[发明专利]一种热开裂破岩的装置及施工方法

权利要求书

1.一种热开裂破岩的装置，其特征在于：包括机架、水箱、支撑台和蒸汽破岩管，所述机架上设置有所述水箱，所述机架的前端设置有所述支撑台，所述支撑台上贯穿有若干个所述蒸汽破岩管，所述蒸汽破岩管通过水泵与所述水箱连通，所述蒸汽破岩管上设置有加热片和若干个蒸汽孔，所述加热片与电源电连接，每个所述蒸汽破岩管对应岩石断面上的一个钻孔；所述蒸汽破岩管为高传热系数金属材质的U型管，所述U型管的上表面上均布有所述蒸汽孔，所述U型管的一端连接进水管、另一端连接回水管，所述进水管和所述回水管均与所述水箱连通，所述进水管上设置所述水泵，所述加热片为弧形面，所述加热片焊接于伸出隔热密封圈的蒸汽破岩管的下表面上；利用水蒸气向岩石孔隙、裂缝中进行扩散，使岩石受热达到松动的效果。

2.根据权利要求1所述的热开裂破岩的装置，其特征在于：所述U型管的管径为5-13mm，所述蒸汽孔的孔径为1-4mm，所述U型管伸出所述支撑台的长度至少为1m，所述U型管的整体宽度为30mm。

3.根据权利要求1所述的热开裂破岩的装置，其特征在于：每个所述蒸汽破岩管靠近所述支撑台的一端上均设置有隔热密封圈，所述隔热密封圈的外径与所述钻孔相匹配，所述隔热密封圈的厚度为10-30mm，所述隔热密封圈的材质为全芳族聚酰亚胺。

4.根据权利要求1所述的热开裂破岩的装置，其特征在于：所述支撑台上的所述蒸汽破岩管呈矩形阵列排布，每一排的所述蒸汽破岩管的进水端或出水端通过一横管与所述进水管或回水管连通，所述横管与对应的所述进水管或回水管的竖管连通的短管上均设置有电磁阀，所述电磁阀和所述水泵均与一控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的热开裂破岩的装置，其特征在于：所述水箱的最高水平面以上的所述蒸汽破岩管共用一个所述进水管，所述水箱的最高水平面以下的所述蒸汽破岩管共用另一个所述进水管，两个所述进水管上均设置有所述水泵。

6.根据权利要求1所述的热开裂破岩的装置，其特征在于：所述机架设置于一横移机构或行走车辆的底盘上。

7.一种热开裂破岩的施工方法，基于权利要求1-6中任意一项所述的热开裂破岩的装置，其特征在于：具体包括以下按步骤：

步骤一，将热开裂破岩的装置移动至挖掘断面前，在挖掘断面上标记每一个U形管中心对应的位置，利用手持式钻机进行水平钻孔，直至所述钻孔的深度满足施工要求；

步骤二，将蒸汽破岩管一一对应插入所述钻孔内，使隔热密封圈堵塞所述钻孔的端部，依次打开进水管和回水管上的电磁阀对所述U形管进行注水，注水完毕关闭所述电磁阀，加热片通电对U形管进行持续加热至设定温度，并保持至少10分钟，使水蒸气充分扩散至所述钻孔内的岩石缝隙中；

步骤三，所述水蒸气松动破岩的设定时间到达后，将所述热开裂破岩的装置向后移动，利用综掘机进行掘进工作，掘进完成后，再次由所述热开裂破岩的装置进行热松动破岩，往复循环直至掘进工作结束。

8.根据权利要求7所述的热开裂破岩的施工方法，其特征在于：所述钻孔深度为U形管伸出所述隔热密封圈的长度的1.2倍，所述U型管的加热设定温度为至少500℃。