CN115950308A - 一种空气能膨胀岩石致裂***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及岩石致裂技术领域,尤其涉及一种空气能膨胀岩石致裂***及方法。其技术方案包括:岩石致裂***包括有打孔装置、膨胀管和发爆器,所述打孔装置被构造为对布孔位置进行开孔,通过设置打孔装置、膨胀管和发爆器,达到了提高破岩安全性的效果,避免污染环境,不会造成二次环境污染,不会引起震动,且通过智能云***平台提高施工现场的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及岩石致裂技术领域,具体为一种空气能膨胀岩石致裂***及方法。
背景技术
空气能膨胀岩石致裂***具有***的优点,可以在民用***领域消灭***所带来的危害,空气能膨胀岩石致裂,不会引起此类灾害,空气能膨胀岩采用“气体膨胀”,是将气体释放,没有高温产生就不会形成冲击波造成事故,同时,空气能膨胀岩石致裂过程,达到数毫秒,甚至数十毫秒,瞬间的冲击力大概400Mpa左右,因此,破碎同样的岩石,空气能膨胀岩石致裂是靠持续不断的作用力、靠耐力,如果说******是靠“瞬间爆发力”,空气能膨胀岩石致裂就是靠“持久耐力”,因此,空气能膨胀岩石致裂只有3m/s左右,形成的对周围岩石、环境的扰动、冲击就小了很多很多。根据试验结果,空气能膨胀岩石致裂短短几米之内,破坏作用便会消失。
******是重大特大事故发生的主要原因之一,在其他领域,******时,经常对周围的建筑、人员等形成极大破坏。例如造成建筑物的坍塌,输电线路的破坏,直至人员生命的损失。这是由***的特性所决定的,******过程是在极短的瞬间完成的,瞬间的化学反应产生强大的冲击力(1000Mpa-5000Mpa以上),这种冲击力,甚至在数公里以外,还能够形成强烈震动,达到“三级以上地震”的烈度,因此需要使用到空气能膨胀岩石致裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气能膨胀岩石致裂***及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种空气能膨胀岩石致裂***,岩石致裂***包括有打孔装置、膨胀管和发爆器,所述打孔装置被构造为对布孔位置进行开孔。
使用本技术方案中一种空气能膨胀岩石致裂***及方法时,。
优选的,所述打孔装置还包括有钻机,所述钻机孔径采用Φ115mm,其孔深孔深3m、6m和9m采用,且在实际使用中可依据现场状况进行调节。
优选的,所述膨胀管还包括有堵头、加热器和储压室,所述堵头和储压室相连接,保证储压室内部的密封性,所述储压室内部能够存储高压气体;
所述加热器安装于堵头内部,且加热器位于储压室内部,加热器能够对储压室内部的气体进行加热,并使气体膨胀。
优选的,所述膨胀管还包括有电源传感线,所述电源传感线与发爆器相连接,使发爆器能够对膨胀管进行控制。
优选的,所述膨胀管还包括有充气管、气泵和充气连接嘴,所述充气连接嘴与堵头相连接,且充气管与充气连接嘴相连接;
所述充气连接嘴另一端与气泵相连接,气泵能够通过充气管和充气连接嘴对储压室内部进行输送气体。
优选的,所述发爆器还包括有微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块,微差膨胀能够实现光面膨胀功能,且通过微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块实现多参数闭锁,从而确保不安全就不能膨胀的本质安全功能。
优选的,所述发爆器还包括有智能云***平台,所述智能云***平台能够收集每一次的膨胀致裂破数据,数据包括有孔深、孔数、孔距、岩性、致裂效果、致裂时间、操作人员和地点等,智能云***平台能够对致裂作业实现安全闭锁,不安全就不能起动***致裂。
优选的,所述发爆器被构造为对膨胀管进行控制,控制膨胀管的工作时间。
优选的,所述膨胀管采用超强度的PVC材质设计,并经过特殊处理而成,具有极高的强度和韧性。
一种空气能膨胀岩石致裂***的使用方法,包括如下步骤:
步骤一:通过钻机在导坑中间通过钻机打4个垂直空眼,深度3米,不装膨胀管,然后在其周围打六个掏曹眼,掏曹眼间距0.5米,向中心倾斜80度,深度3米,辅助眼孔距1.2米,周边眼孔距0.7米。***管出气方向为垂直于周边墙壁。起爆时依次起爆掏曹眼,辅助眼,周边眼。孔眼参数为直径是90mm,深度3000mm;
步骤二:工作人员对膨胀管进行组装,并把膨胀管放置于孔眼内部,膨胀管一端伸出孔眼200mm,并用万用表对电源传感线进行检查,之后用特种水泥封堵,等特种水泥三小时凝固后,先拧开充气连接嘴,之后连接充气管,气泵对储压室内部充加气体,当气压压力表上升到0.8MPa时关掉充气泵,然后用夹管器夹紧充气管,再拧充气连接嘴的堵头,避免储压室内部漏气;
