CN203744853U - 动量平衡密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动量平衡密封装置，所述装置包括钢筋、内顶盘、外顶盘、硅胶密封套、无纺布袋、螺母和钢销组成；两个杯形硅胶密封套杯口相向放置，圆柱形无纺布袋设置在两个杯口相向放置的杯形硅胶密封套内，两个内顶盘分别设置在圆柱形无纺布袋内，且分别位于杯形硅胶密封套的杯底，两个外顶盘分别设置在两个硅胶密封套的杯底外壁，钢筋贯穿两个外顶盘中心，钢筋两端通过螺母固定在外顶盘外壁，在位于螺母顶部的钢筋上设有通孔，钢销设置在上述通孔内。本实用新型中的破碎剂能量利用率高，孔壁上膨胀压力大，破碎剂反应时间快，有效地的减少了破碎等待时间，提高了静态爆破的效率。

Description

动量平衡密封装置

技术领域

本实用新型属于爆破开挖领域，特别是动量平衡密封装置，用于炮孔直径大于50mm的大孔径静态爆破。

背景技术

在开矿采矿以及城市建设中，传统的爆破法施工经常受到限制，尤其是在部分爆破敏感区域，炸药爆破引起的地震波、噪音等各种爆破危害会对周围环境造成很大影响。基于静态破碎剂与水反应产生膨胀力原理的静态破碎技术可以较好地解决爆破敏感区域的破岩问题。

1968年，日本技研兴业研究所的田中秀男最先研究静态破碎剂，他用生石灰与水拌制成浆体，填充到钻孔中，通过CaO水化生成Ca(OH)₂，产生膨胀压使混凝土破坏。在我国，中国建筑材料科学研究总院水泥科学研究所于1981年率先研制静态破碎剂；李卫栋在《静态爆破技术在建筑施工中的应用》中应用孔径45mm的静态爆破技术成功拆除了天津油化纤厂两台设备的基础150m³；龚有满等在《柳江航道整治工程中的静态破碎实验研究》中介绍了在水下进行静态爆破的实验，实验发现“小孔径、密间距”的布孔方式破岩效果较好，而使用80mm的炮孔进行实验则会产生冲孔现象，不宜直接用作水下静态爆破作业；游宝坤在《静态爆破技术——无声破碎剂及其应用》一书中系统的阐述了静态爆破技术的原理和应用方法以及工程实例；高荣庆在《对静态爆破喷料的研究》中提出了冲孔（喷料）的原因与影响因素，分析了药剂、环境温度、孔壁性质、孔径、水灰比等对冲孔的影响，特别是当孔径大于50mm时，孔内的破碎剂喷出，发生冲孔现象，因而在工程中难以应用。

现有静态爆破技术为小孔径静态爆破，其炮孔直径在30mm至50mm之间，一旦孔径过大或者温度过高就极易发生危险的冲孔现象，影响施工安全和施工进度。同时，小孔径静态爆破与大孔径静态爆破相比，具有膨胀压力小，反应速度慢等问题，施工效率较低。

为了拓展静态破碎的使用范围，使之能够运用于大规模土岩破碎，人们开始对大孔径静态破碎技术进行研究。温尊礼、徐全军等在《新型大孔径静态破碎技术的试验研究》中利用机械堵孔器和扩孔钻技术较好地解决了大孔径静态破碎中的喷孔现象，使大孔径爆破技术在实际工程中有了初步的应用。但是该大孔径施工方法需要采用扩孔钻开凿异形孔，工序较为复杂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种动量平衡密封装置，用以解决大孔径静态爆破中的冲孔现象，减少爆破危害，加快施工进度。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种动量平衡密封装置，所述装置包括钢筋、内顶盘、外顶盘、硅胶密封套、无纺布袋、螺母和钢销组成；两个杯形硅胶密封套杯口相向放置，圆柱形无纺布袋设置在两个杯口相向放置的杯形硅胶密封套内，两个内顶盘分别设置在圆柱形无纺布袋内，且分别位于杯形硅胶密封套的杯底，两个外顶盘分别设置在两个硅胶密封套的杯底外壁，钢筋贯穿两个外顶盘中心，钢筋两端通过螺母固定在外顶盘外壁，在位于螺母顶部的钢筋上设有通孔，钢销设置在上述通孔内。

在任意一端的内顶盘、外顶盘、硅胶密封套和无纺布袋上开设孔洞，用于灌装静态破碎剂。

还包括橡胶垫片，橡胶垫片位于螺母和外顶盘之间，保证螺母和外顶盘的密封。

杯形硅胶密封套的杯体长度为圆柱形无纺布袋高的10%到20%。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：1）使用动量平衡密封装置，有效地解决了静态爆破中的冲孔问题，使得静态爆破技术得以用于直径50mm以上的大孔径直炮孔的情况；2）大孔径静态爆破中破碎剂能量利用率高，孔壁上膨胀压力大，破碎剂反应时间快，有效地的减少了破碎等待时间，提高了静态爆破的效率。

