CN104634202B - 高强度爆破止退器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高强度爆破止退器，包括：排放端体及顶杆；排放端体包括与排放孔相通的顶杆通孔，顶杆的中部为拉簧，设置于顶杆通孔内，使拉簧位于排放孔与顶杆通孔的相通处；当排放孔排放时，顶杆的两端从顶杆通孔的两端伸出。因此，解决了二氧化碳开采器在爆破过程中从煤体钻孔中飞出的问题。从而提高了二氧化碳开采整体的安全性及可靠性。

Description

高强度爆破止退器

技术领域

本发明涉及矿石勘探及开采领域，特别涉及高强度爆破止退器。

背景技术

煤矿在开采中，普遍采用井下爆破的开采方法。由于，传统的炸药在爆破过程中产生大量的高温和火焰，因此，给煤矿开采带来了安全隐患，尤其是在高瓦斯和突出矿井中进行爆燃时，煤尘极有可能与瓦斯爆炸。近年来，为了提高煤矿开采的安全性，二氧化碳气体开采应运而生。二氧化碳气体开采是以二氧化碳气体为爆炸源，二氧化碳开采器为主要的实施器件进行的气体开采方式。其中，二氧化碳开采器包括高强度充装液态二氧化碳金属管、加热器、定压泄能装置等部分。在进行开采过程中，将二氧化碳开采器的一端放置于煤体钻孔内，通过发爆器激活加热器，加热内部的液态二氧化碳成为气体，使体积扩大600倍、压力达到百兆帕的二氧化碳气体瞬间释放，从而达到了爆破落煤的要求。但在二氧化碳的瞬间爆炸过程中，伸入煤体钻孔内的二氧化碳开采器，会在瞬间爆炸力的作用下，以极快的速度从钻孔内飞出，大幅增加了爆破的危险性，从而影响及阻碍了二氧化碳气体开采的应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了高强度爆破止退器，通过顶杆在爆破过程中的瞬间向外形成支撑，与煤体钻孔内壁形成固定支撑，从而使与之连接的二氧化碳开采器，在爆炸瞬间可固定于煤体钻孔中。从而解决了上述现有技术中，二氧化碳开采器在爆破过程中从煤体钻孔中飞出的问题。

本发明一实施方式中提供了高强度爆破止退器，其中，包括：排放端 体及顶杆；所述排放端体包括与排放孔相通的顶杆通孔，所述顶杆的中部为拉簧，设置于所述顶杆通孔内，使所述拉簧位于排放孔与顶杆通孔的相通处；当所述排放孔排放时，所述顶杆的两端从所述顶杆通孔的两端伸出。

在一些实施方式中，所述顶杆的一端包括：限位环；在所述顶杆通孔的相应位置上包括限位槽，所述限位槽的深度与所述限位环宽度相应，所述限位槽的长度与所述两端的伸出长度相应。

在一些实施方式中，所述顶杆的两端包括：限位环；在所述顶杆通孔的相应位置上包括限位槽，所述限位槽的深度与所述限位环宽度相应，所述限位槽的长度与所述两端的伸出长度相应，使所述拉簧为初始拉伸长度。

在一些实施方式中，所述顶杆的一端为锥形；所述顶杆通孔与所述锥形相应。

在一些实施方式中，所述顶杆的两端为锥形；所述顶杆通孔与所述锥形相应，使所述拉簧为初始拉伸长度。

在一些实施方式中，所述顶杆与拉簧的连接端的端面为内凹腔。

在一些实施方式中，所述顶杆与拉簧的连接端的端面包括：注气孔。

在一些实施方式中，所述顶杆的伸出端的端面包括：阻尼材料孔，所述阻尼材料孔内固定阻尼垫。

在一些实施方式中，所述顶杆的伸出端为顶盖。

在一些实施方式中，还包括：屏气圈，所述顶杆与拉簧的连接端包括：屏气圈槽，所述屏气圈槽与所述屏气圈相应，所述屏气圈装配于所述屏气圈槽内部。

与现有技术相比，根据本发明具有以下优点：本发明中的爆破止退器通过在二氧化碳爆破瞬间，可从两侧弹出顶杆，使二氧化碳开采器瞬间固定于开采孔内。并且可承受较大的支撑强度。因此有效解决了，二氧化碳开采器在实施碳爆破过程中，从采孔内中飞出的问题。从而提高了二氧化碳开采的安全性及可靠性。

