[实用新型]一种高效率的静态爆破装置

说明书

本实用新型公开了一种高效率的静态爆破装置，包括：封孔器和加热器，其封孔器包含：封口盘，中空抗拉螺杆，抗拔盘；封口盘的主视图形状为倒“凸”字形状，用于封住钻孔孔口；中空抗拉螺杆的两端分别与封口盘、抗拔盘通过螺纹连接；抗拔盘的直径小于钻孔直径，方便插入孔底；加热器包括：加热棒和保护套筒，保护套筒用于保护加热棒电缆接头，防止其磨损漏电。将加热棒插入装有导热介质的中空抗拉螺杆内，组成一套高效率的静态爆破装置。孔中破碎剂施加在封口盘和抗拔盘上的荷载与中空抗拉螺杆的轴向拉力为一对平衡力，其合力为零，从而抑制喷孔；中空抗拉螺杆对加热棒起到保护作用，避免损坏。在封孔、加热联合作用下，破碎剂得以快速水化，膨胀压迅速增长，爆破效率显著提高。

技术领域

本实用新型属于静态破碎技术领域，具体涉及到一种安全高效率的静态爆破装置。

背景技术

所谓的静态破碎技术主要是指应用静态破碎剂对岩石或混凝土进行破碎。在施工过程中，由于静态破碎剂具有无噪声、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，而被广泛应用。但是，破碎剂自身存在根本缺陷，在实际工程爆破作业时暴露出诸多弊端。

冬季低温季节施工时，破碎剂水化反应非常缓慢，相对于炸药等烈性材料，通常用时几个小时到数十个小时不等，有时甚至出现瞎孔而导致爆破失败。而在夏季的高温季节施工时，破碎剂水化剧烈，会在短时间内释放出大量的热量而积聚在钻孔内，此时浆体的温度迅速升高到100℃以上，导致孔内的游离态水受热快速汽化成高压蒸汽。当高压蒸汽的压力超过一定压力时，会与一定量的破碎剂一起从钻孔中喷出，同样致使静态爆破作业失败。

解决“高温易喷孔、低温反应慢”这一破碎剂根本性缺陷已成为困扰工程界多年的难题，显然，温度是制约这一难题的关键因素。但是目前大多数技术通常只考虑单个问题，要么是高温易喷孔问题，要么是低温反应慢的问题。

如防喷孔方面。大多采用在钻孔孔口附近来布置封孔装置，诸如：有的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方式防喷孔；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、上下一体封堵方式防喷孔。

如防低温方面。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；有的直接采用加热棒对破碎剂进行加热。但是，加热棒要受到钻孔内高温和强碱环境的腐蚀，同时还要承受巨大的膨胀压对其施加的拉力和弯矩，材料损耗率高。

综上所述，结合多次的静态爆破施工经验发现，封孔只是一种安全防喷措施，但不能改变环境温度对破碎剂水化反应速度制约的问题；同样，只加热不封孔，喷孔几率将会大增；若封孔质量差，采用加热措施时同样也会增加喷孔几率。

从到现有的文献资料显示，单一措施效果较差。而对于两个问题同时解决的技术方案，因其存在加热过程不可控，封孔效果差，易发生封孔装置被孔内高压蒸汽顶出或顶飞的安全问题，其成果难以推广和应用。因此，一并解决破碎剂喷孔和控制其水化反应速度等问题是本实用新型重点进行解决的目标。

本实用新型提供一种新的高效率的静态爆破装置，可以解决破碎剂在夏季高温易喷孔，冬季等低温反应慢或滞死等问题。同时又解决高温、高压和强碱环境下加热棒损耗率高的问题。

通过加热与封孔两种措施的联合作用下，破碎剂被强制约束在温度（远高于环境温度）较高的钻孔内而快速水化，并在短时间内产生了巨大的固体膨胀压力和蒸汽压力。因为高压蒸汽的膨胀潜能比固体膨胀潜能高一个数量级，并且钻孔密封效果良好，高压蒸汽因无法喷出而与固体膨胀压共同参与岩石或混凝土的爆破，所以爆破效率得到显著提高。在对破碎剂加热过程中，因为有了中空抗拉螺杆的保护，加热棒免受破碎剂的高应力作用和强碱腐蚀，工作寿命得以延续。

发明内容

本实用新型是为了解决至少上述问题，并提供至少后面将要说明的优点。