CN115823977B - 一种干冰高效致裂岩石的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种干冰高效致裂岩石的方法，其包括钻孔、填充、引爆等一系列步骤。本发明具有如下优点：1)常规干冰爆破采用电热丝加热，需要敷设电缆，为确保安全，电缆一般需要保证长度在30m以上，对整个爆破带来不便，且爆破时将摧毁爆破孔内的设备，电热丝加热装置将在爆破中被破坏，成本变高，而使用远程点火装置，可将点火成本控制在很小范围内，且安全性得到极大提高；2)使用化学放热法进行干冰爆破，由于铝热反应本身放热剧烈，有足够能力使所有干冰升华，从而使干冰体积膨胀800多倍，达到致裂岩体的目的，且铝热反应贴近壁面反应时会极大加热岩体，干冰升华时骤冷会造成岩体局部受热不均，可增强致裂效果。
Description
技术领域
本发明涉及致裂岩石方法，尤其涉及一种干冰高效致裂岩石的方法。
背景技术
目前，在采矿、挖掘隧道等诸多工程中普遍存在破岩问题，但很多地区由于种种因素禁止使用炸药与液态二氧化碳，不得已采用机械破岩方式，但机械破岩会受到诸如岩石整体尺寸较大、硬度较高、结构过于完整等因素的影响，且伴随产生的巨大噪音，亦给周围居民带来极大困扰。
由于固体二氧化碳，即干冰，升华时吸收大量热量，使岩体局部低温，且相态转变为气态后体积膨胀800多倍，瞬间的体积膨胀可扩大钻洞，以取代爆破的作用，解决了部分地区不能使用爆破破岩开洞的弊端。
但目前的二氧化碳爆破技术多采用电磁加热干冰，使之升华、体积膨胀而产生爆破效果，但电磁加热需要敷设电缆，操作起来存在不便性。
发明内容
针对上述问题，现提供一种干冰高效致裂岩石的方法，以提供了一种不需要敷设电缆、可远程启动、安全性与简便性更好的致裂岩石的方法。
具体技术方案如下：
一种干冰高效致裂岩石的方法，具有这样的特征，其步骤如下：
S1：根据实际破岩工况确定爆破孔角度、深度及直径，随后斜向下钻爆破孔；
S2：将限位套管置于爆破孔内；
S3：向爆破孔内、限位套管外填充铝热剂，当铝热剂填充高度达到预定高度后向爆破孔内、限位套管两侧分别置入远程点火装置，继续填充铝热剂至铝热剂填充高度略高于干冰储存器；
S4：向爆破孔内、限位套管外填充缓冲碎石，随后继续填充封孔材料至限位套管端部，打实，确保限位套管周向固定；
S5：将储存有干冰的干冰储存器迅速放入限位套管内，使之滑入限位套管底部；
S6：迅速向限位套管内填充缓冲碎石，随后继续填充封孔材料至限位套管端部，打实；
S7：在爆破孔上加盖封板，使其完全遮盖爆破孔，培土，夯实；
S8：所有人员撤至安全点以外，启动远程点火装置，点火爆破。
具体的，步骤S2中限位套管为硬质塑料管。
具体的，步骤S3中可预先将铝热剂分袋包装，再将袋装铝热剂分包填充入爆破孔内。
具体的，步骤S3中当铝热剂填充高度达到干冰储存器一半高度后向爆破孔内、限位套管两侧分别置入远程点火装置。
具体的，步骤S3中远程点火装置包括封装袋、封装于封装袋内的无线式远程点火装置本体，封装袋内填充有可燃混合气。
具体的，步骤S4中缓冲碎石填充量占爆破孔内剩余填充区域的三分之一
具体的，步骤S6中缓冲碎石填充量占限位套管内剩余填充区域的三分之一。
上述方案的有益效果是：
1)本发明中利用铝热反应释放的大量热量使干冰升华，以利用干冰体积的急剧膨胀达到致裂岩体的目的；
2)本发明中铝热反应贴近爆破孔壁面，因而反应时会极大加热岩体，而后续干冰升华后骤冷会造成岩体局部受热不均，从而达到增强致裂的效果；
3)不同于铺设电缆的电热丝加热式引爆中存在的操作不便、安全性低、成本高(电热丝被破坏，无法回用)等问题，本发明中利用远程点火装置进行远程引爆，因而可将点火成本控制在很小范围内，且安全性得到极大提高。
附图说明
图1为本发明的实施例中提供的致裂岩石的方法示意图。
附图中：1、岩层；2、爆破孔；3、限位套管；4、铝热剂；5、干冰储存器；6、远程点火装置；7-1、封孔材料；7-2、封孔材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，本发明的实施例中提供的致列破岩方法，包括如下步骤：
S1：根据实际破岩工况确定爆破孔角度、深度及直径，随后向岩层1中斜向下钻爆破孔2；
S2：将限位套管3置于爆破孔2内；
S3：向爆破孔2内、限位套管3外填充铝热剂4，当铝热剂4填充高度达到干冰储存器5高度的1/2后向爆破孔2内、限位套管3两侧分别置入远程点火装置6，继续填充铝热剂4至铝热剂4填充高度略高于干冰储存器5填充高度；
