一种破岩装置

本发明涉及破岩，特别是涉及一种破岩装置。

背景技术：

1、目前常见的破岩方法主要有机械破岩方法，然而其工作效率较低且爆后易产生有害气体。金属丝电爆炸技术、气体爆炸技术为目前应用较为广泛的绿色破岩技术，其中金属丝电爆炸技术广泛应用于试验领域，其原理是通过将金属丝固定在岩石内部，并结合电极线在很短的时间内向其中注入高脉冲电压，从而在极短时间内发生金属丝电爆炸，在这一过程中其中由于焦耳加热作用，金属丝经历一个快速相变的过程，包括液化和汽化，最终在高温条件下形成大量等离子体，并产生大量冲击波破裂岩石，该方法是一种较为绿色可控的爆破技术。气体爆破技术是通过在容器中存储大量高压高能液化气体，通过加热等方式达到高压液化气体的熔点，使高压气体发生相变，释放能量致裂岩石，该方法能够有效避免传统爆破方法的污染问题。

2、然而，现有的金属丝电爆炸技术和高能液化气体爆破技术各自存在一定的局限性。金属丝电爆炸技术是借助高压电脉冲装置向其中注入能量，使之发生电爆炸，但是在较低电压状态下其破岩效率较低，而高能液化气体爆破技术是在高温条件下产生相变，在气体容量较小时，高能液化气体爆破的冲击能量较小，为克服这些限制，提高爆破效率和精确控制，亟需一种能够将两种爆破技术进行结合的装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种破岩装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够将金属丝电爆炸技术和高能液化气体爆破技术相结合，通过金属丝电爆炸瞬间产生高温环境，引起高压液化气体的起爆，从而实现双爆破，释放高能冲击波破碎岩石。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种破岩装置，包括：

4、高能气体模块，其设置于炮孔内，所述高能气体模块内用于填充高能液化气体；

5、金属丝电爆炸模块，其包括设于所述高能气体模块内的金属丝，所述金属丝通过电极线外接有高压电脉冲装置；

6、堵头，其设置于炮孔靠近开口位置处，用于封堵所述炮孔。本发明提高了爆破效率，同时可以实现爆破过程的精确控制，结合金属丝电爆炸和高能液化气体的技术方案，充分利用金属丝电离后产生的高温环境，减少爆炸过程中的热量散失。同时，两种爆破技术的结合还能够产生更强的爆炸冲击波和破坏力，从而提高了破岩效率。

7、可选的，所述高能气体模块包括压力容器，所述压力容器用于存放高能液化气体，所述压力容器顶部连通有开关阀门，所述开关阀门处设有压力表盘；所述压力容器能够放置于所述炮孔内，且所述金属丝设置于所述压力容器内。

8、可选的，所述压力容器采用聚四氟乙烯材质制成。

9、可选的，所述压力容器侧壁开设有通孔，所述金属丝两端穿过所述通孔后与所述电极线连接，所述通孔处通过工业胶与所述金属丝固定密封连接。

10、可选的，所述金属丝采用铜丝、铝丝、钨丝或铁丝。

11、可选的，所述堵头包括基块，所述基块设于所述炮孔上部，所述基块上开设有竖直螺纹轨道孔，所述竖直螺纹轨道孔内螺纹连接有竖向螺纹钢柱，所述竖向螺纹钢柱底部通过弹性装置连接有压力块，所述压力块位于所述炮孔内高能气体模块的上方。

12、可选的，所述弹性装置包括弹簧，所述弹簧顶部与所述竖向螺纹钢柱底部连接，所述弹簧底部连接有棱柱形的传力块，所述传力块两侧对称设有弯曲状的所述压力块，所述传力块下行时能够推动所述压力块向外侧移动至与所述炮孔内侧壁固定抵接。

13、可选的，所述基块上设有两组横向螺纹轨道孔，每组所述横向螺纹轨道孔均包括两个同轴的螺纹通孔，每个所述螺纹通孔内均穿设有一个横向螺纹钢柱，所述横向螺纹钢柱靠近炮孔的一端固定设有夹持机构，同一组的两个所述夹持机构抵接后能够固定夹持与所述金属丝连接的电极线。

