CN115077317A - 柔性二氧化碳相变爆破致裂装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柔性二氧化碳相变爆破致裂装置及其使用方法，所述爆破致裂装置包括H形端头、密封套环、柔性管体和激发器；所述H形端头为中间设有隔绝平板的圆环，在该隔绝平面上设置有充装管和电导线；H形端头与密封套环配合连接；所述柔性管体为两端开口的圆柱形管体，其两端开口处挤压密封在隔绝平板与密封套环顶面之间的间隙；所述激发器放置于柔性管体中央，与端头上的电导线连接。本发明的柔性二氧化碳相变爆破致裂装置便于操作，能够很好的适用于不同长度钻孔；且可折叠、运输方便，减少刚性爆破管飞管等导致的不安全事故的发生。

Description

柔性二氧化碳相变爆破致裂装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及工程爆破领域，具体涉及柔性二氧化碳相变爆破致裂装置及其使用方法。

背景技术

炸药爆破作为一种常用爆破方式能够有效实现岩体的爆破致裂，但爆炸物品存储、运输和审批不便，同时炸药爆破产生振动较大，在周围构建物对振动要求高的场景应用受限。二氧化碳相变爆破技术是利用二氧化碳相变过程中的物理变化产生的爆破作用，通过激发器将特制致裂管中的二氧化碳急剧转化为气态，产生的压力冲破致裂管达到致裂岩体的目的，具有能量利用率高、爆破振动小等优点。但现有二氧化碳相变爆破致裂管为刚性材料，使用成本高、运输及操作不便、器材尺寸固定，不能方便的适用于不同长度的爆破钻孔。

发明内容

本发明提出一种柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，旨在解决现有二氧化碳相变爆破致裂装置成本高、运输及操作不便，尺寸难以适用的问题。

所述柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，包括H形端头、密封套环、柔性管体和激发器；所述H形端头为中间设有隔绝平板的圆环，在该隔绝平板上设置有充装管和电导线；H形端头与密封套环配合连接；所述柔性管体为两端开口的圆柱形管体，其两端开口处挤压密封在隔绝平板与密封套环顶面之间的间隙；所述激发器放置于柔性管体中央，与端头上的电导线连接。

优选的，H形端头的圆环内侧设有内螺纹，与密封套环上部外侧的外螺纹配合连接。

优选的，所述充装管设有单向通气阀门。

优选的，所述柔性管体为橡胶或塑料材料且有一定的变形能力。

优选的，所述H形端头两侧均连接柔性管体形成串联结构，加长爆破致裂装置。

本发明还提出一种柔性二氧化碳相变爆破致裂方法，采用上述柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，包括如下步骤：

S1：根据设计钻孔长度剪裁柔性管体；

S2：将柔性管体一端开口处放在密封套环顶面，旋紧密封套环和H形端头，将柔性管体开口处挤压密封；

S3：将激发管放置在柔性管体中间，并将激发管的导线与H形端头上的电导线连接；

S4：按照步骤S2的方式，将柔性管体另一端通过密封套环和H形端头连接；

S5：如果柔性管体为多段，依次将多段柔性管体通过H形端头和密封套环连接，形成串联结构；

S6：将连接好的爆破致裂装置放入钻孔后通过充装管冲入液态二氧化碳；

S7：引爆激发管进行爆破。

本发明的有益效果在于：

1)柔性管体制作成本低，管体易弯曲折叠，运输存储方便；

2)柔性管体可以根据设计的长度进行剪裁，对于钻孔长度适用性良好，同时柔性管体膨胀后与钻孔紧密贴合，减小了传统刚性致裂管与炮孔间的空隙，致裂效果好。

3)采用H端头和密封套环配合，可以便于柔性管体两端的组装，方便形成多段致裂管体的串联结构；同时通过H形端头与密封套环的螺纹连接挤压密封柔性气囊，密封效果好。

4)柔性管体依靠钻孔周围岩体对二氧化碳起到约束作用，无需在孔外充装，且爆破过后不会形成刚性碎片造成人员伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明爆破致裂装置的竖直方向剖面结构示意图；

图2为本发明爆破致裂装置的水平方向剖面结构示意图；

图3为本发明一种实施方式的爆破致裂装置剖面结构示意图；

附图标记说明：1、端头；2、密封套环；3、柔性管体；4、激发管；101、充装管；102、电导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

