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> 切縫二氧化碳致裂器及巖體定向爆破方法
權(quán)利要求
1.切縫二氧化碳致裂器,其特征在于,包括:主管、發(fā)熱棒、充裝頭以及轉(zhuǎn)接頭;所述充裝頭連接在主管的第一端,所述轉(zhuǎn)接頭連接在主管的第二端,在所述轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有第一接線柱;
在所述充裝頭上設(shè)置用于向主管內(nèi)部充裝二氧化碳的充裝通道,在所述充裝通道中設(shè)有開啟和關(guān)閉充裝通道的針閥;
所述發(fā)熱棒包括底座及設(shè)置于所述底座上的紙管,所述紙管設(shè)于所述主管腔體內(nèi),所述充裝頭上、與所述充裝通道并行還設(shè)有安裝孔,所述發(fā)熱棒的底座旋合在所述充裝頭的安裝孔中,且所述底座尾部壓靠于所述充裝頭端面上,所述底座上預(yù)留有孔道,在所述孔道中設(shè)有第二接線柱,所述第二接線柱延伸于所述紙管內(nèi),所述紙管遠(yuǎn)離所述底座的一端設(shè)有穿線孔,在所述第二接線柱、位于紙管內(nèi)的一端上設(shè)有用于引燃的導(dǎo)線,所述導(dǎo)線軸向布設(shè)于所述紙管內(nèi),并從所述穿線孔中引出連接于所述轉(zhuǎn)接頭的第二接線柱上;
所述主管的內(nèi)壁軸向設(shè)有用于定向釋放能量的條形泄能片,所述主管的側(cè)壁、與所述條形泄能片對應(yīng)還設(shè)有切縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述條形泄能片與所述主管內(nèi)壁之間、至少對應(yīng)于所述切縫位置設(shè)有條形密封墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述切縫的中心位于所述主管中截面上,且所述切縫兩端關(guān)于主管中截面對稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述切縫徑向貫通所述主管的側(cè)壁設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述發(fā)熱棒的底座尾部與所述充裝頭端面接觸處設(shè)有密封墊圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述充裝頭包括端蓋,所述端蓋第一表面上具有凸臺,所述充裝通道與所述安裝孔軸向并行設(shè)置,所述充裝通道為階梯孔結(jié)構(gòu),包括第一階孔及第二階孔,所述第一階孔與第二階孔同軸設(shè)置,所述第一階孔貫穿所述端蓋第一表面及第二表面設(shè)置,所述第二表面與所述第一表面背對;
所述第二階孔軸向貫穿所述凸臺與所述第一階孔相連,所述第二階孔的孔徑大于所述第一階孔的孔徑,在所述第二階孔的側(cè)壁設(shè)有貫通凸臺側(cè)面的注入口,位于所述第二階孔的孔口到所述注入口之間的第二階孔內(nèi)壁上具有第一螺紋;
所述安裝孔貫穿所述凸臺及端蓋設(shè)置,位于所述安裝孔的孔口到端蓋第一表面之間的安裝孔內(nèi)壁上具有第二螺紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的致裂器,其特征在于,所述充裝頭的第一端通過所述端蓋的第二表面焊接于所述主管的第一端,所述轉(zhuǎn)接頭的第一端焊接于所述主管的第二端,所述充裝頭的第二端設(shè)有外螺紋,所述轉(zhuǎn)接頭為具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu),所述轉(zhuǎn)接頭的第一端中心設(shè)有所述第一接線柱,所述轉(zhuǎn)接頭的第二端設(shè)有內(nèi)螺紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述底座包括端板、第一凸臺及第二凸臺,所述端板為倒圓頭矩形,在所述端板的第一表面上疊設(shè)有所述第一凸臺,在所述第一凸臺的上表面疊設(shè)有所述第二凸臺,且所述端板、第一凸臺及第二凸臺同軸設(shè)置;