14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

15、本发明将金属丝安置于高压气体部内，并在接口位置涂抹粘性材料—工业胶，保证高压气体部的密闭性，使其在爆炸前维持高压状态。高能气体模块采用聚四氟乙烯(teflon)材质，该结构能够较好的承受气体高压，并且在金属丝电爆炸时，其良好的绝缘性避免影响金属丝电爆炸起爆；通过对高压电脉冲装置进行充电，通过远程操控高压电脉冲装置开关，释放高密度电流，进行金属丝电爆炸，当金属丝由于焦耳热作用转变为金属蒸汽，并产生大量等离子体的瞬间，金属丝周围的高温引发高压气体模块中液化气体发生相变，双爆炸产生大量能量和冲击波破碎岩石。本发明堵头的夹持机构可以较好地夹持电极线，使得电极线路保持稳定状态，避免下部金属丝结构出现扭转或断裂。堵头中部竖向螺纹钢柱及弹簧结构可以通过旋转上部竖向螺纹钢柱传递压力，并将该压力传递至堵头下部两侧压力块位置，保证堵头与岩石的紧密结合。

技术特征：

1.一种破岩装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的破岩装置，其特征在于，所述高能气体模块包括压力容器，所述压力容器用于存放高能液化气体，所述压力容器顶部连通有开关阀门，所述开关阀门处设有压力表盘；所述压力容器能够放置于所述炮孔内，且所述金属丝设置于所述压力容器内。

3.根据权利要求2所述的破岩装置，其特征在于，所述压力容器采用聚四氟乙烯材质制成。

4.根据权利要求2所述的破岩装置，其特征在于，所述压力容器侧壁开设有通孔，所述金属丝两端穿过所述通孔后与所述电极线连接，所述通孔处通过工业胶与所述金属丝固定密封连接。

5.根据权利要求1所述的破岩装置，其特征在于，所述金属丝采用铜丝、铝丝、钨丝或铁丝。

6.根据权利要求1所述的破岩装置，其特征在于，所述堵头包括基块，所述基块设于所述炮孔上部，所述基块上开设有竖直螺纹轨道孔，所述竖直螺纹轨道孔内螺纹连接有竖向螺纹钢柱，所述竖向螺纹钢柱底部通过弹性装置连接有压力块，所述压力块位于所述炮孔内高能气体模块的上方。

7.根据权利要求6所述的破岩装置，其特征在于，所述弹性装置包括弹簧，所述弹簧顶部与所述竖向螺纹钢柱底部连接，所述弹簧底部连接有棱柱形的传力块，所述传力块两侧对称设有弯曲状的所述压力块，所述传力块下行时能够推动所述压力块向外侧移动至与所述炮孔内侧壁固定抵接。

8.根据权利要求6所述的破岩装置，其特征在于，所述基块上设有两组横向螺纹轨道孔，每组所述横向螺纹轨道孔均包括两个同轴的螺纹通孔，每个所述螺纹通孔内均穿设有一个横向螺纹钢柱，所述横向螺纹钢柱靠近炮孔的一端固定设有夹持机构，同一组的两个所述夹持机构抵接后能够固定夹持与所述金属丝连接的电极线。

技术总结本发明公开了一种破岩装置，涉及破岩技术领域，包括：高能气体模块，其设置于炮孔内，所述高能气体模块内用于填充高能液化气体；金属丝电爆炸模块，其包括设于所述高能气体模块内的金属丝，所述金属丝通过电极线外接有高压电脉冲装置；堵头，其设置于炮孔靠近开口位置处，用于封堵所述炮孔。本发明提高了爆破效率，同时可以实现爆破过程的精确控制，结合金属丝电爆炸和高能液化气体的技术方案，充分利用金属丝电离后产生的高温环境，减少爆炸过程中的热量散失。同时，两种爆破技术的结合还能够产生更强的爆炸冲击波和破坏力，从而提高了破岩效率。技术研发人员：王雁冰,李雪,雷振,郝宪杰,张臣,杨柳,邹宝平受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）技术研发日：技术公布日：2024/7/18