一种利用空气能破碎岩石的方法及液氧爆破装置与流程

1.本发明涉及岩石爆破技术领域，尤其涉及一种利用空气能破碎岩石的方法及液氧爆破装置。


背景技术：

2.破碎岩石的方法主要有炸药爆破致裂、二氧化碳爆破致裂、机械破碎等等。其中，炸药爆破的成本最低，使用最为普遍，但是在敏感的区域(例如在公路、铁路、古建筑物、居民住宅区等区域)附近进行岩石破碎，采用炸药爆破其威力通常比较大，会使得岩石产生较大震动，进而容易造成一些次生灾害。相对于炸药爆破的方式，采用机械破碎或者二氧化碳爆破致裂的方法，虽然不会产生较大震动和破坏，但是其成本高、工期长，不利于岩石的开发。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种利用空气能破碎岩石的方法及液氧爆破装置，用以解决现有技术中对岩石破碎的过程中容易造成一些次生灾害的问题。
4.为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种利用空气能破碎岩石的方法，所述方法包括：
5.开孔，在目标岩石上开设至少一个钻孔；
6.组装液氧爆破装置，根据所述钻孔的口径大小组装所述液氧爆破装置；
7.将完成组装的所述液氧爆破装置放入所述钻孔中；
8.对所述钻孔内的所述液氧爆破装置进行填塞，同时向所述液氧爆破装置内灌装液氧；
9.检查电起爆装置，在所述电起爆装置满足点火的条件下进行点火起爆。
10.根据所述第一方面，在一种可能的实现方式中，优选的，所述组装液氧爆破装置包括以下步骤：
11.根据所述钻孔的口径大小准备炮管，所述炮管用于储放液氧；
12.向所述炮管中装入浸湿纸，所述浸湿纸用于浸湿液氧；
13.向所述炮管中间插置输氧管和放置电阻丝点火头，所述输氧管在所述炮管内的部分上开设有漏氧孔，所述电阻丝点火头与外部的所述电起爆装置电性连接。
14.根据所述第一方面，在一种可能的实现方式中，优选的，在所述组装液氧爆破装置的步骤中，在所述根据所述钻孔的口径大小准备炮管，所述炮管用于储放液氧之后，所述步骤还包括采用塑料膜对所述炮管内部进行密封处理。
15.根据所述第一方面，在一种可能的实现方式中，优选的，在所述组装液氧爆破装置，根据所述钻孔的口径大小组装所述液氧爆破装置之后，所述方法还包括向所述液氧爆破装置中插入排气管，所述排气管用于导出所述液氧爆破装置中蒸发的气氧。
16.根据所述第一方面，在一种可能的实现方式中，优选的，在所述检查电起爆装置，
在所述电起爆装置满足点火的状态下进行点火之前，所述方法还包括在所述电起爆装置上设置排间延期时间，所述排间延期时间设置为0.25秒或者0.5秒。
17.第二方面，本发明还提供一种液氧爆破装置，应用于上述的利用空气能破碎岩石的方法，所述液氧爆破装置包括：
18.炮管，所述炮管内填塞有浸湿纸，所述浸湿纸用于浸湿液氧；
19.封头，所述封头用于封塞所述炮管；
20.输氧管，所述输氧管的一部分设置于所述炮管内，所述输氧管的另一部分穿出所述封头设置，所述输氧管在所述炮管内的部分上开设有漏氧孔，所述输氧管用于向所述炮管内灌装液氧；
21.电阻丝点火头，所述电阻丝点火头设置于所述炮管内，所述电阻丝点火头与外界的电起爆装置电性连接。
22.根据所述第二方面，在一种优选的实现方式中，所述液氧爆破装置还包括排气管，所述排气管的一端插置于所述炮管内，所述排气管的另一端穿出所述封头设置。
23.根据所述第二方面，在一种优选的实现方式中，所述液氧爆破装置还包括塑料膜，所述塑料膜封装于所述炮管内，所述塑料膜用于裹装所述浸湿纸、所述输氧管和所述电阻丝点火头。
24.根据所述第二方面，在一种优选的实现方式中，所述输氧管为铝金属材质。
25.根据所述第二方面，在一种优选的实现方式中，所述电阻丝点火头为钨丝材质。
26.本发明的有益效果是：本发明提出一种利用空气能破碎岩石的方法，首先现在目标岩石上开设至少一个钻孔，再者根据钻孔的口径大小组装液氧爆破装置，进一步的将液氧爆破装置放入钻孔中，进而对钻孔中的液氧爆破装置进行填塞，在对液氧爆破装置灌入液氧后进行起爆。该方法利用液氧点燃后产生大量膨胀气体，进而达到破碎岩石的原理，在能够破碎岩石的同时还能够降低爆破的威力，极大的减少了对周围环境的破坏。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1示出了利用空气能破碎岩石的方法的步骤流程示意图；
