一种环保型洞内裂石装置

技术领域

本发明涉及石方瞬间膨胀裂石技术领域，尤其涉及一种环保型洞内裂石装置。

背景技术

为了解决不允许使用炸药爆破条件下，进行快速石方开采的施工难题工程的应用，研究表明新工艺气能破岩技术具有施工操作简便、安全、破岩效率高、振动小、半眼率高的特点。分别针对花岗岩，云母片岩两种岩石、75mm和115mm两种炮孔情况下的掏槽钻爆参数进行了研究。通过多个循环的钻爆参数试验研究，成功地探索出一套适用于一般隧道开挖的气能破岩钻爆参数设计和施工方法。气能破岩是利用气体相变体积瞬间膨胀在炮孔内产生的压力对岩石做功，使炮孔周围的岩石破碎，不产生爆炸冲击波，不涉及民爆物品和易制爆危险化。

目前，石方瞬间膨胀裂石操作过程中，经常会使用到洞内裂石装置，而传统的洞内裂石装置的外层是由金属管件、塑胶管件或者复合管件制成，其内部的填充的可燃物常为成品卷纸、纺织用棉料或者其他成品原料，由于石方裂石过程中会使用到多个裂石装置，而裂石装置爆破后会给现场留下难降解的金属或者塑料废弃物，易对环境造成二次污染，不符合当下环保的作业需求，同时也增加了裂石装置的制造和使用成本。

有鉴于此，设计制造出一种对环境友好、使用成本低廉、实用性能稳定的洞内裂石装置，在石方瞬间膨胀裂石中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决传统的洞内裂石装置，使用后易对环境造成二次污染，同时使用成本较高，不利于实际裂石作业使用的问题，而提出的一种环保型洞内裂石装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种环保型洞内裂石装置，包括石方、开设在石方上的钻孔、设置在石方上的杜瓦罐和安装钻孔内的裂石装置，所述裂石装置包括外袋体、填充在外袋体内侧的可燃废弃填充物、设置在外袋体和可燃废弃填充物上端和下端之间的限位挡盘、通过限位挡盘居中设置在外袋体和可燃废弃填充物中部之间的导液管、设置在外袋体和可燃废弃填充物之间的电源线和竖向连通在外袋体上端的回气提示管；所述电源线处于外袋体内侧的一端均匀盘绕在导液管上，所述电源线处于外袋体内侧的一端上等距安装有多个电子点火装置；所述外袋体的内侧固定连接有呈螺旋状分布的内撑件。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外袋体的上端两端均为开口状，所述导液管的下端安装有封堵导液管下端的封头，所述外袋体的上端和下端分别绕接有用于外袋体密封贴合导液管和封头外壁的第二捆扎绳。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外袋体的上端两端均为开口状，所述导液管的下端延伸至于外袋体下端齐平，所述外袋体的上端和下端分别绕接有用于外袋体密封贴合导液管外壁的第二捆扎绳。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外袋体的上端为开口状，所述外袋体的上端绕接有用于外袋体密封贴合导液管外壁的第二捆扎绳。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述限位挡盘的内侧一体固定连接有与可燃废弃填充物相接触的蜂窝状内衬层，所述蜂窝状内衬层的中部形成有与导液管呈过渡配合的圆孔，所述限位挡盘的外缘开设有中部向内凹陷的捆绳槽。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外袋体的外部绕接有用于外袋体捆扎固定在捆绳槽内侧的第一捆扎绳。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述杜瓦罐的一端依次连通有压力表和手动控制阀，所述手动控制阀的外端安装有与导液管建立连接的低温钢丝管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述导液管处于外袋体内侧的一端等距开设有多个排液孔。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述内撑件和可燃废弃填充物均是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述外袋体和导液管均是由可降解材料制成。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过将原先的洞内裂石装置进行了科学合理化改良，用可降解的材料制成外袋体和导液管，在不影响洞内裂石装置正常使用的前提下，可使得主体结构破碎后不会产生难降解的金属和塑料垃圾，同时使用废弃木屑或者废旧纸屑制成装填在外袋体内作为填充物，能够将可燃烧的固体废弃物进行合理化转用，降低了资源的浪费，这种结构可使得洞内裂石装置整体均是由环保材料制成，同时将废弃物进行了综合利用，既降低了洞内裂石装置使用对环境造成二次污染，同时也降低了洞内裂石装置制造和使用的成本。

