CN205558909U - 一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无需炸药,且成本低廉的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置及方法。装置包括预钻孔、高压气瓶,预钻孔内设有水囊,水囊内封装有用于传递压力的液体,预钻孔的孔口密封,高压气瓶的出气口连接气管的进气端,气管的出气端伸入预钻孔内。
Description
技术领域
本实用新型属于岩石破碎技术领域,具体涉及一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置。
背景技术
岩石的破碎方法主要包括人工破碎、机械破碎和爆破,与前两种方法相比,爆破具有不无比拟的生产效率优势。
传统的岩石爆破需要使用炸药,炸药是通过化学反应产生高温高压的气体,炸药爆破成本低、效率高,但也有一些无法克服的缺陷:施工工艺复杂;振动与噪音很难控制;产生有毒气体。另外由于反恐形势严峻,政府对炸药的使用控制很严,尤其是对于人口密集的市区。
国外煤矿开采中为避免传统炸药引起的瓦斯爆炸,使用一种高压气体爆破的方法,该方法使高压气体直接作用于煤层,由于气体的压力传播速度远低于液体,采用该方法采煤大块率高,正好满足煤矿开采的需要,与煤矿开采相反,岩石开挖则要求大块率低,因为大块岩石需要二次破碎。同时由于气体的压缩膨胀性,为使煤层钻孔充分爆炸,需要提供很高的初始气压值(100MPa左右),目前主要通过液体CO2气化来实现,这对仪器材料和作业程序提出了很高的要求,而且液体CO2生产与保存成本不菲。
近几年来国内也发展出一种岩石破裂方法,称静爆剂法或无声破碎法,这种方法是利用两种物质发生化学反应时体积膨胀的性质,具有无振动、无噪声、无有害气体的特点,但从装药到岩石破碎需要很长的时间(有时甚至 需要一天的时间),且静爆剂无法重复利用,因此成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种无需炸药,且成本低廉的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置。
本实用新型的目的是这样实现的:
一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,包括设置在待爆破岩石上的预钻孔,所述预钻孔的内部设有水囊,所述水囊内封装有用于传递压力的水,所述预钻孔的孔口密封,还包括位于预钻孔外部用于提供气压的高压气瓶,所述高压气瓶的出气口连接气管的进气端,所述气管的出气端伸入预钻孔内。
为了密封水囊内的水,防止渗漏,优选地,所述水囊采用乳胶套,乳胶套的套口扎紧。
为了使气管的出气端能够顺利释放高压气体,优选地,所述水囊与气管的出气端之间留有出气空间。
为了控制高压气瓶的开、停气,以及控制排气速度、爆破时间,优选地,所述气管上设有阀门。
为了在气管阀门的控制下,同时对一个或多个预钻孔同时进行爆破,优选地,所述高压气瓶对应多个预钻孔,各预钻孔分别通过气管连接高压气瓶。
为了有效密封预钻孔的孔口以及固定气管,防止释放高压气体时气管脱出预钻孔,优选地,所述预钻孔通过速凝混凝土封口。
优选地,预钻孔根据工程施工需要,沿任意角度设置。
由于采用了上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:
1、高压气体通过高压气瓶储存,瞬间释放,完全不需要炸药、静爆剂,高压气体的来源可采用廉价无毒空气,爆破成本低,且不会产生有毒气体,同时,振动、噪声较小,且效率高。
2、水通过乳胶套装入孔内,可实现水平孔内装水,而且能防止水渗漏;由于钻孔内空间被水充满,进入钻孔内气体膨胀率很小,减小了压力损失;另一方面,水作为传递压力的介质,其可压缩性低,能量传递效率高,且能够均匀地传递压力,从而在爆破过程中,使岩石破碎较为均匀,小块率高,同时抑制了飞石,降低了粉尘量,由于爆破压力可由高压气瓶精确控制,可以很容易地将爆破产生的震动和噪音控制在设定范围内。
附图说明
图1为隧道开挖时本实用新型的示意图;
图2为多个预钻孔同时进行爆破时本实用新型的示意图;
图3为边坡开挖时本实用新型的示意图。
附图标记
附图中,1为待爆破岩石,2为已开挖隧道,3为水囊,4为水,5为预钻孔,6为速凝混凝土,8为高压气瓶,9为气管,10为阀门。
具体实施方式
参见图1至图3,为外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置的3种较佳的实施例。
实施例1
参见图1,本实施例中,本装置用于隧道开挖时进行岩石爆破,包括沿水平方向设置在待爆破岩石上的预钻孔,所述预钻孔的内部设有水囊,所述水 囊填充预钻孔内90%以上的空间,所述水囊内封装有用于传递压力的水,本实施例中,所述水囊采用乳胶套,乳胶套的套口扎紧。所述预钻孔的孔口密封,本实施例中,所述预钻孔通过速凝混凝土封口。还包括位于预钻孔外部用于提供气压的高压气瓶,所述高压气瓶的出气口连接气管的进气端,所述气管的出气端伸入预钻孔内,本实施例中,所述水囊与气管的出气端之间留有出气空间,所述气管上设有阀门。
实施例2
参见图2,同时对3个预钻孔同时进行爆破,所述高压气瓶对应3个预钻孔,各预钻孔分别通过气管连接高压气瓶。本实施例的其他技术特征与实施例1相同,不再赘述。
实施例3
参见图3,本实施例中,本装置用于边坡开挖时进行岩石爆破,预钻孔沿竖直方向设置,本实施例的其他技术特征与实施例1相同,不再赘述。
一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的方法,该方法包括以下步骤:
步骤1,在待爆破岩石上钻孔,形成预钻孔;
步骤2,将水囊放入预钻孔内,向水囊内注满水,再将水囊密封;
步骤3,将与高压气瓶相连的气管伸入预钻孔内;
步骤4,通过速凝混凝土将预钻孔封口;
将高压气瓶加气压至设计值,高压气瓶的气压设计值根据岩石的坚硬程度选取,本实施例中,高压气瓶加气压至15-25MPa。
步骤5,开启气管上的阀门,高压气体进入预钻孔内,将高压气体的压力作用于预钻孔内的水囊上,水囊内的水柱产生高压,将周围的岩石瞬间胀裂、 破碎,完成爆破。
岩石爆破方法不仅仅局限于上述实施例,高压气瓶也可以在爆破前,预先加气压至设计值。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,包括设置在待爆破岩石上的预钻孔,其特征在于:所述预钻孔的内部设有水囊,所述水囊内封装有用于传递压力的水,所述预钻孔的孔口密封,还包括位于预钻孔外部用于提供气压的高压气瓶,所述高压气瓶的出气口连接气管的进气端,所述气管的出气端伸入预钻孔内。
2.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,其特征在于:所述水囊采用乳胶套,乳胶套的套口扎紧。
3.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,其特征在于:所述水囊与气管的出气端之间留有出气空间。
4.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,其特征在于:所述气管上设有阀门。
5.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,其特征在于:所述高压气瓶对应多个预钻孔,各预钻孔分别通过气管连接高压气瓶。
6.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,其特征在于:所述预钻孔通过速凝混凝土封口,用于密封预钻孔的孔口以及固定气管。
7.根据权利要求1所述的一种外部气压与内部水囊联合爆破岩石的装置,其特征在于:预钻孔根据工程施工需要,沿任意角度设置。
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