29.图2示出了组装液氧爆破装置的步骤流程示意图；
30.图3示出了组装液氧爆破装置的一种优选的步骤流程示意图；
31.图4示出了一种优选的利用空气能破碎岩石的方法的步骤流程示意图；
32.图5示出了液氧爆破装置的内部结构示意图。
33.主要元件符号说明：
34.100-钻孔；200-炮管；300-封头；400-输氧管；410-漏氧孔；500-电阻丝点火头；600-浸湿纸；700-排气管；800-塑料膜。
具体实施方式
35.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.请参阅图1，本发明提供一种利用空气能破碎岩石的方法，运用该方法对岩石进行破碎能够有效的降低对周边环境的损害。
41.具体的，该方法包括以下五个步骤：
42.步骤s100、开孔，在目标岩石上开设至少一个钻孔。
43.可以理解的是，在对目标岩石进行爆破时，需要在目标岩石上开设用于填装爆破装置的钻孔，其中，钻孔的数量可以为一个，钻孔的数量也可以为多个。
44.具体的，在目标岩石上开设多个钻孔的情况时，需要根据钻孔的口径大小来设定钻孔与钻孔的间距以增加对岩石破碎的效果。
45.优选的，设定钻孔之间的距离为钻孔口径的20-30倍。例如，钻孔的口径为10mm，此时钻孔之间的距离设定为2-3米，同时还需要根据钻孔的深度适当的扩大或者缩小钻孔的口径，在钻孔比较深的情况下可以扩大一下钻孔的口径，在钻孔比较浅的情况下可以缩小一下钻孔。
46.步骤s200、组装液氧爆破装置，根据钻孔的口径大小组装液氧爆破装置。
47.在钻孔打好后，根据钻孔的口径大小来组装液氧爆破装置。
48.优选的，液氧爆破装置的直径要比钻孔的内径小15mm-20mm，以保证液氧爆破装置能够无阻碍的装入钻孔中，并且产生高效的破碎效果。
49.步骤s300、将完成组装的液氧爆破装置放入钻孔中。
50.可以理解的是，对于液氧爆破装置的组装，可以选择在钻孔中进行组装，也可以将液氧爆破装置组装完成后再放入钻孔中。
51.在本方案中，优选的，采用先将液氧爆破装置组装完成后再放入钻孔之中的方式，不仅便于液氧爆破装置的组装，还能够有效改善液氧爆破装置与钻孔的匹配状态，进而提高对岩石爆破的效果。
52.步骤s400、对钻孔内的液氧爆破装置进行填塞，同时向液氧爆破装置内灌装液氧。
53.在将液氧爆破装置放入钻孔之后，使用炮泥、石屑或者小颗粒碎屑对液氧爆破装置与钻孔之间的间隙进行填塞。
54.一是通过使用炮泥对液氧爆破装置进行密封填塞处理，以提高液氧爆破装置的气密性；二是通过使用炮泥、石屑和小颗粒碎屑将液氧爆破装置封装于钻孔内，使得钻孔与液氧爆破装置之间的间隙得到填充，进而有效的提升液氧爆破装置的爆破效果。
55.在完成填塞工作后，进一步的向液氧爆破装置中灌装入液氧。
56.步骤s500、检查电起爆装置，在电起爆装置满足点火的条件下进行点火起爆。
57.在全部液氧爆破装置安装完成后，根据爆破安全规程要求警戒清理场地，同时在工作人员撤离到安全距离后进行点火。
58.本方法运用液氧点燃后，瞬间生成大量二氧化碳、水蒸气，进而其气体膨胀后对岩石进行破碎的原理，相对于炸药，该方法的爆破威力小，在有效破碎岩石的同时，还能够有效避免剧烈爆炸对周围环境的破坏，并且对环境不会产生污染。
59.相对于机械破碎岩石的方法，该方法能够节省大量的开采成本，同时还极大的提高了岩石开采的速度。
60.请参阅图2，在上述的利用空气能破碎岩石的方法中，对于液氧爆破装置的组装具体包括以下步骤：
61.s210、根据钻孔的口径大小准备炮管，该炮管用于储放液氧。
62.具体的，在完成钻孔后，根据钻孔的口径大小准备合适的炮管，炮管优选的采用pvc管，当然也可以选用其他材质的炮管。
63.在根据钻孔的口径选取pvc管时，pvc管的直径相对于钻孔小15mm-20mm，并且pvc管在插置到钻孔之中时，能够高出钻孔0.3m。
64.s220、向炮管中装入浸湿纸，浸湿纸用于浸湿液氧。
