本發(fā)明屬于破巖裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高壓氣體靜態(tài)破巖裝置及破巖方法。

背景技術(shù)：

建筑工程上，巖石及混凝土破碎是十分艱巨、危險的工程，多使用火藥、挖掘機(jī)等對巖石進(jìn)行破壞，這些方式均具有高度的危險性，并會產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲、振動等污染，火藥爆破還會產(chǎn)生大量的粉塵、有害氣體，尤其是在沿線有高壓線、煤氣管道等重要目標(biāo)以及建筑樓房的時候，這些破巖方式具有極高的風(fēng)險。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種高效、安全、不對環(huán)境造成危害的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖裝置。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于：提供一種高效、安全、不對環(huán)境造成危害的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案在于：提供一種高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖裝置，包括制裂管、加熱管、制裂片與卸壓頭，所述制裂管一端開口設(shè)置，所述制裂片抵靠于所述制裂管的開口處，以將所述制裂管密封，所述卸壓頭與所述制裂片相抵持，所述制裂管內(nèi)填充有液態(tài)氣體，且所述熱管固設(shè)于所述制裂管內(nèi)，用于加熱液態(tài)氣體使其氣化。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述卸壓頭上固設(shè)有擴(kuò)徑頭，所述擴(kuò)徑頭徑向固設(shè)于所述卸壓頭兩端。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擴(kuò)徑頭呈錐形結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液態(tài)氣體為二氧化碳。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述制裂管外固設(shè)有點(diǎn)火裝置，所述點(diǎn)火裝置與所述熱管熱連接，以通過所述點(diǎn)火裝置控制所述熱管加熱狀態(tài)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述制裂管與所述點(diǎn)火裝置之間嵌設(shè)有密封裝置。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述制裂管與所述制裂片之間嵌設(shè)有導(dǎo)熱墊片。

本發(fā)明還提供一種高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖方法，包括如下步驟，步驟一：預(yù)先對巖石進(jìn)行鉆孔處理；步驟二：將破巖裝置放入鉆孔中，其卸壓頭一端嵌入鉆孔之中，并封堵住孔口；步驟三：加熱熱管，進(jìn)行破巖操作。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟一中，在鉆孔處理之后進(jìn)行擴(kuò)孔處理。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟二之前，預(yù)先制備破巖裝置，并將液態(tài)氣體填充進(jìn)入制裂管中。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖裝置包括制裂管、加熱管、制裂片以及卸壓頭，制裂管的一端開口設(shè)置，并通過制裂片將該開口密封以使制裂管形成一封閉的空間，制裂管內(nèi)填充有液態(tài)氣體，加熱管固設(shè)于制裂管內(nèi)，可加熱使液態(tài)氣體轉(zhuǎn)變成氣態(tài)產(chǎn)生巨大的沖擊力，卸壓頭與制裂片緊貼連接，制裂管內(nèi)產(chǎn)生的巨大沖擊力驅(qū)動卸壓頭進(jìn)行破巖動作，本發(fā)明的破巖裝置，能有效的破裂巖石，同時，沖擊力大、振動小、噪聲小、不會產(chǎn)生火花，具有安全、高效、不對環(huán)境造成危害的有益效果。

本發(fā)明的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖方法具有安全、高效、不對環(huán)境造成危害的有益效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的破巖裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的破巖裝置的卸壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的破巖方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

本發(fā)明的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖裝置采用密閉空間內(nèi)的液態(tài)氣體受熱轉(zhuǎn)換成氣態(tài)，使得體積增大膨脹，從而產(chǎn)生大量的沖擊力，并驅(qū)動沖擊裝置進(jìn)行破巖操作，其不僅保證了高效的進(jìn)行破巖操作的需求，也避免了工程中遇到沿線有高壓線、煤氣管等重要目標(biāo)時常規(guī)手段無法使用的情況，為此，如圖1所示，本發(fā)明的高壓氣體膨脹破巖裝置包括制裂管1、加熱管2、制裂片3以及卸壓頭4。

