CN1160191A - 使用戈耳什密特方法的岩石破碎系统 - Google Patents
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Abstract
提供了一种使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统以及使用该机械的爆破工艺，其中爆破机械具有电容器组、开关、高压电源、第一电荷堆栈和第二电荷堆栈以及电极装置，由同轴电缆连到电容器组、开关以及位于电极装置下端的电极，在电极装置下端的电极之间插入了具有预定混合比的铝和金属氧化物的混合物，用于通过释放出电能产生瞬间的反应能量。
Description
本发明涉及一种使用戈耳什密特(Goldschmidt)方法的岩石破碎系统，即把电容器中存储的电能即刻释放入一混合物中，该混合物包括铝和金属氧化物的混合物，其重量比足够引起铝/金属氧化物的混合物被突然充电后的爆炸，其中该混合物插入电极装置下端的电极之间，从而即刻产生反应能量以引起爆炸。
一般，在建筑工程、市政工程或挖土工程的爆破中，已使用炸药(诸如黄色炸药)、机械(诸如液压起重机和破碎机)，或者化学制品(膨胀性爆破材料)。
然而，当把黄色炸药等炸药用于爆破时，由于产生的振动和噪音非常大，因此很难在拥挤的或闹市区(即，市中心)中进行爆破，且爆破也受到时间和作业区域的限制。碎片四处飞散，且产生大量的粉尘。
相应地，当使用黄色炸药等炸药进行爆破时，必须安装防污染设备和安全装置，从而增加了成本。虽然有这些安全预防措施，它仍是非常危险的。
近来，已揭示了一种使用电能的等离子体爆破方法。此方法包括即刻把大量电能释放入岩石中的电极内，从而产生爆炸。
然而，此方法的爆破力由所提供的电能所限，且由于所需机械的大尺寸，此方法不能用于建筑工程、市政工程和挖土工程中。
相应地，本发明的一个目的是提供一种解决已有技术的上述问题的爆破方法。
本发明的另一个目的是提供一种使用Goldschmidt减少方法的岩石破碎系统，它能减少振动和噪音，消除碎片和粉尘的四散并提供足够的爆破力，从而提高爆破过程的安全性和增加其用途。
由于揭示了使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统，满足了本发明的这些和其它目的，该系统包括高压电源、电容器组、开关、第一电荷和第二电荷堆栈，以及连到电容器组并与电容器组和开关一起工作的电极装置，该电极装置具有位于其下端的电极，其中在电极装置下端中的电极之间插入通过放出电能产生瞬间的反应能量以引起爆炸的混合物，该混合物包括铝(Al)和金属氧化物(MO)的混合物，其重量比Al∶MO足够使此混合物在快速加上高压电能后引起爆炸。
参考以下结合附图的详细说明，可更全面地了解本发明，且可更好地理解本发明附加的优点，其中：
图1是示出依据本发明一个实施例使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统的方框图；
图2是示出依据本发明一个实施例的Goldschmidt爆破机械操作的流程图；以及
图3是示出依据本发明一个实施例的电极装置下端的放大剖面图。
现在将参考图1到3详细描述依据本发明较佳实施例的使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统。
如图1所示，依据本发明一个实施例的使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统包括电容器组1，其中连接了多个用于释放出高压的电容器；开关2，用于在从电容器组1中释放出高压时把大电流接入电极装置8；高压电源3，其中产生用于对电容器组1充电的高压；第一电荷堆栈4，用于在爆破结束时把电容器组1中剩余的电荷释放入电阻中；第二电荷堆栈5，用于在对电容器组1充电后的爆破不成功时释放出存储在电容器组部分1中的电荷；用于控制充电和爆破操作的控制箱6；以及包括铝和金属氧化物的混合物12，其重量比足够在混合物12被突然充入高电压时引起爆炸。此混合物12插入电极装置8下端的电极之间并接受来自电容器组和开关的电能，从而产生几乎瞬间的反应能量并增加爆破力。
在本发明的爆破机械中，使用的金属氧化物(MO)可以是加上高压电能(2kV到10kV，最好是5kV到9kV)后与铝反应的任何金属氧化物。合适的金属氧化物包括氧化铜、氧化锰、氧化铬、氧化锌、氧化镍，以及氧化铁，最好是氧化铜。使用的Al和MO的重量比足够在其被突然加上高压电能时引起爆炸。