步骤三:工作人员把将两极电源传感线引离膨胀处约三十米,用***检测是否通电,在将两极线接入发爆器,待电源灯闪烁时扭动到起爆键,且在发爆器前智能云***平台、微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块对现场环境进行监测,保证膨胀处的安全性;
步骤四:发爆器激活加热器,使膨胀管内部的高压空气在快速加热的条件下,急速膨胀1000-2000倍以上,形成200-400Mpa的强大冲击力,冲击力首先冲破膨胀管,接着沿着设定的孔道快速冲出,由于孔眼被特种水泥封闭,不能自由外泄,从而对周围的岩石产生冲击,产生破坏作用,形成破岩效果。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过设置打孔装置、膨胀管和发爆器,达到了提高破岩安全性的效果,避免污染环境,不会造成二次环境污染,不会引起震动,且通过智能云***平台提高施工现场的安全性。
附图说明
图1为本发明的膨胀管结构示意图;
图2为本发明的掘进膨胀致裂孔位示意图;
图3为本发明的掘进膨胀致裂孔位示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3,本发明提供的两种实施例:
实施例一:一种空气能膨胀岩石致裂***及方法,。
岩石致裂***包括有打孔装置、膨胀管和发爆器,所述打孔装置被构造为对布孔位置进行开孔。
所述打孔装置还包括有钻机,所述钻机孔径采用Φ115mm,其孔深孔深3m、6m和9m采用,且在实际使用中可依据现场状况进行调节,通过钻机在导坑中间通过钻机打4个垂直空眼,深度3米,不装膨胀管,然后在其周围打六个掏曹眼,掏曹眼间距0.5米,向中心倾斜80度,深度3米,辅助眼孔距1.2米,周边眼孔距0.7米。***管出气方向为垂直于周边墙壁。起爆时依次起爆掏曹眼,辅助眼,周边眼。孔眼参数为直径是90mm,深度3000mm。
所述膨胀管还包括有堵头、加热器和储压室,所述堵头和储压室相连接,保证储压室内部的密封性,所述储压室内部能够存储高压气体;
所述加热器安装于堵头内部,且加热器位于储压室内部,加热器能够对储压室内部的气体进行加热,并使气体膨胀。
所述膨胀管还包括有电源传感线,所述电源传感线与发爆器相连接,使发爆器能够对膨胀管进行控制。
所述膨胀管还包括有充气管、气泵和充气连接嘴,所述充气连接嘴与堵头相连接,且充气管与充气连接嘴相连接;
所述充气连接嘴另一端与气泵相连接,气泵能够通过充气管和充气连接嘴对储压室内部进行输送气体,工作人员对膨胀管进行组装,并把膨胀管放置于孔眼内部,膨胀管一端伸出孔眼200mm,并用万用表对电源传感线进行检查,之后用特种水泥封堵,等特种水泥三小时凝固后,先拧开充气连接嘴,之后连接充气管,气泵对储压室内部充加气体,当气压压力表上升到0.8MPa时关掉充气泵,然后用夹管器夹紧充气管,再拧充气连接嘴的堵头,避免储压室内部漏气。
实施例二:一种空气能膨胀岩石致裂***及方法,岩石致裂***包括有打孔装置、膨胀管和发爆器,所述打孔装置被构造为对布孔位置进行开孔。
所述膨胀管还包括有堵头、加热器和储压室,所述堵头和储压室相连接,保证储压室内部的密封性,所述储压室内部能够存储高压气体;
所述加热器安装于堵头内部,且加热器位于储压室内部,加热器能够对储压室内部的气体进行加热,并使气体膨胀。
所述膨胀管还包括有电源传感线,所述电源传感线与发爆器相连接,使发爆器能够对膨胀管进行控制。
所述膨胀管还包括有充气管、气泵和充气连接嘴,所述充气连接嘴与堵头相连接,且充气管与充气连接嘴相连接;
所述充气连接嘴另一端与气泵相连接,气泵能够通过充气管和充气连接嘴对储压室内部进行输送气体。
所述发爆器还包括有微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块,微差膨胀能够实现光面膨胀功能,且通过微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块实现多参数闭锁,从而确保不安全就不能膨胀的本质安全功能。
所述发爆器还包括有智能云***平台,所述智能云***平台能够收集每一次的膨胀致裂破数据,数据包括有孔深、孔数、孔距、岩性、致裂效果、致裂时间、操作人员和地点等,智能云***平台能够对致裂作业实现安全闭锁,不安全就不能起动***致裂,工作人员把将两极电源传感线引离膨胀处约三十米,用***检测是否通电,在将两极线接入发爆器,待电源灯闪烁时扭动到起爆键,且在发爆器前智能云***平台、微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块对现场环境进行监测,保证膨胀处的安全性。
所述发爆器被构造为对膨胀管进行控制,控制膨胀管的工作时间。