制裂管1內(nèi)填充有液態(tài)氣體，且制裂管1的一端開口設(shè)置，如此，當(dāng)液態(tài)氣體受熱氣化的時候，產(chǎn)生的巨大能量向制裂管1的開口處沖擊，提供巨大的驅(qū)動力，優(yōu)選的，液態(tài)氣體選擇為二氧化碳，其不具有毒性，且在高溫高壓的情況下不與空氣發(fā)生反應(yīng)，不會產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，具有更好的安全性。

加熱管2固設(shè)于制裂管1內(nèi)，其內(nèi)填充有加熱介質(zhì)，其用于提供液態(tài)氣體受熱所需要的熱源，制裂管1的外端固設(shè)有點(diǎn)火裝置5，點(diǎn)火裝置5與加熱管2熱連接，通過點(diǎn)火裝置5可以控制加熱管2的加熱狀態(tài)，進(jìn)而控制液態(tài)氣體的受熱與否以及破巖裝置的工作狀態(tài)。

為了保證制裂管1于點(diǎn)火裝置5處的密封性，點(diǎn)火裝置5與制裂管1之間嵌設(shè)有密封裝置(圖中未示出)，防止此處受熱發(fā)生氣體的泄露，導(dǎo)致破巖裝置的失效。

卸壓頭4為鉆孔的操作端，其與制裂管1的開口處緊貼，以使制裂管1內(nèi)液態(tài)氣體氣化時產(chǎn)生的驅(qū)動力驅(qū)動卸壓頭4破巖操作，卸壓頭4與制裂片1的開口之間嵌設(shè)有制裂片3，制裂片3具有更大的面積，可以保證與制裂管1的開口處的密封連接，保證了工作時制裂管1對卸壓頭4具有足夠的驅(qū)動力，優(yōu)選的，制裂片3與制裂管1的開口之間還嵌設(shè)有銅墊片6，進(jìn)一步保證了制裂管1的開口端的可靠性，防止制裂管1的開口處發(fā)生氣體的泄露導(dǎo)致氣壓不足。

為了提高破巖裝置的安全性，如圖2所示，卸壓頭4上徑向固設(shè)有擴(kuò)徑頭40，在破巖過程中，擴(kuò)徑頭40可與巖石之間發(fā)生相互的力作用，防止泄壓管飛出造成安全隱患，擴(kuò)徑頭40成錐形，保證了其具有良好的反應(yīng)截面，其徑向設(shè)置于卸壓頭4的兩端，保證了卸壓頭4的安全性。

制裂管1外還固設(shè)有安全膜7，安全膜7兩端分別與點(diǎn)火裝置5以及卸壓頭4固定連接，保證整個破巖裝置的穩(wěn)固性，防止其受到?jīng)_擊、振動產(chǎn)生損壞。

本發(fā)明的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖方法的流程如圖3所示。

s100，預(yù)先進(jìn)行鉆孔處理，為破巖裝置的安裝做準(zhǔn)備工作。鉆孔一般采用臺階式布置，孔間距根據(jù)巖石的強(qiáng)度以及節(jié)理發(fā)育程度布置，盡可能保證破巖過程的高效性。

s101，為了保證鉆孔的質(zhì)量，對鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔處理，保證后續(xù)破巖裝置能夠方便的放置于鉆孔內(nèi)。

s110，將破巖裝置安裝在鉆孔中，使卸壓頭嵌設(shè)于鉆孔之中，同時封堵住孔口，保證孔內(nèi)的密封性。封堵過程可以采用石粉埋藏鉆孔的空隙，采用泥土封住孔口，使孔口具有良好的密封性。

s120，通過點(diǎn)火裝置使加熱管加熱，制裂管內(nèi)液態(tài)氣體受熱氣化膨脹產(chǎn)生沖擊力驅(qū)動卸壓頭進(jìn)行破巖操作。

本發(fā)明的高壓氣體靜態(tài)膨脹破巖方法，可以采用現(xiàn)場制備破巖裝置，具有更好的適應(yīng)性，在s110之前，可以制備破巖裝置，并在破巖裝置內(nèi)填充足夠的液態(tài)氣體。

以上是對本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。