CN101144383A - 一种岩石或混凝土的裂开方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种岩石或混凝土的裂开方法及其装置,该方法如下:在岩石或混凝土上钻盲孔;在盲孔口部安装封口锁紧连接装置,并与盲孔呈密封状态;用耐高压管将封口锁紧连接装置与高压发生器连接;启动高压发生器,将高压介质输送盲孔内,直至岩石或混凝土裂开。该装置包括高压发生器、耐高压管、封口锁紧装置和下端封闭的可膨胀套,所述封口锁紧装置的出口端与可膨胀套上端密封连接;所述耐高压管一端与封口锁紧装置的进口端密封连接;所述耐高压管的另一端与所述高压发生器出口端密封连接。本发明具有安全性高、成本低、操作方便、膨胀率一致不受时间影响、不受环境温度影响、不污染环境的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种裂开岩石或混凝土等其它比较坚硬的固体物的方法,以及实现该方法的专用装置。
背景技术
石料开采或水泥混合物裂开,一直沿用钻孔后用***或黑火药***的方法,使用***或黑火药***开采岩石或将水泥混合物裂开,首先是存在不安全的问题,如果是开采用于基料的岩石,如花岗岩石,由于它的***力对石材破坏力极大,造成出材率低下,使原本很好的石材变为废料,即浪费了资源又破坏了环境;近年来虽然出现了水泥膨胀剂,它与***或黑火药***的方法比较,其优点是比较安全,但是,它存在的问题也是显而易见的。一是成本高,压缩了使用者的利润空间,使用者不愿使用;二是操作技术要求过高,对灌注时间及温度极为敏感,调溶后它一直在发生着化学变化,前期与后期灌入石料或水泥混合物孔中的膨胀率难得一致;三是受环境温度影响大,在环境温度5度以下就无法使用;四是化学反应时间长,在常温下,一般需要5-6个小时的反应时间;五是污染环境。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题,向社会提供一种安全、方便及无污染的岩石或混凝土的裂开方法及其装置。
本发明的技术方案是:提供一种岩石或混凝土的裂开方法,包括如下步骤:
(1)、在欲被裂开的岩石或混凝土上钻盲孔;
(2)、在盲孔口部安装封口锁紧连接装置,所述封口锁紧连接装置的外壁与所述盲孔的内壁紧锁,并与盲孔呈密封状态;
(3)、用耐高压管将封口锁紧连接装置与高压发生器连接;
(4)、启动高压发生器,将高压介质输送盲孔内,盲孔内壁受压,直至欲被裂开的岩石或混凝土裂开。
在第一步中钻盲孔时,如在欲被裂开的岩石或混凝土的盲孔内壁上存在裂纹,可在封口锁紧连接装置出口处加装一端开口的可膨胀套,所述可膨胀套与所述封口锁紧连接装置密封连接。
如果是为了获得规则几何形状的岩石或混凝土,则在欲被裂开的岩石或混凝土的至少两个侧面和底面上钻盲孔。
如需在欲被裂开的岩石或混凝土上钻许多盲孔时,为了减少钻盲孔的数量,可用孔内刻槽器在所钻出的盲孔内壁上切槽。
在所述第四步中的高压介质为液体或气体。为液体介质时,最好使用水,其成最低。
一种实现上述权利要求裂开方法的装置,包括高压发生器、耐高压管、封口锁紧连接装置;所述耐高压管一端与封口锁紧连接装置的进口端密封连接;所述耐高压管的另一端与所述高压发生器出口端密封连接。
所述封口锁紧连接装置包括带膨胀段的膨胀管、带锥头的螺杆,所述螺杆套在所述膨胀管内,螺杆上的锥头位于膨胀管的膨胀段内,在所述膨胀管外壁上设有密封圈;在螺杆上有一轴向贯通整个螺杆的通孔,在螺杆上端丝接有张紧螺母。