2、本发明中，通过在原先柔性的外袋体内设置了呈螺旋状分布的内撑件，可使得原先柔软的外袋体结构更加具有弹性以及抗冲击和抗负载的效果，方便洞内裂石装置实际使用过程中的运输以及在洞内活动调整，不需要借助其他的辅助内撑件进行制成处理，同时在外袋体和可燃废弃填充物的上端和下端之间设置了限位挡盘和蜂窝状内衬层，可将可燃物稳定支撑在外袋体的中部，能够防止可燃废弃填充物填充后偏移、晃动和漏料问题的发生，从而综合提升了洞内裂石装置组合后结构的稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种环保型洞内裂石装置的工作示意图；

图2为本发明中环保型洞内裂石装置的第一种实施结构的结构示意图；

图3为本发明中环保型洞内裂石装置的第二种实施结构的结构示意图；

图4为本发明中环保型洞内裂石装置的第三种实施结构的结构示意图；

图5为本发明中环保型洞内裂石装置的立体拆解示意图；

图6为本发明中外袋体的局部90°剖切示意图。

图例说明：

1、石方；101、钻孔；2、杜瓦罐；201、压力表；202、手动控制阀；203、低温钢丝管；3、裂石装置；301、外袋体；3011、内撑件；302、可燃废弃填充物；303、导液管；3031、排液孔；304、电源线；3041、电子点火装置；305、回气提示管；306、封头；307、第一捆扎绳；308、第二捆扎绳；309、限位挡盘；3091、蜂窝状内衬层；3092、捆绳槽。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1、图2、图5和图6，本发明提供一种技术方案：一种环保型洞内裂石装置，包括石方1、开设在石方1上的钻孔101、设置在石方1上的杜瓦罐2和安装钻孔101内的裂石装置3，裂石装置3包括外袋体301、填充在外袋体301内侧的可燃废弃填充物302、设置在外袋体301和可燃废弃填充物302上端和下端之间的限位挡盘309、通过限位挡盘309居中设置在外袋体301和可燃废弃填充物302中部之间的导液管303、设置在外袋体301和可燃废弃填充物302之间的电源线304和竖向连通在外袋体301上端的回气提示管305；电源线304处于外袋体301内侧的一端均匀盘绕在导液管303上，电源线304处于外袋体301内侧的一端上等距安装有多个电子点火装置3041；外袋体301的内侧固定连接有呈螺旋状分布的内撑件3011，一方面，可将外袋体301进行内撑处理，方便可燃废弃填充物302加入到外袋体301内，另一方面，可使得外袋体301结构承力更加稳定，弹力、抗折弯和抗冲击效果更好。

具体的，如图2所示，外袋体301的上端两端均为开口状，导液管303的下端安装有封堵导液管303下端的封头306，外袋体301的上端和下端分别绕接有用于外袋体301密封贴合导液管303和封头306外壁的第二捆扎绳308，这种固定方式的洞内裂石装置，通过采用封头306的结构设置，可将导液管303下端进行封堵处理，防止液氧通过导液管303下端溢出，同时可方便外袋体301下端通过第二捆扎绳308进行捆扎固定操作，大大提升了外袋体301和导液管303组合捆扎固定后的密封效果以及结构的稳定性。

具体的，如图5所示，限位挡盘309的内侧一体固定连接有与可燃废弃填充物302相接触的蜂窝状内衬层3091，蜂窝状内衬层3091的中部形成有与导液管303呈过渡配合的圆孔，方便导液管303穿插固定在两个限位挡盘309中部之间，限位挡盘309的外缘开设有中部向内凹陷的捆绳槽3092，其中，外袋体301的外部绕接有用于外袋体301捆扎固定在捆绳槽3092内侧的第一捆扎绳307，并且捆绳槽3092的设置，可增大限位挡盘309与外袋体301之间的接触面积，同时防止第一捆扎绳307捆扎在外袋体301和限位挡盘309之间后受力偏移和晃动的问题。

