水下静态破岩装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于静态破岩技术领域，公开了一种水下静态破岩装置及方法，用于对岩石进行破碎，岩石设置有容置孔，水下静态破岩装置设置于容置孔中。水下静态破岩装置包括固定管组件、第一柔性管、注水管和冷冻管路。第一柔性管与固定管组件一端连接并围设形成冷冻腔；注水管能够伸入冷冻腔中并向冷冻腔中注入液态水，当通过注水管向冷冻腔中注入液态水时，第一柔性管能够膨胀并紧贴容置孔的孔壁，固定管组件能够与孔壁卡接以锁定第一柔性管；冷冻管路能够伸入冷冻腔中并将冷冻腔中的液态水进行冷冻，当冷冻腔中的液态水被冷冻成固态水时体积变大，能够使第一柔性管进一步膨胀并挤压孔壁，直至使岩石碎裂，不会产生任何震动、爆炸和有毒物质，安全环保。安全环保。安全环保。

【技术实现步骤摘要】
水下静态破岩装置及方法


[0001]本专利技术涉及静态破岩
，尤其涉及一种水下静态破岩装置及方法。

技术介绍

[0002]随着现代工程建设的快速发展，人们开始着眼于水下建筑，但是水下地形复杂，经常会有大型岩石阻碍水下建筑的建设，因此通常需要对大型岩石进行破碎，以消除阻碍。
[0003]水下破岩多数会采用爆破法，也就是在岩石内设置炸药，利用炸药爆炸瞬间产生的巨大冲击力使岩石破碎，成本低、效率高，但是爆破法振动大、抛掷飞石而且会产生有毒气体，容易造成安全事故，并且生产、运输炸药的过程也存在一定安全隐患，因此，人们开始尝试静态破岩。
[0004]静态破岩通常是对岩石打孔后，向孔内注入干冰，利用膨胀压力对岩石进行破碎。采用干冰进行破碎时，需要向干冰中加入激发剂才能完成对岩石的破碎，但是破碎完成后通常会残留部分激发剂，对水下环境造成污染。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水下静态破岩装置及方法，以解决爆破法破岩危险系数高，现有的静态破岩方法容易污染环境的技术问题。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]水下静态破岩装置，用于对岩石进行破碎，所述岩石设置有容置孔，所述水下静态破岩装置设置于所述容置孔中，，包括：
[0008]固定管组件；
[0009]第一柔性管，与所述固定管组件一端连接并围设形成冷冻腔；
[0010]注水管，能够伸入所述冷冻腔中并向所述冷冻腔中注入液态水，当通过所述注水管向所述冷冻腔中注入液态水时，所述第一柔性管能够膨胀并紧贴所述容置孔的孔壁，所述固定管组件能够与所述孔壁卡接以锁定所述第一柔性管；
[0011]冷冻管路，能够伸入所述冷冻腔中并将所述冷冻腔中的液态水进行冷冻，当所述冷冻腔中的所述液态水被冷冻成固态水时体积变大，能够使所述第一柔性管进一步膨胀并挤压所述孔壁，直至使所述岩石碎裂。
[0012]作为优选地，所述固定管组件包括连接管、第二柔性管、连接件和固定件，所述第二柔性管两端均连接有所述连接管，所述固定件套设于所述第二柔性管周侧，所述固定件与所述连接件转动连接且与第二柔性管抵接，当所述第二柔性管内充满水时，所述第二柔性管会膨胀并推动所述固定件转动并与所述容置孔的孔壁卡接。
[0013]作为优选地，所述第二柔性管包括柔性段和两个连接段，所述柔性段两端分别连接有一个连接段，所述连接段与所述连接管螺纹连接，所述固定件与所述连接段连接，所述固定件与所述柔性段抵接。
[0014]作为优选地，所述容置孔设置有开口，当所述柔性段膨胀时所述固定件朝向所述
开口的方向转动。
[0015]作为优选地，所述连接管周侧设置有保温层。
[0016]作为优选地，所述固定管组件还包括密封盖，所述密封盖与远离所述第一柔性管的所述连接管连接，所述密封盖设置有多个开口，所述注水管和所述冷冻管路均通过所述开口伸入所述冷冻腔。
[0017]作为优选地，还包括排水管和开关阀，所述排水管通过所述密封盖伸入所述冷冻腔中，所述液态水能够通过所述排水管排出，所述开关阀能够选择开启或封闭所述排水管。
[0018]作为优选地，所述第一柔性管和所述第二柔性管均由橡胶材料制成。
[0019]作为优选地，所述容置孔包括多个第一孔和多个第二孔，所述第一孔的深度大于所述第二孔的深度，多个所述第一孔沿弧线均匀间隔设置形成第一孔组，多个所述第二孔沿弧线均匀间隔设置形成第二孔组，多个所述第一孔组与多个所述第二孔组间隔交错设置，相邻的所述第一孔组和所述第二孔组中的所述第一孔和所述第二孔交错设置。
[0020]水下静态破岩方法，采用上述水下静态破岩装置完成，包括：
[0021]S1、对需要进行破碎的岩石进行钻孔形成容置孔；
[0022]S2、将水下静态破岩装置插入容置孔；
[0023]S3、通过注水管向水下静态破岩装置的冷冻腔中注入液态水；
[0024]S4、当注水管内压力恒定时，保持注水管内的压力不变，此时第一柔性管紧贴容置孔的孔壁，固定管组件与容置孔的孔壁卡接以锁定第一柔性管；
[0025]S5、通过冷冻管路对液态水进行冷冻，液态水冷冻为固态水体积变大，使第一柔性管进一步膨胀并挤压容置孔的孔壁，直至岩石破碎。
