本發(fā)明涉及巖石破碎領(lǐng)域，具體涉及熱能巖石劈裂破碎法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)城鎮(zhèn)基礎(chǔ)建設(shè)量巨大，施工過程中需要對巖石進行爆破作業(yè)，由于部分爆破點距離建筑物較近，用常規(guī)的爆破方法不僅施工工藝復(fù)雜，難以實施，不便于操作，還會產(chǎn)生劇烈的震動并伴有飛石，作業(yè)安全性低，而且會產(chǎn)生噪音影響環(huán)境。而現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了采用膨脹劑而破碎巖石的方法，但該方法作業(yè)率低，環(huán)境適應(yīng)性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高效、安全、無噪音影響環(huán)境的熱能巖石劈裂破碎法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：熱能巖石劈裂破碎法，所述破碎法具體包括以下步驟：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口，所述熱氣發(fā)生劑為受熱后能產(chǎn)生熱氣體的混合物，其中熱氣發(fā)生劑內(nèi)部埋設(shè)有點火裝置，且點火裝置的導電線從膨脹螺栓引出破碎孔；3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑點燃受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。所述熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物。所述鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：1-2。所述破碎孔的孔徑為38-150mm，破碎孔的深度為孔徑的16-36倍。所述破碎孔為一排或兩排以上，每排破碎孔為兩個以上；破碎孔為兩排以上時，相鄰兩排破碎孔的排間距為孔徑的5-15倍。每排破碎孔中相鄰兩個破碎孔的孔間距為孔徑的5-10倍。所述熱氣發(fā)生劑的裝填高度為破碎孔深度的0.4-0.5倍，膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為50-350mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用粘土填實。所述膨脹螺栓鎖緊的力矩為（10～15kN）×0.5×d×10-3，d為破碎孔的孔徑，且d=38-150mm。所述粘土為砂質(zhì)粘土。本發(fā)明運用電能點燃鋁熱劑與碳酸氫鹽的混合物，由于鋁熱劑燃燒產(chǎn)生大量的熱使碳酸氫鹽等易受熱分解的物質(zhì)逐漸分解產(chǎn)生定量的高溫氣體，高溫氣體在密閉孔內(nèi)膨脹產(chǎn)生巨大的壓強，當巖孔內(nèi)壓力到足以克服巖石內(nèi)應(yīng)力使巖石破裂時，巖石開始形成裂隙，同時孔內(nèi)容積增大，碳酸氫鹽等易分解物質(zhì)加速分解，使孔內(nèi)高氣壓保持約2－3秒時間，從而使被破碎巖石充分劈裂破碎，實現(xiàn)工程目標?？傊景l(fā)明的破碎法具有以下優(yōu)點：1、無震動危害、無飛石產(chǎn)生、無噪音影響環(huán)境；2、施工工藝簡單，便于操作，作業(yè)安全性高；3、環(huán)境適應(yīng)力強，作業(yè)率相對采用膨脹劑破碎的方法大幅提高。附圖說明以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明：圖1為在巖石上破碎孔的布置圖；圖2破碎孔的剖視圖。具體實施方式如圖1或圖2所示，本發(fā)明熱能巖石劈裂破碎法，該破碎法具體包括以下步驟：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔1，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔1的深度；破碎孔1的孔徑為d,d=38-150mm，破碎孔1的深度為孔徑d的16-36倍。破碎孔1為一排或兩排以上，每排破碎孔1為兩個以上；破碎孔1為兩排以上時，相鄰兩排破碎孔1的排間距為孔徑d的5-15倍。每排破碎孔1中相鄰兩個破碎孔1的孔間距為孔徑d的5-10倍。2）在破碎孔1內(nèi)從孔底部依次裝填從孔底部依次熱氣發(fā)生劑2和粘土3，并在破碎孔1的孔口處用膨脹螺栓4鎖緊以封堵孔口，熱氣發(fā)生劑2為受熱后能產(chǎn)生熱氣體的混合物，粘土3為砂質(zhì)粘土，其中熱氣發(fā)生劑2內(nèi)部埋設(shè)有點火裝置（圖中未示出），且點火裝置的導電線從膨脹螺栓4引出破碎孔。熱氣發(fā)生劑2裝填高度為破碎孔1深度的0.4-0.5倍，膨脹螺栓4伸入破碎孔內(nèi)深度為50-350mm，熱氣發(fā)生劑2與膨脹螺栓4間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓4鎖緊的力矩為（10～15kN）×0.5×d×10-3。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑2，熱氣發(fā)生劑2點燃受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔1內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑2為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：1-2。碳酸氫鹽為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈣等受熱易分解物質(zhì)。本發(fā)明運用電能點燃鋁熱劑與碳酸氫鹽的混合物，由于鋁熱劑燃燒產(chǎn)生大量的熱使碳酸氫鹽等易受熱分解的物質(zhì)逐漸分解產(chǎn)生定量的高溫氣體，高溫氣體在密閉孔內(nèi)膨脹產(chǎn)生巨大的壓強，當巖孔內(nèi)壓力到足以克服巖石內(nèi)應(yīng)力使巖石破裂時，巖石開始形成裂隙，同時孔內(nèi)容積增大，碳酸氫鹽等易分解物質(zhì)加速分解，使孔內(nèi)高氣壓保持約2－3秒時間，從而使被破碎巖石充分劈裂破碎，實現(xiàn)工程目標。