附图说明

图1为本实用新型的动量平衡密封装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的一种大孔径静态爆破方法的流程示意图。

具体实施方式  

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

结合图1，一种动量平衡密封装置，包括钢筋1、内顶盘2、外顶盘3、硅胶密封套4、无纺布袋5、橡胶垫片6、螺母7和钢销8组成；两个杯形硅胶密封套4杯口相向放置，圆柱形无纺布袋5设置在两个杯口相向放置的杯形硅胶密封套4内，两个内顶盘2分别设置在圆柱形无纺布袋5内，且分别位于杯形硅胶密封套4的杯底，两个外顶盘3分别设置在两个硅胶密封套4的杯底外壁，钢筋1贯穿两个外顶盘3中心，钢筋1两端通过螺母7固定在外顶盘3外壁，在位于螺母7顶部的钢筋1上设有通孔，钢销8设置在上述通孔内。橡胶垫片6位于螺母7和外顶盘3之间，保证螺母7和外顶盘3的密封。在任意一端的内顶盘2、外顶盘3、硅胶密封套4和无纺布袋5上开设孔洞，用于灌装静态破碎剂。

利用静态破碎剂膨胀作用时，同时产生向上和向下的轴向膨胀力，该装置使之相互平衡抵消，加上硅胶套的密封作用，从而实现在直孔内的大孔径静态破碎。

结合图2，本实施例的实验为双孔试验，实验流程如下：

经过3个小时之后，静态破碎剂的膨胀作用使得两孔间以及孔周围产生了裂缝：

(1)钻孔。在无限岩石介质中钻凿出两个115mm孔径的炮孔，进行大孔径静态破碎实验。炮孔垂直于地面，两孔之间的孔间距40cm，孔深1.7m；

(2)置入装置。将平衡密封装置组装起来，各个零件尺寸如下：钢筋1总长1.2m，直径18mm；内顶盘2直径96mm，厚度5mm；外顶盘3直径114mm，厚度10mm；硅胶密封套4外径115mm，内径99mm，厚度8mm，高度150mm；圆柱形无纺布袋5长度1.1m，直径115mm；橡胶垫片6直径30mm；钢销8直径5mm；顶部灌浆孔直径28mm。安装顺序按照如下：将内顶盘2焊接在钢筋1上，将无纺布袋5套入钢筋1，安装底部硅胶密封4，安装底部外顶盘3，安装底部螺母7和钢销8，安装顶部内顶盘2，安装顶部硅胶密封套4，无纺布袋5封口，安装顶部外顶盘3，安装顶部螺母7。安装完毕后并置入钻凿好的炮孔之内。

(3)灌浆。按照设计方案，将静态破裂剂与水搅拌均匀，将搅拌均匀的膨胀剂浆体通过顶部的灌浆孔倒入平衡密封装置。

(4)密封。灌满后转动外顶盘3，拧紧螺母7，插上钢销8，将装置彻底密封。

经过3个小时之后，静态破碎剂的膨胀作用使得两孔间以及孔周围产生了裂缝。

Claims (4)

1.一种动量平衡密封装置，其特征在于：所述装置包括钢筋（1）、内顶盘（2）、外顶盘（3）、硅胶密封套（4）、无纺布袋（5）、螺母（7）和钢销（8）组成；两个杯形硅胶密封套（4）杯口相向放置，圆柱形无纺布袋（5）设置在两个杯口相向放置的杯形硅胶密封套（4）内，两个内顶盘（2）分别设置在圆柱形无纺布袋（5）内，且分别位于杯形硅胶密封套（4）的杯底，两个外顶盘（3）分别设置在两个硅胶密封套（4）的杯底外壁，钢筋（1）贯穿两个外顶盘（3）中心，钢筋（1）两端通过螺母（7）固定在外顶盘（3）外壁，在位于螺母（7）顶部的钢筋（1）上设有通孔，钢销（8）设置在上述通孔内。

2.根据权利要求1所述的动量平衡密封装置，其特征在于：在任意一端的内顶盘（2）、外顶盘（3）、硅胶密封套（4）和无纺布袋（5）上开设孔洞，用于灌装静态破碎剂。

3.根据权利要求1所述的动量平衡密封装置，其特征在于：还包括橡胶垫片（6），橡胶垫片（6）位于螺母（7）和外顶盘（3）之间，保证螺母（7）和外顶盘（3）的密封。

4.根据权利要求1所述的动量平衡密封装置，其特征在于：杯形硅胶密封套（4）的杯体长度为圆柱形无纺布袋（5）高的10%到20%。