CN201314813Y - 低温气体爆破器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种适用于各类煤矿和非煤矿山开采、可以调整压力和爆破速度、而且产块率高、安全可靠的本质安全型的低温气体爆破器。本实用新型包括一管形主体；装在管形主体内腔的化学热反应装置；装在管形主体一端的充排液阀体；装在管形主体另一端的释能装置；使用前充装易于汽化的CO2液体，用本实用新型进行爆破，产块率一般可平均提高30％左右。使用中无明火产生，避免了因放炮产生明火引起的瓦斯事故，不仅提高了采矿安全性，而且降低了对工人健康的危害。用其代替传统火工品，具有安全、高效、环保和易于管理等特点。

Description

低温气体爆破器
技术领域
本实用新型涉及爆破装置，尤其涉及一种用于矿山开采、特别是利用工业废气CO2进行物理爆破开采的装置。
背景技术
目前，在我国各类矿山、开采等行业中，使用最多的爆炸物品为炸药，但发生事故最多的也是由炸药引起。尤其是在煤矿井下作业中，所发生的瓦斯事故，70％以上是由于传统放炮明火所引起，但由于没有可以替代的产品，炸药目前仍是煤矿开采的所使用的主要爆炸物。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能适应各类矿产开采的、能替代炸药的低温气体爆破器。本实用新型具有可以调整压力和爆破速度、同时能提高煤碳产块率、安全可靠的特点。
技术方案：本实用新型包括一管形主体，装在管形主体内腔的化学热反应装置，装在管形主体一端、能封住管形主体端口的、设有电极、金属网孔管定位装置的充排液阀体；装在管形主体另一端、能封住管形主体端口的，由定压泄能片、切割圈和释能本体组成的释能装置；
所述充排液阀体为台阶式圆柱形阀体，两端为带有内螺纹的凹槽；在阀体中部，与阀体纵轴相垂直方向有通孔，为外电极引出体安装孔，孔内分别从两边各安装一个外电极引出体；在阀体小端凹槽内开有三孔，其中两孔与阀体纵轴平行并与上述外电极引出体安装孔相通，为内电极安装孔，另一孔倾斜，此孔沿阀体内且绕过外电极引出体安装孔后与阀体大端内的斜孔相通，两段斜孔共同组成本实用新型的充排液通道，阀体大端的斜孔内装有充排液压紧密封螺钉，在阀体大端的侧面有一注液孔，所述注液孔与阀体大端的斜孔相通；
所述两根内电极安装在上述充排液阀体的圆柱形阀体小端凹槽内的内电极安装孔内，金属网孔管连接件以螺纹方式连接在圆柱形阀体小端凹槽内，阀体小端外螺纹与管形主体配合；
所述化学热反应装置包括金属网孔管、化学反应料袋以及发火头，化学反应料袋放置在金属网孔管中，金属网孔管焊接在金属网孔管连接件上，发火头位于化学反应料袋中，从发火头引出的两根线与上述两内电极相连；
所述释能装置包括释能本体、装在本体通孔中的密封垫、可调整设定压力的定压泄能片、切割圈；密封垫、定压泄能片、切割圈依次装入管形主体内的凸台上，通过释能本体与管形主体末端螺纹连接而压紧，释能本体内有一深孔，在释能本体深孔周壁有若干个对称或不对称排列的泄能孔；
所述切割圈成圆柱台阶式，内通孔，在内通孔中设置有突出的半圆螺帽；
所述切割圈内通孔设置的突出的半圆螺帽也可以用焊点替代；
所述切割圈内通孔设置的突出的半圆螺帽还可以专门加工成工艺凸点替代；
管形主体内易于汽化的液体为二氧化碳。
有益效果
