一种气体爆破脉冲式增压破岩装置及工艺方法与流程

本技术涉及破岩装置的，尤其是涉及一种气体爆破脉冲式增压破岩装置及工艺方法。

背景技术：

1、岩石破碎是一种采掘作业中使部分岩体脱离母体并破碎成岩块的工艺和理论。岩石破碎广泛应用于采矿行业和建筑行业，研制出一种安全、环保、高效岩石破碎机具和器材以寻求新的破碎方法，是一个十分具有经济前景和讨论价值的议题。

2、目前，常见的岩石破碎技术为爆炸破碎，即利用炸药爆燃或其他压缩气体膨胀，在岩石内部的有限空间内瞬间释放大量能量，产生巨大压强，从而使岩体发生破裂的方法。这种方法应用广泛，但仍存在一定的缺陷。由于爆破过程具有一定的不确定性，爆炸冲击波可能会导致碎裂的岩块发生飞溅，这给现场的施工安全造成了不良影响，同时也对爆炸破碎的施工场地选择产生了限制。此外，炸药爆炸燃烧产生的气体会对环境造成一定的污染。

3、针对上述中的相关技术背景，发明人认为现有的岩石爆炸破碎工艺存在安全性低、污染环境、对施工场地条件要求较高的缺陷。

技术实现思路

1、为了提升岩石破碎工艺的安全性，降低岩石破碎作业过程对环境造成的影响，降低岩石破碎作业对施工条件的需求，本技术提供一种气体爆破脉冲式增压破岩装置及工艺方法。

2、第一方面，本技术提供的一种气体爆破脉冲式增压破岩装置采用如下的技术方案：

3、一种气体爆破脉冲式增压破岩装置，包括燃料机构、多个与所述燃料机构连通的燃烧室、与多个所述燃烧室相连的液压机构和与所述液压机构相连的致裂机构；所述燃烧室包括筒体、设在所述筒体内的脉冲火花塞、穿设在所述筒体上且与所述筒体内连通的进料阀与排气阀和活塞杆；所述活塞杆与所述筒体沿轴线方向滑动连接且与所述液压机构相连，所述进料阀与所述燃料机构连通。

4、通过采用上述技术方案，燃料机构能够按照次序向多个燃烧室内提供含有燃料和助燃剂的均质混合气，燃烧室内混合气会在脉冲火花塞的作用下引燃并发生爆燃，使燃烧室内的气体温度急剧升高，压强增加，从而推动活塞杆为液压机构增压，液压机构能够推动致裂机构运动，最终在脉冲增压的作用下使岩石发生破裂，避免了爆破过程中岩石碎块飞溅的情况发生，相比于炸药爆破过程产生的有害气体更少，达到了提升岩石破碎工艺的安全性，降低岩石破碎作业过程对环境造成的影响，降低岩石破碎作业对施工条件的需求的发明目的。

5、可选的，液压机构包括液压油箱、设在所述液压油箱内的压板和多个液压缸，所述压板与多个所述活塞杆固定连接且与所述液压油箱滑动连接，所述液压油箱与多个所述液压缸连通，所述液压缸的伸缩端与所述致裂机构固定连接。

6、通过采用上述技术方案，液压油箱作为液压油的容器，液压油是液压系统中用于传递压力的介质，压板与液压油箱滑动连接的结构使压板能够随着活塞杆沿滑动连接方向与液压油箱之间发生相对位移，从而随着活塞杆的运动而发生运动。

7、可选的，液压油箱设有压力阀，所述压力阀与所述液压油箱内部连通。

8、通过采用上述技术方案，液压油箱上设置的压力阀结构能够方便相关工作人员向液压油箱内部添加液压油，或将液压油从液压油箱中排出。

9、可选的，致裂机构包括限位框、对称穿设在所述限位框上的滑动块和设在两个所述滑动块之间的挤压块；所述滑动块与所述限位框滑动连接，所述挤压块与所述滑动块抵接，且与多个所述液压缸的伸缩端固定连接。