如图1-2所示，本发明的柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，包括H形端头1、密封套环2、柔性管体3和激发器4；所述H形端头1为上下对称的中间设有隔绝平板的圆环，在该隔绝平板上开孔设置有充装管101和电导线102；H形端头1的圆环内侧设有内螺纹，与密封套环2上部外侧的外螺纹配合连接；所述柔性管体3为两端开口的圆柱形管体，可根据设计长度进行剪裁，用于二氧化碳气体的存储；所述柔性管体3两端开口处挤压密封在隔绝平板与密封套环2顶面之间的间隙；使用时将柔性气囊3开口端放置在密封套环2内侧，并将开口处出漏于密封套环2并固定于密封套环2顶面，利用密封套环2的外螺纹和帽形上H形端头1的内螺纹旋紧，挤压柔性气囊开口处产生密封作用；所述激发器4放置于柔性管体3中央，上下分别与端头上的电导线102进行连接，用于二氧化碳相变过程的激发。所述充装管101设有单向通气阀门，防止充气过程中漏气。

其中，所述柔性管体3为橡胶或塑料材料，能够剪裁，且有一定的变形能力。

如图3所示，所述H形端头1两侧均连接柔性管体3形成串联结构，使爆破致裂装置加长。

本发明还提出一种柔性二氧化碳相变爆破致裂方法，采用上述柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，包括如下步骤：

S1：根据设计钻孔长度剪裁柔性管体3，如果长度大于2米，将其剪裁为小于2米且等长的多段；例如钻孔长度为3米，可以剪裁两段长1.5m的柔性管体3，并利用H形端头1串联起来；

S2：将柔性管体3一端开口处放在密封套环2顶面，旋紧密封套环2和H形端头1，将柔性管体3开口处挤压密封；具体的H形端头1和密封套环2之间螺纹连接形成的力将柔性管体3开口处挤压变形，形成密封作用，二氧化碳无法从空隙中漏气；

S3：将激发管4放置在柔性管体3中间，并将激发管4两端的导线分别与两个H形端头1上的电导线102连接；

S4：按照步骤S2的方式，将柔性管体3另一端通过密封套环2和H形端头1连接；

S5：如果柔性管体3剪裁为多段，依次将柔性管体3通过H形端头1和密封套环2连接，形成串联结构，如图3所示；

S6：将连接好的爆破致裂装置放入钻孔后通过充装管101冲入液态二氧化碳，二氧化碳进入柔性管体3中，如果为多个柔性管体串联的结构，二氧化碳通过中间的充装管101进入到其他的柔性管体3中，而最下方的充气孔因单向进气的原因(自外而内单向)，不会产生漏气，最终使得整个致裂装置的柔性管体3中均存在等压的二氧化碳；

S7：引爆激发管4进行爆破，液态二氧化碳迅速膨胀转化为气态，形成的高压气体直接作用于孔壁，当其强度大于岩石强度时，岩体发生开裂，实现岩体的致裂。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，包括H形端头、密封套环、柔性管体和激发器；其特征在于，所述H形端头为中间设有隔绝平板的圆环，在该隔绝平板上设置有充装管和电导线；H形端头与密封套环配合连接；所述柔性管体为两端开口的圆柱形管体，其两端开口处挤压密封在隔绝平板与密封套环顶面之间的间隙；所述激发器放置于柔性管体中央，与端头上的电导线连接。

2.根据权利要求1所述的爆破致裂装置，其特征在于，H形端头的圆环内侧设有内螺纹，与密封套环上部外侧的外螺纹配合连接。

3.根据权利要求1所述的爆破致裂装置，其特征在于，所述充装管设有单向通气阀门。

4.根据权利要求1所述的爆破致裂装置，其特征在于，所述柔性管体为橡胶或塑料材料且有一定的变形能力。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的爆破致裂装置，其特征在于，所述H形端头两侧均连接柔性管体形成串联结构，加长爆破致裂装置。

6.一种柔性二氧化碳相变爆破致裂方法，采用权利要求5所述柔性二氧化碳相变爆破致裂装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据设计钻孔长度剪裁柔性管体；

S2：将柔性管体一端开口处放在密封套环顶面，旋紧密封套环和H形端头，将柔性管体开口处挤压密封；

S3：将激发管放置在柔性管体中间，并将激发管的导线与H形端头上的电导线连接；

S4：按照步骤S2的方式，将柔性管体另一端通过密封套环和H形端头连接；

S5：如果柔性管体为多段，依次将多段柔性管体通过H形端头和密封套环连接，形成串联结构；

S6：将连接好的爆破致裂装置放入钻孔后通过充装管冲入液态二氧化碳；

S7：引爆激发管进行爆破。

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