附图说明

图1为本发明的高强度爆破止退器在一种实施方式中的初始状态时的结构示意图；

图1a为图1中高强度爆破止退器的内部透视图；

图2为本发明的高强度爆破止退器在一种实施方式中的工作状态时的结构示意图；

图2a为图2中高强度爆破止退器的内部透视图；

图3为本发明的高强度爆破止退器一种实施方式中顶杆为锥形的初始状态时的结构示意图；

图4为本发明的高强度爆破止退器一种实施方式中顶杆底部为内凹腔的局部结构示意图；

图5为本发明的高强度爆破止退器另一种实施方式中顶杆底部为内凹腔的局部结构示意图；

图6为本发明的高强度爆破止退器一种实施方式中顶杆底部为注气孔的局部结构示意图；

图7为本发明的高强度爆破止退器一种实施方式中顶杆底部为注气孔及的内凹腔的局部结构示意图；

图8为本发明的高强度爆破止退器一种实施方式中顶杆带有阻尼孔的局部结构示意图；

图9为本发明的高强度爆破止退器一种实施方式中顶杆底部带有屏气圈的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，图1～图8所示对发明作进一步详细的说明。

图1～图1a是本发明的高强度爆破止退器在一种实施方式中的结构示意图。排放端体10的连接端11设有可与二氧化碳开采器连接的外螺纹或内螺纹(内螺纹类型图中未示出)。在连接端11的端部包括：排放孔12。当排放端体10与二氧化碳开采器连接后，该排放孔12与二氧化碳开采器中的排放腔连通，该排放孔12还与泄爆孔13及顶杆通孔14连通。顶杆通孔14沿排放端体10的径向设置。顶杆20包括：上端顶杆 21、下端顶杆22及双钩拉簧23，上端顶杆21的底部与双钩拉簧23的上钩连接，下端顶杆22的上部与双钩拉簧23的下钩连接，顶杆20的整体外径与顶杆通孔14的孔径相应，使顶杆20装配于顶杆通孔14中，并可在顶杆通孔14中滑动。在顶杆20的装配中，要使双钩拉簧23位于排放孔12与顶杆通孔14的相通处，从而保证当不产生排放时，顶杆20停留于顶杆通孔14中，当排放孔12产生排放时，顶杆20在排放孔12的推动下，从顶杆通孔14的两端伸出。上述双钩拉簧23还可采用其他的弹簧形式给予替代，其弹簧与上端顶杆21及下端顶杆22的连接也可通过焊接等方式给予实现。

本发明高强度爆破止退器的工作过程为，将高强度爆破止退器的连接端11与二氧化碳开采器的采集端连接，之后将连接有高强度爆破止退器的一端伸入爆破孔中(高强度爆破止退器处于初始状态时，整体外径小于爆破孔内径)，状态如图1所示。当二氧化碳开采器中的二氧化碳被引爆后，排放孔12中进入的″二氧化碳爆炸气体″，在通过泄爆孔13泄爆的同时，进入顶杆通孔14，即双钩拉簧23所处的位置，同时推动上端顶杆21及下端顶杆22从初始位置向顶杆通孔14的两端移动，分别从顶杆通孔14上端口14a，及下端口14b中伸出。从而使上端顶杆21及下端顶杆22与爆破孔内壁形成有效支撑，使二氧化碳开采器在爆炸的瞬间，固定于爆破孔中，状态如图2及图2a所示。从而有效的避免了在爆炸过程中，二氧化碳开采器从爆炸孔中飞出的现象。

