本实用新型专利技术公开了一种水热破岩致裂装置、起爆网络，属于矿山机械工程领域，包括定向致裂器，定向致裂器内装有离子水溶液，定向致裂器内固定装有内胆导热管，内胆导热管从上往下依次包括堵头、隔热部件和聚能剂，电阻丝穿过堵头和隔热部件浸泡在聚能剂中，电阻丝另一端与电线相连，电线与电激发器相连，定向致裂器与内胆导热管通过注水端部固定连接，注水端部设有注水口，定向致裂器中下端设有薄弱缺口。本实用新型专利技术采用水热破岩制裂替代二氧化碳气爆质裂，大大减少了存储、运输和使用过程中的不安全隐患，同时还可以降低振动扰动和噪音，尤其适用一些禁止强烈振动和噪音的特定环境。尤其适用一些禁止强烈振动和噪音的特定环境。尤其适用一些禁止强烈振动和噪音的特定环境。
【技术实现步骤摘要】
一种水热破岩致裂装置及起爆网络
[0001]本技术属于矿山机械工程领域，具体涉及一种水热破岩致裂装置、起爆网络及其定向切割方法。
技术介绍
[0002]在矿山与石材开采、基坑开挖、隧道与地下空间施工、顽石/孤石安全爆破拆除、管道等堵塞疏通等市政交通工程中，常常需要进行岩体的开挖采掘工作。为了保证周边构筑物及人员安全，降低破岩振动和噪音，CO2气爆技术正受到矿山开采、隧道掘进、市政交通等领域广泛关注。
[0003]然而，传统二氧化碳气爆技术存在3个方面的安全隐患，1）液态二氧化碳的灌装、存储和运输涉及高压力容器，容易产生爆炸风险；2）二氧化碳气爆需要使用到具有易燃易爆型的发热药，涉及危险化学品运输，具有爆炸危险性；3）二氧化碳气爆装置在充装液态二氧化碳后，容易产生高压，易爆型发热药直接置于高压液态二氧化碳中，并直接接触，整个气爆装置存在爆炸风险。
技术实现思路
[0004]本技术所要解决的技术问题是，提供一种水热破岩致裂装置，替代二氧化碳气爆质裂，大大减少了存储、运输和使用过程中的不安全隐患，同时还可以降低振动扰动和噪音，尤其适用一些禁止强烈振动和噪音的特定环境。
[0005]进一步的，本技术还提供一种水热破岩致裂装置的起爆网络和定向切割方法，增强破岩效果，实现一种安全、环保的新型碎岩方法。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0007]一种水热破岩致裂装置，包括定向致裂器，所述定向致裂器内装有离子水溶液，所述定向致裂器内固定装有内胆导热管，所述内胆导热管从上往下依次包括堵头、隔热部件和聚能剂，电阻丝穿过所述堵头和隔热部件浸泡在所述聚能剂中，所述电阻丝另一端与电线相连，所述电线与电激发器相连，所述定向致裂器与所述内胆导热管通过注水端部固定连接，所述注水端部设有注水口，所述定向致裂器中下端设有薄弱缺口。
[0008]进一步的，所述内胆导热管与所述注水端部中部通过氩弧焊焊接，所述定向致裂器与所述注水端部外围通过氩弧焊焊接，所述氩弧焊焊接均形成焊环，所述注水口呈上大下小型，下侧为圆柱体，所述圆柱体内表面设有螺纹，所述注水口可拆卸连接与所述螺纹相匹配的螺杆。
[0009]进一步的，所述离子水溶液包括金属阳离子、阴离子和有机分子。
[0010]所述金属阳离子包括钠离子、钾离子，所述阴离子包括氯离子、醋酸根离子和硫酸根离子，所述有机分子包括甲醇和乙醇。
[0011]进一步的额，所述薄弱缺口厚度为所述定向致裂器厚度的1/10-1/2。
[0012]所述薄弱缺口包括1个、2个或4个。
[0013]一种水热破岩致裂装置的起爆网络，起爆网络包括若干所述装置并联形成的单孔装置网，若干所述单孔装置网之间进行串联。
[0014]一种水热破岩致裂装置的起爆网络的定向切割方法，包括以下步骤：
[0015]S1: 水热破岩装置注水：通过注水口向定向致裂器注离子水溶液，待定向致裂器充满离子水溶液后关闭注水口；
[0016]S2：水热破岩装置串并联：根据现场地质情况，将水热破岩装置上的电线串并联；
[0017]S3：下孔、定向、封孔：将串并联好的定向致裂器装入若干钻孔内，按照定向切割方向的要求调整定向致裂器的薄弱缺口的方向，并封孔；
[0018]S4：连接起爆网络，并检测连通性；
[0019]S5：安全警戒，并起爆，完成定向致裂要求；
[0020]S6:一次定向切割作业完成后，重复S1-S5，开始下一阶段循环。
[0021]其中，S2中，所述串并联方式包括在单个钻孔内并联若干所述水热破岩装置，形成单孔装置网，并将多个钻孔的所述单孔装置网串联起来形成起爆网络。
[0022]S4中连通性检测工具包括电阻表。