所述第一凸臺與第二凸臺為圓柱體結(jié)構(gòu),所述第二凸臺的外圓周面上具有第三螺紋,所述端板的中心到邊緣的距離大于所述第一凸臺的底面半徑,所述第一凸臺的底面半徑大于所述第二凸臺的底面半徑;
所述孔道貫穿所述底座設(shè)置,包括第一階孔道及第二階孔道,所述第一階孔道自所述第二凸臺上表面延伸至第二凸臺中,所述第二階孔道與所述第一階孔道末端相連,且貫穿至所述端板第二表面,所述第一階孔道與第二階孔道同軸設(shè)置,所述第二階孔道孔徑大于第一階孔道孔徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器,其特征在于,所述主管為特種鋼材制作的管體。
10.一種巖體定向爆破方法,其特征在于,應(yīng)用權(quán)利要求1至9任一所述的切縫二氧化碳致裂器實施,所述方法包括步驟:
開啟充裝通道上的針閥,打開充裝通道,通過所述充裝通道向主管內(nèi)充裝二氧化碳液體,使其充滿紙管與主管形成的空腔內(nèi);
將所述切縫二氧化碳致裂器插入炮孔預(yù)定深處;
將所述第二接線柱連接電激發(fā)點火裝置,點火激發(fā)啟動所述切縫二氧化碳致裂器;
發(fā)熱棒紙管內(nèi)的導(dǎo)線引燃發(fā)熱劑,釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化,管內(nèi)壓力隨之升高;
當(dāng)壓力達(dá)到主管內(nèi)壁設(shè)置的條形泄能片的抗剪強(qiáng)度極限時,條形泄能片被剪切破壞,高能高壓的二氧化碳?xì)怏w沿著切縫釋放,形成線性的切割氣流,按照預(yù)定的方向切割煤巖體,形成定向切縫。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及礦山工程爆破領(lǐng)域,尤其涉及一種切縫二氧化碳致裂器及巖體定向爆破方法。
背景技術(shù)
二氧化碳致裂器是一種新型的爆破器材,主要用于破斷巖石、掘進(jìn)、落煤以及管道疏通等,其原理是利用液態(tài)二氧化碳?xì)饣蛎洠焖籴尫鸥邏焊吣軞怏w,體積可膨脹600倍以上,釋放時間僅20~40ms,進(jìn)而達(dá)到爆破的效果,由于其具有較高的安全性,方便快捷,爆破效果較好,所以得到廣泛的應(yīng)用。
目前,巖石定向斷裂爆破技術(shù)一般利用炮孔切槽或切縫管藥包等手段實現(xiàn)。其中,炮孔切槽操作難度大,對于切縫方向的把控較高,不易于實現(xiàn),切縫藥包能夠很好的解決此類問題,但是國內(nèi)對于炸藥的管控較嚴(yán)格,部分地區(qū)獲取炸藥較為困難,同時對于深炮孔,切縫藥包在送孔時工藝復(fù)雜,存在一定的技術(shù)難點,這些問題都限制著切縫藥包的使用。另外,傳統(tǒng)的二氧化碳致裂器不適用于定向斷裂技術(shù)的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明實施例提供一種切縫二氧化碳致裂器及巖體定向爆破方法,便于實現(xiàn)巖體的定向斷裂爆破,從而改善爆破效果。
