【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及爆破，特别是一种深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法。
技术介绍
1、在金属矿深部开采技术研究方面，高应力导致开采动力灾害突出，威胁采场安全，严重制约盘区布置、采场结构尺寸及矿山生产能力。国外深部金属矿采场尺寸较小，常规尺寸为长40mx宽20mx高25m；国内深部金属矿采场常以长条形布置，常规尺寸为长50mx宽15mx高60m。国内外深部金属矿生产能力多在400万ta以下，深部金属矿厚大矿体要达到年千万吨级产能，需布置大盘区和大结构采场，但更易造成复杂应力环境，为此，需要根据高应力差异性来优化盘区和采场布置。在深部金属矿凿岩爆破技术研究方面，高应力矿体炮孔前端高应力集中导致钻进速度低、成孔质量差，目前国内外凿岩设备均未考虑高应力对凿岩钻孔的影响，亟需研发钻进与高应力超前释放同步的高效凿岩钻孔技术与装备。深部金属矿大规模开采爆破频繁、振动巨大,易诱发高应力动力灾害；大规模采场高应力分布不均且主应力差异性大,导致爆破块度不均匀且大块率高，造成铲装与粗破碎难度大、成本高。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、一种深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，包括以下步骤：
4、s1、钻取炮孔；
5、s2、向炮孔内下套管，套管前端设有封堵，套管前端的外壁上间隔固定有两个环形囊袋，两个
6、s3、对两个环形囊袋内注入流体使两个环形囊袋之间的炮孔形成一个密闭空间；
7、s4、将微波辐照装置通过滑动装配在套管内的活塞送入两个环形囊袋之间；开启微波辐照装置对两个环形囊袋之间炮孔四周进行微波辐照，使该段炮孔的岩体内部温度快速升至160℃～200℃，从而使岩体结构发生微小裂纹和微小孔隙扩张；
8、s5、将微波辐照装置迅速从套管中退出，并将活塞定位在位于外端的环形囊袋处的套管内，然后利用液态二氧化碳注入装置将液态二氧化碳输送至活塞下部的套管内，液态二氧化碳在高温下迅速发生相变释放该段炮孔体积5-10倍的高压二氧化碳气体，至通过应力波和高能气体的共同作用下，促使微小裂纹和微小孔隙扩张进一步扩展；
9、s6、打开活塞，放出二氧化碳气体，然后将两个环形囊袋内的流体抽出，将套管向炮孔外移动l的距离；
10、s7、重复步骤s3-s6，直至外端的环形囊袋露出炮孔后停止，退出套管；
11、s8、在炮孔中填装炸药及起爆装置进行爆破。
12、进一步地，所述l为0.3-0.75m。
13、进一步地，所述套管的管壁中沿轴向开设有流体通道，流体通道的前端与环形囊袋内部连通。
14、优选地，所述环形囊袋中注入的流体为水或空气。
15、进一步地，所述微波辐照装置由微波发射机、聚焦装置和控制系统组成，微波发射机用于产生高频微波，聚焦装置用于将微波聚焦到目标岩体上，控制系统用于调节微波发射机产生的微波功率和作用时间。
16、与现有技术相比，本专利技术通过对炮孔分段逐级进行微波和二氧化碳联合处理：首先微波辐照使每段炮孔的岩体内部温度快速升高从而使岩体结构发生微小裂纹和微小孔隙扩张；每段炮孔内注入的液态二氧化碳在高温下迅速发生相变释放高压二氧化碳气体，至通过应力波和高能气体的共同作用下，促使微小裂纹和微小孔隙扩张进一步扩展；由于采用分段处理的方式可以保证炮孔整体的稳定性，同时又能整个炮孔的岩体强度降低，爆破所需药量和爆破孔深度大幅减少，可以有效降低爆破成本和安全风险；而且,爆破产生的碎石粒度更加均匀细致,有利于后续的运输和加工。
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1.一种深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，所述L为0.3-0.75m。
3.根据权利要求1所述的深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，所述套管的管壁中沿轴向开设有流体通道，流体通道的前端与环形囊袋内部连通。
4.根据权利要求1或3所述的深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，所述环形囊袋中注入的流体为水或空气。
5.根据权利要求1所述的深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，所述微波辐照装置由微波发射机、聚焦装置和控制系统组成，微波发射机用于产生高频微波，聚焦装置用于将微波聚焦到目标岩体上，控制系统用于调节微波发射机产生的微波功率和作用时间。
【技术特征摘要】
1.一种深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，所述l为0.3-0.75m。
3.根据权利要求1所述的深部金属矿石微波作用和二氧化碳爆破联合破岩方法，其特征在于，所述套管的管壁中沿轴向开设有流体通道，流体通道的前端与环形囊袋内部连通。
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【专利技术属性】
技术研发人员：褚怀保，温自龙，陈璐阳，杨小林，孙博，王少华，崔来洲，郭德坤，张少兵，鲁一明，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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