水脹裂技術(shù)原理

水脹裂技術(shù)采用水作為介質(zhì)，利用水壓實(shí)現(xiàn)巖石、混凝土的破裂采集。主要用于大型礦山（金屬礦，非金屬礦）；地下地基，隧道，管道工程，道路建設(shè)工程作業(yè)等多樣化領(lǐng)域，與上述領(lǐng)域傳統(tǒng)作業(yè)方式相比，水壓裂切具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、作業(yè)效率高、成本低、安全、節(jié)能、做石材成材率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。是一種新型非爆破破巖技術(shù)。

2017年中央電視臺科科教頻道《我愛發(fā)明》欄目播出介紹水脹裂碎石的專題節(jié)目《水脹石開》

水脹裂破巖技術(shù)

水脹裂破巖技術(shù)，是一種新型的靜力非爆破致裂巖石、混凝土技術(shù)。是通過增壓裝置和高壓水管，向放置在巖石鉆孔中的專用漲裂器內(nèi)注入高壓水，控制增壓使?jié)q裂器徑向膨脹，壓迫孔壁，加載上百噸的膨脹力，使巖石或混凝土構(gòu)體定向開裂或隨機(jī)破碎的破巖方法。

水脹裂破巖技術(shù)從鉆孔內(nèi)部發(fā)力，利用被巖石硬脆性，即抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度的特點(diǎn)，從而能更容易達(dá)成開裂或破碎的效果。

非爆破的破巖工藝經(jīng)過了多年的不斷研究已有了長足的發(fā)展,與傳統(tǒng)爆破方法相比,非爆破方法具有安全性高、噪聲小、無污染等優(yōu)點(diǎn).在眾多非爆破破巖技術(shù)中《水脹裂》破巖技術(shù)脫穎而出，水脹裂巖石、混凝土技術(shù)是一種靜力爆破巖體、巖塊和混凝土構(gòu)體（件）的新技術(shù)。是一種通過向插進(jìn)鉆孔的管狀密封彈性膨脹器內(nèi)充入高壓水，利用壓力能做功產(chǎn)生的巨大脹力使巖塊從巖體分離或碎裂解小的工程裝備。

水脹裂巖石、混凝土技術(shù)是一種靜力爆破巖體、巖塊和混凝土構(gòu)體（件）的新技術(shù)。是一種通過向插進(jìn)鉆孔的管狀密封彈性膨脹器內(nèi)充入高壓水，利用壓力能做功產(chǎn)生的巨大脹力使巖塊從巖體分離或碎裂解小的工程裝備。

水脹裂技術(shù)裝備主要由水增壓機(jī)、輸送管線、分配閥、脹裂器等組成。水增壓機(jī)將水加壓通過輸送管線，經(jīng)由分配閥給脹裂器提供裂巖所需的動力。水增壓機(jī)可產(chǎn)生極高的壓力輸送給漲裂器，漲裂器將水壓傳遞給巖壁，當(dāng)壓力超過巖石的抗拉強(qiáng)度后，巖石即可開裂、破碎。

通常被破碎的物體（如混凝土、巖石等）的抗壓強(qiáng)度很高，而抗拉強(qiáng)度卻低于其抗壓強(qiáng)度的10%。破碎器正是利用脆性材料抗拉強(qiáng)度低的這一特性，運(yùn)用楔塊組的相對運(yùn)動將油壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使楔塊組產(chǎn)生擴(kuò)張分裂力，讓混凝土和巖石從內(nèi)部分裂，可進(jìn)行有效破裂。油壓分裂機(jī)主要由油壓泵、脹裂油缸和高壓油管組成。工作時，電機(jī)驅(qū)動油壓泵工作，油壓泵輸出的油壓油通過控制閥進(jìn)入脹裂油缸，使脹裂油缸的活塞前進(jìn)，推動活塞所帶的中間楔形插頭外伸，并將兩個反向楔形塊向兩邊撐開，在被破壞物內(nèi)部產(chǎn)生巨大的脹裂力，使被破壞物脹裂 。

水脹式封孔器是煤礦工作常見的安全的設(shè)備，主要用于抽放瓦斯氣體。水脹式封孔器目前技術(shù)比較先進(jìn)，領(lǐng)導(dǎo)品牌有嘉匯等取得國家專利，煤礦安標(biāo)及ISO認(rèn)證的生產(chǎn)廠家。

脹裂油缸是將油壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的部件，該工具為手持式工具，確保在使用強(qiáng)度的前提下考慮重量輕、移動方便等要求，缸體選用7A04-GB/T3190-1996并進(jìn)行淬火及時效處理，以其提高缸體的強(qiáng)度；連接體等結(jié)構(gòu)采用鋁合金組件，此外為了減輕重量，活塞桿采用中空的結(jié)構(gòu)；高壓50MPa對活塞的密封·66·機(jī)床與油壓第36卷性要求較高，整個密封均采用了進(jìn)口密封（輕質(zhì)聚氨脂）極大地提高了油缸的密封性，提高了工作效率，減少了維修次數(shù)。