第一方面,本發(fā)明實施例提供一種切縫二氧化碳致裂器,包括:主管、發(fā)熱棒、充裝頭以及轉(zhuǎn)接頭;所述充裝頭連接在主管的第一端,所述轉(zhuǎn)接頭連接在主管的第二端,在所述轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有第一接線柱;
在所述充裝頭上設(shè)置用于向主管內(nèi)部充裝二氧化碳的充裝通道,在所述充裝通道中設(shè)有開啟和關(guān)閉充裝通道的針閥;
所述發(fā)熱棒包括底座及設(shè)置于所述底座上的紙管,所述紙管設(shè)于所述主管腔體內(nèi),所述充裝頭上、與所述充裝通道并行還設(shè)有安裝孔,所述發(fā)熱棒的底座旋合在所述充裝頭的安裝孔中,且所述底座尾部壓靠于所述充裝頭端面上,所述底座上預(yù)留有孔道,在所述孔道中設(shè)有第二接線柱,所述第二接線柱延伸于所述紙管內(nèi),所述紙管遠(yuǎn)離所述底座的一端設(shè)有穿線孔,在所述第二接線柱、位于紙管內(nèi)的一端上設(shè)有導(dǎo)線,所述導(dǎo)線軸向布設(shè)于所述紙管內(nèi),并從所述穿線孔中引出連接于所述轉(zhuǎn)接頭的第二接線柱上;
所述主管的內(nèi)壁軸向設(shè)有用于定向釋放能量的條形泄能片,所述主管的側(cè)壁、與所述條形泄能片對應(yīng)還設(shè)有切縫。
可選地,所述條形泄能片與所述主管內(nèi)壁之間、至少對應(yīng)于所述切縫位置設(shè)有條形密封墊。
可選地,所述切縫的中心位于所述主管中截面上,且所述切縫兩端關(guān)于主管中截面對稱設(shè)置。
可選地,所述切縫徑向貫通所述主管的側(cè)壁設(shè)置。
可選地,所述發(fā)熱棒的底座尾部與所述充裝頭端面接觸處設(shè)有密封墊圈。
可選地,所述充裝頭包括端蓋,所述端蓋第一表面上具有凸臺,所述充裝通道與所述安裝孔軸向并行設(shè)置,所述充裝通道為階梯孔結(jié)構(gòu),包括第一階孔及第二階孔,所述第一階孔與第二階孔同軸設(shè)置,所述第一階孔貫穿所述端蓋第一表面及第二表面設(shè)置,所述第二表面與所述第一表面背對;
所述第二階孔軸向貫穿所述凸臺與所述第一階孔相連,所述第二階孔的孔徑大于所述第一階孔的孔徑,在所述第二階孔的側(cè)壁設(shè)有貫通凸臺側(cè)面的注入口,位于所述第二階孔的孔口到所述注入口之間的第二階孔內(nèi)壁上具有第一螺紋;
所述安裝孔貫穿所述凸臺及端蓋設(shè)置,位于所述安裝孔的孔口到端蓋第一表面之間的安裝孔內(nèi)壁上具有第二螺紋。
可選地,所述充裝頭的第一端通過所述端蓋的第二表面焊接于所述主管的第一端,所述轉(zhuǎn)接頭的第一端焊接于所述主管的第二端,所述充裝頭的第二端設(shè)有外螺紋,所述轉(zhuǎn)接頭為具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu),所述轉(zhuǎn)接頭的第一端中心設(shè)有所述第一接線柱,所述轉(zhuǎn)接頭的第二端設(shè)有內(nèi)螺紋。
可選地,所述底座包括端板、第一凸臺及第二凸臺,所述端板為倒圓頭矩形,在所述端板的第一表面上疊設(shè)有所述第一凸臺,在所述第一凸臺的上表面疊設(shè)有所述第二凸臺,且所述端板、第一凸臺及第二凸臺同軸設(shè)置;
所述第一凸臺與第二凸臺為圓柱體結(jié)構(gòu),所述第二凸臺的外圓周面上具有第三螺紋,所述端板的中心到邊緣的距離大于所述第一凸臺的底面半徑,所述第一凸臺的底面半徑大于所述第二凸臺的底面半徑;
所述孔道貫穿所述底座設(shè)置,包括第一階孔道及第二階孔道,所述第一階孔道自所述第二凸臺上表面延伸至第二凸臺中,所述第二階孔道與所述第一階孔道末端相連,且貫穿至所述端板第二表面,所述第一階孔道與第二階孔道同軸設(shè)置,所述第二階孔道孔徑大于第一階孔道孔徑。
