[发明专利]一种热膨胀裂石剂的多级可控装药方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热膨胀裂石剂的多级可控装药方法，属于材料科学与工程技术交叉领域。

背景技术

随着可持续发展战略的实施，资源节约、科学高效施工理念逐渐成为工程人员的共识。通过科学的工艺操作方法提高产品的利用效率，减少资源浪费，以进一步挖掘产品的经济效益、社会效益与生态效益，是产品能够具有长期应用价值的关键。

热膨胀裂石剂通过化学反应释放出较多热量，是裂石剂产品的一个新品种，热量释放产生的高温可以加热和破坏周围介质，产生的部分气体由于高温热膨胀作用而对周围介质做功。由于产生气体量少，仅仅能够形成弱膨胀压且压力衰减很快，做功范围小，具有无声、可控、快速、经济成本低、使用简单、施工和运输安全、环保等优点，可以在岩石破碎、沟槽沉井开凿、混凝土基础拆除等领域应用。

然而，静态裂石剂历年使用经验表明，裂石剂产品的操作简单性和安全性导致在实际工程应用中没有明确的用量和装药方法标准，往往都是根据钻孔的实际容量大小进行灌注，忽视了对裂石剂装药的控制，以至于在使用过程中对药量把握不准的现象层出不穷，这在对裂石剂造成巨大的浪费的同时，对工程施工也造成了很多不确定性，大大降低了裂石剂的使用效率。

热膨胀裂石剂作为裂石剂新品种，产品为干燥的颗粒，使用过程无水，使用时需利用点火头装置进行引燃，这与传统静态裂石剂的使用方法具有本质的不同。由于需要利用点火头装置进行引燃，因此点火头在钻孔中的放置位置对热膨胀裂石剂的最终裂石效果有着决定性影响；钻孔中热膨胀裂石剂的填充量与填充密度也是能否安全可控裂石的关键。而热膨胀裂石剂的钻孔深度往往超过几米，甚至达到十几米，实现点火头的放置准确定位、实现填充密度与填充量准确可控面临着极大的困难。因此有必要建立热膨胀裂石剂的多级装药方法，标准化规范控制热膨胀裂石剂的使用量，从而使热膨胀裂石剂在使用过程中更加安全可控、更加节约高效。因此这对于热膨胀裂石剂产品的市场发展十分重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术无法准确对点火头位置进行定位、且在使用过程中无法控制热膨胀裂石剂的使用量的问题，提供的一种热膨胀裂石剂的多级可控装药方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种热膨胀裂石剂的多级可控装药方法，具体步骤如下：

步骤一、待开裂岩石进行钻孔，根据岩石钻孔半径R₀与深度H，选取外半径为(R₀-0.5)mm装料筒与内置纸筒；内置纸筒的外径与装料筒的内径相同；装料筒的高度h相同且已知；

所述装料筒的数量m为：对H/h计算结果取整数位后再加1；

对各装料筒按照n₁、n₂、……、n_m进行分级标号，多级内置纸筒置于多级装料筒内部；

内置纸筒一端为预封口，另一端为敞口；

步骤二、由钻孔底部至顶部，多级装料筒依次为n₁、n₂、……、n_x、……n_m；其中点火头所在装料筒标号为n_x，该装料筒侧壁上预置有线路孔，便于点火头导线的引出；

步骤三、分别对多级装料筒进行装药；多级内置纸筒置于多级装料筒内部；内置纸筒预封口端对应的装料筒端用密封盖进行密封，然后进行装药，直至与内置纸筒敞口端齐平；点火头所在装料筒装药方法为将热膨胀裂石剂装到指定位置时加入点火头，再继续装药，直至与内置纸筒敞口端齐平；需保证连接后装有热膨胀裂石剂的内置纸筒的高度小于钻孔的高度；

所述装料筒与密封盖为螺纹连接；

步骤四、将标号n₁的装料筒密封盖打开，装料筒n₁置于步骤一岩石钻孔中，内置纸筒的预封口端朝向孔底；然后取标号n₂的装料筒，打开密封盖，与标号n₁的装料筒螺纹连接；再依次将剩余装料筒按标号顺序螺纹连接，连接处外径与装料筒其它地方保持一致；

步骤五、用投料杆将各级装料筒依次取出，取出时将装料筒螺纹断开；只留装满热膨胀裂石剂的内置纸筒于钻孔中；

步骤六、用与钻孔直径相同的纸板置于内置纸筒上端，纸板上方填充厚度为5～10cm的细砂，密封、压实，此时装药完毕；

所述步骤一岩石钻孔深度一般大于2.0m；