本發(fā)明涉及礦山、橋隧，特別是涉及一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、目前常見的巖石破碎方法主要為傳統(tǒng)的炸藥爆破，但受限于目前民用炸藥使用環(huán)境嚴(yán)格、審批流程復(fù)雜等因素，當(dāng)施工環(huán)境復(fù)雜不允許使用炸藥爆破時(shí)，目前普遍使用傳統(tǒng)機(jī)械破巖的效率低下、成本較高。因此采用臨界氣體破巖技術(shù)不僅比傳統(tǒng)機(jī)械破巖效率得到提高，可使用的環(huán)境較炸藥爆破也得到了拓寬。

2、當(dāng)前氣體爆破在巖石破碎中應(yīng)用較為廣泛，主要包括二氧化碳?xì)怏w爆破、液氧氣體爆破和液氮?dú)怏w爆破等。這種氣體爆破是一種利用相變產(chǎn)生高壓氣體釋放能量對(duì)巖石進(jìn)行破碎。僅通過氣體爆破相較于炸藥爆破破巖能量釋放強(qiáng)度較弱，如果遇到硬度較高的巖石地質(zhì)條件，將降低巖石破碎效率。因此如何提升氣體爆破的能量釋放強(qiáng)度，提升破巖威力成為了亟待解決的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置及使用方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，包括埋入炮孔內(nèi)的罐體，

3、所述罐體為雙層結(jié)構(gòu)，雙層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層為儲(chǔ)能腔，雙層結(jié)構(gòu)的外層為真空腔；

4、控制組件，包括引燃件和泄壓片，所述儲(chǔ)能腔通過所述泄壓片分隔成上腔體和下腔體，所述上腔體內(nèi)用于存儲(chǔ)液氧，所述引燃件設(shè)置在所述下腔體內(nèi)，用于引燃所述液氧；

5、可燃金屬粉末，通過隔離膜被存儲(chǔ)在所述真空腔底部，且包覆在所述下腔體外側(cè)，被所述引燃件引燃所述液氧用于引燃所述可燃金屬粉末。

6、優(yōu)選的，所述引燃件包括可燃物、信號(hào)接收器和高能點(diǎn)火器，所述可燃物、所述信號(hào)接收器和所述高能點(diǎn)火器之間通過導(dǎo)線連接，所述可燃物位于靠近所述泄壓片的一側(cè)，所述信號(hào)接收器位于所述下腔體底部。

7、優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能腔上設(shè)置有充液管和單向閥，所述充液管與液氧儲(chǔ)存罐連接，用于向所述儲(chǔ)能腔內(nèi)輸送液氧。

8、優(yōu)選的，所述充液管上安裝有流速閥。

9、優(yōu)選的，所述真空腔上設(shè)置有真空閥，所述真空閥用于與外界抽真空設(shè)備連接對(duì)所述真空腔進(jìn)行抽真空。

10、優(yōu)選的，所述可燃金屬粉末為鋁粉、鎂粉和鈦粉的混合金屬粉末，鋁粉、鎂粉和鈦粉的含量比設(shè)定為2:1:1,粒徑為10μm-50μm。

11、優(yōu)選的，所述隔離膜為鋁箔，厚度為500μm。

12、優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能腔的壁厚為500μm，所述真空腔的壁厚為1cm。

13、優(yōu)選的，所述泄壓片為鋁箔片。

14、一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置的使用方法，包括以下步驟：

15、對(duì)真空腔進(jìn)行抽真空；

16、將液氧輸送并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能腔內(nèi)；

17、將罐體埋入炮孔內(nèi)，并進(jìn)行封堵；

18、控制引燃件進(jìn)行引爆，實(shí)現(xiàn)破巖。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

20、本發(fā)明提供的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置及使用方法，罐體為雙層結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)能腔內(nèi)存儲(chǔ)有液氧，真空腔內(nèi)存儲(chǔ)有可燃金屬粉末，通過控制組件遠(yuǎn)程遙控觸發(fā)，減少了有線點(diǎn)火帶來的不便和提高了裝置觸發(fā)的可靠性和精準(zhǔn)性，采用液氧液-氣相變物理爆炸和可燃金屬粉末在富氧環(huán)境中的燃燒轉(zhuǎn)爆轟化學(xué)爆炸釋放能量相疊加的思路，增加了破巖威力，具有可靠性高、操作便捷、投入小等特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，包括埋入炮孔(4)內(nèi)的罐體(1)，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述引燃件包括可燃物(5)、信號(hào)接收器(7)和高能點(diǎn)火器(8)，所述可燃物(5)、所述信號(hào)接收器(7)和所述高能點(diǎn)火器(8)之間通過導(dǎo)線連接，所述可燃物(5)位于靠近所述泄壓片(10)的一側(cè)，所述信號(hào)接收器(7)位于所述下腔體底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述儲(chǔ)能腔(13)上設(shè)置有充液管(12)和單向閥(2)，所述充液管(12)與液氧儲(chǔ)存罐連接，用于向所述儲(chǔ)能腔(13)內(nèi)輸送液氧。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述充液管(12)上安裝有流速閥(15)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述真空腔(14)上設(shè)置有真空閥(3)，所述真空閥(3)用于與外界抽真空設(shè)備連接對(duì)所述真空腔(14)進(jìn)行抽真空。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述可燃金屬粉末(9)為鋁粉、鎂粉和鈦粉的混合金屬粉末，鋁粉、鎂粉和鈦粉的含量比設(shè)定為2:1:1,粒徑為10μm-50μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述隔離膜(6)為鋁箔，厚度為500μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述儲(chǔ)能腔(13)的壁厚為500μm，所述真空腔(14)的壁厚為1cm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于：所述泄壓片(10)為鋁箔片。

10.一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置的使用方法，適用于權(quán)利要求1所述的一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及礦山、橋隧技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于金屬粉末與液氧相結(jié)合的破巖裝置及使用方法，包括埋入炮孔內(nèi)的罐體，所述罐體為雙層結(jié)構(gòu)，雙層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層為儲(chǔ)能腔，雙層結(jié)構(gòu)的外層為真空腔；控制組件，包括引燃件和泄壓片，所述儲(chǔ)能腔通過所述泄壓片分隔成上腔體和下腔體，所述上腔體內(nèi)用于存儲(chǔ)液氧，所述引燃件設(shè)置在所述下腔體內(nèi)，用于引燃所述液氧；可燃金屬粉末，通過隔離膜被存儲(chǔ)在所述真空腔底部，且包覆在所述下腔體外側(cè)，被所述引燃件引燃所述液氧用于引燃所述可燃金屬粉末。本發(fā)明增加了破巖威力，具有可靠性高、操作便捷、投入小等特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：羅寧,周嘉楠,柴亞博,李鵬龍,王一鳴,廖禹成,魏宇成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10