[发明专利]一种快速静态爆破装置及爆破方法

说明书

本发明公开了一种快速静态爆破装置，实现了快速静爆。快速静态爆破装置包括封孔器和加热器。其中封孔器包括封口盘、由圆弧状连接板板、拉杆与摩擦板构成的抗拉拔组件；加热器包括加热棒和其上部的保护套筒及连接线。封口盘的正视图呈倒“凸”字状，封口盘中心开有一个直径比加热棒直径大0.5‑1mm的轴向贯穿圆孔。拉杆一端焊有一段圆弧状连接板，另一端焊有一段摩擦板。而圆弧状的连接板通过螺丝与封口盘下部的细圆柱体固定。抗拉拔组件相对封口盘轴心对称安装，确保受力均匀。施工时，先灌浆，再依次将封孔器和加热器插入钻孔。封口盘受到的膨胀力和孔内抗拉拔组件与破碎剂之间的摩擦阻力构成一对平衡力，从而实现封孔、防喷目的。通过加热，破碎剂水化反应速度加快，膨胀力随之快速增长，结合有效封孔的联合作用，提高了破岩效率。

技术领域

本发明属于静态破碎技术领域，具体涉及到一种效果更高的快速静态爆破装置。

背景技术

所谓的静态破碎技术主要是指应用静态破碎剂进行岩石或混凝土的爆破和开挖。由于在使用静态破碎剂的施工过程中无噪声、无粉尘、无飞石、无有毒有害气体、无振动，不受法律管制等优点，在世界各地的各项工程中被广泛应用。但是使用破碎剂进行爆破作用时，也暴露了其很多缺点，诸如：

（1）破碎时间长。相对于炸药等烈性爆破材料，使用破碎剂爆破的时间通常在几个小时到数十个小时不等。特别是冬季寒冷季节，温度较低时，甚至因温度太低，破碎剂水化反应慢而导致可能失效。

（2）高温季节易喷孔。在夏季高温季节施工时，静态破碎剂快速水化而释放大量的热量，使得其浆体快速升到100℃以上的温度，导致破碎剂浆体中的水分快速汽化并在孔内积聚形成较高的蒸汽压，极容易导致喷孔发生，同样致使施工失败。

一并同时解决“高温易喷孔、低温反应慢”这一对矛盾已是困扰工程界多年的难题。显而易见，温度是制约这一难题的关键因素。而高温的优点是加速破碎剂水化，缺点是易导致喷孔。因此，如何利用高温的优点，并同时将其缺点转变为优势并加以利用是解决这一难题的新思路，即通过对钻孔中的破碎剂采取加热和封孔双措施，使其在短时间内快速水化而产生的高温高压蒸汽被密封在钻孔内，而高压蒸汽具有较大的膨胀潜能施加在钻孔围岩上，配合巨大的破碎剂固体膨胀压，进而加速预爆破岩石或混凝土的破碎。

目前，大多数技术基本上围绕单一问题进行解决，要么解决高温喷孔问题，要么解决低温反应慢的问题，很少有将两方面的问题同时解决的技术或理论。目前，虽然有的人提出了两个问题都解决的技术，但效果不是非常理想。不是加热效率不高，封孔效果欠佳的问题，就是加热和封孔难以配合匹配的问题。

目前，对于封孔装置，多采用在钻孔孔口的有限深度处布置封孔装置的技术。封孔装置诸如：采用顶针的点摩擦方式、楔形体的面摩擦方式来增加摩擦阻力防喷孔的技术，有的采用在孔口下方一定深度处掏孔，再在孔口加装封口装置的方式进行防喷孔。有的采用在孔口使用低温措施，降低破碎剂水化产生的热量，以此防止喷孔发生；有的采用孔内孔外、上下一体封堵的方式进行防喷孔。这都是解决单一因素的技术或工艺，没有进行两个问题同时解决，技术不全面。

在提高破碎剂反应的环境温度方面，有的采用向孔内破碎剂注入热水的方法来加速开裂的技术；有的设计了采用套管加热方法来提高破碎速度的装置；有的采用在孔内释放燃烧剂加温措施。当然，还有很多措施多数是方式单一，即加热，没有封孔，封孔没有加入，这就不能同时解决温度和喷孔、反应慢的矛盾。虽然有的技术同时采用加热和封孔两种措施，但其封孔效果欠佳，易发生封孔装置被孔内高压蒸汽顶飞的安全问题。

如何做到既通过加热促进破碎剂的快速水化，又保障其封孔安全，同时又可以利用孔内积聚的高压蒸汽参与快速爆破是本专利的突出特点。

本发明专利提供一种新的快速静态爆破装置，可以解决破碎剂在夏季高温易喷孔，冬季等低温反应速度慢或滞死等问题。通过加热和封孔联合作用，确保破碎剂在孔内被紧密约束和较高温度下快速水化，致使其在短时间内获得较大的固体膨胀压，同时利用孔内积聚高压蒸汽膨胀潜能大特点而参与爆破，从而实现安全又快速致裂岩石或混凝土的目的。