CN2325754Y - 一种爆炸产生高压水的介质破裂器 - Google Patents

Abstract

一种爆炸产生高压水的介质破裂器,属于一种介质破裂器具。主要由孔外爆炸室(2,7)、与爆炸室连接并可插入孔内的压力传导管(10)、向孔内灌注压力水的注水口(9)、钻孔孔口密封组件(11,12,14,15,16,17,18)等所组成。它能使注入一定压力的压力水,在瞬间产生150MPa以上的压力使介质产生破裂破坏。可对介质中的各种大小钻孔及孔位(水平、垂直、倾斜、向上等)实施安全有效的破裂破坏。适用于各种岩石、混凝土工程及拆除等的介质破裂施工。

Description

一种爆炸产生高压水的介质破裂器

一种爆炸产生高压水的介质破裂器(简称破裂器)，属于一种介质破裂器具。主要用于岩石等介质的破裂场合。它主要由孔外爆炸室、压力传导管和钻孔孔口密封组件所组成。

目前，常见的介质破裂和破碎方法主要是钻孔爆破方法。由于炸药是一种高能量密度、低成本的物质，爆炸瞬间可以释放出大量的能量，用于破碎岩石等介质，其破碎成本低、破碎效率高，而被广泛的使用。但钻孔爆破法也存在本身不可克服的缺点：爆炸直接作用于介质使介质在一定的范围内产生过度破碎，这在某些控制破裂场合如边坡工程、石材开采等是致命的缺陷；爆炸还产生强烈振动、飞石、炮烟等有害作用，因而在重要的道路、水体附近的爆破及建筑物和构筑物拆除等的介质破碎中受到了限制。如用爆破法开挖边坡时，如不加以控制，很容易产生过破碎使边坡工程稳定性留下隐患。在石材开采中，强烈的爆炸极易损伤石材的内部结构，降低石材的成材率和品质。

为克服钻孔爆炸法的缺陷，已经发明了多种介质控制破裂方法和技术。如无声破碎剂控制破裂方法、燃烧剂破裂方法、机械楔裂法等，它们广泛的应用在其需要的场合。但这些方法在满足施工需要的同时施工的成本、施工复杂程度也随着增加，介质破裂能力则明显下降。

水是一种不易压缩的液体，当外界作用压力作用时，本身所消耗的变形能很小，因而能量的传递效率高；此外，介质在高压水的作用下一旦破裂水压就立即泄掉，在钻孔周围无过粉碎区产生和飞石的产生。基于这一特点的水压爆破技术早在八十年代得到应用。

本实用新型的主要目的，是综合炸药爆炸能量密度高和水介质传递能量效率高的特性，把爆炸反应放在孔外爆炸室中，爆炸能量从压力传导管传到注满压力水的炮孔中，利用水介质间接破裂，从而消除了爆破中介质的过粉碎现象，及飞石、振动等有害作用。

本实用新型的孔外爆炸室由后盖2、室体7、把手1、所组成，室中可放置炸药和雷管，雷管的脚线可以通过室体7上的钻孔4引出。炸药爆炸以后可在爆炸室内形成高压，压力通过压力传导管传到注水密封的钻孔内，使孔内产生瞬间高应力水压。因此，孔外爆炸室是破裂器的能量发生装置。为提高爆炸冲击波及其爆炸压力的作用能力和作用方向，在后盖中部可制作一个凹球面的爆炸冲击波作用反射面3。

本实用新型的压力传导管10，由钢管制成。其一端焊接扩口与爆炸体7螺纹连接，扩口部分有低压水注入口9，为使低压水不进入爆炸室，扩口端部设一隔离片将压力传导管与爆炸室隔离，隔离片可以由金属薄片、橡胶、塑料等材料制成；压力传导管的另一端与钻孔孔口密封组件螺纹连接。

本实用新型的钻孔密封组件由上固紧螺母11、外固紧楔片12、楔片定位簧圈14、内固紧锥15、橡胶密封体16、垫圈17下固紧螺母18，和内固紧锥推出台阶13等所组成。上下固紧螺母分别与压力传导管螺纹连接。

破裂器实际操作时，先在被碎介质上钻好钻孔，然后将破裂器有密封组件一端插入钻孔至外固紧楔片12的裙部，拧紧上固紧螺母，推动外固紧楔片、内固紧锥和橡胶密封体相对运动，由于内固紧锥和外固紧楔片为锥面接触，相对运动时外固紧楔将张开与钻孔紧密接触。使整个破裂器固紧在钻孔中。橡胶密封体在受压时将产生横向膨胀将钻孔密封。之后将有一定压力的低压水通过压力传导管压入钻孔至整个钻孔注满为止。灌注压力水时，可能由于密封使钻孔中的气体不易排出，此时，孔中应当设置一气体导出管，气体完全导出之后将导出管密封。由于压力传导管与爆炸室间有隔离片，故压力水不会进入爆炸室。引爆爆炸室中的炸药，爆炸压力将通过隔离片传入压力导管，并使整个钻孔中的水介质受压产生瞬间高压而破碎介质。从而完成介质的破裂操作过程。介质破裂后，退回外固紧螺母，密封组件恢复原始状态。

设计内固紧锥推出台阶的作用是在破裂器固定在钻孔中之后，由于某种原因(如破裂失效)在介质破裂之前要取出破裂器，可先退回上固紧螺母，再由把手带动爆炸室和压力传导管向下冲压，使台阶冲击内固紧锥，使其与外固紧楔作离开运动，从而解除密封。

本实用新型的有以下主要特点：

(1)由于炸药是在孔外爆炸室内爆炸，冲击波能量99％以上在室内反射，通过压力传导管传入钻孔，因此爆炸能量得到充分的利用，且爆炸作用力在爆炸室内得到缓冲，压头变得平缓，作用时间加长。

(2)破裂器在孔口得到良好的堵塞，使爆炸作用力相对加强和在孔内的作用时间都加长，受力状态有显著的准静态特征。

(3)通过水介质的传递作用，压力均匀分布在整个钻孔的孔壁上，不仅避免了爆炸及其他破裂方法所产生的局部强荷载造成局部的过度破坏，且水介质在传递能量时的高效性，充分利用了炸药的爆炸能量。

(4)以一定低压水注入的方式，使破裂器向各种孔位(向上、向下、倾斜)的注水问题变得容易、简单，使破裂器可适用于各种介质和各种场合的破碎。

(5)通过改变爆炸室中的装药量，可以有效地控制孔内压力，适应各种破裂需要。装药量可在30-150克(2号岩石炸药)范围内调整，在炮孔中可以获得150MPa以上的压力。

(6)适当的多破裂器的钻孔组合可以达到各种破裂要求。

基于以上特点本实用新型可适用于地表、地下岩石破碎的施工，城市建筑物和构筑物的拆除工程，石材开采及各种边坡工程等。

Claims (1)

1．一种爆炸产生高压水的介质破裂器，属于一种介质破裂器具，其特征是：孔外爆炸室由室体(7)、后盖(2)及冲击波反射面(3)所组成，后盖与室体外螺纹联结，室体中间放置雷管(6)和炸药(5)，室体上钻有一个雷管脚线引导孔(4)；室体前端与压力传导管(10)螺纹连接，其连接端口设有一隔离片(8)，压力传导管与室体接口一端有一注水孔(9)，其另一端安装钻孔孔口密封组件；孔口密封组件主要由上固紧螺母(11)、外固紧楔片(12)和楔片定位簧圈(14)、内固紧锥(15)和解除密封台阶(13)、橡胶密封体(16)、垫圈(17)、下固紧螺母(18)所组成。

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