[发明专利]一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法

权利要求书

1.一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：

采用的破岩装备系统由液压动力机构、拉拔破岩机构通过送油管路(14)、回油管路(15)连接构成；所述的液压动力机构含有可以移动的动力车(9)、装配在动力车(9)上的液压油箱(11)，液压油箱(11)上设有驱动电机(10)、压力表(12)、控制液压油箱(11)送油的操控器(13)；所述的拉拔破岩机构含有液压顶(1)、顶升竖杆(2)、垫板(4)、横梁(5)、拉拔杆(6)、锚固杆(8)，液压顶(1)位于垫板(4)上，顶升竖杆(2)的下部与液压顶(1)的上端连接，横梁(5)的两端通过卡销(3)与顶升竖杆(2)的上端连接固定，拉拔杆(6)的上部通过卡销(3)与横梁(5)相连，拉拔杆(6)的下部通过夹具(7)与按照设计孔距、排距布设在岩体(21)中的拉拔孔(17)内的锚固杆(8)相连；送油管路(14)的一端与液压顶(1)的进油口连接，送油管路(14)的另一端与液压油箱(11)的出油阀门连接；回油管路(15)的一端与液压顶(1)的回油口连接，另一端与液压油箱(11)的回油阀门连接；

其机械破岩的步骤为：

1)在岩体(21)中按照设计孔距、排距参数钻凿限位孔(16)和拉拔孔(17)，限位孔(16)位于拉拔孔(17)构成的矩形面的四周；采用锚固剂(18)将锚固杆(8)分段锚固在拉拔孔(17)中，使锚固杆(8)与拉拔孔(17)周围的岩体(21)紧密连接；

2)待锚固杆(8)达到设计锚固力后，采用夹具(7)将锚固杆(8)的上端与拉拔杆(6)的下部连接固定，然后通过拉拔杆(6)与横梁(5)连接；

3)将液压顶(1)安设位置的地表松散碎石清理干净，处理至稳定的基岩；将垫板(4)放置于岩面上，然后安放好液压顶(1)，连接固定好顶升竖杆(2)，并通过卡销(3)与横梁(5)连接牢固；

4)然后分别将送油管路(14)、回油管路(15)的一端与液压顶(1)的进油口、回油口连接，另一端分别与液压油箱(11)的出油阀门、回油阀门连接；

5)采用动力车(9)将驱动电机(10)启动，操作操控器(13)将液压油箱(11)中的液压油通过送油管路(14)输送到液压顶(1)的油缸中；

6)液压顶(1)在液压驱动下缓慢提升，带动顶升竖杆(2)和横梁(5)一起逐渐上升；

7)拉拔杆(6)和夹具(7)随横梁(5)一起缓慢提升，进而带动锚固杆(8)将位于上部的第一次拉裂区域(19)的岩体(21)拉裂形成破碎岩块；

8)采用机械装载设备将第一次拉裂区域(19)破碎的岩块清理后，采用同样的方式对位于第一次拉裂区域(19)下部的第二次拉裂区域(20)进行破岩工作，依次类推；

9)拉拔孔(17)区域的岩体(21)全部破碎后，采用动力车(9)将设备运输到其他区域进行破岩工作。

2.如权利要求1所述的一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：所述拉拔孔(17)的孔径为40～150mm、间距为0.6～1.5m；拉拔孔(17)的深度根据生产需要在1～15m范围之间可调。

3.如权利要求2所述的一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：锚固杆(8)采用螺纹钢或多束钢绞线，锚固杆(8)直径为18～100mm、长度为0.6～1.5m。

4.如权利要求1、2或3所述的一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：限位孔(16)的孔径比拉拔孔(17)小20mm～50mm，限位孔(16)间距为拉拔孔(17)间距的1/3～1/2，限位孔(16)的深度与拉拔孔(17)的深度相同。

5.如权利要求4所述的一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：锚固剂(18)为可降解树脂或其他环保材料，能够在5～10分钟内迅速达到设定锚固力。

6.如权利要求5所述的一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：布设于拉拔孔(17)内的锚固杆(8)为多段，相邻两段之间的端头交错埋设。

7.如权利要求6所述的一种基于拉剪应力进行机械破岩的新方法，其特征在于：拉拔孔(17)为全长一次性锚固，采用“一次钻孔、分段破岩”的多次拉拔机械破岩方式；相邻拉拔孔(17)之间、拉拔孔(17)和限位孔(16)之间的岩体(21)皆受到拉应力，形成受拉破岩区域；相邻限位孔(16)之间岩体受剪切应力，形成贯通剪切面，与周围未拉剪区域分割开；根据岩体(21)的特性和液压顶(1)的顶升能力，每次拉拔1～5排钻孔。