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一种基于 钻头钻孔的微型爆炸破碎方法及其应用

阅读：633发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法及其应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，包括以下步骤：1）确定壁面所在位置，以及破碎层厚度；2）令直径10~25mm的钻头钻入破碎层，形成爆破孔；3）钻孔完毕，取出钻头，使用密封盖封堵爆破孔的孔口，所述密封盖上嵌插有爆炸端置于爆破孔内的微型爆炸发生器；4）封堵完毕后，启动微型爆炸发生器，发生5~10gTNT当量的微型爆炸，进行破碎层的破碎。该方法能够被应用于水泥库壁的清垢作业、破壁、除障、破碎铺装路面、以及开山的工程作业中。本发明相较于传统的雷管爆破，安全性能更好，爆破过程更为平稳和密集，能够极大提高爆破效率和爆破精度，操作简单，过程易控制，可集成通过操作平台完成，实现机械化操作和自动化操作，大幅降低人力成本。，下面是一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法及其应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）确定壁面所在位置，并获得破碎层的厚度；
（2）使用直径10 25mm的钻头钻入破碎层，形成爆破孔；
~
（3）爆破孔钻好后，取出钻头，使用密封盖封堵爆破孔的孔口，其中，密封盖上嵌插有微型爆炸发生器，所述微型爆炸发生器发生微型爆炸的一端置于爆破孔内；
（4）确认爆破孔的孔口封堵完毕后，启动微型爆炸发生器，使爆破孔中发生爆炸威力为
5 10gTNT当量的微型爆炸，通过爆炸释放的能量和冲击波破碎爆破孔周围的破碎层。
~
2.根据权利要求1所述的一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，所述步骤（1）中，通过岩土取样钻机来确定壁面所在位置，以及破碎层的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，所述步骤（2）中钻入爆破孔的最深处到壁面的距离为3 10cm。
~
4.根据权利要求1或2所述的一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，所述步骤（3）中，微型爆炸发生器包括通过防爆管连接的高压燃气喷嘴与高压燃气瓶，以及通过防爆高频电路连接的电源与高频火花发生器；
所述高压燃气喷嘴与高频火花发生器均置于爆破孔内，与之连接的防爆管或防爆高频电路均贯穿密封盖延伸出爆破孔，分别于高压燃气瓶以及电源连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，所述高压燃气瓶内的高压燃气为水煤气或天然气。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，所述步骤（3）中使用的密封盖主要由外部包裹有石棉网的弹性橡胶块构成。
7.根据权利要求1 7所述一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法其能够被应用于水泥~
库壁的清垢作业、破壁、除障、破碎铺装路面、以及开山的工程作业中。

说明书全文

一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及爆破清障技术领域，具体而言，涉及一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法。

背景技术

[0002] 现有对墙壁、地板、山石等硬质填充实体的破碎方法主要依靠人工开凿，机械钻、锤、镐、掘进，以及预埋雷管爆破等方法。人工破碎费时费力且效率低下，其余机械、爆破破碎也需人工参与全过程，降低了破碎效率且不利于实现自动化，另外上诉破碎方法对操作人员均具有一定的危险性，各种安全事故层出不穷。因此亟需一种工作效率高，便于自动化，且爆破作业过程更为平稳密集，能够降低人力成本，提高破碎效率，可以广泛应用于各种工程作业中的爆炸破碎方法。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的其中一个目的在于提供一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，以解决上述问题。

[0004] 本发明的另一个目的在于提供上述微型爆炸破碎方法的具体应用。

[0005] 本发明通过下述技术方案实现：一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）确定壁面所在位置，并获得破碎层的厚度；
（2）使用直径10 25mm的钻头钻入破碎层，形成爆破孔；
~
（3）爆破孔钻好后，取出钻头，使用密封盖封堵爆破孔的孔口，其中，密封盖上嵌插有微型爆炸发生器，所述微型爆炸发生器发生微型爆炸的一端置于爆破孔内；
（4）确认爆破孔的孔口封堵完毕后，启动微型爆炸发生器，使爆破孔中发生爆炸威力为
5 10gTNT当量的微型爆炸，通过爆炸释放的能量和冲击波破碎爆破孔周围的破碎层。
~

[0006] 本技术方案工作原理为，在钻头掘进空间内点燃高压混合气体，利用微型爆炸进行破碎作业，由于使用的钻头较小，直径一般为10 25mm，因此，爆破空间较小，再采用的微~型爆炸发生器，只会发生极为小型的爆炸，其安全性较高，而且由于爆破孔的孔径很小，因此可以密集进行作业，相较雷管爆破作业，既能去除预埋雷管的人工操作，又能缩小爆炸的范围和强度，保证作业安全，整个微型爆破过程更加平稳、密集，能够极大程度的提高爆破效率。另外，该爆破方法操作过程简单，爆炸范围可控，因此可以通过操作平台实现破碎全过程的机械操作化和破碎自动化，进一步降低人力成本、提高破碎效率，可以广泛应用于各种工程作业中。

[0007] 为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1）中，通过岩土取样钻机来确定壁面所在位置，以及破碎层的厚度。

[0008] 为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（2）中钻入爆破孔的最深处到壁面的距离为3 10cm。~

[0009] 为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（3）中，微型爆炸发生器包括通过防爆管连接的高压燃气喷嘴与高压燃气瓶，以及通过防爆高频电路连接的电源与高频火花发生器；所述高压燃气喷嘴与高频火花发生器均置于爆破孔内，与之连接的防爆管或防爆高频电路均贯穿密封盖延伸出爆破孔，分别于高压燃气瓶以及电源连接。

[0010] 为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述高压燃气瓶内的高压燃气为水煤气或天然气。

[0011] 为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（3）中使用的密封盖主要由外部包裹有石棉网的弹性橡胶块构成。

