一种基于CO2液气相变的块石破碎方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CO2液气相变的块石破碎方法，属于岩石破碎技术技术领域；对将要破碎的块石进行测量或目测，确定基本形状及尺寸；布孔可以根据实际情况进行调整，基本原则为每八立方块石布设一个钻孔；钻孔尽量布设成垂直或稍倾斜面，并尽量布设在块石的宽边，孔深原则上不超过两米；灌装二氧化碳；该步骤可以视情况，于前三步的任一阶段进行；用灌装机向管体内灌注高压液态二氧化碳；灌装时，必须要确保先将管体内的碴子清除，用液态二氧化碳清洗并排空管体内的空气；它结构设计合理，器材少，携带方便，操作容易，单人可完成作业；非炸药，非机械；安全效应好，零飞石，无振动，无冲击破坏；成本低，装置可重复使用；效率高，操作灵活性好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于CO2液气相变的块石破碎方法，属于岩石破碎技术
；对将要破碎的块石进行测量或目测，确定基本形状及尺寸；布孔可以根据实际情况进行调整，基本原则为每八立方块石布设一个钻孔；钻孔尽量布设成垂直或稍倾斜面，并尽量布设在块石的宽边，孔深原则上不超过两米；灌装二氧化碳；该步骤可以视情况，于前三步的任一阶段进行；用灌装机向管体内灌注高压液态二氧化碳；灌装时，必须要确保先将管体内的碴子清除，用液态二氧化碳清洗并排空管体内的空气；它结构设计合理，器材少，携带方便，操作容易，单人可完成作业；非炸药，非机械；安全效应好，零飞石，无振动，无冲击破坏；成本低，装置可重复使用；效率高，操作灵活性好。【专利说明】_种基于002液气相变的块石破碎方法
本专利技术涉及岩石破碎
，具体涉及一种基于CO2液气相变的块石破碎方法。
技术介绍
:出于安全考虑，我国矿山开采强制推行台阶爆破，从此台阶爆破技术得到了飞速发展。矿山台阶爆破技术应用中，往往会产生大量的大块岩石;而钻孔孔径越大，爆破下来的岩石块度就越大。对于爆破下来的大块岩石的破碎，通常采用的方法有二次爆破法、机械破碎法、人工法等。其中，爆破法极易产生飞石危害，安全性极差，已经被普遍淘汰;机械法主要靠液压破碎锤，其主要缺点是成本高、效率低;而人工法则效率极低，劳动强度极大。在道路、桥梁、隧道等基础工程施工中，在抗震救灾打通生命通道时，往往也会碰到少量的块石或孤石需要破碎。而此时，会因为工程量少(如工程施工中偶遇的块石)而无法采用爆破方法也不可能采用机械的方法;或者会因为交通不便(如抗震救灾)机械根本无法接近而放弃机械法，等等。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、操作方便、加工效率高且安全可靠的基于CO2液气相变的块石破碎方法。本专利技术的一种基于CO2液气相变的块石破碎方法，它分为两种情况，一是钻孔块石破碎方法:第一步:布孔;对将要破碎的块石进行测量或目测，确定基本形状及尺寸;布孔可以根据实际情况进行调整，基本原则为每八立方块石布设一个钻孔;钻孔尽量布设成垂直或稍倾斜面，并尽量布设在块石的宽边，孔深原则上不超过两米；第二步:钻孔;按布设的孔位、角度和深度进行钻孔；第三步:验孔;用卷尺或木棍检查钻孔的深度和角度，并确保钻孔孔内不出现异物堵塞，如有堵塞需导通；第四步:灌装二氧化碳;该步骤可以视情况，于前三步的任一阶段进行；用灌装机向管体内灌注高压液态二氧化碳;灌装时，必须要确保先将管体内的碴子清除，用液态二氧化碳清洗并排空管体内的空气；第四步:安装块石破碎装置;将灌装二氧化碳的管体放入钻孔内，将接线触点的线引出，专用检测仪表测定导通情况，用现场的钻肩将钻孔堵塞好；第五步:击发;将一次需要破碎的块石孔外的引出线连接成串联回路，用专用检测仪表测定导通情况，用专用击发器击发；第六步:检查破碎效果;击发完成后，需要进行效果检查，确认破碎质量;检查破碎效果时，首先是从远处直接观察判定是否破碎，是否存在安全隐患(如岩石不稳易滚动等)；当确定块石未破碎或者装置未动作时，需要查明原因，并采取必要的处置措施；当确定无安全隐患时，可以慢慢接近现场检查破碎质量。第七步撤收块石破碎装置;块石破碎装置完成喷射，经上述检查效果后，可以撤收该装置;撤收装置时，需要回收专用击发器、导线和块石破碎装置；二是无法钻孔的块石破碎方法:—、选点:观察该块石的周围情况，确定好一个能够放置块石破碎装置的位置，或者用锹或镐挖掘出一个空间位置。二、安装块石破碎装置:将块石破碎装置放置于先好的地点，并尽量用就便的岩土堵填好，要求做到少空隙。三、击发:将一次需要破碎的块石孔外的引出线连接成串联回路，用专用检测仪表测定导通情况，用专用击发器击发。四、检查破碎效果:击发完成后，需要进行效果检查，确认破碎质量；检查破碎效果时，首先是从远处直接观察判定是否破碎，是否存在安全隐患(如岩石不稳易滚动等)；当确定块石未破碎或者装置未动作时，需要查明原因，并采取必要的处置措施;当确定无安全隐患时，可以慢慢接近现场检查破碎质量。