CN114199080A - 一种用于爆破大块岩体二氧化碳爆破装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，包括：壳体，所述壳体包括内层壳体以及套设于内层壳体上的外层壳体，所述外层壳体具有平面段，所述外层壳体的平面段上设置爆破孔；安装于壳体上的密封加热组件，所述密封加热组件包括：密封座，插接于所述壳体上，所述密封座的部分区域位于所述壳体外侧，部分区域位于壳体内侧；以及安装于所述密封座上的注液管、排气管以及导热管。本发明解决了现有二氧化碳致裂器爆破大块岩石效果较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采爆破领域，特别涉及一种用于爆破大块岩体的二氧化碳爆破装置。
背景技术
矿井煤(岩)体松动爆破和破碎应用中，主要有炸药爆破、机械破碎、水射流破碎等方式。其中，炸药爆破瞬间伴随着高温火焰，高温高压气体冲击波会激起巷道煤尘容易引起煤尘与瓦斯爆炸；机械破碎对较为软弱煤(岩)进行松动破碎和采掘作业，在硬岩破碎中因工具磨损严重较少应用；高压水射流破碎岩石时能耗偏高，设备构造和工艺较为复杂，对工作面环境要求较高。在此背景之下，二氧化碳致裂的技术逐步发展，采用二氧化碳爆破的方式可以完全避免因炸药放炮产生明火而引起瓦斯事故。
但是，目前已有的二氧化碳致裂技术需要在煤(岩)体内钻孔充装致裂器，较为耗时耗力，并且安全性能较低，有时还会产生因二氧化碳吸热不足而导致破裂效果较差的情况。当工作面遇到大块矸石时，人工清理极其麻烦，因此，本发明提供一种大块岩体二氧化碳爆破装置，达到快速、高效、安全的破裂工作面大块岩体的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有二氧化碳爆破装置安全性能低的问题。
针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，包括：壳体，所述壳体包括内层壳体以及套设于内层壳体上的外层壳体，所述外层壳体具有平面段，所述外层壳体的平面段上设置爆破孔；安装于壳体上的密封加热组件，所述密封加热组件包括：密封座，插接于所述壳体上，所述密封座的部分区域位于所述壳体外侧，部分区域位于壳体内侧；以及安装于所述密封座上的注液管、排气管以及导热管。
本发明的部分实施方式中，所述导热管通过导线保护管安装于所述密封座上，所述导线保护管内设有第一段导线，所述导热管内设有第二段导线，所述第一段导线与所述第二段导线连接。
本发明的部分实施方式中，所述导热管的延伸长度L是所述壳体的内径d的关系为L≥1/2d，所述导热管的管径D1是所述导线保护管的管径D2的5-10倍。
本发明的部分实施方式中，所述密封座上设有安装孔，所述导线保护管密封插接于所述安装孔内。
本发明的部分实施方式中，所述导线保护管上套设密封圈，所述密封圈抵接于所述密封座上。
本发明的部分实施方式中，所述第一段导线为直线段，所述第二段导线呈螺旋形或波浪形。
本发明的部分实施方式中，所述注液管内设置单向阀，用于防止所述壳体内的液体倒流。
本发明的部分实施方式中，所述排气管内设置截断阀以及安全阀，所述注液管进行注液时，所述截断阀及所述安全阀打开；所述注液管注液完毕后，所述截断阀及所述安全阀关闭。
本发明的部分实施方式中，所述壳体呈圆柱形，所述外层壳体在相对的两个圆形端面上设置若干所述爆破孔。
本发明的部分实施方式中，所述密封座插接于所述壳体的柱形侧壁上，所述密封座与所述壳体之间通过发泡胶密封。
本发明的部分实施方式中，所述内层壳体为钢板制成，所述外层壳体为合金钢制成。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本发明提供的用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器中，由于壳体具有平面段，使用时可将壳体的平面段放置于煤岩表面，注入二氧化碳液体后，使导热管快速加热，二氧化碳液体在突然加热的情况下快速气化膨胀，产生强大冲击力使内层壳体、外层壳体依次瞬间破裂，以实现对工作面大块煤岩的爆破。上述二氧化碳致裂器的结构简单、不需要在岩体内钻孔充装致裂器，安全性能较高。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1为本发明用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器的一种具体实施方式的俯视图；
图3为本发明用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器的一种具体实施方式的水平剖视图；
图4为本发明用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器的一种具体实施方式的竖直剖视图；
图5为本发明用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器的密封加热组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1-图4所示为本发明用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器的一种具体实施方式，其包括：壳体以及安装于壳体上的密封加热组件，其中，所述壳体包括内层壳体8以及套设于内层壳体8上的外层壳体1，具体地，所述内层壳体8用于形成密封空腔以容纳二氧化碳液体，其具有一定的抗剪切强度，更具体地，所述内层壳体8由厚度为1-3mm的钢板制成；所述外层壳体1用于支撑所述内层壳体8以及密封加热组件，所述外层壳体1由高强度材料例如高强度合金钢制成，所述外层壳体1上具于平面段，所述平面段上设置爆破孔2；所述密封加热组件包括：插接于所述壳体上的密封座3以及安装于所述密封座3上的注液管4、排气管6以及导热管13；所述密封座3的部分区域位于所述壳体外侧，部分区域位于壳体内侧；所述注液管4用于向壳体内部腔室注入二氧化碳液体，所述排气管6用于在注液时与外界连通，所述导热管13用于实现腔体加热。