如图1～2、图1a～2a所示，为使顶杆20可在爆破前，不易从顶杆通孔14中滑脱，并可承受较大的支撑强度。并且更便于将双钩拉簧23固定在顶杆通孔14的固定位置。因此，在本发明的一种实施方式中，在上端顶杆21或下端顶杆22上的外圆上还包括：限位环24，该限位环24与上端顶杆21或下端顶杆22，可为分别加工后进行装配，也可以在车削上端顶杆21或下端顶杆22时一体成型。并在顶杆通孔14的相应位置上，开设限位槽15，限位槽15的深度与限位环24的宽度相应，限位槽15的长度与上端顶杆21或下端顶杆22的伸出长度相应。从而将顶杆20固定于顶杆通孔14中。同时，为使双钩拉簧23的位置(位于排放孔 12与顶杆通孔14的相通处)更为准确，还可在上端顶杆21及下端顶杆22上的外圆上同时固定：限位环24，该限位环24与上端顶杆21与下端顶杆22，可为分别加工后进行装配，也可以为一体加工成型。从而当上端顶杆21及下端顶杆22同时装配到限位槽15中后，使双钩拉簧23的拉伸长度为初始拉伸长度，并可″准确″的处于排放孔12与顶杆通孔14的相通处。为使顶杆20可在爆破前，不易从顶杆通孔14中滑脱，还可以采取其他结构。因此，在本发明的另一种实施方式中，如图3所示，上端顶杆21或下端顶杆22还可以为锥形，同时顶杆通孔14与锥形相应。同时，上端顶杆21及下端顶杆22也可以同时为锥孔，从而在顶杆20固定于顶杆通孔14的同时，还可以准确固定双钩拉簧23的位置(使双钩拉簧23为初始拉伸长度，并″准确″处于排放孔12与顶杆通孔14的相通处)。因为，上述结构以使双钩拉簧23已处于拉伸状态，因此当″二氧化碳爆炸气体″进入顶杆通孔14时，可及时推动上端顶杆21及下端顶杆22向两端移动，从而缩短了高强度爆破止退器的弹出反应时间，使灵敏度提高。同时，还可将上端顶杆21及下端顶杆22的伸出端，设计为端盖结构，从而进一步使双钩拉簧23的定位位置更为准确。

如图4所示，由于上端顶杆21及下端顶杆22，在顶杆通孔14中的滑动速度较快，因此，上端顶杆21及下端顶杆22与顶杆通孔14保持良好的配合精度(同心度)，但是在实际加工与使用时，发现上述配合精度的保证会受到多种因素的影响，不易保证较高精度，为使本发明的高强度爆破止退器的″动作″更为灵活、准确。因此，在本发明的另一种实施方式中，双钩拉簧23还可采用径向固定拉簧23给予实现，即，双钩拉簧23的上端与上端顶杆21的下端外圆固定连接，双钩拉簧23的下端与下端顶杆22的上端的外圆固定连接。并在上端顶杆21的下端的端面，或下端顶杆22的上端的端面(即与双钩拉簧23的连接端)开设内凹腔25(图示为上端顶杆21的图示)，如图5所示。上述内凹腔25结构也可适用在，上端顶杆21和/或下端顶杆22的端部形状为锥形的结构中。因此，使爆炸二氧化碳气体在内凹腔25中，进行推动时，爆炸推动力将从多个方向作用于上端顶杆21底部及下端顶杆22的顶部，而在上端顶杆21 底部及下端顶杆22的顶部时，爆炸推动力是垂直作用于上端顶杆21底部及下端顶杆22的顶部的，因此，在上端顶杆21、下端顶杆22与顶杆通孔14不需要保持良好的配合精度时，就可准确推动顶杆20在顶杆通孔14中进行运动，因此，使本发明的高强度爆破止退器的″动作″更为灵活、准确。作为上述结构的进一步优化，如图6所示，也可在上端顶杆21的下端的端面或下端顶杆22的上端的端面开设一个或多个均匀分布(同心阵列分布或均匀阵列分布)注气孔26。如图7所示，注气孔26还可开设在内凹腔25的内侧。在爆破气体推动上端顶杆21或下端顶杆22，运动时，爆破气体先进入内凹腔25中得到″聚拢″，然后再进入注气孔26。与上述只开设因此使爆破气体可更均匀的将″爆炸推进力″施加于上端顶杆21或下端顶杆22的端面上，从而使爆破止退器可保持″灵敏″、″准确″的反应。