用本产品可以在煤矿井下几乎所有场合替代传统火工品炸药，具有安全可靠、操作简便且无明火产生。由于爆破原理属于物理变化又称物理爆破，因此是理想的本质安全型爆破。其一、用于煤矿井下替代传统火工品十分安全。其二、该产品利用工业废气替代传统炸药不仅节约了化工原料，而且又较高的环保价值，有利煤矿井下作业环境改善，降低了对井下工人健康的危害。其三、近几年因火工品管理不善造成的事故时有发生，损失巨大。对社会有较大危害，本产品易管理，即使流入社会也不会对社会造成危害，对稳定社会，促进社会和谐发展有很好的促进作用。其四、由于开采技术的限制，煤炭生产中产块率不高。常用的炮采生产，由于炸药高温高压，反应剧烈，瞬间对煤层作功，冲击性大，致使煤层粉碎性破坏，因此产块率低。炭块率一般在10—20％左右，部分特硬煤种可达60％左右，但为数很少；在机械化采煤中，因滚筒割煤技术与效率要求，产炭率更低(不超过10％)。因此当前的煤炭生产无法满足市场对炭块的需求，也造成了资源内在价值的巨大浪费(因为末煤的价值低于块炭的价值)。因此本产品既有安全环保、易管理、节能以及较高的经济价值、又有较高的综合社会效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构简图；
图2是充排液阀体的结构简图；
图3是释能本体的结构简图；
图4是充排液阀体压紧密封螺钉的结构简图；
图5是内电极柱的结构简图；
图6是外电极引出体的结构简图；
图7是外电极绝缘护帽；
图8是切割圈的结构简图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进一步说明。
如图所示：在管形主体1的左端螺纹连接充排液阀体2，右端螺纹连接释能本体3；热反应装置通过固定金属网孔管连接件连接在充排液阀体上，热反应装置内有发火头9，发火头9上连接电极线，热反应装置的主体伸入管形主体1的内腔。
充排液阀的圆柱形阀体小端凹槽内上可固定安装电极引出体5和金属网孔管6。阀体小端外螺纹与管形主体配合，大端的斜孔与阀体小端的小斜孔相互交叉相通，配合密封圈、切割圈(座)和密封件，压紧密封螺钉4等可进行充液，过程如下：将定压泄能片装好压紧，并将化学反应材料袋装入金属网孔管内，接好两电极10，将金属网孔管固定在充排气阀的小端，然后将热反应装置与充排液阀整体送入主管内，加力压紧。此时，完成密封。完成上述步骤后可进行注液工作，步骤如下：松开压紧密封螺钉4，液体经台阶式注液孔12进入，再进入主体内腔，由于压紧密封螺钉末端装有密封件，液体不会外漏；液体充满后，拧紧密封螺钉，此时已将斜孔小口封死，即完成了充液任务，当处理故障需排掉内腔液体时，松开压紧密封螺钉，可将液体排出。
充排压紧液密封螺钉4的上端四方为操作拧紧而设置，中部螺纹与台阶孔内螺纹配合；下端尖头与台阶孔中小孔口配合密封而设，使用时将密封螺钉退出一圈或半圈，即可充液，充满拧紧即可密封，若遇故障需排液时拧松即可。
所述释能本体3外形呈台阶式园柱体，小端可与管形主体1螺纹连接，释能本体3内腔成一深孔，深孔周壁对称排列若干个泄能孔，其中部分泄能孔与主管垂直，部分与主管夹角小于90度，以消除或抵消部分外推力，也可以全部与主管垂直。定压泄能片7直接放入管形主体1内的凸台上，然后装入切割圈8，最后拧上释能本体3。
上述切割圈8可以做成圆柱台阶式，内通孔，也可做成孔径不同的园柱体，实现调整压力和泄放速度来实现多种要求，在内通孔中突出的半圆螺帽14或焊点或专门加工成的工艺凸点，是用于在定压泄能片受压断裂时保持局部连接，实现无金属碰撞火花，从而实现无明火爆破。