可選地,所述主管為特種鋼材制作的管體。
第二方面,本發(fā)明實施提供一種巖體定向爆破方法,基于第一方面任一所述的切縫二氧化碳致裂器實施,所述方法包括步驟:
開啟充裝通道上的針閥,打開充裝通道,通過所述充裝通道向主管內(nèi)充裝二氧化碳液體,使其充滿紙管與主管形成的空腔內(nèi);
將所述切縫二氧化碳致裂器插入所述炮孔預(yù)定深處;
將所述第二接線柱連接電激發(fā)點火裝置,點火激發(fā)啟動致裂器;
發(fā)熱棒紙管內(nèi)的導(dǎo)線引燃,釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化,管內(nèi)壓力隨之升高;
當(dāng)壓力達(dá)到主管內(nèi)壁設(shè)置的條形泄能片的抗剪強(qiáng)度極限時,條形泄能片被剪切破壞,高能高壓的二氧化碳?xì)怏w沿著切縫釋放,形成線性的切割氣流,按照預(yù)定的方向切割煤巖體,形成定向切縫。
本發(fā)明實施例提供的切縫二氧化碳致裂器及巖體定向爆破方法,通過對致裂器本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),在所述主管的內(nèi)壁軸向設(shè)有用于定向釋放能量的條形泄能片,所述主管的側(cè)壁、與所述條形泄能片對應(yīng)還設(shè)有切縫??梢允垢邏簹怏w能量沿著二氧化碳致裂器管體的軸向從兩側(cè)釋放,定向斷裂煤巖體,將其安裝在巖石巷道和井筒等炮孔中,便于實現(xiàn)巖體的定向斷裂爆破,進(jìn)而減少圍巖不必要的損傷,從而改善爆破效果。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本發(fā)明一實施例切縫二氧化碳致裂器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明一實施例切縫二氧化碳致裂器的剖視圖;
圖3為圖1或圖2主管的左視圖;
圖4為圖1或圖2中充裝頭一實施例剖視圖;
圖5為發(fā)熱棒一實施例剖視圖;
圖6為本發(fā)明一實施例切縫二氧化碳致裂器的外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本發(fā)明另一實施例切縫二氧化碳致裂器的外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為圖5中底座的一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
應(yīng)當(dāng)明確,為了更加清楚說明本發(fā)明,在以下的具體實施例中描述了眾多技術(shù)細(xì)節(jié),本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,沒有其中的某些細(xì)節(jié),本發(fā)明同樣可以實施。另外,為了凸顯本發(fā)明的主旨,涉及的一些本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法、手段、零部件及其應(yīng)用等未作詳細(xì)描述,但是,這并不影響本發(fā)明的實施。本文所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
參看圖1至圖6所示,本發(fā)明實施例提供的切縫二氧化碳致裂器,結(jié)構(gòu)簡單,適用于礦山工程巖體爆破中,尤其適用于具有控制巖石爆破成型要求的定向預(yù)裂爆破場合中。
參看圖1及圖2所示,所述裝置包括:主管100、發(fā)熱棒200、充裝頭300及轉(zhuǎn)接頭400;所述充裝頭300連接在主管100的第一端,所述轉(zhuǎn)接頭400連接在主管100的第二端,在所述轉(zhuǎn)接頭400上設(shè)有第一接線柱401。