采用上述二氧化碳致裂器进行煤岩爆破时，将该壳体的平面段放置于煤岩表面，注入二氧化碳液体后，使导热管13快速加热，二氧化碳液体在突然加热的情况下快速气化膨胀，产生强大冲击力使内层壳体8、外层壳体1依次瞬间破裂，以实现对工作面大块煤岩的爆破。上述二氧化碳致裂器的结构简单、不需要在岩体内钻孔充装致裂器，安全性能较高。
具体地，所述导热管13的安装及加热方式不唯一，一种具体实施方式中，如图5所示，所述导热管13通过导线保护管5安装于所述密封座3上，所述导线保护管5内设有第一段导线7，所述导热管13内设有第二段导线14，所述第一段导线与所述第二段导线14串联连接。
具体地，所述导热管13的管径D1远大于所述导线保护管5的管径D2，更具体地，导热管13的管径D1为导线保护管5的管径D2的5-10倍，所述导热管13的管径D1设置为能够从壳体的安装所述密封座的插接孔通过的最大尺寸，所述导热管13的长度L大于所述壳体内径d的一半，以使导热管的外壁的导热面积增大，使其覆盖二氧化碳液体的区域较高，快速导热，避免因二氧化碳吸热不足而导致破裂效果较差的情况。所述导线保护管5插接于所述密封座3上，所述导热管13则位于所述壳体的中间区域，用于使壳体内部加热均匀。
一种具体实施方式中，所述密封座3上设有安装孔，所述导线保护管5密封插接于所述安装孔内，以防止壳体内的二氧化碳气体通过所述密封座3的安装孔与所述导线保护管5之间的空隙内流出导致爆破效果差的问题。更具体地，所述导线保护管上套设密封圈12，所述密封圈12抵接于所述密封座3上，密封结构简单可靠，密封圈更容易安装。
一种具体实施方式中，所述第一段导线7呈直线形，所述第二段导线14呈螺旋形或波浪形，第二段导线14呈曲线设置于导热管13内，通电后第二段导线14的加热速度较高，使导热管13快速加热至设定温度，以使二氧化碳液体气化后膨胀，产生强大冲击力使内层壳体8、外层壳体1依次瞬间破裂。
一种具体实施方式中，所述注液管4内设置单向阀11，用于防止所述壳体内的液体倒流至所述壳体外侧。
一种具体实施方式中，所述排气管6内设置截断阀9以及安全阀10，所述注液管4进行注液或该致裂器运输过程中，所述截断阀9及所述安全阀10打开，两者共同作用防止壳体内产生高压破坏该致裂器；所述注液管4注液完毕后，利用该致裂器进行爆破作业时，所述截断阀9及所述安全阀10关闭，防止气流经过排气管6流出。
一种具体实施方式中，所述壳体呈圆柱形，所述外层壳体1在相对的两个圆形端面上设置若干所述爆破孔22。这样，圆柱形壳体的两圆形面放置于待爆破煤岩的上表面即可实现该煤岩的可靠爆破。
所述密封座3安装于所述壳体的方式不唯一，一种具体实施方式中，所述密封座3呈长方体形，其插接于所述壳体的柱形侧壁上，并通过发泡胶密封，以避免壳体内的二氧化碳气体泄漏。这种方式可以使壳体的上下具有平面的表面保持平整外表面，其平面部分放置于待爆破岩石上，工作更加稳定可靠。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体包括内层壳体以及套设于内层壳体上的外层壳体，所述外层壳体具有平面段，所述外层壳体的平面段上设置爆破孔；
安装于壳体上的密封加热组件，所述密封加热组件包括：
密封座，插接于所述壳体上，所述密封座的部分区域位于所述壳体外侧，部分区域位于壳体内侧；
以及安装于所述密封座上的注液管、排气管以及导热管。
2.根据权利要求1所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述导热管通过导线保护管安装于所述密封座上，所述导线保护管内设有第一段导线，所述导热管内设有第二段导线，所述第一段导线与所述第二段导线连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述导热管的延伸长度L是所述壳体的内径d的关系为L≥1/2d，所述导热管的管径D1是所述导线保护管的管径D2的5-10倍。
4.根据权利要求2所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述密封座上设有安装孔，所述导线保护管密封插接于所述安装孔内。
5.根据权利要求4所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述导线保护管上套设密封圈，所述密封圈抵接于所述密封座上。
6.根据权利要求2所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述第一段导线为直线段，所述第二段导线呈螺旋形或波浪形。
7.根据权利要求1所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述注液管内设置单向阀，用于防止所述壳体内的液体倒流。
8.根据权利要求1所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述排气管内设置截断阀以及安全阀，所述注液管进行注液时，所述截断阀及所述安全阀打开；所述注液管注液完毕后，所述截断阀及所述安全阀关闭。
9.根据权利要求1所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述壳体呈圆柱形，所述外层壳体在相对的两个圆形端面上设置若干所述爆破孔。
10.根据权利要求8所述的一种用于爆破大块岩体的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述密封座插接于所述壳体的柱形侧壁上，所述密封座与所述壳体之间通过发泡胶密封。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |