CN210317309U

CN210317309U - 用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备

Info

Publication number: CN210317309U
Application number: CN201921429648.5U
Authority: CN
Inventors: 马宏昊; 王奕鑫; 沈兆武; 陈继平; 姚象洋
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2029-08-29

Abstract

本实用新型公开了一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，包括柱状的劈裂器，劈裂器用于封堵岩石上预开孔的孔口；预开孔用于注满压力溶液；劈裂器的第一端呈锥状，且第一端用于伸入上述孔口。该液压辅助劈裂设备中，劈裂器封堵注满压力溶液的预开孔，使机械设备施加至劈裂器的冲击力通过压力溶液传递至预开孔内的每一处，从而使预开孔由薄弱处开裂，达到致裂效果，既避免使用炸药，防止出现各种爆破危害，又无需等待膨胀剂膨胀，提高效率，避免影响工程进度。

Description

用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备

技术领域

本实用新型涉及岩石破碎技术领域，更具体地说，涉及一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备。

背景技术

传统岩石开采破碎一般采用炸药爆破的方式，但是爆破施工中存在多种不确定因素，如炸药用量不符合标准、炮孔不合格、爆破网路出现偏差等，导致炸药拒爆、爆破振动、爆破飞石等爆破危害，并且爆破还会导致粉尘污染、噪音污染、振动危害等。

另外，在一些不适合爆破开采的岩石地段，通常使用膨胀剂致裂的手段进行开采，具体在致裂区域预先开出炮孔，将膨胀剂加入孔内，利用膨胀剂的膨胀效应来使岩石开裂，这种方法的缺点在于膨胀剂膨胀速度较慢，需要等待较长的时间，尤其在寒冷天气，膨胀速度更慢，严重影响工程进展。

综上所述，如何在岩石破碎施工过程中避免各种爆破危害，又保证施工进度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，其利用劈裂器封堵注满压力溶液的预开孔，使机械设备施加至劈裂器的冲击力通过压力溶液传递至预开孔内的每一处，使预开孔由薄弱处开裂，达到致裂效果，既避免使用炸药、消除各种爆破危害，又保证施工效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，包括柱状的劈裂器，所述劈裂器用于封堵岩石上预开孔的孔口，所述预开孔用于注满压力溶液；所述劈裂器的第一端呈锥状，且所述第一端用于伸入所述孔口。

优选的，上述液压辅助劈裂设备中，还包括密封圈，所述密封圈用于圈在所述劈裂器外周，并密封所述劈裂器与所述预开孔之间的间隙。

优选的，上述液压辅助劈裂设备中，所述密封圈包括：

密封部，所述密封部呈筒形，用于圈在所述劈裂器的外周；

安装部，所述安装部与所述密封部固定连接，并圈在所述密封部外周，用于贴覆在所述预开孔的孔口外周。

优选的，上述液压辅助劈裂设备中，所述密封部和所述安装部为一体式结构。

优选的，上述液压辅助劈裂设备中，所述密封圈为记忆合金制成的密封圈。

优选的，上述液压辅助劈裂设备中，所述劈裂器为金属劈裂器。

本实用新型提供一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，包括柱状的劈裂器，劈裂器用于封堵岩石上预开孔的孔口；预开孔用于注满压力溶液；劈裂器的第一端呈锥状，且第一端用于伸入上述孔口。

应用如上液压辅助劈裂设备时，先在预开孔内注满压力溶液，然后使合适尺寸的劈裂器(即第一端端面直径略小于与预开孔的孔口直径，第二端端面直径稍大于预开孔的直径)的第一端插入预开孔形成堵塞，然后利用现场的机械设备击打劈裂器即可。一方面，劈裂器的第一端为锥状，能将冲击的作用力放大数倍，对预开孔的孔口形成致裂的作用，同时，使劈裂器与孔口紧密结合，对孔内的压力溶液形成密封；更重要的是，预开孔内加满压力溶液，在密封情况下，受到劈裂器的冲击，由于压力溶液的不可压缩性和各向均匀性，对预开孔内的每处岩石形成剧烈的冲击高压，使预开孔内的薄弱处形成裂缝，进而达到致裂的效果。