五、撤收块石破碎装置:块石破碎装置完成喷射，经上述检查效果后，可以撤收该装置;撤收装置时，需要回收专用击发器、导线和块石破碎装置。作为优选，所述的块石破碎装置包含接线触点、击发器、液体二氧化碳、管体、锥头、喷射口、压力阀、灌注口、提环;所述的管体内设有液体二氧化碳;所述的管体内设有击发器;所述的击发器的一端与管体的端部连接;所述的击发器与管体的连接处设有接线触点;所述的接线触点的一侧设有灌注口；所述的接线触点的外侧设有提环;所述的管体的另一端设有锥头;所述的锥头的内侧设有压力阀;所述的压力阀的外侧设有喷射口。所述的接线触点作用是将击发器线路的二个脚线引出，外界的电能通过该接线触点向管体里的击发器输送；所述的击发器用是为二氧化碳液-气相变提供能量，通过击发器的动作可以实现二氧化碳由液态向气态的转变;击发器的形式可以为基于火药式的，可以是基于电磁加热式的，也可以是基于铝热效应式的，还可以是基于电加热式的；所述的液体二氧化碳其压力较大，可达十多兆帕；采用灌装机通过灌注孔加压灌装进来的；所述的管体由特种材料制作而成(可以是特种钢，也可以是特种复合材料)，强度相当大，主要作用是用于盛装液体二氧化碳和击发器，并为二氧化碳相变提供成长空间和强度；所述的锥头由特种材料制作而成，其主要作用有三个，一是通过螺纹连接用于封堵管体的下端，二是用于安放压力阀和带角度(30-70度)的喷射孔，三是利于装置梭入孔底或者插入地面/岩石缝隙内。作为优选，所述的喷射口设置于锥头内，有两至四条喷射通道，通道一端通过压力阀与管体相连，通道另一端直接通到外面;主要作用是将高压二氧化碳气体喷射到外面进行破碎块石；所述的压力阀是一个只能承载一定压力(如150MPa)的复合材料板形结构，安装于锥头内；当管体内的二氧化碳气体压力达到压力阈值后，压力阀破裂，高压气体进入喷射通道；所述的灌注口用于向管体内灌装高压液态二氧化碳；所述的提环用于人员操作，搬运块石破碎装置。所述的块石破碎装置的的尺寸规格可以变化，根据需要进行定型。以直径90mm的钻孔为例，块石破碎装置的长度约为60cm，其外径约为75mm，其管体的壁厚约为8mm。本专利技术基于二氧化碳液-气相变原理的，液态二氧化碳通过激发以后变成气态，标准状态下(温度约15度，压力约I个大气压)其体积会增大约600-1000倍，利用二氧化碳液气相变产生大量气体的这一特性，可以制作一种盛装液态二氧化碳的装置，将该装置安装于事先设计并钻凿好的炮孔内，通过简易击发器完成其液气相变，利用相变产生的大量气体来破碎大块岩石。本专利技术的有益效果:它结构设计合理，器材少，携带方便，操作容易，单人可完成作业;非炸药，非机械;安全效应好，零飞石，无振动，无冲击破坏;成本低，装置可重复使用;效率高，操作灵活性好。【附图说明】为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1是本专利技术中钻孔块石破碎方法的示意图；图2是本专利技术中无法钻孔块石破碎方法的示意图；图3是本专利技术中块石破碎装置的示意图；图中:A-块石破碎装置;B—块石;C-钻孔;D-引出线；I—接线触点；2—击发器;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CO2液气相变的块石破碎方法，其特征在于钻孔块石破碎方法为：第一步：布孔；对将要破碎的块石(B)进行测量或目测，确定基本形状及尺寸；布孔可以根据实际情况进行调整，基本原则为每八立方块石布设一个钻孔(C)；钻孔尽量布设成垂直或稍倾斜面，并尽量布设在块石的宽边，孔深原则上不超过两米；第二步：钻孔；按布设的孔位、角度和深度进行钻孔；第三步：验孔；用卷尺或木棍检查钻孔的深度和角度，并确保钻孔孔内不出现异物堵塞，如有堵塞需导通；第四步：灌装二氧化碳；该步骤可以视情况，于前三步的任一阶段进行；用灌装机向管体内灌注高压液态二氧化碳；灌装时，必须要确保先将管体内的碴子清除，用液态二氧化碳清洗并排空管体内的空气；第四步：安装块石破碎装置(A)；将灌装二氧化碳的管体放入钻孔内，将接线触点的线引出，专用检测仪表测定导通情况，用现场的钻屑将钻孔堵塞好；第五步：击发；将一次需要破碎的块石孔外的引出线(D)连接成串联回路，用专用检测仪表测定导通情况，用专用击发器击发；第六步：检查破碎效果；击发完成后，需要进行效果检查，确认破碎质量；检查破碎效果时，首先是从远处直接观察判定是否破碎，是否存在安全隐患；当确定块石未破碎或者装置未动作时，需要查明原因，并采取必要的处置措施；当确定无安全隐患时，可以慢慢接近现场检查破碎质量；第七步 撤收块石破碎装置(A)；块石破碎装置完成喷射，经上述检查效果后，可以撤收该装置；撤收装置时，需要回收专用击发器、导 线和块石破碎装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李必红，宋林辉，辛燎原，郭嘉，严胜奇，
申请(专利权)人：湖南天拓工程科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43