如图8所示，为使本发明高强度爆破止退器，可适应于更为粗糙的爆炸孔表面，不易于从爆炸孔中滑落。因此在本发明的一种实施方式中，在上端顶杆21和/或下端顶杆22的伸出端的端面上还包括：阻尼材料孔27，阻尼材料孔27，并在该阻尼材料孔27中装配阻尼垫30。因此，当上端顶杆21和下端顶杆22在爆破气体推动下，弹出时，阻尼垫30将与爆炸孔保持更为紧密的接触从而更有利于，本发明在多种类矿层的爆炸孔中实施使用。

如图9所示，为使本发明的爆破止退器反应更为灵敏。因此，在本发明的一种实施方式中，可通过在上端顶杆21的底端(与双钩拉簧23的连接端)侧壁，和/或在下端顶杆22的顶端(与双钩拉簧23的连接端)侧壁增加屏气圈40的方式，增强高强度爆破止退器的反应灵敏度，上顶杆21的底端和/或在下端顶杆22的顶端包括：屏气圈槽28，屏气圈40槽与屏气圈28的尺寸相应，使屏气圈40装配于屏气圈槽28内，同时与顶杆通孔14的侧壁形成气闭密封。因此，使上顶杆21及下端顶杆22与顶杆20与顶杆通孔14间的气闭性更好，当爆炸二氧化碳气体推动上端顶杆21及下端顶杆22时，爆炸气体不易从上端顶杆21和/或下端顶杆22与杆通孔14间的间隙处″泄露″，因此保障了上顶杆21及下端顶 杆22可获得较高的推动力，提高了高强度爆破止退器的反应灵敏度。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.高强度爆破止退器，其特征在于，包括：排放端体及顶杆；所述排放端体包括与排放孔相通的顶杆通孔，所述顶杆的中部为拉簧，设置于所述顶杆通孔内，使所述拉簧位于排放孔与顶杆通孔的相通处；当所述排放孔排放时，所述顶杆的两端从所述顶杆通孔的两端伸出。

2.根据权利要求1所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆的一端包括：限位环；在所述顶杆通孔的相应位置上包括限位槽，所述限位槽的深度与所述限位环宽度相应，所述限位槽的长度与所述两端的伸出长度相应。

3.根据权利要求1所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆的两端包括：限位环；在所述顶杆通孔的相应位置上包括限位槽，所述限位槽的深度与所述限位环宽度相应，所述限位槽的长度与所述两端的伸出长度相应，使所述拉簧为初始拉伸长度。

4.根据权利要求1所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆的一端为锥形；所述顶杆通孔与所述锥形相应。

5.根据权利要求1所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆的两端为锥形；所述顶杆通孔与所述锥形相应，使所述拉簧为初始拉伸长度。

6.根据权利要求1所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆与拉簧的连接端的端面为内凹腔。

7.根据权利要求1或6所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆与拉簧的连接端的端面包括：注气孔。

8.根据权利要求7所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆的伸出端的端面包括：阻尼材料孔，所述阻尼材料孔内固定阻尼垫。

9.根据权利要求7所述的爆破止退器，其特征在于，所述顶杆的伸出端为顶盖。

10.根据权利要求1所述的爆破止退器，其特征在于，还包括：屏气圈，所述顶杆与拉簧的连接端包括：屏气圈槽，所述屏气圈槽与所述屏气圈相应，所述屏气圈装配于所述屏气圈槽内部。