具体的，如图1所示，杜瓦罐2的一端依次连通有压力表201和手动控制阀202，手动控制阀202的外端安装有与导液管303建立连接的低温钢丝管203，压力表201的设置，便于操作人员对杜瓦罐2内压力的观测处理，当手动控制阀202开启是，杜瓦罐2内存储的液氧便可通过低温钢丝管203进入到导液管303和外袋体301内，被外袋体301内的可燃废弃填充物302所吸收。

具体的，如图5所示，导液管303处于外袋体301内侧的一端等距开设有多个排液孔3031，进入到导液管303内的液氧，便可通过多个排液孔3031均匀进入到外袋体301内，被外袋体301内填充的可燃废弃填充物302均匀吸收。

具体的，如图1-6所示，内撑件3011和可燃废弃填充物302均是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成，内撑件3011是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成通过压力压合的方式制成的固体承力件，外袋体301和导液管303均是由可降解材料制成，可根据实际的使用需求，选用生物聚酯、生物纤维素、多糖类或者聚氨基酸等其他可降解材料制成袋体结构的外袋体301和导液管303，外袋体301制造后的硬度可与常规的输水带相当，而导液管303制造后需要具有一定的硬度和弹力，从而方便液氧的加入以及通过排液孔3031的排料处理。

其中，电子点火装置3041可以为电子火柴头或者电子钨丝线，可根据实际使用场景进行选择。

其中，内撑件3011可根据实际使用需求，选用金属或者非金属材料制作成螺旋挤压弹簧，可使得内撑件3011初始状态处于向外挤压的状态，能够保持外袋体301始终保持绷直状态，方便对外袋体301的内撑操作，另外也可使用波纹透气软管作为内撑件3011，也能够起到对外袋体301进行内撑的作用。

实施例二

请参阅图1、图3、图5和图6，本发明提供一种技术方案：一种环保型洞内裂石装置，包括石方1、开设在石方1上的钻孔101、设置在石方1上的杜瓦罐2和安装钻孔101内的裂石装置3，裂石装置3包括外袋体301、填充在外袋体301内侧的可燃废弃填充物302、设置在外袋体301和可燃废弃填充物302上端和下端之间的限位挡盘309、通过限位挡盘309居中设置在外袋体301和可燃废弃填充物302中部之间的导液管303、设置在外袋体301和可燃废弃填充物302之间的电源线304和竖向连通在外袋体301上端的回气提示管305；电源线304处于外袋体301内侧的一端均匀盘绕在导液管303上，电源线304处于外袋体301内侧的一端上等距安装有多个电子点火装置3041；外袋体301的内侧固定连接有呈螺旋状分布的内撑件3011，一方面，可将外袋体301进行内撑处理，方便可燃废弃填充物302加入到外袋体301内，另一方面，可使得外袋体301结构承力更加稳定，弹力、抗折弯和抗冲击效果更好。

具体的，如图3所示，外袋体301的上端两端均为开口状，导液管303的下端延伸至于外袋体301下端齐平，外袋体301的上端和下端分别绕接有用于外袋体301密封贴合导液管303外壁的第二捆扎绳308，这种固定方式的洞内裂石装置，区别于实施例一的固定方式，其导液管303的下端通过第二捆扎绳308一体固定在外袋体301的下端，从而实现外袋体301下端以及导液管303下端的同步固定处理，相较于实施例一的固定方式更加简单易操作。

具体的，如图5所示，限位挡盘309的内侧一体固定连接有与可燃废弃填充物302相接触的蜂窝状内衬层3091，蜂窝状内衬层3091的中部形成有与导液管303呈过渡配合的圆孔，方便导液管303穿插固定在两个限位挡盘309中部之间，限位挡盘309的外缘开设有中部向内凹陷的捆绳槽3092，其中，外袋体301的外部绕接有用于外袋体301捆扎固定在捆绳槽3092内侧的第一捆扎绳307，并且捆绳槽3092的设置，可增大限位挡盘309与外袋体301之间的接触面积，同时防止第一捆扎绳307捆扎在外袋体301和限位挡盘309之间后受力偏移和晃动的问题。

