一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法技术

本申请公开了一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，包括以下步骤：设定岩巷内的钻孔位置，并在岩石上打出钻孔；安装孔口装置，将冲击波产生装置放置在钻孔内，使冲击波产生装置的换能器窗口位于冲击波作业点处；将冲击波产生装置与脉冲功率驱动源连接；将冲击波产生装置的注水管接口连接于水箱；将水注入换能器窗口处设置的囊袋内；囊袋涨大并贴合于钻孔的孔壁上；通过脉冲功率驱动源向冲击波产生装置放电，冲击波产生装置产生冲击波，冲击波在囊袋内水介质的传输下直接对岩石做功，使岩石产生裂隙，囊袋为绝缘材质，冲击波做功时，囊袋保持涨大状态。本申请解决了现有技术中因上行钻孔的充水位置不明确，而导致冲击波作业效果差的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法


[0001]本申请属于矿山工程
，具体涉及一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法。

技术介绍

[0002]可控冲击波预裂技术当前已在我国煤矿安全与生产领域形成了规模化的应用，以其优异的应用效果取得了行业的认可。可控冲击波技术所激发出的冲击波需在完全充水的介质中激发后方可对煤岩体进行做功，以达到功耗无损的目的，故而，多数可控冲击波作业钻孔仅能作业下行钻孔或对钻孔孔口封孔后对近水平钻孔实施作业。针对上行钻孔或垂直钻孔作业时，由于钻孔充水位置不明确、钻孔裂隙发育保水性差、钻孔封孔效果差等因素，影响了冲击波的作业效果，同时还对作业期间存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0003]本申请实施例通过提供一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，解决了现有技术中因上行钻孔的充水位置不明确，而导致冲击波作业效果差的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，包括以下步骤；
[0005]步骤一，设定岩巷内岩石的钻孔位置，并在岩石上打出所述钻孔；
[0006]步骤二，在所述钻孔的孔口安装孔口装置，然后将冲击波产生装置放置在所述钻孔内，使所述冲击波产生装置的换能器窗口位于冲击波作业点处；
[0007]步骤三，将所述冲击波产生装置与脉冲功率驱动源电性连接；将所述冲击波产生装置的注水管接口通过注水管连接于水箱；
[0008]步骤四，打开所述水箱的阀门，所述水箱在增压泵的作用下将水注入所述换能器窗口处设置的囊袋内；观察所述注水管上的压力表的读数，所述压力表的读数为设定数值时，所述囊袋涨大并贴合于所述钻孔的孔壁上；
[0009]步骤五，通过所述脉冲功率驱动源向所述冲击波产生装置放电，所述冲击波产生装置产生冲击波，所述冲击波在所述囊袋内水介质的传输下直接对岩石做功，并使所述岩石产生裂隙，所述囊袋为绝缘材质，冲击波做功时，所述囊袋保持涨大状态。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述钻孔为上行钻孔或垂直钻孔。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述钻孔的数量为多个，相邻两个所述钻孔之间的距离为150cm；
[0012]每个所述钻孔内的冲击波作业点的数量为多个，多个所述冲击波作业点处的裂隙形成缝网。
[0013]在一种可能的实现方式中，还包括步骤六，打开所述阀门，所述囊袋内的水在其重力的作用下排至所述水箱，所述压力表读数为零时，所述囊袋收缩至初始状态，然后将所述冲击波产生装置移动至下一冲击波作业点处。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述压力表的读数为0.5MPa时，所述囊袋涨大并贴合
于所述钻孔的孔壁上。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述脉冲功率驱动源电储能为80～90kJ，所述冲击波的强度为100～150MPa。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述冲击波产生装置通过通缆钻杆推送至所述钻孔内的设定位置处；
[0017]所述冲击波产生装置的后端螺纹连接于所述通缆钻杆的前端，所述通缆钻杆前端的电缆插头与所述冲击波产生装置的后端电缆接口连接，所述通缆钻杆前端的注水插头与所述冲击波产生装置后端的注水管接口连接。
[0018]在一种可能的实现方式中，通过所述通缆钻杆推送所述冲击波产生装置时，在所述通缆钻杆的后端连接C型过缆钻杆；
[0019]所述C型过缆钻杆的侧壁沿其轴线设置有过缆口，所述过缆口贯穿所述C型过缆钻杆的两端，所述C型过缆钻杆的截面呈C字形；
[0020]在所述通缆钻杆的后端连接所述C型过缆钻杆时，首先将与所述冲击波产生装置连接的电缆和水管从所述过缆口放入所述C型过缆钻杆内，然后将所述C型过缆钻杆的前端螺纹连接于所述通缆钻杆的后端；
[0021]将所述冲击波产生装置推送一个所述C型过缆钻杆的长度后，再将所述电缆和所述水管放入另一个C型过缆钻杆内，然后将另一个C型过缆钻杆安装至前一个C型过缆钻杆的后端，其中，两个相邻的所述C型过缆钻杆上的过缆口交错布置。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述囊袋为两端开口的圆筒形结构，所述囊袋的两端设置有连接环，所述囊袋和所述连接环套装于冲击波产生装置的外壳上，所述连接环分别位于所述换能器窗口的两侧；