对Al和MO混合物所加的高压能量必须以某一速率产生，在此速率下足够由Al和MO的反应突然产生反应能量。突然产生的反应能量的强度必须足够引起爆破。
以下将描述依据本发明较佳实施例的使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统。
首先，一工作人员在所需的爆破点中安装电极装置8，此电极装置8容纳插入其下端的电极之间的混合物12(包括铝和金属氧化物的混合物)，把本发明使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统的同轴电缆与电源接头相连，然后把装在控制板7上的充电开关切换到接通(ON)位置。高压电源3转换成高压(≥5kV，最好≥10kV)，并将高压引入电容器组部分1。控制箱6切换高压电源部分3和电容器组部分1之间的连接，从而对电容器组部分1充电。
充电结束后，当工作人员把做在控制板7上的爆破开关切换到接通(ON)位置时，控制箱6操纵开关2把大电流从电容器组1引入电极装置8，并把该电流释放入插在电极装置8下端的电极11和11’之间的铝与金属氧化物的混合物12中，以产生爆炸。
此外，控制箱6同时切换爆破开关以及电容器组1与第一电荷堆栈4之间的连接，从而放出电容器组1中剩余的电荷。最好利用耐热性(heat resistance)由第一电荷堆栈4放出剩余的能量。
本发明使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统即刻把高压电能释放入插在电极装置下端的电极之间的铝与金属氧化物中，从而产生瞬间的反应能量，以爆破固体材料的岩石。但本发明不产生大量的粉尘、噪音、气体或振动，从而防止对环境的污染并提高安全性。当把水(根据铝和金属氧化物的混合物的量，水的重量至多大约10％)加入铝和金属氧化物中，可进一步增加爆破力，从而获得可调的爆破力和建设性。
Claims (9)
1.一种使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统，包括电容器组、开关、高压电源、第一电荷堆栈和第二电荷堆栈，以及电极装置，用同轴电缆与所述电容器组、开关和电极装置下端的至少两个电极相连；
其特征在于在所述电极装置下端的至少两个电极之间插入混合物，所述混合物包括铝(Al)和金属氧化物(MO)的混合物，Al∶MO的比足够在把电能快速引入Al/MO混合物时提供爆破力。
2.如权利要求1所述使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统，其特征在于铝和金属氧化物的所述混合物还包括水。
3.如权利要求1所述使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统，其特征在于所述金属氧化物是从包含铜(Cu)的氧化物、锰(Mn)的氧化物、铬(Cr)的氧化物、锌(Zn)的氧化物、镍(Ni)的氧化物和铁(Fe)的氧化物的组中选出来的。
4.如权利要求3所述使用Goldschmidt方法的岩石破碎系统，其特征在于所述金属氧化物是CuO。
5.一种爆破方法，其特征在于包括：
—把高压电能存储在包括多个电容器的电容器组中；
—把来自所述电容器组的所述高压电能引入电极装置，所述电极装置包括位于电极装置下端的至少两个电极以及混合物，所述混合物包括铝(Al)和金属氧化物(MO)的混合物，Al∶MO的比足够在向Al/MO混合物快速引入电能时提供爆破力，其中所述混合物插在所述至少两个电极之间。
6.如权利要求5所述的爆破方法，其特征在于还包括在所述引入步骤后把存储在所述电容器组中的剩余能量释放入连到所述电容器组的电荷堆栈，其中所述剩余能量由耐热性耗散掉。
7.如权利要求5所述的爆破方法，其特征在于铝和金属氧化物的所述混合物还包括水。
8.如权利要求5所述的爆破方法，其特征在于所述金属氧化物是从包含铜(Cu)的氧化物、锰(Mn)的氧化物、铬(Cr)的氧化物、锌(Zn)的氧化物、镍(Ni)的氧化物和铁(Fe)的氧化物的组中选出来的。
9.如权利要求8所述的爆破方法，其特征在于所述金属氧化物是CuO。
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