体发生剂填充量为35g，第三气体发生剂填充量为1500g。

在岩体内钻孔填埋上述试验品，钻孔深度为2500mm，试验前后的示意图如图10所示。

试验结果：

1.未发现飞石产生。

2.如图11所示为震动仪器安放在钻孔8米处时获得的振动图，其中，振动持续时间为3.923s，该振动持续时间从引燃启动器至岩石垮落完成的时间。当频最大值为0.515cm/s；当频最小值为-0.818cm/s；平均值为-0.0119cm/s。由此可见，本发明的破岩气体发生器在岩石破裂过程中几乎无震动，岩石胀裂产生的震动强度小于岩石垮落的震动强度。

3.使用时产生沉闷的声响，分贝值和音频值均较低，岩石胀裂产生的声音低于岩石垮落的声音，远未达到噪声级别。

4.使用时，无冲击波效应。

试验例2

将试验例1的试样品放置于空旷的场地上点燃，试验品上方布置有高压电线、试验品5-10m处有树木以及安装有玻璃窗的建筑物。

试验发现，引燃试验品后，观察到有少量烟气产生，均未对电线、树木以及玻璃窗造成影响，此外，观察引燃后的地面，发现地面表面平整，引燃试验品未对地面造成破坏。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种破岩气体发生器，其特征在于，包括相互独立可拆的产气管、引发器和启动器；

所述启动器包括启动管、启动头以及与启动头连接的导电引线，所述启动管内填装有第一气体发生剂，所述启动头伸入至所述启动管内，用于引燃所述第一气体发生剂，所述启动头经由所述导电引线被外部的电起爆器产生的直流启动电流启动；

所述引发器内填装有第二气体发生剂，所述第二气体发生剂经由所述第一气体发生剂产生的能量引燃；

所述产气管包括外筒和支撑在所述外筒内的内筒，所述内筒的外壁和所述外筒的内壁之间形成封闭的产气室，所述产气室内填装有第三气体发生剂，所述第三气体发生剂经由所述第二气体发生剂产生的能量引燃；

所述内筒靠外的端部具有开口，所述引发器容置于所述内筒的容腔内，所述启动器部分伸入至所述内筒的容腔内，且所述导电引线延伸至所述产气管外部；

所述产气管、所述引发器和所述启动器的壳体材料均为轻质的纸质管体或塑料管体，管体内的气体发生剂均处于非压力约束状态。

2.根据权利要求1所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述启动器和所述引发器之间还设有传/隔火安全组件，所述传/隔火安全组件具有一用于连通所述启动器和所述引发器的传火通道，所述传火通道的孔径小于所述启动管的内径。

3.根据权利要求2所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述传/隔火安全组件还包括压力敏感阀，所述压力敏感阀内设有所述传火通道以及受弹性作用力密封所述传火通道的弹性密封件，所述弹性密封件能够受压打开所述传火通道。

4.根据权利要求1所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述产气管靠近所述启动器的端部设有一端盖，所述端盖开设有与所述内筒开口适配的开孔。

5.根据权利要求4所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述端盖具有一容腔，所述端盖的开孔形成于所述端盖的底壁，所述端盖上可拆卸连接有用于盖合所述端盖容腔的外盖。

6.根据权利要求4所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述端盖和所述内筒之间通过一中空的套管封闭所述产气室，所述启动器可拆卸地连接于所述套管内。

7.根据权利要求1所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述外筒内固设有支撑件，所述内筒固定于所述支撑件上，且大致位于所述外筒的中轴线上。

8.根据权利要求1所述的破岩气体发生器,其特征在于,所述引发器包括中空的引发筒和分别盖合在所述引发筒两端的两个引发盖。

9.根据权利要求8所述的破岩气体发生器,其特征在于,靠近所述启动器一侧的引发盖开设有引发孔，所述引发孔由柔性薄膜封闭。

10.一种气体发生剂破岩方法，其特征在于，包括以下步骤：

预先在待施工对象上形成钻孔；

在所述钻孔内填装如权利要求1-9任意一项所述的破岩气体发生器，并封堵住所述钻孔，形成相对密闭的工作环境；

启动所述启动器，进行爆破。