S4：向爆破孔2内、限位套管3外填充缓冲碎石至缓冲碎石占爆破孔2内剩余填充区域的三分之一，随后继续填充封孔材料7-1至限位套管3端部，打实，确保限位套管3周向固定；
S5：将储存有干冰的干冰储存器5迅速放入限位套管3内，使之滑入限位套管3底部；
S6：迅速向限位套管3内填充缓冲碎石至缓冲碎石占爆破孔2内剩余填充区域的三分之一，随后继续填充封孔材料7-2至限位套管3端部，打实；
S7：在爆破孔2上加盖封板8，使其完全遮盖爆破孔2，培土，夯实；
S8：所有人员撤至安全点以外，启动远程点火装置6，点火爆破。
本发明中当点火后远程点火装置6接受电信号并引发铝热反应，铝热反应释放的的大量热量使得干冰储存器5内干冰大量急速升华，从而使干冰体积急剧膨胀，并进而达到致裂岩体的目的。上述过程中由于铝热反应贴近爆破孔2壁面，因而反应时也会极大加热岩体，而后续干冰升华后骤冷会造成岩体局部受热不均，从而达到增强致裂的效果。
常规电热丝加热式引爆时需要敷设电缆(为确保安全，电缆一般需要保证长度在30m以上)，对整个爆破带来不便，且爆破时也将摧毁爆破孔内的电热丝加热装置等，因此铺设电缆的电热丝加热式引爆中存在的操作不便、安全性低、成本高(电热丝被破坏，无法回用)等问题，本发明中利用远程点火装置6进行远程引爆，因而可将点火成本控制在很小范围内，且安全性得到极大提高。
为利用限位套管3对干冰储存器5进行限位，同时也便于爆破时限位套管3迅速解体，本发明中限位套管3可由硬质塑料制成。
为降低大量填充铝热剂时的危险性，本发明中也可考虑预先将铝热剂分袋包装后再将袋装铝热剂分包填充入爆破孔内。
为便于引发铝热反应，本发明中远程点火装置可包括封装袋、封装于封装袋内的无线式远程点火装置本体，上述封装袋内充入有可燃混合气，当点火爆破时远程点火装置本体接受电信号并产生电弧，从而先引爆可燃混合气，再引发铝热反应。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，其步骤如下：
S1：根据实际破岩工况确定爆破孔角度、深度及直径，随后斜向下钻爆破孔；
S2：将限位套管置于爆破孔内；
S3：向爆破孔内、限位套管外填充铝热剂，当铝热剂填充高度达到预定高度后向爆破孔内、限位套管两侧分别置入远程点火装置，继续填充铝热剂至铝热剂填充高度略高于干冰储存器填充高度；
S4：向爆破孔内、限位套管外填充缓冲碎石，随后继续填充封孔材料至限位套管端部，打实，确保限位套管周向固定；
S5：将储存有干冰的干冰储存器迅速放入限位套管内，使之滑入限位套管底部；
S6：迅速向限位套管内填充缓冲碎石，随后继续填充封孔材料至限位套管端部，打实；
S7：在爆破孔上加盖封板，使其完全遮盖爆破孔，培土，夯实；
S8：所有人员撤至安全点以外，启动远程点火装置，点火爆破。
2.根据权利要求1所述的干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，步骤S2中限位套管为硬质塑料管。
3.根据权利要求1所述的干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，步骤S3中预先将铝热剂分袋包装，再将袋装铝热剂分包填充入爆破孔内。
4.根据权利要求1所述的干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，步骤S3中当铝热剂填充高度达到干冰储存器一半高度后向爆破孔内、限位套管两侧分别置入远程点火装置。
5.根据权利要求1所述的干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，步骤S3中远程点火装置包括封装袋、封装于封装袋内的无线式远程点火装置本体，封装袋内填充有可燃混合气。
6.根据权利要求1所述的干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，步骤S4中缓冲碎石填充量占爆破孔内剩余填充区域的三分之一。
7.根据权利要求1所述的干冰高效致裂岩石的方法，其特征在于，步骤S6中缓冲碎石填充量占限位套管内剩余填充区域的三分之一。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004270418A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-30 | Nikko Gika Kk | 有筋コンクリート構造物の破砕工法 |