具体的，如图1所示，杜瓦罐2的一端依次连通有压力表201和手动控制阀202，手动控制阀202的外端安装有与导液管303建立连接的低温钢丝管203，压力表201的设置，便于操作人员对杜瓦罐2内压力的观测处理，当手动控制阀202开启是，杜瓦罐2内存储的液氧便可通过低温钢丝管203进入到导液管303和外袋体301内，被外袋体301内的可燃废弃填充物302所吸收。

具体的，如图5所示，导液管303处于外袋体301内侧的一端等距开设有多个排液孔3031，进入到导液管303内的液氧，便可通过多个排液孔3031均匀进入到外袋体301内，被外袋体301内填充的可燃废弃填充物302均匀吸收。

具体的，如图1-6所示，内撑件3011和可燃废弃填充物302均是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成，内撑件3011是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成通过压力压合的方式制成的固体承力件，外袋体301和导液管303均是由可降解材料制成，可根据实际的使用需求，选用生物聚酯、生物纤维素、多糖类或者聚氨基酸等其他可降解材料制成袋体结构的外袋体301和导液管303，外袋体301制造后的硬度可与常规的输水带相当，而导液管303制造后需要具有一定的硬度和弹力，从而方便液氧的加入以及通过排液孔3031的排料处理。

其中，电子点火装置3041可以为电子火柴头或者电子钨丝线，可根据实际使用场景进行选择。

其中，内撑件3011可根据实际使用需求，选用金属或者非金属材料制作成螺旋挤压弹簧，可使得内撑件3011初始状态处于向外挤压的状态，能够保持外袋体301始终保持绷直状态，方便对外袋体301的内撑操作，另外也可使用波纹透气软管作为内撑件3011，也能够起到对外袋体301进行内撑的作用。

实施例三

请参阅图1、图3、图5和图6，本发明提供一种技术方案：一种环保型洞内裂石装置，包括石方1、开设在石方1上的钻孔101、设置在石方1上的杜瓦罐2和安装钻孔101内的裂石装置3，裂石装置3包括外袋体301、填充在外袋体301内侧的可燃废弃填充物302、设置在外袋体301和可燃废弃填充物302上端和下端之间的限位挡盘309、通过限位挡盘309居中设置在外袋体301和可燃废弃填充物302中部之间的导液管303、设置在外袋体301和可燃废弃填充物302之间的电源线304和竖向连通在外袋体301上端的回气提示管305；电源线304处于外袋体301内侧的一端均匀盘绕在导液管303上，电源线304处于外袋体301内侧的一端上等距安装有多个电子点火装置3041；外袋体301的内侧固定连接有呈螺旋状分布的内撑件3011，一方面，可将外袋体301进行内撑处理，方便可燃废弃填充物302加入到外袋体301内，另一方面，可使得外袋体301结构承力更加稳定，弹力、抗折弯和抗冲击效果更好。

具体的，如图4所示，外袋体301的上端为开口状，外袋体301的上端绕接有用于外袋体301密封贴合导液管303外壁的第二捆扎绳308，这种固定方式的洞内裂石装置，区别于实施例一和实施例二的固定方式，在三者之中组装后的密封性最好，但是对于可燃废弃填充物302、导液管303、电源线304以及限位挡盘309装入的工作量和难度更大，只能通过外袋体301上端开口假如到外袋体301内。

具体的，如图5所示，限位挡盘309的内侧一体固定连接有与可燃废弃填充物302相接触的蜂窝状内衬层3091，蜂窝状内衬层3091的中部形成有与导液管303呈过渡配合的圆孔，方便导液管303穿插固定在两个限位挡盘309中部之间，限位挡盘309的外缘开设有中部向内凹陷的捆绳槽3092，其中，外袋体301的外部绕接有用于外袋体301捆扎固定在捆绳槽3092内侧的第一捆扎绳307，并且捆绳槽3092的设置，可增大限位挡盘309与外袋体301之间的接触面积，同时防止第一捆扎绳307捆扎在外袋体301和限位挡盘309之间后受力偏移和晃动的问题。

