一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种钻孔开采矿岩的微波‑胀裂剂原位压裂装置及方法，属于钻孔开采技术领域，本发明专利技术通过矩形波导和圆波导配合同轴内芯实现聚焦辐射，在钻孔内按照预定角度产生定向初始裂隙，而后将静态胀裂剂分段、分压注入初始裂隙内，利用膨胀压带来的裂隙扩展效果，在微波压裂范围的基础上进行原位二次压裂，促进裂隙的二次扩展。通过叠加微波和胀裂剂的压裂范围，形成以微波定向裂隙为主的大面积联通裂隙网络。最终达到在保证压裂范围和效果的前提下，减少开采钻孔，增加钻孔间距，提高开采效率的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钻孔开采，具体涉及一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置及方法。

技术介绍

1、钻孔采矿法作为坚硬矿岩的开采方式之一，广泛应用于金属矿、石材等领域。该方法通常在待采区域根据预定位置开挖钻孔，配合如爆破、二氧化碳、水力压裂等一些高效破岩技术来实现对孔壁岩层的破坏，使得多个钻孔间形成裂隙网络达到弱化岩层强度，剥落矿岩的目的。目前较为常用的是爆破和水力压裂方法，他们具有较高效的破岩能力或定向能力，对于不同的工程条件都有一定的适用性。然而，同样带来的是不同程度的安全和污染问题，如爆破振动可能会引发岩爆，水力压裂排水污染作业环境等。

2、微波作为一种新兴的破岩技术，其独有的选择性加热特性可以无声、无振动、无污染的达到岩石破碎的目的，特别是在钻孔开采领域具有良好的应用前景。然而，微波虽具有穿透性加热的特点，但微波在岩层内的传输受到介电特性的影响，仍是一个逐渐衰减的过程，这就导致了微波压裂范围受到岩层限制较大。因此，在一些特殊条件下，采用联合破岩方法，在微波压裂后进行二次压裂可以有效解决这个问题。诸多学者也提出采用如二氧化碳炮、超临界二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置，其特征在于：包括微波系统、注液系统和套筒系统；

2.根据权利要求1所述的一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置，其特征在于：所述注液系统包括搅拌桶（10）和注浆泵（15），所述搅拌桶（10）的一侧顶端设有进水管（11），搅拌桶（10）的顶端设有搅拌电机（12），搅拌电机（12）的输出端连接有搅拌叶轮（13），搅拌桶（10）的一侧底端通过吸浆管（14）与注浆泵（15）连接，注浆泵（15）的一侧设有出浆管（16），注浆泵（15）的顶端设有压力表（18）和电机（19），注浆泵（15）的一侧设有空气压缩机（20）。

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【技术特征摘要】

1.一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置，其特征在于：包括微波系统、注液系统和套筒系统；

2.根据权利要求1所述的一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置，其特征在于：所述注液系统包括搅拌桶（10）和注浆泵（15），所述搅拌桶（10）的一侧顶端设有进水管（11），搅拌桶（10）的顶端设有搅拌电机（12），搅拌电机（12）的输出端连接有搅拌叶轮（13），搅拌桶（10）的一侧底端通过吸浆管（14）与注浆泵（15）连接，注浆泵（15）的一侧设有出浆管（16），注浆泵（15）的顶端设有压力表（18）和电机（19），注浆泵（15）的一侧设有空气压缩机（20）。

3.根据权利要求2所述的一种钻孔开采矿岩的微波-胀裂剂原位压裂装置，其特征在于：所述圆波导（7）沿轴向方向的中心设有同轴内芯（8），圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文庆，康健婷，康天合，张彬，梁晓敏，李昊洋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：