在所述充裝頭300上設(shè)置用于向主管100內(nèi)部充裝二氧化碳的充裝通道310,在所述充裝通道310中設(shè)有開啟和關(guān)閉充裝通道310的針閥302;其中,針閥302(Needle valve)為一種微調(diào)閥,其閥塞為針形,主要用作調(diào)節(jié)流量,所述針形閥塞一般用經(jīng)過淬火的鋼制長針制作,而閥座是用錫、銅等軟質(zhì)材料制成。閥針與閥座間的密封是依靠其錐面緊密配合達(dá)到的。所述閥針的錐度有1∶50和60°錐角兩種,本實施例中所述閥針的錐度選擇60°。
參看圖5所示,所述發(fā)熱棒200包括底座210及設(shè)置于所述底座210上的紙管220,所述紙管220設(shè)于所述主管100腔體內(nèi),且所述紙管220的外壁與所述主管100的內(nèi)壁之間具有空腔150,所述空腔150用于充裝二氧化碳;所述充裝頭300上、與所述充裝通道310并行還設(shè)有安裝孔303,所述發(fā)熱棒200的底座210旋合在所述充裝頭300的安裝孔303中,且所述底座210尾部壓靠于所述充裝頭300端面上,所述底座210上預(yù)留有孔道203,在所述孔道203中設(shè)有第二接線柱204,所述第二接線柱204延伸于所述紙管220內(nèi),所述紙管220遠(yuǎn)離所述底座210的一端設(shè)有穿線孔(圖中未明確示意出,圖2的導(dǎo)線穿設(shè)方式隱含示意該特征),在所述第二接線柱204、位于紙管220內(nèi)的一端上設(shè)有用于引燃的導(dǎo)線205,所述導(dǎo)線205軸向布設(shè)于所述紙管220內(nèi),并從所述穿線孔中引出連接于所述轉(zhuǎn)接頭400的第二接線柱204上。其中,在一些實施例中,所述底座210尾部與所述充裝頭300端面之間還設(shè)有密封墊220。
所述主管100的內(nèi)壁軸向設(shè)有用于定向釋放能量的條形泄能片110,所述主管的側(cè)壁、與所述條形泄能片110對應(yīng)還設(shè)有切縫150;這樣,可以在發(fā)熱棒200中的電點火頭500引燃發(fā)熱劑之后,主管100內(nèi)二氧化碳?xì)饣瘔毫ι撸?dāng)壓力達(dá)到條形泄能片110的抗剪強(qiáng)度極限時,條形泄能片110被剪切破壞,高能高壓的二氧化碳?xì)怏w沿著切縫150釋放,形成線性的切割氣流,定向切割巖體,實現(xiàn)定向巖體預(yù)裂爆破。
參看圖7所示,可以理解的是,為了適應(yīng)一些較深的炮孔(也稱為炮眼),需要使用較長的致裂器,當(dāng)一個致裂器較短時,通過所述轉(zhuǎn)接頭400可以方便地將多個致裂器連接成合適長度的整體,以適應(yīng)不同深度的炮孔。
進(jìn)一步地,通過在所述轉(zhuǎn)接頭400上設(shè)置第二接線柱204,用于連接前一個致裂器的導(dǎo)線205;這樣,在第一接線柱401上連接一個點火器,就可以方便地將對接的各個致裂器引燃激發(fā)。
另外,一些傳統(tǒng)的二氧化碳致裂器是點爆破的方式,即能量為點釋放,爆破的影響范圍有限,大部分工況下不能按照預(yù)先設(shè)定的方向?qū)崿F(xiàn)工程巖體的定向斷裂,有時還會造成爆破點附近區(qū)域巖體破碎,其他區(qū)域巖體沒有斷裂的情況,影響爆破效果。