| JP2007125540A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-05-24 | Nikko Gika Kk | 岩石・構造物等の破砕方法並びにその装置 |
| JP2008014584A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Nikko Gika Kk | 破砕薬筒の装填方法 |
| CN104500068A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 中国矿业大学 | 一种干冰爆破方法及装置 |
| CN105806164A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-07-27 | 李学智 | 热能岩石劈裂破碎法 |
| CN106522946A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-03-22 | 曾庆平 | 一种爆破孔作为干冰容器的致裂方法及装置 |
| CN207048780U (zh) * | 2017-07-26 | 2018-02-27 | 赵东 | 二氧化碳致裂器 |
| CN108827086A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-16 | 武汉理工大学 | 一种基于安全气囊气体发生剂的致裂筒及其近人爆破方法 |
| CN208564545U (zh) * | 2018-06-07 | 2019-03-01 | 江苏中控能源科技有限公司 | 干冰粉动态破岩装置及干冰粉动态破岩系统 |
-
2022
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004270418A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-30 | Nikko Gika Kk | 有筋コンクリート構造物の破砕工法 |
| JP2007125540A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-05-24 | Nikko Gika Kk | 岩石・構造物等の破砕方法並びにその装置 |
| JP2008014584A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Nikko Gika Kk | 破砕薬筒の装填方法 |
| CN104500068A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 中国矿业大学 | 一种干冰爆破方法及装置 |
| CN105806164A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-07-27 | 李学智 | 热能岩石劈裂破碎法 |
| CN106522946A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-03-22 | 曾庆平 | 一种爆破孔作为干冰容器的致裂方法及装置 |
| CN207048780U (zh) * | 2017-07-26 | 2018-02-27 | 赵东 | 二氧化碳致裂器 |
| CN208564545U (zh) * | 2018-06-07 | 2019-03-01 | 江苏中控能源科技有限公司 | 干冰粉动态破岩装置及干冰粉动态破岩系统 |
| CN108827086A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-16 | 武汉理工大学 | 一种基于安全气囊气体发生剂的致裂筒及其近人爆破方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 城市环境下二氧化碳破岩安全控制技术;王洪坤;;四川建筑;20200828(第04期);第255-257页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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