本发明专利技术公开了一种快速静态爆破装置，实现了快速静爆。快速静态爆破装置包括封孔器和加热器。其中封孔器包括封口盘、由圆弧状连接板板、拉杆与摩擦板构成的抗拉拔组件；加热器包括加热棒和其上部的保护套筒及连接线。封口盘的正视图呈倒“凸”字状，封口盘中心开有一个直径比加热棒直径大0.5-1mm的轴向贯穿圆孔。拉杆一端焊有一段圆弧状连接板，另一端焊有一段摩擦板。而圆弧状的连接板通过螺丝与封口盘下部的细圆柱体固定。抗拉拔组件相对封口盘轴心对称安装，确保受力均匀。施工时，先灌浆，再依次将封孔器和加热器插入钻孔。封口盘受到的膨胀力和孔内抗拉拔组件与破碎剂之间的摩擦阻力构成一对平衡力，从而实现封孔、防喷目的。通过加热，破碎剂水化反应速度加快，膨胀力随之快速增长，结合有效封孔的联合作用，提高了破岩效率。岩效率。岩效率。
【技术实现步骤摘要】
一种快速静态爆破装置及爆破方法
[0001]本专利技术属于静态破碎
，具体涉及到一种效果更高的快速静态爆破装置。
技术介绍
[0002]所谓的静态破碎技术主要是指应用静态破碎剂进行岩石或混凝土的爆破和开挖。由于在使用静态破碎剂的施工过程中无噪声、无粉尘、无飞石、无有毒有害气体、无振动，不受法律管制等优点，在世界各地的各项工程中被广泛应用。但是使用破碎剂进行爆破作用时，也暴露了其很多缺点，诸如：（1）破碎时间长。相对于炸药等烈性爆破材料，使用破碎剂爆破的时间通常在几个小时到数十个小时不等。特别是冬季寒冷季节，温度较低时，甚至因温度太低，破碎剂水化反应慢而导致可能失效。
[0003]（2）高温季节易喷孔。在夏季高温季节施工时，静态破碎剂快速水化而释放大量的热量，使得其浆体快速升到100℃以上的温度，导致破碎剂浆体中的水分快速汽化并在孔内积聚形成较高的蒸汽压，极容易导致喷孔发生，同样致使施工失败。
[0004]一并同时解决“高温易喷孔、低温反应慢”这一对矛盾已是困扰工程界多年的难题。显而易见，温度是制约这一难题的关键因素。而高温的优点是加速破碎剂水化，缺点是易导致喷孔。因此，如何利用高温的优点，并同时将其缺点转变为优势并加以利用是解决这一难题的新思路，即通过对钻孔中的破碎剂采取加热和封孔双措施，使其在短时间内快速水化而产生的高温高压蒸汽被密封在钻孔内，而高压蒸汽具有较大的膨胀潜能施加在钻孔围岩上，配合巨大的破碎剂固体膨胀压，进而加速预爆破岩石或混凝土的破碎。
[0005]目前，大多数技术基本上围绕单一问题进行解决，要么解决高温喷孔问题，要么解决低温反应慢的问题，很少有将两方面的问题同时解决的技术或理论。目前，虽然有的人提出了两个问题都解决的技术，但效果不是非常理想。不是加热效率不高，封孔效果欠佳的问题，就是加热和封孔难以配合匹配的问题。
[0006]目前，对于封孔装置，多采用在钻孔孔口的有限深度处布置封孔装置的技术。封孔装置诸如：采用顶针的点摩擦方式、楔形体的面摩擦方式来增加摩擦阻力防喷孔的技术，有的采用在孔口下方一定深度处掏孔，再在孔口加装封口装置的方式进行防喷孔。有的采用在孔口使用低温措施，降低破碎剂水化产生的热量，以此防止喷孔发生；有的采用孔内孔外、上下一体封堵的方式进行防喷孔。这都是解决单一因素的技术或工艺，没有进行两个问题同时解决，技术不全面。
[0007]在提高破碎剂反应的环境温度方面，有的采用向孔内破碎剂注入热水的方法来加速开裂的技术；有的设计了采用套管加热方法来提高破碎速度的装置；有的采用在孔内释放燃烧剂加温措施。当然，还有很多措施多数是方式单一，即加热，没有封孔，封孔没有加入，这就不能同时解决温度和喷孔、反应慢的矛盾。虽然有的技术同时采用加热和封孔两种措施，但其封孔效果欠佳，易发生封孔装置被孔内高压蒸汽顶飞的安全问题。