显然，如上液压辅助劈裂设备中，劈裂器封堵注满压力溶液的预开孔，使机械设备施加至劈裂器的冲击力通过压力溶液传递至预开孔内的每一处，从而使预开孔由薄弱处开裂，达到致裂效果，既避免使用炸药，防止出现各种爆破危害，又无需等待膨胀剂膨胀，提高效率，避免影响工程进度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的劈裂器的结构示意图；

图2为图1所示劈裂器的俯视图；

图3为图1所示劈裂器的立体结构图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种劈裂器的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的液压辅助劈裂设备的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的液压辅助劈裂设备的施工示意图；

其中，图1-图6中：

劈裂器101；密封圈102；压力溶液103。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，其利用劈裂器封堵注满压力溶液的预开孔，使机械设备施加至劈裂器的冲击力通过压力溶液传递至预开孔内的每一处，使预开孔由薄弱处开裂，达到致裂效果，既避免使用炸药、消除各种爆破危害，又保证施工效率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图6，本实用新型实施例提供一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，包括柱状的劈裂器101，劈裂器101用于封堵岩石上预开孔的孔口；预开孔用于注满压力溶液103；劈裂器101的第一端呈锥状，且第一端用于伸入上述孔口。

应用如上液压辅助劈裂设备时，先在预开孔内注满压力溶液103，然后使合适尺寸的劈裂器101(即劈裂器101第一端端面直径略小于与预开孔的孔口直径，第二端端面直径稍大于预开孔的直径)的第一端插入预开孔形成堵塞，然后利用现场的机械设备击打劈裂器101即可。一方面，劈裂器101的第一端为锥状，能将冲击的作用力放大数倍，对预开孔的孔口形成致裂的作用，同时，使劈裂器101与孔口紧密结合，对孔内的压力溶液103形成密封；更重要的是，预开孔内加满压力溶液103，在密封情况下，受到劈裂器101的冲击，由于压力溶液103的不可压缩性和各向均匀性，对预开孔内的每处岩石形成剧烈的冲击高压，使预开孔内的薄弱处形成裂缝，进而达到致裂的效果。

显然，如上液压辅助劈裂设备中，劈裂器101封堵注满压力溶液103的预开孔，使机械设备施加至劈裂器101的冲击力通过压力溶液103传递至预开孔内的每一处，从而使预开孔由薄弱处开裂，达到致裂效果，既避免使用炸药，防止出现各种爆破危害，又无需等待膨胀剂膨胀，提高效率，避免影响工程进度。

具体的，如上液压辅助劈裂设备还包括密封圈102，密封圈102用于圈在劈裂器101外周，并密封劈裂器101与预开孔之间的间隙。密封圈102包括：

密封部，密封部呈筒形，用于圈在劈裂器101的外周；

安装部，安装部与密封部固定连接，并圈在密封部外周，用于贴覆在预开孔的孔口外周。应用时先将密封圈102置于预开孔的孔口处，然后插入劈裂器101即可。

为了使密封圈102便于生产，并保证结构可靠，密封部和安装部设置为一体式结构。

优选的，上述密封圈102设置为记忆合金制成的密封圈102，密封圈102相较于劈裂器101较易变形，在冲击作用下，于劈裂器101和预开孔之间形成密封，在预开孔劈裂后，记忆合金恢复原状，可以继续在下个预开孔使用。

上述劈裂器101是由金属块制成，通常应用经热处理的钢柱，其强度和硬度较高。

压力溶液103可根据预开孔的实际情况设置为水、胶体水或油等。例如对于完整的预开孔，可以根据现场条件使用水作为压力溶液103；对于内部有微小裂缝，无法封闭的预开孔，可以加入胶体水，使其短时间内能保持充满预开孔。劈裂器101在机械设备的冲击作用下，内部的压力溶液103可以将冲击高压传到预开孔内部的任一点，而坚硬岩石的抗压强度一般为200MPa-300MPa，施工现场的机械设备能够轻易达到这个动态冲击压力，可以轻易对薄弱处达到致裂目的。

