[发明专利]大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置及其施工方法

权利要求书

1.大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置，其特征在于：包括套筒、下封堵头、上封堵头和注水管，套筒沿竖向方向设置，下封堵头和上封堵头均为圆柱体结构，下封堵头固定设置在套筒内的下部，套筒的筒壁自上而下沿轴向方向开设有两道定向破裂缝，两道定向破裂缝关于套筒的中心线对称设置，定向破裂缝的下端与下封堵头上侧面齐平，上封堵头同轴线装配在套筒的上端口内，套筒内部在上封堵头和下封堵头之间形成静态破碎剂充填腔，上封堵头沿中心线方向开设有上下通透的导孔，注水管插设在导孔内，注水管下端伸入到静态破碎剂充填腔内，注水管下端在静态破碎剂充填腔内的部分为花管结构。

2.根据权利要求1所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置，其特征在于：上封堵头外圆上中心对称设置有两个限位柱，限位柱的直径小于定向破裂缝的宽度，套筒的筒壁上部中心对称开设有两个限位槽，限位槽与定向破裂缝连通，上封堵头由套筒上端口自上而下装配到套筒内，两个限位柱对应沿定向破裂缝向下移动，限位柱向下移动到限位槽位置时，转动上封堵头，两个限位柱对应卡接到限位槽内使上封堵头轴向定位。

3.根据权利要求2所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置，其特征在于：注水管上在上封堵头上方设置有限位环，限位环的直径大于导孔的直径。

4.根据权利要求3所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置，其特征在于：套筒上部外圆设置有一段外螺纹结构，外螺纹结构的外径大于套筒外圆直径1-10mm。

5.根据权利要求4所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置，其特征在于：上封堵头外圆设置有与套筒内壁配合的外密封圈，注水管外圆设置有与导孔的孔壁配合的内密封圈。

6.根据权利要求5所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）按施工要求在待爆破的岩石、建筑物或构筑物上钻取一定深度、且直径大于50 mm的钻孔，钻孔深度为1-2m；

（2）套筒的外径与钻孔的内径相当，将套筒和固定设置在套筒内下部的下封堵头放入钻孔内，当套筒上部的外螺纹结构将要进入钻孔时，使用专用驱动工具伸入到定向破裂缝内，驱动套筒转动，使外螺纹结构慢慢拧入到钻孔内，外螺纹结构与钻孔的孔壁螺纹连接，从而限定套筒的轴向位置；直到套筒的底端与钻孔底部接触且两道定向破裂缝分别朝向预定的岩石破裂方向后停止转动套筒，取出专用驱动工具；

（3）将静态破碎剂和水按重量比为0.25～0.35的配比混合后，搅拌成浆液，然后将静态破碎剂浆料倒入套筒内，并用木棍将静态破碎剂浆料夯实；

（4）接着将上封堵头由套筒上端口自上而下装配到套筒内，两个限位柱对应沿定向破裂缝向下移动，当限位柱向下移动到与限位槽位置对应时，转动上封堵头，使上封堵头圆周面上的两个限位柱对应转到两个限位槽内；

（5）将注水管由导孔上端插入到上封堵头内，注水管下端的花管结构向下伸入到静态破碎剂浆料内；

（6）随着静态破碎剂浆料的膨胀，静态破碎剂浆料向上顶压上封堵头，上封堵头向上移动，当上封堵头圆周面上的两个限位柱与限位槽上端顶压接触后，上封堵头停止向上移动，上封堵头起到封孔作用；

（7）然后通过注水管向静态破碎剂充填腔内的静态破碎剂浆料中注入50～60 ℃的温水，静态破碎剂浆料与水发生化学反应而膨胀，加速钻孔沿两道定向破裂缝的方向向外膨胀开裂；

（8）岩石、建筑物或构筑物被静态爆破后，取出大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置，擦洗干净，用于下一个钻孔的爆破。

7.根据权利要求6所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置的施工方法，其特征在于：专用驱动工具包括截面呈正方形的横杆，正方形的边长稍小于定向破裂缝的宽度，横杆的长度大于套筒的外径，横杆两端设置有手柄。

8.根据权利要求7所述的大孔径静破剂定向破岩及防喷孔一体化装置的施工方法，其特征在于：使用专用驱动工具驱动套筒转动的过程为：将横杆水平插入到两道定向破裂缝内，横杆位于外螺纹结构的上方，操作者的双手分握持手柄，转动手柄即可驱动套筒旋转。