[发明专利]液压胀裂方法及其装置

说明书

本发明涉及一种岩石的破碎方法及其装置，更具体地说是一种液压胀裂方法及其装置。

目前，公知的开采大理石、花岗岩和煤矿巷道的无震掘进等主要采用以下几种方式：

（1）用人工楔开采大理石、花岗岩等。在岩石上钻好的孔口部装上钢楔子，然后用锤子敲击。这种开采方法工人劳动强度大，生产效率低，力量小，有时需借助火药爆破同时作业，而且力只作用在孔口部，成材率低。

（2）借助液压劈裂机来开采。其破岩原理与人工楔一样，首先将液压劈裂机的楔头部分插入岩石的孔口上，然后开动油泵，驱动液压劈裂机上的液压缸来给楔头施力，这种破岩方法也存在着以下问题，楔头作用在岩石上的力只在孔口部，成材率低，而且该机价格贵，寿命短。

（3）用静力破碎剂来开采，将配有水的静力破碎剂装入预先钻好的岩石孔中，并用水泥或炮泥把孔封住，随着水与破碎剂发生反应而产生膨胀，靠膨胀把岩石胀裂。这种方法破岩的缺点是：使用费高，作用时间长，装破碎剂过程慢，且时有破碎剂喷出伤人脸的事故发生，破碎剂保管也要求较严格。

（4）利用高压水破岩：

由江苏省煤矿研究所主办的《高压水射流》1988年第1期19页介绍了一种“高压水破岩”，采用高压水泵、回转接头、回转电机和封孔装置等，封孔装置装在岩石孔口部，封住注入岩孔中的高压水，从而使高压水不断升高，利用与岩石孔直接接触的高压水使岩石破碎。

日本专利：昭60-203798，名称为：岩石的破碎方法及其装置，它是利用凿岩机预先钻出一孔，再在孔口加上封孔器，利用高压水和钻头一起来破岩。

上述两种高压水破岩的不足是：设备造价昂贵，笨重和功率大，封孔器操作麻烦，且不易封住，封孔器使用寿命短，而且有的高原地段水缺乏，这种设备就不易使用。另外，因高压水与岩石直接接触，如岩石有原始裂纹，就更不易封住，并更易引发原始裂纹发育，而使岩石不沿着需要的方向开裂，成材率低。

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处而设计了一种功率小、重量轻、作用力大、成材率高的液压胀裂方法及其装置。

本发明的目的可以通过以下方式来实现：

一种液压胀裂装置主要由液压泵站、高压管和膨胀器组成，膨胀器安置在岩体预先钻好的排孔内，用高压管将膨胀器和液压泵站连通，利用液压泵站打出的高压使膨胀器产生膨胀力，从而产生巨大的作用力使岩石胀裂。

一种液压胀裂方法将膨胀器安置在岩体的排孔内，利用液压泵站打出的高压使膨胀器膨胀，从而产生巨大的膨胀力作用在岩体上，使岩石胀裂。

本发明具有如下优点：

（1）采用了膨胀器，无泄漏，所需液压流量小，而且膨胀器与岩石孔的接触面积较大，所需压力也不高，一般在30MP_a左右。所需的功率小，十几个孔同时作用时，只需一台手动泵就足够。

（2）膨胀器作用力大。作用时间快，几分钟内就可膨胀，既减轻了工人的劳动强度，又提高了生产率。

（3）设备重量轻，只有几十公斤，很易在矿山现场使用，易搬运。

（4）操作简便，只要把膨胀器放入孔中，开启液压泵站即可，且安全可靠。

（5）成材率高，可以控制岩石开裂方向，不易在岩体内引发裂纹。

（6）该装置使用寿命长，每个膨胀器可用2000次以上。

附图说明：

附图1是本发明的工作结构图。

附图2是本发明的膨胀器的结构示意图。

下面参照附图对本发明作进一步详述：

参照附图1所示：图1展示了本发明的工作系统图。主要包括由液压泵站1、高压管2和膨胀器3组成。所说的液压泵站1可选用人工、电动或柴油机等驱动，将膨胀器3安放在预钻的排孔内，用高压管2将膨胀器3与液压泵站1相连通，膨胀器3在液压作用下产生膨胀。从而产生巨大的膨胀力作用于岩孔壁上，使岩石胀裂。可根据采石需要钻孔，开采出所需的大块度料石。

参照附图2所示：图2展示了膨胀器3的结构。膨胀器3主要由膨胀管4、接头芯5、接头套6、放气盖7组成。膨胀管4选用内缠绕钢丝的胶管，其两端都扣压上接头心5和接头套6，一端还拧上放气盖7。当膨胀器3内有空气时，可以拧松放气盖7而把空气放走，另一端通过高压管与液压泵站相连。

使用时，先将膨胀器3安放在预钻的排孔内，关闭液压泵站1上的开关阀，开启泵。通过高压管2将液压传递给膨胀器3，膨胀器3内的液体压力不断升高，使膨胀器3产生径面膨胀力，并作用于孔壁上，当压力达到一定值时，岩石会沿着排孔方面被胀裂。打开开关阀，膨胀器3内的液体在膨胀管4的弹性作用下回到液压箱内，就可取出各个膨胀器3，重新安装使用。