[0008]如何做到既通过加热促进破碎剂的快速水化，又保障其封孔安全，同时又可以利
用孔内积聚的高压蒸汽参与快速爆破是本专利的突出特点。
[0009]本专利技术专利提供一种新的快速静态爆破装置，可以解决破碎剂在夏季高温易喷孔，冬季等低温反应速度慢或滞死等问题。通过加热和封孔联合作用，确保破碎剂在孔内被紧密约束和较高温度下快速水化，致使其在短时间内获得较大的固体膨胀压，同时利用孔内积聚高压蒸汽膨胀潜能大特点而参与爆破，从而实现安全又快速致裂岩石或混凝土的目的。
技术实现思路
[00010]本专利技术是为了解决至少上述问题，并提供至少后面将要说明的优点。
[00011]本专利技术提供的一种快速静态爆破装置，包括：封孔器，其包括：封口盘、连接板、拉杆和摩擦板，连接板用螺钉紧固在所述的封口盘侧面上，拉杆的一端与连接板通过焊接相连接，摩擦板与拉杆另一端通过焊接相连接，其中，封口盘轴心设有一个轴向贯穿圆孔；加热器，其包括：加热棒和设置在加热棒顶部与之螺纹连接的保护套筒，其中，所述加热棒插入封口盘贯穿圆孔，与封孔器组成快速静态爆破装置。
[00012]本专利技术所涉及的快速静态爆破装置，其特征在于封口盘为倒“凸”字形，封口盘下部的小直径圆柱体与钻孔直径相等，可以起到密封作用；而封口盘的上部的大直径圆柱体要比钻孔直径大10-40mm，用于防止封孔器掉入钻孔内。
[00013]本专利技术所涉及的封口盘，其下部小直径圆柱体高20-40mm，而上部的大直径圆柱体高为10-20mm，并在封口盘轴心设有一个比加热棒直径大0.5-1mm的轴向贯穿圆孔，使得加热棒能够自由穿过贯穿圆孔而不被卡住。
[00014]本专利技术所涉及的连接板，其上下端面的形状为圆弧形，厚度4-6mm，圆弧度数为60-120
°
，高度为20-40mm，在其侧面对称性地开有两个固定螺纹孔，便于与封口盘通过螺钉紧固连接。
[00015]本专利技术所涉及的封口盘的下部小直径圆柱体侧面开有与连接板厚度、弧形角度和板高均相等、数量相同的凹槽；在每个凹槽的侧面上对称性地开有两个深度为5-10mm，直径为4-6mm螺纹孔，便于安装连接板，同时确保连接板完全嵌入凹槽，使其封口盘下部细圆柱体与连接板形成一个与钻孔直径相等的整体。
[00016]本专利技术所涉及的静态爆破装置，拉杆为直径4-6mm粗细的、数量与连接板相同的不锈钢钢丝，其一端与连接板下部端面的中心通过焊接相连接，另一端与摩擦板一个端面中心通过焊接相连接，拉杆与连接板、摩擦板三个部件的中心在一条线上可实现受力均匀。本专利技术所涉及的快速静态爆破装置，摩擦板的端面为圆弧状，其厚度为4-6mm，圆弧度数为30-90
°
，高度为200-600mm。
[00017]本专利技术所涉及的快速静态爆破装置，加热器的电功率为20W-200W，采用的是220V交流电源。加热器，保护套筒与在加热棒的顶部通过螺纹连接，保护套筒内径与加热棒外径相同，高度20-40mm，便于保护加热棒接线部位，并且防止漏电。加热器，加热棒是不锈钢材质的金属杆体，其直径为5-12mm，其长度视钻孔深度而定。
[00018]本专利技术至少包括以下作用与效果：1、爆破时间大幅缩短；通过加热和封孔联合作用下，使得爆破钻内的破碎剂在较高温度和四周严密约束下而