在所述膨胀管远离膨胀段一端有一截止口段,该止口段的外径大于与其相接地膨胀管的外径,形成一个止口台阶。
所述可膨胀套是用具有延展性能的材料所制作而成的管状体。
在所述封口锁紧连接装置的出口端连接有一端开口的可膨胀套,所述封口锁紧连接装置与可膨胀套密封连接。
本发明的优点是:与用***或黑火药***的方法相比,具有安全性更高的优点;与用水泥膨胀剂的方法相比,具有成本低、操作方便、膨胀率一致不受时间影响、不受环境温度影响、不污染环境的优点。
附图说明
图1是本发明装置的一种实施例的立体结构示意图;
图2是图1中的封口锁紧连接装置的中剖结构示意图;
图3是图2中的封口锁紧连接装置与岩石或混凝土结合的剖视结构示意图。
具体实施方式
请参见图1和图2,图1和图2所示为一种裂开装置,包括能产生10MPa至560MPa的高压发生器1、耐高压管2、封口锁紧连接装置3和下端封闭的可膨胀套4,所述封口锁紧连接装置3的出口端可膨胀套4上端密封连接;所述耐高压管2出口端通过快换接头5与封口锁紧连接装置3的进口端密封连接;所述耐高压管2的进口端与所述高压发生器1出口端密封连接。所述高压发生器1可以采用压力大于或等于10MPa的水压机,在水压机上设有压力表11。所述封口锁紧连接装置3包括带膨胀段311的膨胀管31、带锥头321的螺杆32,所述螺杆32套在所述膨胀管31内,在所述膨胀管31的外壁上设有多道密封圈313,该密封圈最好使用U形密封圈,在螺杆32上部设置有一个卸荷阀7,卸荷阀7与通孔322相通,用于当本发明采用高压液体时,首先对盲孔进行排空,也就是排出盲孔内的空气。螺杆32上的锥头321位于膨胀管31的膨胀段311内,所述螺杆32的锥头321的底面直径略大于膨胀管31的膨胀段311的底面直径;在螺杆32上有一轴向贯通整个螺杆32的通孔322,在螺杆32上端丝接有张紧螺母33。整个封口装置3的结构类似于目前所用的膨胀螺丝,所不同的是它整体上要远远大于膨胀螺丝,并且在螺杆上有一轴向贯通整个螺杆32的通孔322,以利高压气体或液体进入可膨胀套4;可膨胀套4可以用具有延展性能的材料所制作而成的管状体,如制作成乳胶管、橡胶管、塑胶管、尼龙管或簿壁金属管等等。可膨胀套4的开口端固接在螺杆32上的锥头321上。
作为对本发明的改进,可以在所述膨胀管31远离膨胀段311一端设有一截止口段312,该止口段312的外径大于与其相接地膨胀管31的外径,形成一个止口台阶,这个止口台阶可以用于与孔21紧固配合。
图3是图2中的封口锁紧连接装置与岩石或混凝土结合的剖视结构示意图。
使用时,将可膨胀套4放入在岩石或水泥混合物预先打好的孔21内,其开口端固接在螺杆32上的锥头321上,再将封口锁紧连接装置3的大部分置入孔21的入口处,让止口段312顶在孔21的口上,拧紧张紧螺母33,让封口锁紧连接装置3的膨胀段311张开,并与孔21的内壁紧配合;然后,再通过快换接头5与耐高压管2密封连接,为了防止本发明中某一个或某几个封口锁紧连接装置3出现问题时,整个装置的工作不受影响,最好在快换接头5与耐高压管2之间加装一个单向阀或者截止阀8,当其中的一个或几个封口锁紧连接装置3出现问题时,只需关闭出现了问题的这一个或这几个锁紧连接装置3,就可以了。如此安装后,本发明就可以使用了。
使用上述装置开采岩石或裂开混凝土时,可以使用如下方法。
(1)、在欲被裂开的岩石或混凝土上钻盲孔;
(2)、在盲孔口部安装封口锁紧连接装置,所述封口锁紧连接装置的外壁与所述盲孔的内壁紧锁,并与盲孔呈密封状态;
(3)、用耐高压管将封口锁紧连接装置与高压发生器连接;