[0026]有益效果：本专利技术提供一种水下静态破岩装置，用于对岩石进行破碎，水下静态破岩装置包括固定管组件、第一柔性管、注水管和冷冻管路。水下静态破岩装置设置于岩石上的容置孔中，注水管向冷冻腔中注入液态水，使第一柔性管膨胀并紧贴容置孔的孔壁，同时能够使固定管组件与容置孔的孔壁抵接以固定第一柔性管，避免第一柔性管在注水膨胀过程中脱离容置孔；再通过冷冻管路对液态水进行冷冻，当液态水冷冻为固态水时体积会增大，同样也使第一柔性管进一步地膨胀，由于冷冻前第一柔性管已经紧贴容置孔的孔壁，进一步膨胀后会继续对孔壁进行挤压，直至孔壁开裂，岩石破碎。通过由液态转变为固态体积膨胀的相变产生的体积膨胀力迫使岩石沿弱节理裂隙发生碎裂，过程不会产生任何震动和爆炸，不会产生任何有毒物质，并且，所有的液体会在冷冻腔内保存下来，不与周围环境的水体接触，避免污染环境，即使装置损坏，液态水也不会对环境造成任何污染。
[0027]本专利技术还提供一种水下静态破岩方法，采用上述的水下静态破岩装置完成，在对需要破碎的岩石进行钻孔后，将水下静态破岩装置插入容置孔中，注水管向冷冻腔中注入液态水，当注水管内压力维持恒定时保持注水管内压力不变，使第一柔性管膨胀并紧贴容置孔的孔壁，同时使固定管组件与容置孔的孔壁抵接以固定第一柔性管，避免第一柔性管在注水膨胀过程中脱离容置孔；再通过冷冻管路对液态水进行冷冻，当液态水冷冻为固态水时体积会增大，同样也使第一柔性管进一步地膨胀，由于冷冻前第一柔性管已经紧贴容置孔的孔壁，进一步膨胀后会继续对孔壁进行挤压，直至孔壁开裂，岩石破碎。水下静态破岩方法通过由液态转变为固态体积膨胀的相变产生的体积膨胀力迫使岩石沿弱节理裂隙发生碎裂，过程不会产生任何震动和爆炸，不会产生任何有毒物质，并且，所有的液体会在
冷冻腔内保存下来，不与周围环境的水体接触，避免污染环境，即使装置损坏，液态水也不会对环境造成任何污染。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例提供的第一孔和第二孔的深度示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的第一孔和第二孔的分布示意图；
[0030]图3是本专利技术实施例提供的水下静态破岩装置的结构示意图一；
[0031]图4是本专利技术实施例提供的水下静态破岩装置的结构示意图二；
[0032]图5是本专利技术实施例提供的第二柔性管的正视图；
[0033]图6是本专利技术实施例提供的连接件结构示意图；
[0034]图7是本专利技术实施例提供的连接件和固定件与孔壁抵接后的配合示意图；
[0035]图8是本专利技术实施例提供的固定件通过连接件与第二柔性管连接的配合示意图。
[0036]图中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下静态破岩装置，用于对岩石进行破碎，所述岩石设置有容置孔，所述水下静态破岩装置设置于所述容置孔中，其特征在于，包括：固定管组件(1)；第一柔性管(2)，与所述固定管组件(1)一端连接并围设形成冷冻腔；注水管(3)，能够伸入所述冷冻腔中并向所述冷冻腔中注入液态水，当通过所述注水管(3)向所述冷冻腔中注入液态水时，所述第一柔性管(2)能够膨胀并紧贴所述容置孔的孔壁，所述固定管组件(1)能够与所述孔壁卡接以锁定所述第一柔性管(2)；冷冻管路(4)，能够伸入所述冷冻腔中并将所述冷冻腔中的液态水进行冷冻，当所述冷冻腔中的所述液态水被冷冻成固态水时体积变大，能够使所述第一柔性管(2)进一步膨胀并挤压所述孔壁，直至使所述岩石碎裂。2.根据权利要求1所述的水下静态破岩装置，其特征在于，所述固定管组件(1)包括连接管(11)、第二柔性管(12)、连接件(13)和固定件(14)，所述第二柔性管(12)两端均连接有所述连接管(11)，所述固定件(14)套设于所述第二柔性管(12)周侧，所述固定件(14)与所述连接件(13)转动连接且与第二柔性管(12)抵接，当所述第二柔性管(12)内充满水时，所述第二柔性管(12)会膨胀并推动所述固定件(14)转动直至与所述容置孔的孔壁卡接。3.根据权利要求2所述的水下静态破岩装置，其特征在于，所述第二柔性管(12)包括柔性段(121)和两个连接段(122)，所述柔性段(121)两端分别连接有一个连接段(122)，所述连接段(122)与所述连接管(11)螺纹连接，所述固定件(14)与所述连接段(122)连接，所述固定件(14)与所述柔性段(121)抵接。4.根据权利要求3所述的水下静态破岩装置，其特征在于，所述容置孔设置有开口，当所述柔性段(121)膨胀时所述固定件(14)朝向所述开口的方向转动。5.根据权利要求2所述的水下静态破岩装置，其特征在于，所述连接管(11)周侧设置有保...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢康，金鹏，尹纪富，梁鑫，王费新，洪国军，周忠玮，刘功勋，陆寅松，
申请(专利权)人：中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：