實施例1：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔的深度，破碎孔為一排，每排破碎孔為兩個以上，破碎孔的孔徑為d,d=38mm，破碎孔的深度為16d（608mm），相鄰兩個破碎孔的孔間距為5d（190mm）；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和砂質(zhì)粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口。熱氣發(fā)生劑裝填高度為破碎孔深度的0.4倍（243.2mm），膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為50mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓鎖緊的力矩為0.19kN·m。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：2，碳酸氫鹽為碳酸氫鈉。實施例2：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔的深度，破碎孔為一排，每排破碎孔為兩個以上，破碎孔的孔徑為d,d=150mm，破碎孔的深度為36d（5400mm），相鄰兩個破碎孔的孔間距為10d（1500mm）；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和砂質(zhì)粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口。熱氣發(fā)生劑裝填高度為破碎孔深度的0.5倍（2700mm），膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為350mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓鎖緊的力矩為1.125kN·m。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：1.4，碳酸氫鹽為碳酸氫鉀。實施例3：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔的深度，破碎孔為一排，每排破碎孔為兩個以上，破碎孔的孔徑為d,d=90mm，破碎孔的深度為25d（2250mm），相鄰兩個破碎孔的孔間距為7d（630mm）；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和砂質(zhì)粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口。熱氣發(fā)生劑裝填高度為破碎孔深度的0.45倍（1012.5mm），膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為200mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓鎖緊的力矩為0.563kN·m。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：1，碳酸氫鹽碳酸氫鈣。實施例4：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔的深度，破碎孔為兩排以上，破碎孔的孔徑為d,d=38mm，破碎孔的深度為16d（608mm），相鄰兩排破碎孔的排間距為5d（190mm），每排破碎孔中相鄰兩個破碎孔的孔間距為5d（190mm）；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和砂質(zhì)粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口。熱氣發(fā)生劑裝填高度為破碎孔深度的0.4倍（243.2mm），膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為50mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓鎖緊的力矩為0.19kN·m。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：2，碳酸氫鹽為碳酸氫鈉。實施例5：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔的深度，破碎孔為兩排以上，破碎孔的孔徑為d,d=150mm，破碎孔的深度為36d（5400mm），相鄰兩排破碎孔的排間距為10d（1500mm），每排破碎孔中相鄰兩個破碎孔的孔間距為10d（1500mm）；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和砂質(zhì)粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口。熱氣發(fā)生劑裝填高度為破碎孔深度的0.5倍（2700mm），膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為350mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓鎖緊的力矩為1.125kN·m。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：1.4，碳酸氫鹽為碳酸氫鉀。實施例6：1）在巖石上布置自由面，然后在巖石的自由面上鉆破碎孔，其中巖石自由面的高度大于或等于破碎孔的深度，破碎孔為兩排以上，破碎孔的孔徑為d,d=90mm，破碎孔的深度為25d（2250mm），相鄰兩排破碎孔的排間距為15d（1350mm），每排破碎孔中相鄰兩個破碎孔的孔間距為7d（630mm）；2）在破碎孔內(nèi)從孔底部依次裝填熱氣發(fā)生劑和砂質(zhì)粘土，并在破碎孔的孔口處用膨脹螺栓鎖緊以封堵孔口。熱氣發(fā)生劑裝填高度為破碎孔深度的0.45倍（1012.5mm），膨脹螺栓伸入破碎孔內(nèi)深度為200mm，熱氣發(fā)生劑與膨脹螺栓間用砂質(zhì)粘土填實。此外，膨脹螺栓鎖緊的力矩為0.563kN·m。3）通電點火裝置而點燃熱氣發(fā)生劑，熱氣發(fā)生劑受熱后分解產(chǎn)生高溫氣體，高溫氣體在密閉的破碎孔內(nèi)膨脹而使得巖石破碎。熱氣發(fā)生劑為鋁熱劑和碳酸氫鹽的混合物，鋁熱劑與碳酸氫鹽的摩爾數(shù)比為1：1，碳酸氫鹽碳酸氫鈣。