[0023]本技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0024]本技术提供一种水热破岩致裂装置及其定向切割方法，替代二氧化碳气爆质裂，大大减少了存储、运输和使用过程中的不安全隐患，同时还可以降低振动扰动和噪音，尤其适用一些禁止强烈振动和噪音的特定环境。
[0025]1、本技术采用离子水溶液代替高压液态二氧化碳，离子水溶液的存储、运输和使用过程均较为安全，大大降低了安全风险。
[0026]2、采用专门定制的聚能剂代替传统易燃易爆型发热药，避免了运输过程爆炸的风险。
[0027]3、配套定制水热破岩装置，通过内胆导热管直接将离子水溶液和聚能剂物理隔离，增加作业安全性。
[0028]4、多个定向致裂器可以通过串联和并联方式形成起爆网络，通过调整聚能剂与离子水溶液质量比、溶度来调整水蒸汽升压速率，从而达到起爆网络延时控制的目的，既增加起爆网络破岩效果，又能有效降低振动扰动和噪音，实现一种安全、环保的新型碎岩方法。
[0029]5、定向致裂器薄弱缺口的设计，可以通过薄弱环节缺口释放高压蒸汽，达到定向致裂的目的，并且释放的高压水蒸汽能够有效破岩，并降低破岩过程中产生的岩石碎屑粉尘，对于一些禁止强烈振动和噪音的特定环境下的定向破岩作业具有显著优势。
附图说明
[0030]图1为本技术的结构示意图；
[0031]图2为本技术的薄弱缺口的结构示意图；
[0032]图3为本技术的起爆网络的结构示意图；
[0033]图4为本技术的定向切割岩石的示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1-焊环；2-定向致裂器；3-内胆导热管；4-聚能剂；5-电阻丝；6-隔热部件；7-注水端部；8-注水口；9-电线；10-堵头；11-离子水溶液；2-1-薄弱缺口。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本技术作更进一步地说明。
[0037]实施例1：
[0038]如图1所示，一种水热破岩致裂装置，包括定向致裂器2，所述定向致裂器2内装有离子水溶液11，所述定向致裂器2内固定装有内胆导热管3，所述内胆导热管3从上往下依次包括堵头10、隔热部件6和聚能剂4，电阻丝5穿过所述堵头10和隔热部件6浸泡在所述聚能剂4中，所述电阻丝5另一端与电线9相连，所述电线9与电激发器相连，所述电激发器与移动电源相连。所述定向致裂器2与所述内胆导热管3连接处设有注水端部7，所述定向致裂器2中下端设有薄弱缺口2-1。所述内胆导热管3具有良好的导热性，直接将所述聚能剂4燃烧释放的热量传导给离子水溶液11，同时所述内胆导热管3能够耐高温高压。所述内胆导热管3材质可以选用铁制品、铝合金制品、铜制品等。所述聚能剂4不可用传统发热药，防止水浸湿发热药失效。所述聚能剂4可以选用专利公开号为CN105884562A中的二氧化碳基强活性聚能剂，电激发器激发所述电阻丝5引燃该二氧化碳基强活性聚能剂，该二氧化碳基强活性聚能剂释放大量热量，并通过所述内胆导热管3加速所述离子水溶液11气化过程，所述离子水溶液11中的内部水与蒸汽混相溶液压力急剧升高，并将薄弱缺口2-1冲击破裂，释放本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水热破岩致裂装置，其特征在于：包括定向致裂器（2），所述定向致裂器（2）内装有离子水溶液（11），所述定向致裂器（2）内固定装有内胆导热管（3），所述内胆导热管（3）从上往下依次包括堵头（10）、隔热部件（6）和聚能剂（4），电阻丝（5）穿过所述堵头（10）和隔热部件（6）浸泡在所述聚能剂（4）中，所述电阻丝（5）另一端与电线（9）相连，所述电线（9）与电激发器相连，所述定向致裂器（2）与所述内胆导热管（3）通过注水端部（7）固定连接，所述注水端部（7）设有注水口（8），所述定向致裂器（2）中下端设有薄弱缺口（2-1）。2.根据权利要求1所述的一种水热破岩致裂装置，其特征在于：所述内胆导热管（3）与所述注水端部（7）中部通...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡少斌，季淮君，王恩元，
申请(专利权)人：江苏中控能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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