一种高压气体静态膨胀破岩装置及破岩方法与流程

本发明属于破岩装置技术领域，尤其是涉及一种高压气体静态破岩装置及破岩方法。

背景技术：

建筑工程上，岩石及混凝土破碎是十分艰巨、危险的工程，多使用火药、挖掘机等对岩石进行破坏，这些方式均具有高度的危险性，并会产生强烈的噪声、振动等污染，火药爆破还会产生大量的粉尘、有害气体，尤其是在沿线有高压线、煤气管道等重要目标以及建筑楼房的时候，这些破岩方式具有极高的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种高效、安全、不对环境造成危害的高压气体静态膨胀破岩装置。

本发明所要解决的技术问题还在于：提供一种高效、安全、不对环境造成危害的高压气体静态膨胀破岩方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案在于：提供一种高压气体静态膨胀破岩装置，包括制裂管、加热管、制裂片与卸压头，所述制裂管一端开口设置，所述制裂片抵靠于所述制裂管的开口处，以将所述制裂管密封，所述卸压头与所述制裂片相抵持，所述制裂管内填充有液态气体，且所述热管固设于所述制裂管内，用于加热液态气体使其气化。

作为上述技术方案的进一步改进，所述卸压头上固设有扩径头，所述扩径头径向固设于所述卸压头两端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述扩径头呈锥形结构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述液态气体为二氧化碳。

作为上述技术方案的进一步改进，所述制裂管外固设有点火装置，所述点火装置与所述热管热连接，以通过所述点火装置控制所述热管加热状态。

作为上述技术方案的进一步改进，所述制裂管与所述点火装置之间嵌设有密封装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述制裂管与所述制裂片之间嵌设有导热垫片。

本发明还提供一种高压气体静态膨胀破岩方法，包括如下步骤，步骤一：预先对岩石进行钻孔处理；步骤二：将破岩装置放入钻孔中，其卸压头一端嵌入钻孔之中，并封堵住孔口；步骤三：加热热管，进行破岩操作。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤一中，在钻孔处理之后进行扩孔处理。

作为上述技术方案的进一步改进，在步骤二之前，预先制备破岩装置，并将液态气体填充进入制裂管中。

本发明的有益效果：

本发明的高压气体静态膨胀破岩装置包括制裂管、加热管、制裂片以及卸压头，制裂管的一端开口设置，并通过制裂片将该开口密封以使制裂管形成一封闭的空间，制裂管内填充有液态气体，加热管固设于制裂管内，可加热使液态气体转变成气态产生巨大的冲击力，卸压头与制裂片紧贴连接，制裂管内产生的巨大冲击力驱动卸压头进行破岩动作，本发明的破岩装置，能有效的破裂岩石，同时，冲击力大、振动小、噪声小、不会产生火花，具有安全、高效、不对环境造成危害的有益效果。

本发明的高压气体静态膨胀破岩方法具有安全、高效、不对环境造成危害的有益效果。

附图说明

图1是本发明的破岩装置的整体结构示意图；

图2是本发明的破岩装置的卸压头的结构示意图；

图3是本发明的破岩方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本发明的高压气体静态膨胀破岩装置采用密闭空间内的液态气体受热转换成气态，使得体积增大膨胀，从而产生大量的冲击力，并驱动冲击装置进行破岩操作，其不仅保证了高效的进行破岩操作的需求，也避免了工程中遇到沿线有高压线、煤气管等重要目标时常规手段无法使用的情况，为此，如图1所示，本发明的高压气体膨胀破岩装置包括制裂管1、加热管2、制裂片3以及卸压头4。

制裂管1内填充有液态气体，且制裂管1的一端开口设置，如此，当液态气体受热气化的时候，产生的巨大能量向制裂管1的开口处冲击，提供巨大的驱动力，优选的，液态气体选择为二氧化碳，其不具有毒性，且在高温高压的情况下不与空气发生反应，不会产生有毒有害的物质，具有更好的安全性。

加热管2固设于制裂管1内，其内填充有加热介质，其用于提供液态气体受热所需要的热源，制裂管1的外端固设有点火装置5，点火装置5与加热管2热连接，通过点火装置5可以控制加热管2的加热状态，进而控制液态气体的受热与否以及破岩装置的工作状态。

为了保证制裂管1于点火装置5处的密封性，点火装置5与制裂管1之间嵌设有密封装置(图中未示出)，防止此处受热发生气体的泄露，导致破岩装置的失效。

卸压头4为钻孔的操作端，其与制裂管1的开口处紧贴，以使制裂管1内液态气体气化时产生的驱动力驱动卸压头4破岩操作，卸压头4与制裂片1的开口之间嵌设有制裂片3，制裂片3具有更大的面积，可以保证与制裂管1的开口处的密封连接，保证了工作时制裂管1对卸压头4具有足够的驱动力，优选的，制裂片3与制裂管1的开口之间还嵌设有铜垫片6，进一步保证了制裂管1的开口端的可靠性，防止制裂管1的开口处发生气体的泄露导致气压不足。

为了提高破岩装置的安全性，如图2所示，卸压头4上径向固设有扩径头40，在破岩过程中，扩径头40可与岩石之间发生相互的力作用，防止泄压管飞出造成安全隐患，扩径头40成锥形，保证了其具有良好的反应截面，其径向设置于卸压头4的两端，保证了卸压头4的安全性。

制裂管1外还固设有安全膜7，安全膜7两端分别与点火装置5以及卸压头4固定连接，保证整个破岩装置的稳固性，防止其受到冲击、振动产生损坏。

本发明的高压气体静态膨胀破岩方法的流程如图3所示。

s100，预先进行钻孔处理，为破岩装置的安装做准备工作。钻孔一般采用台阶式布置，孔间距根据岩石的强度以及节理发育程度布置，尽可能保证破岩过程的高效性。

s101，为了保证钻孔的质量，对钻孔进行扩孔处理，保证后续破岩装置能够方便的放置于钻孔内。

s110，将破岩装置安装在钻孔中，使卸压头嵌设于钻孔之中，同时封堵住孔口，保证孔内的密封性。封堵过程可以采用石粉埋藏钻孔的空隙，采用泥土封住孔口，使孔口具有良好的密封性。

s120，通过点火装置使加热管加热，制裂管内液态气体受热气化膨胀产生冲击力驱动卸压头进行破岩操作。

本发明的高压气体静态膨胀破岩方法，可以采用现场制备破岩装置，具有更好的适应性，在s110之前，可以制备破岩装置，并在破岩装置内填充足够的液态气体。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。