[0023]所述连接环通过固定环固定于所述外壳上，所述固定环套装于所述连接环上，所述囊袋在初始状态时，所述固定环的外径比所述囊袋的外径大8～15cm。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述水箱在所述增压泵的作用下将水注入囊袋内时，所述囊袋内的空气通过所述冲击波产生装置上的自动排气阀排出。
[0025]本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0026]本专利技术实施例提供了一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，该方法将水介质存储于囊袋中向岩体做功，避免了现有技术中需要将水注入钻孔内才可实施冲击波作业的问题。从而对上行钻孔或垂直钻孔进行冲击波作业时，能够免去向钻孔内充水的环节，直接通过水囊式冲击波产生装置向岩体做功，因此解决了由于钻孔充水位置不明确、钻孔裂隙发育保水性差、钻孔封孔效果差等因素导致冲击波的作业效果差、以及存在一定的安全隐患的问题，本专利技术的方法能够很好地通过冲击波使上行钻孔或垂直钻孔产生裂隙，该方法大大提高了冲击波作业时的效率，节约了成本，实用性强，便于推广使用。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法的实施状态示意图。
[0029]图2为本专利技术实施例提供的冲击波产生装置的结构示意图。
[0030]图3为本专利技术实施例提供的冲击波产生装置的充水状态示意图。
[0031]图4为本专利技术实施例提供的C型过缆钻杆的结构示意图。
[0032]图5为图4的A
‑
A剖视图。
[0033]图6为本专利技术实施例提供的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法的流程图。
[0034]附图标记：1
‑
外壳；11
‑
换能器窗口；12
‑
注水管接口；13
‑
电缆接口；2
‑
负载；3
‑
绝缘子；4
‑
囊袋；41
‑
密封空间；5
‑
电缆线；6
‑
导水管；7
‑
连接环；8
‑
固定环；9
‑
C型过缆钻杆；91
‑
过缆口；20
‑
孔口装置；21
‑
压力表；22
‑
通缆钻杆；23
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，其特征在于：包括以下步骤；步骤一，设定岩巷内岩石的钻孔(24)位置，并在岩石上打出所述钻孔(24)；步骤二，在所述钻孔(24)的孔口安装孔口装置(20)，然后将冲击波产生装置(26)放置在所述钻孔(24)内，使所述冲击波产生装置(26)的换能器窗口(11)位于冲击波作业点处；步骤三，将所述冲击波产生装置(26)与脉冲功率驱动源(23)电性连接；将所述冲击波产生装置(26)的注水管接口(12)通过注水管连接于水箱；步骤四，打开所述水箱的阀门(25)，所述水箱在增压泵的作用下将水注入所述换能器窗口(11)处设置的囊袋(4)内；观察所述注水管上的压力表(21)的读数，所述压力表(21)的读数为设定数值时，所述囊袋(4)涨大并贴合于所述钻孔(24)的孔壁上；步骤五，通过所述脉冲功率驱动源(23)向所述冲击波产生装置(26)放电，所述冲击波产生装置(26)产生冲击波，所述冲击波在所述囊袋(4)内水介质的传输下直接对岩石做功，并使所述岩石产生裂隙，所述囊袋(4)为绝缘材质，冲击波做功时，所述囊袋(4)保持涨大状态。2.根据权利要求1所述的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，其特征在于：所述钻孔(24)为上行钻孔或垂直钻孔。3.根据权利要求1所述的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，其特征在于：所述钻孔(24)的数量为多个，相邻两个所述钻孔(24)之间的距离为150cm；每个所述钻孔(24)内的冲击波作业点的数量为多个，多个所述冲击波作业点处的裂隙形成缝网。4.根据权利要求3所述的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，其特征在于：还包括步骤六，打开所述阀门(25)，所述囊袋(4)内的水在其重力的作用下排至所述水箱，所述压力表(21)读数为零时，所述囊袋(4)收缩至初始状态，然后将所述冲击波产生装置(26)移动至下一冲击波作业点处。5.根据权利要求1所述的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，其特征在于：所述压力表(21)的读数为0.5MPa时，所述囊袋(4)涨大并贴合于所述钻孔(24)的孔壁上。6.根据权利要求1所述的基于抗冲击充水囊袋的破岩方法，其特征在于：所述脉冲功率驱动源(23)电储能为80～90kJ，所述冲击波的强度为100～150MPa。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永民，刘美娟，张硕，郭晓飞，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司西安闪光能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：