得以快速水化、膨胀压迅速增长，与此同时生成的高压蒸汽又被强烈的密封在钻孔内。因此在强大固体膨胀压和较高的蒸汽压的联合作用下，快速实现了岩石或混凝土的爆破。由原来的数小时、数十小时缩短至一小时以内，爆破效率显著提高。
[00019]2、安全性能显著提高；加热棒是具有一定抗压强度的不锈钢材质钢管，采用电加热方式，其加热功率通过配合功率调节电路得以控制，同时通过孔内温度传感器监测，因此可以较为精确的控制破碎剂的水化进程；同时在封孔器的联合作用下的加热过程中，破碎剂快速水化而释放出的大量热量积聚在孔内，这些热量促使孔内温度快速上升到100℃以上，甚至高达150℃，远超过水的沸点，所以此时孔内的游离水迅速汽化而生成高压水蒸气。由于此时的破碎剂已固化并具有巨大膨胀压力，并且四周又被严格约束本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种快速静态爆破的装置，其特征在于，包括：封孔器(10)，其包括：封口盘(11)、连接板（12）、拉杆(13)和摩擦板(14)，所述的连接板(12)通过螺钉（16）紧固在所述的封口盘(11)侧面上，所述的拉杆（13）的一端与所述的连接板（12）通过焊接连接，所述的摩擦板(13)与所述的拉杆（13）另一端通过焊接连接，其中，所述的封口盘(11)轴心设有一个轴向的贯穿圆孔(15)；加热器(20)，其包括：加热棒(21)和保护套筒(22)，所述的保护套筒(22)设置在所述的加热棒(21)顶部，并用螺纹相连接，其中，所述加热棒(21)插入所述的贯穿圆孔（15），与所述的封孔器(10)组成所述的快速静态爆破装置。2.根据权利要求1所述的快速静态爆破装置，其特征在于所述的封口盘(11)为倒“凸”字形，所述的封口盘(11)下部的小直径圆柱体与钻孔(30)直径相等，而所述的封口盘(11)的上部的大直径圆柱体要比所述的钻孔(30)直径大10-40mm，用于防止所述的封孔器(10)掉入钻孔内。3.根据权利要求1所述的封口盘(11)，其特征在于其下部小直径圆柱体高20-40mm，而上部的大直径圆柱体高为10-20mm，并在所述的封口盘(11)轴心设有一个比所述的加热棒(21)直径大0.5-1mm的轴向的所述的贯穿圆孔（15），使得所述的加热棒(21)能够自由穿过所述的贯穿圆孔（15）而不被卡住，便于拆装。4.根据权利要求1，所述的连接板（12）的数量为2-4个，其上下端面的形状为圆弧形，其厚度为4-6mm，圆弧度数为60-120
°
，高度为20-40mm，并在其侧面对称性地开有两个固定螺纹孔，便与所述的封口盘（11）通过所述的螺钉（16）紧固连接。5.根据权利要求3中所述的封口盘（11）的下部小直径圆柱体侧面开有与连接板（12）厚度、弧形角度和板高均相等、数量相同的凹槽；在每个凹槽的侧面上对称性地开有两个深度为5-10mm，直径为4-6mm螺纹孔，便于安装或拆除所述的连接板（12），同时确保所述的连接板（12）完全嵌入凹槽，使其所述的封口盘（11）下部细圆柱体与所述的连接板（12）形成一个与所述的钻孔（30）...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱军，刘文，杨苗，李锐，褚福延，南玮，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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