具体的，如图1所示，杜瓦罐2的一端依次连通有压力表201和手动控制阀202，手动控制阀202的外端安装有与导液管303建立连接的低温钢丝管203，压力表201的设置，便于操作人员对杜瓦罐2内压力的观测处理，当手动控制阀202开启是，杜瓦罐2内存储的液氧便可通过低温钢丝管203进入到导液管303和外袋体301内，被外袋体301内的可燃废弃填充物302所吸收。

具体的，如图5所示，导液管303处于外袋体301内侧的一端等距开设有多个排液孔3031，进入到导液管303内的液氧，便可通过多个排液孔3031均匀进入到外袋体301内，被外袋体301内填充的可燃废弃填充物302均匀吸收。

具体的，如图1-6所示，内撑件3011和可燃废弃填充物302均是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成，内撑件3011是由废旧木屑、农作物秸秆或者废旧纸屑制成通过压力压合的方式制成的固体承力件，外袋体301和导液管303均是由可降解材料制成，可根据实际的使用需求，选用生物聚酯、生物纤维素、多糖类或者聚氨基酸等其他可降解材料制成袋体结构的外袋体301和导液管303，外袋体301制造后的硬度可与常规的输水带相当，而导液管303制造后需要具有一定的硬度和弹力，从而方便液氧的加入以及通过排液孔3031的排料处理。

其中，电子点火装置3041可以为电子火柴头或者电子钨丝线，可根据实际使用场景进行选择。

其中，内撑件3011可根据实际使用需求，选用金属或者非金属材料制作成螺旋挤压弹簧，可使得内撑件3011初始状态处于向外挤压的状态，能够保持外袋体301始终保持绷直状态，方便对外袋体301的内撑操作，另外也可使用波纹透气软管作为内撑件3011，也能够起到对外袋体301进行内撑的作用。

工作原理：使用时，根据实际的使用需求，可选择实施例一、实施例二或者实施例三种的方式制作洞内裂石装置，以适用不同场景下的制造和作业需求，实际裂石过程中，如果采用平台面施工的工法，那么久根据施工现场的石头材质和开采平面向下深开法，垂直打孔或斜打孔或横向打孔深开法，孔对孔间距或梅花孔布局排距以1.8mX1.8m或2.5mX2.5m或3mX4m之间可随意调节，孔径70mm/115mm可随意调节，孔对应角度为70°、90°或者200°，根据现场复杂的工况应用相对应的施工方法，如采用分点布局换位开采法，那么在施工区域分布5个点，分别以A、B、C、D、E，每个点分别为10个孔，首先把A点施工完毕，在施工C点，在施工E点，然后在施工B点，和D点，保障轻松日产万吨快速有效的施工进度与效率，在石方1上开设好钻孔101后，便可将裂石装置3塞入到钻孔101内内并堵塞好，操作人员操作手动控制阀202，便可将杜瓦罐2内的液氧通过低温钢丝管203缓慢充入预先放入钻孔101内的裂石装置3中，当裂石装置3内的液氧充满时，回气提示管305上便会冒出蓝色液氧气体，操作工人将导入气体的导液管303剪断，最后，再将电源线304通往孔外20米以外，由遥控烟花点火器，导电进入钻孔101内部的裂石装置3，达到瞬间物理物体变化将岩石裂开，能保证人员非常安全，当电源线304通电时电源线304上等距分布的电子点火装置3041便会同步点火，点火瞬间温度达到500/600℃，使可燃废弃填充物302燃烧，在液氧的助燃作用下，可燃废弃填充物302从燃烧快速发展成爆燃，产生的能量使没有参与燃烧的液氧瞬间发生物理物体变化，由液态变成气态，气体体积(理论上)，在钻孔101内产生高压应力，孔内产生高压膨胀力，使孔壁产生效应，使岩体进一步破离母岩击碎岩石，整个工艺技术和流程和材料物品没有管控物品，实施更加安全稳定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。