而本發(fā)明實施例提供的切縫二氧化碳致裂器及巖體定向爆破方法,通過對致裂器本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),在所述主管的內(nèi)壁軸向設(shè)有用于定向釋放能量的條形泄能片,所述主管的側(cè)壁、與所述條形泄能片對應(yīng)還設(shè)有切縫??梢允垢邏簹怏w能量沿著二氧化碳致裂器管體的軸向從兩側(cè)釋放,定向斷裂煤巖體,將其安裝在巖石巷道和井筒等炮孔中,便于實現(xiàn)巖體的定向斷裂爆破,進(jìn)而減少圍巖不必要的損傷,從而改善爆破效果。
其中,如圖2所示,所述條形泄能片110與所述主管內(nèi)壁之間、至少對應(yīng)于所述切縫位置設(shè)有條形密封墊120,確保切縫150處的密封。所述條形密封墊與條形泄能片用螺釘130固定于主管側(cè)壁上。所述切縫150形狀可以為長條形,以與所述條形泄能片110及條形密封墊120整體輪廓一致。
如圖6所示,在一些實施例中,所述切縫的中心位于所述主管中截面上,且所述切縫兩端關(guān)于主管中截面對稱設(shè)置。
具體地,所述切縫150徑向貫通所述主管的側(cè)壁設(shè)置;如圖2所示,一些實施例中,所述主管100側(cè)壁軸向切兩條切縫150,兩條切縫150對稱分布;其中,兩條切縫的對應(yīng)位置均設(shè)有所述條形泄能片110與條形密封墊120。
基于本實施例提供的致裂器,還提供了一種巖體定向爆破方法,包括步驟:
S1、開啟充裝通道上的針閥302,打開充裝通道,通過所述充裝通道向主管內(nèi)充裝二氧化碳液體,使其充滿紙管與主管形成的空腔內(nèi)。
本實施例中,使用二氧化碳充裝設(shè)備從充裝通道中向所述紙管與主管形成的空腔內(nèi)充裝液態(tài)二氧化碳,當(dāng)主管內(nèi)部充滿液態(tài)二氧化碳時,關(guān)閉充裝設(shè)備,然后關(guān)閉針閥,完成充裝液態(tài)二氧化碳過程。
S2、將所述切縫二氧化碳致裂器插入所述炮孔預(yù)定深處。
本實施例中,根據(jù)炮孔的深度確定致裂器的長度,若單個致裂器不夠長,通過所述轉(zhuǎn)接頭400,將多個致裂器軸向連接,連接時需要使相鄰的切縫二氧化碳致裂器的主管100上的切縫150在軸向共線對齊,多個切縫二氧化碳致裂器相互連接成整體后推入待預(yù)裂巖體的炮孔內(nèi)。
在推入炮孔的過程中,在炮孔口的致裂器上連接支撐桿,利用所述支撐桿頂住切縫二氧化碳致裂器,以確保切縫二氧化碳致裂器組不滑出炮孔。
S3、將所述第二接線柱204連接致裂器外部的電激發(fā)點火裝置,點火激發(fā)啟動所述切縫二氧化碳致裂器。
所述電激發(fā)點火裝置為爆破技術(shù)中常用的點火器材,例如可以為礦用隔爆型發(fā)爆器,在此就不贅述。
S4、發(fā)熱棒200紙管220內(nèi)的導(dǎo)線205引燃,釋放大量熱能使主管100內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化,管內(nèi)壓力隨之升高。
S5、當(dāng)壓力達(dá)到主管內(nèi)壁設(shè)置的條形泄能片的抗剪強(qiáng)度極限時,條形泄能片被剪切破壞,高能高壓的二氧化碳?xì)怏w沿著切縫釋放,形成線性的切割氣流,按照預(yù)定的方向切割煤巖體,形成定向切縫。
可以理解的是,所述條形泄能片處的抗剪強(qiáng)度相對主管內(nèi)壁其余位置處較低,主管100內(nèi)壓力在達(dá)到條形泄能片的抗剪強(qiáng)度極限時,條形泄能被破壞,氣流從破壞的條形泄能片處沿對應(yīng)設(shè)置的切縫150向外沖擊,形成線性的切割氣流作用于煤巖體上。
本發(fā)明實施例提供的切縫二氧化碳致裂器,通過對致裂器本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),能夠?qū)崿F(xiàn)能量線性定向釋放,將其安裝在巖石巷道和井筒等炮孔中時,便于實現(xiàn)巖體的定向爆破,進(jìn)而減少圍巖不必要的損傷,從而改善爆破效果。