所述膨胀管采用超强度的PVC材质设计,并经过特殊处理而成,具有极高的强度和韧性,发爆器激活加热器,使膨胀管内部的高压空气在快速加热的条件下,急速膨胀1000-2000倍以上,形成200-400Mpa的强大冲击力,冲击力首先冲破膨胀管,接着沿着设定的孔道快速冲出,由于孔眼被特种水泥封闭,不能自由外泄,从而对周围的岩石产生冲击,产生破坏作用,形成破岩效果。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:岩石致裂***包括有打孔装置、膨胀管和发爆器,所述打孔装置被构造为对布孔位置进行开孔。
2.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述打孔装置还包括有钻机,所述钻机孔径采用Φ115mm,其孔深孔深3m、6m和9m采用,且在实际使用中可依据现场状况进行调节。
3.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述膨胀管还包括有堵头、加热器和储压室,所述堵头和储压室相连接,保证储压室内部的密封性,所述储压室内部能够存储高压气体;
所述加热器安装于堵头内部,且加热器位于储压室内部,加热器能够对储压室内部的气体进行加热,并使气体膨胀。
4.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述膨胀管还包括有电源传感线,所述电源传感线与发爆器相连接,使发爆器能够对膨胀管进行控制。
5.根据权利要求1-3所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述膨胀管还包括有充气管、气泵和充气连接嘴,所述充气连接嘴与堵头相连接,且充气管与充气连接嘴相连接;
所述充气连接嘴另一端与气泵相连接,气泵能够通过充气管和充气连接嘴对储压室内部进行输送气体。
6.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述发爆器还包括有微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块,微差膨胀能够实现光面膨胀功能,且通过微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块实现多参数闭锁,从而确保不安全就不能膨胀的本质安全功能。
7.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述发爆器还包括有智能云***平台,所述智能云***平台能够收集每一次的膨胀致裂破数据,数据包括有孔深、孔数、孔距、岩性、致裂效果、致裂时间、操作人员和地点等,智能云***平台能够对致裂作业实现安全闭锁,不安全就不能起动***致裂。
8.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述发爆器被构造为对膨胀管进行控制,控制膨胀管的工作时间。
9.根据权利要求1所述的一种空气能膨胀岩石致裂***,其特征在于:所述膨胀管采用超强度的PVC材质设计,并经过特殊处理而成,具有极高的强度和韧性。
10.根据权利要求1-9所述的一种空气能膨胀岩石致裂***的使用方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:通过钻机在导坑中间通过钻机打4个垂直空眼,深度3米,不装膨胀管,然后在其周围打六个掏曹眼,掏曹眼间距0.5米,向中心倾斜80度,深度3米,辅助眼孔距1.2米,周边眼孔距0.7米。***管出气方向为垂直于周边墙壁。起爆时依次起爆掏曹眼,辅助眼,周边眼。孔眼参数为直径是90mm,深度3000mm;
步骤二:工作人员对膨胀管进行组装,并把膨胀管放置于孔眼内部,膨胀管一端伸出孔眼200mm,并用万用表对电源传感线进行检查,之后用特种水泥封堵,等特种水泥三小时凝固后,先拧开充气连接嘴,之后连接充气管,气泵对储压室内部充加气体,当气压压力表上升到0.8MPa时关掉充气泵,然后用夹管器夹紧充气管,再拧充气连接嘴的堵头,避免储压室内部漏气;
步骤三:工作人员把将两极电源传感线引离膨胀处约三十米,用***检测是否通电,在将两极线接入发爆器,待电源灯闪烁时扭动到起爆键,且在发爆器前智能云***平台、微差膨胀模块、人员闭锁模块、时间闭锁模块和地点闭锁模块对现场环境进行监测,保证膨胀处的安全性;
步骤四:发爆器激活加热器,使膨胀管内部的高压空气在快速加热的条件下,急速膨胀1000-2000倍以上,形成200-400Mpa的强大冲击力,冲击力首先冲破膨胀管,接着沿着设定的孔道快速冲出,由于孔眼被特种水泥封闭,不能自由外泄,从而对周围的岩石产生冲击,产生破坏作用,形成破岩效果。
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