[0012] 本发明还提供了上述基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法的具体应用，其能够被应用于水泥库壁的清垢作业、破壁、除障、破碎铺装路面、以及开山的工程作业中。

[0013] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本发明以小型钻出的孔作为爆破孔，向爆破孔内充入高压易爆燃气，高压易爆燃气与爆破孔内空气混合点燃后形成微型爆炸，爆炸形成的能量与冲击波破碎微爆钻头周围的区域，达到即快速高效又平稳安全地破碎需要清理的破碎层，露出壁面；
（2）本发明采用的微型爆炸发生器发生微型爆炸的区域小，爆炸威力可控，相较于传统的雷管爆破，安全性能更好，爆破过程更为平稳和密集，能够极大提高爆破效率和爆破精度；
（3）本发明采用的微型爆炸破碎方法，操作简单，过程容易控制，可以集成通过操作平台完成整个爆破作业，在整个破碎层的粉碎过程均可实现机械化操作和自动化操作，大幅降低人力成本，更好地提高作业效率，进一步提高爆破作业的安全性，适宜各种工程作业中广泛推广应用。
附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0015] 图1为本发明所述微型爆炸破碎方法的工作原理示意图。

[0016] 其中，1—壁面，2—破碎层，3—钻头，4—爆破孔，5—密封盖，6—高压燃气喷嘴，7—防爆管，8—高压燃气瓶，9—高频火花发生器，10—防爆高频电路，11—电源。

具体实施方式

[0017] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0018] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0019] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 实施例1：本实施例提供了一种基于钻头钻孔的微型爆炸破碎方法，包括以下步骤：
（1）确定壁面所在位置，并获得破碎层的厚度；
（2）使用直径10 25mm的钻头钻入破碎层，形成爆破孔；
~
（3）爆破孔钻好后，取出钻头，使用密封盖封堵爆破孔的孔口，其中，密封盖上嵌插有微型爆炸发生器，所述微型爆炸发生器发生微型爆炸的一端置于爆破孔内；
（4）确认爆破孔的孔口封堵完毕后，启动微型爆炸发生器，使爆破孔中发生爆炸威力为
5 10gTNT当量的微型爆炸，通过爆炸释放的能量和冲击波破碎爆破孔周围的破碎层。
~

[0021] 本实施例以清理水泥库壁面的水泥积垢为例，使用该微型爆炸破碎方法的具体工作原理为，如图1所示，破碎作业需将所有2破碎层全部破碎至壁面1，作业时首先用钻头3钻入破碎层2，在钻头3与微型爆破不破坏壁面1的前提下钻头3应尽可能地钻得深，此时钻头3截面积与钻入深度形成了一个圆柱形区域即为爆破孔4，到此钻孔作业完成。随后，用密封盖5紧紧的压住爆破孔4的孔口位置，使爆破孔4形成封闭的密封空间。爆破孔4密封完毕后，高压燃气喷嘴6开始喷入由高压燃气瓶8通过防爆管7输入的高压燃气，高压燃气与原爆破孔4内的空气一起形成高压易燃易爆混合气体，随后连通防爆高频电路10，由电源11为高频火花发生器9供电，高频火花发生器9瞬间产生高频电弧火花点燃并引爆爆破孔4内的高压易燃易爆混合气体。由于受爆破孔4空间限制，在高压条件下该混合气遇瞬时高频电弧火花将产生爆燃，形成爆破孔4内的微型爆炸，通过爆炸释放的能量和冲击波破碎微爆区域周围的破碎层，达到快速高效的破碎效果。

[0022] 实施例2：本实施例在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤（1）中，通过岩土取样钻机来确定壁面所在位置，以及破碎层的厚度。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不在赘述。

[0023] 实施例3：本实施例在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤（2）中钻入爆破孔的最深处到壁面的距离为3 10cm。这里爆破孔内进行微型爆破时，既要能够粉碎爆破孔周围的爆破层，又~
要不影响壁面结构的完整，一般爆破孔的深度会随着爆破材质和爆破空间的变化而发生改变，但由于本发明提供爆破为微型爆破，其爆破程度更为可控，因此在大量实验情况下，钻入爆破孔的最深处到壁面的距离为3 10cm作为最佳优选距离。本实施例其他部分与上述实~
施例相同，这里不在赘述。

[0024] 实施例4：本实施例在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤（3）中，微型爆炸发生器包括通过防爆管连接的高压燃气喷嘴与高压燃气瓶，以及通过防爆高频电路连接的电源与高频火花发生器；
所述高压燃气喷嘴与高频火花发生器均置于爆破孔内，与之连接的防爆管或防爆高频电路均贯穿密封盖延伸出爆破孔，分别于高压燃气瓶以及电源连接。通过高频电路引入高频火花发生器进行微爆点火，这种高频电路产生的电火花具有点火响应快、点火能量大，且为其提供电力的电源没有高电压、高容量的要求，电源的选择更为广泛。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不在赘述。

[0025] 实施例5：本实施例在上述实施例的基础上，进一步地，所述高压燃气瓶内的高压燃气为水煤气或天然气。水煤气和天然气和空气混合后，在遇到电火花的情况下均能够发生爆炸，这里作为爆炸燃气的优选。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不在赘述。

[0026] 实施例6：本实施例在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤（3）中使用的密封盖主要由外部包裹有石棉网的弹性橡胶块构成。用橡胶弹簧外包裹石棉网加工成型的密封盖能在具备一定的弹性与变形的基础上，具备良好的防火防爆效果，能够在微爆环境下高频、重复工作。
满足本方法的需求，其他结构或功能的密封盖能实现本发明所述封堵功能的，也可选取。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不在赘述。

[0027] 此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0028] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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