具體地,參看圖2、圖5及圖8所示,所述發(fā)熱棒200的底座210尾部與所述充裝頭300端面接觸處設(shè)有第一密封墊圈260,用于保證發(fā)熱棒200點火啟動后,主管100內(nèi)形成密閉空間,以利于氣壓升高后將切縫150破壞。
請繼續(xù)參看圖5所示,所述第二接線柱204是用螺母206固定連接于所述孔道203中的,為了進(jìn)一步提高密封性,在所述螺母206與第二接線柱204連接處設(shè)有第二密封墊圈207。
為了提高發(fā)熱棒200點火啟動后釋放的熱能,在一些實施例中,所述紙管220內(nèi)還充裝有發(fā)熱劑;所述發(fā)熱劑為在某種溫度條件下,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時能放出熱量的混合料,其成分可以采用在售的發(fā)熱劑成品;優(yōu)選地,本實施例中的發(fā)熱劑主要由高氯酸銅或高氯酸鎂等組成;當(dāng)電點火裝置點火后,引燃發(fā)熱劑,發(fā)熱劑高速燃燒,給液態(tài)二氧化碳?xì)饣峁崃浚梢允构軆?nèi)壓力急劇升高,以快速得到破壞條形泄能片的所需的氣體壓力。
在所述導(dǎo)線上連接有電點火頭500;在本實施例中,所述步驟S4還包括:
發(fā)熱棒紙管內(nèi)的電點火頭引燃發(fā)熱劑,利用燃燒的所述發(fā)熱劑增加熱量的釋放,以加速主管100內(nèi)的氣壓升高。
參看圖4所示,所述充裝頭300包括端蓋320,所述端蓋第一表面上具有凸臺330,為了便于加工,所述端蓋320與凸臺330可以設(shè)置成一體結(jié)構(gòu);在一些實施例中,所述端蓋的外徑為79mm,所述凸臺的外徑為72mm,在凸臺330的外周上具有螺紋,凸臺的高度為30mm;所述充裝通道310與所述安裝孔303軸向并行設(shè)置,所述充裝通道310為階梯孔結(jié)構(gòu),包括第一階孔311及第二階孔312,所述第一階孔311與第二階孔312同軸設(shè)置,所述第一階孔311貫穿所述端蓋320第一表面及第二表面設(shè)置,所述第二表面與所述第一表面背對;
所述第二階孔312軸向貫穿所述凸臺330與所述第一階孔311相連,所述第二階孔312的孔徑大于所述第一階孔311的孔徑,在所述第二階孔312的側(cè)壁設(shè)有貫通凸臺320側(cè)面的注入口313,用于向主管100內(nèi)注入二氧化碳液體,位于所述第二階孔312的孔口到所述注入口313之間的第二階孔312內(nèi)壁上具有第一螺紋,當(dāng)將針閥302設(shè)于所述安裝孔303中時,通過所述第一螺紋用于固定連接針閥302。
所述安裝孔303貫穿所述凸臺330及端蓋320設(shè)置,位于所述安裝孔303的孔口到端蓋320第一表面之間的安裝孔303內(nèi)壁上具有第二螺紋,用于固定連接發(fā)熱棒200的底座210。
具體地,所述充裝頭300的第一端通過所述端蓋320的第二表面焊接于所述主管100的第一端,所述轉(zhuǎn)接頭400的第一端焊接于所述主管100的第二端,所述充裝頭300的第二端設(shè)有外螺紋,所述轉(zhuǎn)接頭400為具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu),所述轉(zhuǎn)接頭400的第一端中心設(shè)有所述第一接線柱401,所述轉(zhuǎn)接頭的第二端設(shè)有內(nèi)螺紋。其中,焊接要求保證致裂器的強(qiáng)度和密封性。
參看圖7所示,在一些實施例中,當(dāng)需要對切縫二極管對接加長時,將一根切縫二氧化碳致裂器的轉(zhuǎn)接頭的第二端與另一根切縫二氧化碳致裂器的充裝頭的第二端,通過所述外螺紋與內(nèi)螺紋旋合連接。
