[发明专利]液相等离子体岩石爆破方法

说明书

技术领域

本发明涉及液相等离子体岩石爆破方法，尤其适用于一般的露天岩土工程爆破，也适用于混凝土结构的爆破拆除。

背景技术

传统的岩石或混凝土结构的爆破过程是炸药爆炸能转化为岩石破碎能的过程。在传统的爆破作业过程中，除了实现预定岩石或混凝土结构的爆破破碎目的以外，往往会产生其他的有害效应，如炸药的爆炸可能释放大量的有毒有害气体，会不避免地产生爆破振动、爆破噪声、空气冲击波、爆破扬尘，以及超过设计要求的岩块或混凝土碎块的抛掷等，一方面对爆破区域及周边环境造成不利影响，同时危及作业区域及周边安全。其根本原因在于炸药爆炸后释放能量的不可控性。

因此，在城市地区或人口密集，以及环境复杂区域的爆破工程中，严格控制爆破的有害效应显得尤为迫切和重要，这也成为寻求新的可替代炸药的能源来实现岩石或混凝土结构的安全爆破、绿色爆破的真正动力源。

液相等离子体岩石爆破方法的提出无疑为城市环境复杂地区、人口密集区域岩石及混凝土结构的安全爆破、绿色爆破的实现提供了可能。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服传统炸药爆破岩石或混凝土结构中的不足，提供一种全新的、安全的、绿色的岩石或混凝土结构爆破能源—液相等离子体，在实现岩石或混凝土结构的爆破破碎目标的同时，使所提供爆炸爆破能量的大小可控，并极大地减少、甚至杜绝了传统爆破的有害效应。

技术方案：本发明的液相等离子体岩石爆破方法，包括如下步骤：

1)对欲实施爆破的岩体或混凝土结构进行实际勘察，在岩体或混凝土结构中布设等离子体爆破炮孔孔位，并进行钻孔作业，要求炮孔要垂直向下，以确保随后灌入的电解质液体不能自行流出；

2)在塑料桶中配置氯化钠电解质溶液，浓度为0.1mol.L^-1,并按照氯化钠溶液重量0.05％～1％的比例加入硫酸铜，充分搅拌，形成强电解质溶液；

3)通过充电设备给电容器充电，并使电容器的峰值电压不小于设计值，视爆破介质强度不同而变化；

4)炮孔施工完毕后，测量其深度并清理出其中的岩屑，符合要求后，再检查炮孔孔壁周围是否存在可见裂隙；

如果有可见裂隙，则向炮孔内放置与炮孔直径、深度相当的塑料袋，再将制备好的强电解质溶液灌入炮孔中的塑料袋中；

如果炮孔周围岩壁无明显可见裂隙，则直接将强电解质溶液灌入炮孔内，液面接近炮孔口即可；

5)将连接电容器组的同轴电缆的放电电极插入炮孔内的强电解质溶液中；

6)打开电容器的放电开关，电容器放电，强电解质溶液在放电电极发出的电能作用下产生高密度液相等离子体，并在放电瞬间形成高温高压离子集群冲击波，破碎炮孔周壁岩石，完成一次液相等离子体岩石爆破作业。

有益效果：本发明一是利用在强电解质溶液中强放电的方法激发产生高密度等离子体；二是利用等离子群体间电性的相互作用，在“离子”存在区间产生高温高压等离子体冲击波的特性，对“离子”存在区域周围岩石或混凝土结构进行破碎作用，达到炸药爆破破岩的目的和效果。与传统利用工业炸药所进行的岩石爆破或混凝土结构爆破相比，具有如下优点：

1)可根据被爆体的强度及结构特点，对电容器的充电电压进行调整，以获得相应强度等级的等离子体；

2)产生高密度等离子体所用的原材料来源广泛、价格便宜，使用后对环境无污染；

3)所用的大容量电容器、同轴电缆和放电电极可重复使用；

4)液相等离子体爆破可在对爆破噪声、爆破振动、爆破粉尘等有严格要求的复杂条件下使用；

5)液相等离子体岩石或混凝土结构爆破过程中不产生粉尘、无有毒有害气体，没有炮烟，爆破噪声极低，且破碎后的介质几乎没有抛掷，利于爆破后矿石的转运，更有利于爆破安全的防控。可以称之为一种绿色岩石爆破方法。

附图说明

图1是本发明的液相等离子体岩石爆破方法示意图。

图中：1－可调电容器；2－同轴电缆；3－强电解质溶液；4－炮孔；5－岩体或混凝土结构；6－放电电极。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的液相等离子体岩石爆破方法，具体步骤如下：

1)对欲实施爆破的岩体或混凝土结构5进行实际勘察，在岩体或混凝土结构5中布设等离子体爆破炮孔4孔位，并进行钻孔作业，要求炮孔要垂直向下，以确保随后灌入的电解质液体不能自行流出；