二氧化碳致裂器

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二氧化碳致裂器

南宁 2399人看过 2019-05-26

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石杰

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二氧化碳矿山爆破结构二氧化碳爆破器二氧化碳爆破设备岩石致裂爆破矿山及煤矿工程开采领域，经常会用到岩石致裂爆破，传统采用的多为二氧化碳爆破管来进行爆破作业。矿山开采中公开了一种二氧化碳爆破设备，所采用的致裂器结构非常复杂，构件繁多，制造及组装过程复杂、繁琐；本现有技术还公开了所述膨胀管内充满液态的高压二氧化碳，活化器内则为活化剂，活化器主体采用无缝钢管，膨胀管则采用纸质或塑料材料，同时需要将电热系统和导线浸入活化剂中，而以上技术显然存在以下问题：首先，膨胀管如为纸质，则在户外工程作业中容易受潮而影响爆破效果，甚至无法引包膨胀管内的二氧化碳通过充液孔进行充液通断控制，存在易泄露的风险，从而导致无法爆破的问题；其次，在实际工程作业中，活化器为无缝钢管材质，若所述二氧化碳爆破设备由于某些原因未产生爆破，而在后续挖掘机作业时，有可能将膨胀及活化器挖破，此时，残余的二氧化碳有可能瞬间产生爆破效果从而导致飞管的安全隐患；此外，上述实用新型所公开的二氧化碳爆破设备由于以上问题的存在，在预埋管时通常只能采用竖直打孔预埋的方式，以将可能产生的隐患控制在小的区域范围内，也就是即使飞管，也只是在竖直方向飞出后落下，因此存在作业灵活性差的问题。二氧化碳爆破设备，采用中空的内管与外管套装在一起，所述外管两端封闭而形成一封闭空间，所述内管设置长度小于所述外管设置长度进而所述内管容置于所述外管内，内管内放置有活化剂，外管内放置有膨胀剂，电子触发其一端埋于所述内管内，其另一端则贯穿所述内管及所述外管并向外延伸而出以进行电子点火，触发内管及所述外管内物质瞬间作用产生急剧膨胀形成静压，实现岩石致裂，相较于现有技术，明显具有结构简单，组装方便的优点；同时，延伸静压致裂系统通过电子点火的方式使得所述活化剂产生作用，进而膨胀剂产生作用，在膨胀剂的瞬间急剧膨胀作用下，瞬间形成极大静压，致使外管致裂并同时使得岩石致裂，相较于现有技术，存在致裂噪音小、安全性高的优点；而所述内管及外管均采用硬性塑胶材质且密封，不存在受潮的问题；此外，所述内管内的活化剂与外管内的膨胀剂常温下均为固态且不会挥发，因此不存在泄露而形成哑炮的问题，也同时解决了挖掘作业中的飞管问题；内放置有活化剂，外管内放置有膨胀剂，电子触发器其一端埋于内管内，其另一端则贯穿内管及所述外管并向外延伸而出以进行电子点火，触发内管及所述外管内物质瞬间作用产生急剧膨胀形成静压，实现岩石致裂。

一、二氧化碳爆破设备构造结构及技术原理

1.二氧化碳爆破设备，包括一外管、一内管及至少两个电子触发器，外管两端封闭而形成一封闭空间，内管设置长度小于所述外管设置长度进而内管容置于外管内并不超出于所述外管，内管内放置有活化剂，所述外管内放置有膨胀剂，电子触发器其一端埋于所述内管内，其另一端则贯穿所述内管及外管并向外延伸而出以进行电子点火，触发内管及所述外管内物质瞬间作用产生急剧膨胀形成静压，实现岩石致裂。2.内管与外管均为硬质塑胶材质，所述膨胀剂为含二氧化碳的食品添加剂；活化剂为高钾、水杨酸及草酸铵的混合物。3.活化剂的组份含量范围为，高酸甲含量为50％～75％，水杨含量为20％～45％，以及草酸an含量为5％～7.5％。4.膨胀剂填充于所述外管一端的底部，内管搁置于所述膨胀剂的上方而位于外管内。5.内管内填充满所述活化剂。6.膨胀剂的填充长度为所述外管长度的20％～40％，内管长度为所述外管长度的60％～80％。7.如权利要求的二氧化碳爆破设备，其特征在于：膨胀剂的填充长度为所述外管长度的30％，所述内管长度为所述外管长度的70％。诈要爆破目前仍是煤矿开采的方法之一。诈要爆破威力大、作用猛，是典型的爆破。但明火爆破有许多缺陷，对使用条件、使用环境、日常管理等方面有较高要求，尤其是在煤矿井下。许多煤矿瓦丝事故都是由于明火抱诈引起的。同时因诈要发生其他意外抱诈的案例也时有发生，影响了安全生产，也造成了经济的损失。