内电极引出体5的上部螺纹配合内电极引出帽可实现与热反应材料中的两电极连接，下端螺纹与电极引出腔中的外电极引出体相连接。
外电极引出体11安装在充排液阀体上的外电极引出体孔中，外电极引出体11上的双向喇叭口用来接入引线，使用时把放炮引线从任一喇叭口穿过，然后将引线头折成双股再往回拉使引线头在中间瓶颈处憋紧卡死，实现连接。
所述外电极护盖13位于充排液阀体上外电极引出处，用来保护电极，使电极在使用或搬运过程中不被碰坏，且使外电极较隐蔽，还可以做成防水、防潮等形式，方便使用即可。
使用时，从爆破器的充液孔12注入液态CO2，由于主体两端均已封堵，液体不会流出。当装到设定的量后将爆破器装入打好的钻孔中，用引线将主体的电极接通，用蓄电池或矿用发爆器将主体内的化学材料激活，由于温度升高，爆破器内的液体迅速升温、汽化、当压力达到设定压力时，爆破片断裂，压力通过泄能头上的多孔，多方向向钻孔周围高速喷出，对矿层作功，使之崩塌。与炸药相比，具有低温、缓压的效果，故破坏性大大减小，从而块率大大提高，经试验，产块率一般可平均提高30％左右。可根据实际需要做成不同长度的多种型号，对不同硬度的矿体改变设定压力和泄能速度，可使压力和速度调整控制在恰到好处，以达到高产块率的目的。
本实用新型在爆破时由于压力释放相对缓慢，对煤矿顶板破坏性很小，CO2为阻燃或灭火气体，降低了瓦斯的爆炸性，避免了因传统火工品炸药所引发的重特大瓦斯事故，提高了采矿安全性，化学热反应材料及CO2、无毒副作用，降低了对工人健康的危害。

Claims (8)

1、一种低温气体爆破器，其特征在于：它包括一管形主体；装在管形主体内腔的化学热反应装置和易于汽化的液体二氧化碳；装在管形主体一端的充排液阀；装在管形主体另一端、能封住孔口的释能装置。
2、根据权利要求1所述的低温气体爆破器，其特征在于：所述充排液阀体为台阶式圆柱形阀体，两端为带有内螺纹的凹槽；在阀体中部，与阀体纵轴相垂直方向有外电极引出体安装孔，孔内分别从两边各安装一个外电极引出体；在阀体小端凹槽内开有三孔，其中两孔为内电极安装孔，内电极安装孔与阀体纵轴平行并与外电极引出体安装孔相通，另一孔与阀体大端内的斜孔相通，阀体大端的斜孔内装有充排液压紧密封螺钉，在阀体大端的侧面有一注液孔，注液孔与阀体大端的斜孔相通。
3、根据权利要求1所述的低温气体爆破器，其特征在于：所述化学热反应装置包括金属网孔管、化学反应料袋以及发火头，化学反应料袋放置在金属网孔管中，金属网孔管焊接在金属网孔管连接件上，发火头位于化学反应料袋中，从发火头引出的两根线与内电极相连。
4、根据权利要求1所述的低温气体爆破器，其特征在于：所述释能装置包括释能本体、装在本体通孔中的密封垫、可调整设定压力的定压泄能片、切割圈；密封垫、定压泄能片、切割圈依次装入管形主体内的凸台上，通过释能本体与管形主体末端螺纹连接而压紧，释能本体内有一深孔，在释能本体深孔周壁有若干个对称或不对称排列的泄能孔。
5、根据权利要求4所述的低温气体爆破器，其特征在于：所述切割圈成圆柱台阶式，内通孔，在内通孔中设置有突出的半圆螺帽。
6、根据权利要求4或5所述的低温气体爆破器，其特征在于：所述切割圈内通孔设置的突起为焊点。
7、根据权利要求4或5所述的低温气体爆破器，其特征在于：所述切割圈内通孔设置的突起为工艺凸点。
8、根据权利要求1所述的低温气体爆破器，其特征在于：管形主体内易于汽化的液体为二氧化碳。
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