65.具体的，在选取好炮管后，向炮管中装入浸湿纸，浸湿纸优选的采用宣纸，当然也可以采用其他卫生纸之类。浸湿纸在液氧灌装到炮管后，进一步的浸湿液氧，有利于点燃液氧后快速燃烧后造成爆炸。在炮管中塞入宣纸时，又炮管底部到炮泥填塞的位置之间，将宣纸塞满整个炮管。
66.s230、向炮管中间插置输氧管和放置电阻丝点火头，输氧管在炮管内的部分上开设有漏氧孔，电阻丝点火头与外部的电起爆装置电性连接。
67.具体的，在向炮管中塞满宣纸之后，进一步的将输氧管插置到炮管中间，并且在其中放置电阻丝点火头，输氧管优选的采用铝金属材质，电阻丝优选的采用钨丝材质。
68.在将输氧管和电阻丝点火头安装好后，采用炮泥将其进行密封，使得输氧管一部分在炮管内，另一部分穿出炮泥设置。其中，输氧管在炮管内的部分上，由底部网上每隔
0.7m开设有漏氧孔，输氧管伸出炮管的部分用于向炮管管状液氧。
69.电阻丝点火头在炮管内每隔2m设置一个。
70.请继续参阅图2，作为组装液氧爆破装置的方法的一种优选实施方式，在步骤s210之后，该步骤还包括s211、采用塑料膜对炮管内部进行密封处理。
71.具体的，在选取直径大小合适的炮管后，用塑料膜或者塑料袋将炮管内部进行密封处理，进一步的将宣纸塞进塑料膜之中，在插置输氧管和放置电阻丝点火头后采用炮泥制作的封头进行填塞，有效的提高了液氧爆破装置的气密性，进而提高液氧爆破的效果。
72.请参阅图3，作为本发明的一种优选实施方式，在步骤s200之后，该方法还包括步骤s201、向液氧爆破装置中插入排气管，排气管用于导出液氧爆破装置中蒸发的气氧。
73.具体的，组装好液氧爆破装置后，在放入钻孔之前，采用排气软管穿过炮泥填塞的封头进行设置，以防止在灌装入液氧后由于液氧气化产生气堵的现象，有效的保证了液氧爆破装置工作时的稳定性。
74.请参阅图4，作为本发明的一种优选实施方式，在步骤s500之前，该方法还包括步骤s500a、在电起爆装置上设置排间延期时间，并且将排间延期时间设置为0.25秒或者0.5秒。
75.本发明通过上述的利用空气能破碎岩石的方法，通过在目标岩石上开设钻孔，进一步的根据钻孔的口径大小组装液氧爆破装置。
76.首选，选择合适的炮管(pvc管)，在炮管内布置塑料膜、宣纸、铝制输氧管和钨丝材质的电阻丝点火头，进一步的插置排气软管后，将组装好的液氧爆破装置放入钻孔中，再向液氧爆破装置内灌装入液氧，最后在满足点火条件下进行点火，本方法利用液氧点燃爆炸产生大量气体对岩石进行爆破的原理，不仅减少了对周围环境的破坏，还有效的提高了对岩石爆破的效果。
77.请参阅图5，本发明还提供一种液氧爆破装置，该液氧爆破装置包括炮管200、封头300、输氧管400和电阻丝点火头500。
78.其中，炮管200用于存储液氧，在炮管200内填塞有浸湿纸600，浸湿纸600用于浸湿液氧，炮管200的一端为密封状态，炮管200的另一端采用炮泥填塞形成封头300，输氧管400的一端设置于炮管200内，输氧管400的另一端穿出封头300设置，输氧管400用于向炮管200内灌装液氧。
79.电阻丝点火头500设置于炮管200内，并且电阻丝点火头500与外界的电起爆装置电性连接。
80.作为液氧爆破装置的一种优选实施方式，该液氧爆破装置还包括排气管700和塑料膜800。
81.请继续参阅图5，在炮管200内采用塑料膜800进行封装处理，进一步的向塑料膜800中填塞浸湿纸600，再进一步的向炮管200的中间位置布置输氧管400和电阻丝点火头500，采用炮泥做成的封头300对炮管200进行密封，最后插置排气管700。
82.完成液氧爆破装置的组装后，将其放入钻孔100中，进一步的采用炮泥、碎屑等对钻孔100与液氧爆破装置之间的间隙进行再次填充。
83.在本发明所提供的液氧爆破装置中，输氧管400优选的采用铝金属材质，电阻丝点火头500优选的采用钨丝材质。
84.当然，炮管200、封头300、输氧管400、电阻丝点火头500和排气管700也可以采用其他材质的材料，只要能实现其功能均属于本发明的保护范围之内。
85.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
86.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。