(4)、启动10MPa至560MPa的高压发生器,将高压介质输送盲孔内,盲孔内壁受压,直至欲被裂开的岩石或混凝土裂开。
在第一步中钻盲孔时,如在欲被裂开的岩石或混凝土的盲孔内壁上存在裂纹,可在封口锁紧连接装置出口处加装一端开口的可膨胀套,所述可膨胀套与所述封口锁紧连接装置密封连接,这种情况下,高压发生器则是向可膨胀套内送高压介质,如水,使可膨胀套受压膨帐,而胀开岩石或混凝土。
如果是为了获得规则几何形状的岩石或混凝土,钻盲孔时,则可在欲被裂开的岩石或混凝土的至少两个侧面和底面上钻盲孔。
如需在欲被裂开的岩石或混凝土上钻许多盲孔时,为了减少钻盲孔的数量,可用孔内刻槽器在所钻出的盲孔内壁上切槽。
采用高压液体时,最好为水。采用高压气体时,最好使用压缩空气。
Claims (10)
1.一种岩石或混凝土的裂开方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)、在欲被裂开的岩石或混凝土上钻盲孔;
(2)、在盲孔口部安装封口锁紧连接装置,所述封口锁紧连接装置的外壁与所述盲孔的内壁紧锁,并与盲孔呈密封状态;
(3)、用耐高压管将封口锁紧连接装置与高压发生器连接;
(4)、启动10MPa至560MPa的高压发生器,将高压介质输送盲孔内,盲孔内壁受压,直至欲被裂开的岩石或混凝土裂开。
2.根据权利要求1所述的岩石或混凝土的裂开方法,其特征在于:在欲被裂开的岩石或混凝土的盲孔内壁上存在裂纹时,可在封口锁紧连接装置出口处加装一端开口的可膨胀套,所述可膨胀套与所述封口锁紧连接装置密封连接。
3.根据权利要求1或2所述的岩石或混凝土的裂开方法,其特征在于:如果是为了获得规则几何形状的岩石或混凝土,钻盲孔时,则可在欲被裂开的岩石或混凝土的至少两个侧面和底面上钻盲孔。
4.根据权利要求3所述的岩石或混凝土的裂开方法,其特征在于:如需在欲被裂开的岩石或混凝土上钻许多盲孔时,为了减少钻盲孔的数量,可用孔内刻槽器在所钻出的盲孔内壁上切槽。
5.根据权利要求1、2或4所述的岩石或混凝土的裂开方法,其特征在于:在所述第四步中的高压介质为液体或气体。
6.一种实现上述权利要求裂开方法的装置,其特征在于:包括高压发生器、耐高压管、封口锁紧连接装置;所述耐高压管一端与封口锁紧连接装置的进口端密封连接;所述耐高压管的另一端与所述高压发生器出口端密封连接。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于:所述封口锁紧连接装置包括带膨胀段的膨胀管、带锥头的螺杆,所述螺杆套在所述膨胀管内,螺杆上的锥头位于膨胀管的膨胀段内,在所述膨胀管外壁上设有密封圈;在螺杆上有一轴向贯通整个螺杆的通孔,在螺杆上端丝接有张紧螺母。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于:在所述膨胀管远离膨胀段一端有一截止口段,该止口段的外径大于与其相接地膨胀管的外径,形成一个止口台阶。
9.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于:在所述封口锁紧连接装置的出口端连接有一端开口的可膨胀套,所述封口锁紧连接装置与可膨胀套密封连接。
10.根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于:在螺杆32上部设置有一个卸荷阀7,卸荷阀7与通孔322相通。
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