下面以具体实例介绍液压辅助劈裂设备：

实施例1

本实施例提供的液压辅助劈裂设备包括劈裂器101，未使用密封圈102。劈裂器101尺寸设置为较小，方便在实验室中使用，具体使用圆钢车削而成，高度40mm，劈裂器101直径较粗的一端直径为4cm，被车削为锥形的一端直径为3.5cm，锥形部分的高度约为0.8cm，为整个劈裂器101高度的1/5。测试混凝土块长30cm，宽30cm，高15cm，在对角线上1/3和2/3处分别预开一个孔，孔的直径为3.6cm，深度为8cm。在孔里加满水后，使用本实施例提供的劈裂器101堵塞，然后使用锤子对劈裂器101进行敲打冲击，能够使混凝土块轻易破裂。

实施例2

本实施例提供的液压辅助劈裂设备包括劈裂器101和密封圈102，劈裂器101与实施例1相同，密封圈102为记忆合金制成的小圆环。测试混凝土的强度相较实施例1有所增加，混凝土长50cm，宽50cm，高10cm。在距离测试混凝土一条边15cm的位置均匀的开设4个孔，每个孔直径为3.6cm，深度为7.5cm，孔间距为10cm。在孔内加满水，使用本实施例提供的劈裂器101和密封圈102进行堵塞，使用锤子进行冲击，混凝土如预期所料顺利裂开。

实施例3

本实施例提供的液压辅助劈裂设备包括劈裂器101，未使用密封圈102。劈裂器101在实施例1的劈裂器101基础上进行修改，将劈裂器101第一端继续车削，使其锥角变得更小，更容易在混凝土空洞内堵塞；所选用的混凝土与实施例2的混凝土材料相同，均为强度较高的混凝土，在距离混凝土一条边15cm的位置均匀的开3个孔，每个孔直径为3.6cm，深度为7.5cm，孔间距为12.5cm，在孔内加满胶体水，用劈裂器101进行堵塞，然后使用锤子进行冲击，则发现混凝土相比实施例1更容易裂开，虽然孔间距相比实施例1增加了一些，但是由于修改后的劈裂器101对孔内的水更容易堵塞，在冲击作用下，效果更好。

实施例4

本实施例提供的液压辅助劈裂设备包括劈裂器101和密封圈102。劈裂器101与实施例3中相同，混凝土增大了孔间距，具体在距离混凝土一条边15cm的位置均匀开2个孔，孔直径为3.6cm，深度为7.5cm，孔间距增加为17cm。在孔内加满胶体水，用劈裂器101和密封圈102进行堵塞，使用锤子进行冲击，仍能使混凝土轻易开裂。

本实用新型实施例提供的液压辅助劈裂设备中，劈裂器101、密封圈102可以循环多次使用，在预开孔裂开之后，劈裂器101效果即已达到，可取出用于后续的预开孔，降低施工成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种用于岩石破碎的液压辅助劈裂设备，其特征在于，包括柱状的劈裂器，所述劈裂器用于封堵岩石上预开孔的孔口，所述预开孔用于注满压力溶液；所述劈裂器的第一端呈锥状，且所述第一端用于伸入所述孔口。

2.根据权利要求1所述的液压辅助劈裂设备，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈用于圈在所述劈裂器外周，并密封所述劈裂器与所述预开孔之间的间隙。

3.根据权利要求2所述的液压辅助劈裂设备，其特征在于，所述密封圈包括：

密封部，所述密封部呈筒形，用于圈在所述劈裂器的外周；

4.根据权利要求3所述的液压辅助劈裂设备，其特征在于，所述密封部和所述安装部为一体式结构。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的液压辅助劈裂设备，其特征在于，所述密封圈为记忆合金制成的密封圈。

6.根据权利要求1所述的液压辅助劈裂设备，其特征在于，所述劈裂器为金属劈裂器。