[发明专利]基于混相泡沫乳化液装置的爆破破岩系统及其方法

权利要求书

1.一种基于混相泡沫乳化液装置的爆破破岩系统，包括目标岩体(B)；

设置有混相泡沫乳化液装置(A)、爆破装置(C)、起爆器(D)和阀门(E)；

在目标岩体(B)中设置有爆破装置(C)；

混相泡沫乳化液装置(A)产生二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)；

混相泡沫乳化液装置(A)、阀门(E)和爆破装置(C)依次连通，二氧化碳基纳米聚能混相泡沫乳化液(00)充满爆破装置(C)；

起爆器(D)和爆破装置(C)连接，起爆二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)；

所述的爆破装置(C)包括注气孔(C1)、起爆针(C2)、爆破筒(C3)和二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)；

在爆破筒(C3)中充满二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)，在爆破筒(C3)的进端面设置有注气孔(C1)和起爆针(C2)；

其特征在于：

所述的混相泡沫乳化液装置(A)包括纳米聚能流体(1)、高压二氧化碳(2)、A增压计量泵(3)、B增压计量泵(4)、第1阀门(5)、第2阀门(6)、第3阀门(7)、活塞(8)、高压二氧化碳存储器(9)、纳米聚能流体存储器(10)、第4阀门(11)、第1电磁阀(12)、第2电磁阀(13)、第3电磁阀(14)、静态混合器(15)、单向阀(16)和高压混相泡沫乳化液存储器；

其位置和连接关系是：

纳米聚能流体(1)、A增压计量泵(3)、第1阀门(5)、第4阀门(11)和纳米聚能流体存储器(10)依次连通；

高压二氧化碳(2)、B增压计量泵(4)、第2阀门(6)、第3阀门(7)和高压二氧化碳存储器(9)依次连通；

在高压二氧化碳存储器(9)内设置有纳米聚能流体存储器(10)，在纳米聚能流体存储器(10)的内部设置有活塞(8)；纳米聚能流体存储器(10)的出口与第2电磁阀(13)连通；在纳米聚能流体存储器(10)的边缘处设置有2个高压二氧化碳存储器(9)的出口，并分别与第1电磁阀(12)和第3电磁阀(14)连通；第1电磁阀(12)、第2电磁阀(13)和第3电磁阀(14)的另一端都与静态混合器(15)连通；静态混合器(15)、单向阀(16)和高压混相泡沫乳化液存储器依次连通；

所述的二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)，组分按质量比：

纳米聚能流体(1)：1；高压二氧化碳(2)：3-4；

所述的纳米聚能流体(1)由纳米镁粒子、纳米铝粒子、纳米过氧化钠粒子以及分散剂、表面活性剂、二氧化碳增稠剂按照质量比3：2：1：0.01：0.01：0.05调制而成；

所述的高压二氧化碳(2)是液态或超临界态二氧化碳基液。

2.基于权利要求1所述爆破破岩系统的爆破破岩方法，其特征在于：

①装置安装

将混相泡沫乳化液装置(A)安装好，将爆破装置(C)置于目标岩体(B)中，并与混相泡沫乳化液装置(A)和起爆器(D)连接；

②注入纳米聚能流体(1)和高压二氧化碳(2)

关闭第2电磁阀(13)，打开第1阀门(5)和第4阀门(11)，开启A增压计量泵(3)，将纳米聚能流体(1)注入纳米聚能流体存储器(10)内，并至预定压力；

关闭第1电磁阀(12)和第3电磁阀(14)，打开第2阀门(6)和第3阀门(7)，开启B增压计量泵(4)，将高压二氧化碳(2)注入高压二氧化碳存储器(9)内，并至预定压力；

③制备和注入二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)

通过电脑控制第4阀门(11)、第1电磁阀(12)和第2电磁阀(13)的开关状态及闭合程度，调节高压二氧化碳(2)和纳米聚能流体(1)的流量，并以一定的比例混合进入静态混合器(15)，从而产生二氧化碳基纳米聚能混相 泡沫乳化液(00)；随着二氧化碳基纳米聚能混相泡沫乳化液(00)的乳化泡沫流体压力的升高，主动开启单向阀(16)，乳化泡沫流体经过阀门(E)进入安装在目标岩体(B)内部的爆破筒(C3)中；

④起爆

待压力平衡后，关闭A、B增压计量泵(3、4)及所有阀门，启动起爆器(D)，激发起爆针(C2)从而起爆爆破装置(C)；

⑤效果评估

爆破完成后，关闭起爆器(D)，评估爆破效果。