10、通过采用上述技术方案，限位框对滑动块的安装以及运动提供了限位，同时对驱动滑动块运动的挤压块的运动提供了限位，挤压块能够在液压机构的驱动作用下对滑动块进行挤压，迫使滑动块向两侧发生移动，从而致使岩石破裂。

11、可选的，致裂机构还包括射流组件；所述射流组件包括穿设在所述挤压块上的进气管、穿设在所述挤压块上的进水管、与所述进气管和所述进水管连通的水箱和多个与所述水箱连通的喷嘴；多个所述喷嘴呈双列平行排布且穿设在所述限位框上，所述进气管与所述排气阀连通。

12、通过采用上述技术方案，射流组件能够利用燃烧室燃烧产生的废气的压力驱动水流对岩石内部结构进行冲击，从而达到辅助岩石破裂，提高岩石破裂整体效率的效果。

13、可选的，限位框两侧靠近所述液压机构的一端对称设有吊耳。

14、通过采用上述技术方案，限位框两侧靠近液压机构一端对称安装的吊耳结构能够便于设备的整体移动、组装和拆卸。

15、可选的，滑动块远离所述挤压块的一侧平面设有防滑纹。

16、通过采用上述技术方案，滑动块远离挤压块一侧平面即滑动块与岩石平面的接触面设置的防滑纹结构能够增加滑动块与岩面之间的接触摩擦力，避免设备在使用过程中与岩石之间发生相对滑动，进而对破碎效果造成影响。

17、可选的，滑动块远离所述挤压块的一端边缘倒斜角处理。

18、通过采用上述技术方案，滑动块远离挤压块的一端边缘倒斜角处理的结构能够方便将本技术插入到岩缝之间。

19、可选的，燃料机构包括燃料罐和预混合罐；所述燃料罐与所述预混合罐连通，所述预混合罐分别与多个所述进料阀连通。

20、通过采用上述技术方案，燃料罐能够作为燃料的储存容器，预混合罐能够将燃料与助燃剂进行预混合，并将其送入燃烧室中。

21、第二方面，本技术提供了一种气体爆破脉冲式增压破岩工艺方法，应用前文中的一种气体爆破脉冲式增压破岩装置，采用如下的技术方案：

22、一种气体爆破脉冲式增压破岩工艺方法，包括以下步骤：

23、步骤1，对需要进行破碎的岩石进行表面清理；

24、步骤2，在岩石表面指定位置做标记并开设预刻槽；

25、步骤3，将致裂机构吊装至岩石表面，使挤压块卡接在预刻槽内壁；

26、步骤4，检查各部分连接结构以及容器的气密性；

27、步骤5，操作燃烧室驱动液压机构进行破岩作业；

28、步骤6，将滑动块归位，将装置整体从断裂岩石上拆除。

29、通过采用上述技术方案，使用了有限空间内爆燃增压以及脉冲式循环增压的方式代替了炸药爆燃对岩石进行破裂，在保证岩石破碎作业效率的情况下，减少了对环境的污染以及对施工作业条件的要求，提高了施工作业现场的安全性。

30、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

31、1.本技术中的燃料机构能够按照次序向多个燃烧室内提供含有燃料和助燃剂的均质混合气，燃烧室内混合气会在脉冲火花塞的作用下引燃并发生爆燃，使燃烧室内的气体温度急剧升高，压强增加，从而推动活塞杆为液压机构增压，液压机构能够推动致裂机构运动，最终在脉冲增压的作用下使岩石发生破裂，避免了爆破过程中岩石碎块飞溅的情况发生，相比于炸药爆破过程产生的有害气体更少，达到了提升岩石破碎工艺的安全性，降低岩石破碎作业过程对环境造成的影响，降低岩石破碎作业对施工条件的需求的发明目的；

32、2.本技术中的限位框对滑动块的安装以及运动提供了限位，同时对驱动滑动块运动的挤压块的运动提供了限位，挤压块能够在液压机构的驱动作用下对滑动块进行挤压，迫使滑动块向两侧发生移动，从而致使岩石破裂；

33、3.本技术中的射流组件能够利用燃烧室燃烧产生的废气的压力驱动水流对岩石内部结构进行冲击，从而达到辅助岩石破裂，提高岩石破裂整体效率的效果。