二、二氧化碳爆破设备

技术方案：

二氧化碳爆破设备，可以代替矿井开采中常用的蕾馆和诈要，避免明火抱诈引起瓦丝抱诈，实现矿井安全生产。为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：二氧化碳爆破设备，其特征是，包括泄能头、定压泄能片、主管和充装头，所述泄能头和充装头分别旋合在主管的两端，所充装头上设置有通向主管充装腔的重装通道及开启和关闭充装通道的顶针，泄能头上设置有泄能通道，泄能通道的一端通向主管的充装腔，另一端通向外，泄能头泄能通道与主管的充装腔间密封设置有定压泄能片，主管的充装腔内设置有加热装置，定压泄能片在加热装置将充装到主管充装腔内的液态二氧化碳加热气化并膨胀到一定压力破裂。进一步的：加热装置为电点火加热装置，该电点火加热装置包括加热剂盛装纸管、加热剂和埋设在加热剂内的电点火头，所述电点火头上连接有两根引线，该两根引线分别与二氧化碳爆破设备外电源正负极电连接。加热装置为电加热装置，该电加热装置上连接有两根引线，该两根引线分别与二氧化碳爆破设备外的电源正负极电连接。充装头上设置有引线外导体，引线外导体与充装头绝缘，引线外导体的一端与连接在加热装置上的其中一根引线连接，另一端延向二氧化碳爆破设备外。充装头与主管旋合的一端的端部与主管间固定有导电垫圈，导电垫圈的中心孔上固定有绝缘接头，绝缘接头封堵在加热剂盛装纸管的开口端上，绝缘接头上开设有引线孔，连接在电点火头上的其中一根引线穿过引线孔与引线导体连接，引线外导体将引线孔的位于加热剂盛装纸管外的孔口封堵，导电垫圈的实体部分上设置有连通充装头通道和主管充装腔的过流孔。二氧化碳爆破设备电杆和导电套，导电杆的一端与所述其中一根引线连接，另一端与导电套接触，导电套延向二氧化碳爆破设备外。主管由导电材料制成，连接在加热装置上的另一根引线与主管电连接。主管由钢铁材料制成，导电垫圈由铜制成，连接在电点火头上的其中一根引线穿过绝缘接头上的引线孔与导电杆连接，导电杆将引线孔的位于加热剂盛装纸管外的孔口封堵，连接在电点火头上的另一根引线与导电垫圈电连接。充装头上的充装口中心线与顶针轴线不在一条直线上。泄能通道通向二氧化碳爆破设备外的一端具有若干个朝向不同方面的泄能孔。

三、二氧化碳爆破设备有益效果是：

1、爆破时无烟无火花，不会产生明火而引发瓦丝抱诈，无一氧化碳与氮氧化物等有毒有害气体产生，改善了工作环境，有益矿工身体健康；

2、爆破力易控，选用不同破裂压力值的泄能片即可实现爆破力的精确控制；

3、与蕾馆诈要的全向泄能相比，泄能方向较集中且可根据需要设置，爆破后，抛媒量多、块大、煤块成块率高，粉煤比率明显降低，基本不扬尘，大大降低了煤尘抱诈隐患；

4、煤块抛出距离短，减少了工人的劳动量，且不会造成放炮崩人事故的发生。