本實施例中,多根切縫二氧化碳致裂器的連接可看作是剛性連接,相比較切縫藥包,在深孔爆破的送孔時具有一定的優(yōu)勢。
在一些實施例中,所述第一接線柱401兩端用螺母402連接,在螺母402的擠壓面設(shè)有第三密封墊403。
參看圖8所示,所述底座210包括端板211、第一凸臺212及第二凸臺213,所述端板211為倒圓頭矩形,也可以為倒圓頭正方形;在一些實施例中,所述端板211的兩直線邊間距為36mm,圓弧半徑為20mm,端板211的第一表面的邊緣具有半徑為0.5mm的倒圓角;所述端板211的第一表面上疊設(shè)有所述第一凸臺212,在所述第一凸臺212的上表面疊設(shè)有所述第二凸臺213,所述端板211、第一凸臺212及第二凸臺213可以設(shè)置成一體結(jié)構(gòu),且所述端板211、第一凸臺212及第二凸臺213同軸設(shè)置;
所述第一凸臺212與第二凸臺213為圓柱體結(jié)構(gòu),所述第二凸臺213的外圓周面上具有第三螺紋,所述端板211的中心到邊緣的距離大于所述第一凸臺212的底面半徑,所述第一凸臺212的底面半徑大于所述第二凸臺213的底面半徑;
所述孔道203貫穿所述底座210設(shè)置,包括第一階孔道2031及第二階孔道2032,所述第一階孔道2031自所述第二凸臺213上表面延伸至第二凸臺213中,所述第二階孔道2032與所述第一階孔311道203末端相連,且貫穿至所述端板211第二表面,所述第一階孔道2031與第二階孔道2032同軸設(shè)置,所述第二階孔道2032孔徑大于第一階孔道2031孔徑。
在一些實施例中,第一階孔道2031的孔徑為3mm,第二階孔道2032的孔徑為10mm。
在一些實施例中,所述第一接線柱兩端用螺母連接,在螺母的擠壓面設(shè)有第三密封墊.
參看圖2所示,在一些實施例中,所述電激發(fā)點火裝置包括電點火頭500(在目前的煙花燃放過程中常用的點火方式),所述電點火頭500位于發(fā)熱棒200的紙管220內(nèi),在所述電點火頭兩端設(shè)有兩根導(dǎo)線,其中一根導(dǎo)線連接到充裝頭300的第二接線柱204上,另一根導(dǎo)線連接到轉(zhuǎn)接頭400的第一接線柱401上,使相鄰致裂器上的導(dǎo)線205導(dǎo)通;當(dāng)將多個致裂器軸向?qū)又螅挥谂诳椎撞康闹铝哑鬓D(zhuǎn)接頭400上的第一接線柱401與致裂器管體導(dǎo)通;炮孔口致裂器充裝頭300上的第二接線柱204與發(fā)熱棒200內(nèi)部的電點火頭導(dǎo)通,第一接線柱401與管體導(dǎo)通。這樣,致裂器在炮孔內(nèi)部以管體作為一極,管體內(nèi)部走線成為一極,形成串聯(lián)回路,即可實現(xiàn)電激發(fā)點火,以引燃發(fā)熱棒200內(nèi)的發(fā)熱劑。
其中,所述主管為鋼材制作的管體,使得本實施例提供的切縫二氧化碳致裂器主體部分基本可重復(fù)使用,降低了爆破成本。
一些實施例中,本發(fā)明實施中的主管100使用高強(qiáng)度的特種鋼材制造,可重復(fù)使用,降低了爆破成本。
綜上,本發(fā)明實施例提供的切縫二氧化碳致裂器,可以使高能高壓的氣體沿著二氧化碳致裂器管體的軸向從兩側(cè)釋放,定向斷裂煤巖體,解決了傳統(tǒng)二氧化碳致裂器只能點爆破釋放壓力的問題;而且二氧化碳致裂器的主體部分基本可重復(fù)使用,降低了爆破成本;二氧化碳致裂器管體采用特種鋼材制造,相比較切縫藥包,在深孔定向斷裂爆破送孔具有優(yōu)勢,同時避開了炸藥管控的限制,使用更加便利。
以上僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。