CN208934694U

CN208934694U - 一种二氧化碳爆破开采器

Info

Publication number: CN208934694U
Application number: CN201821095209.0U
Authority: CN
Inventors: 朱群龙; 王瑞; 吴延梦; 王淼
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2019-06-04
Anticipated expiration: 2028-07-11

Abstract

本实用新型公开了一种二氧化碳爆破开采器，包括泄能头、主管和起爆腔，所述泄能头顶部设有把柄，所述泄能头中间开设有孔洞，所述泄能头下方连接螺纹连接头，所述主管顶端开设有泄能头接口，所述主管顶端外侧设有缓冲垫片，所述缓冲垫片上设有第一压力检测器，所述泄能头接口下方设有泄能通道，所述泄能通道上设有定压泄能片，所述泄能通道旁开设有紧急泄能口，所述泄能通道下方连接储能腔，所述储能腔底部设有起爆器，所述起爆器一端设有活化剂存储管，所述起爆器另一端连接起爆接头，所述起爆接头外侧设有蘑菇头，所述起爆接头底部连接导电装置，所述导电装置底部连接发热管。本实用新型使用中故障少、可靠性高、适用性强。

Description

一种二氧化碳爆破开采器

技术领域

本实用新型涉及爆破装置技术领域，尤其涉及一种二氧化碳爆破开采器。

背景技术

二氧化碳爆破开采器属于矿用物理致裂设备，是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，快速释放高压气体破断岩石或落煤，解决了以往爆破开采和预裂中破坏性大，危险性高及矿体粉碎等缺点，为矿山安全开采和预裂提供可靠保证，广泛适用于煤矿和非煤矿山。致裂器是根据矿山行业标准设计而成，具有结构简单、安全性高、工作可靠、致裂能量可控、可重复使用、操作维护简单等多种优点。二氧化碳在低于31摄氏度(常温)或压力大于7.35MPa(常压)时以液态存在，而超过31℃时开始气化，且随温度的变化压力也不断变化。利用这一特点，在致裂器主管内充装液态二氧化碳，使用起爆器快速加热装置，液态二氧化碳瞬间气化膨胀并产生高压，当压力达到爆破片极限强度(可设定压力)时，定压泄能片破断，高压气体从泄能头释放，作用在煤(岩)体上，从而达到致裂的目的，但是正常的爆破需要大量大前期计算，不能实时采集爆破时的数据。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种二氧化碳爆破开采器，使用中故障少、可靠性高、适用性强。

根据本实用新型实施例的一种二氧化碳爆破开采器，包括泄能头、主管和起爆腔，所述泄能头顶部设有把柄，所述泄能头中间开设有孔洞，所述泄能头下方连接螺纹连接头，所述主管顶端开设有泄能头接口，所述主管顶端外侧设有缓冲垫片，所述缓冲垫片上设有第一压力检测器，所述第一压力检测器用于测设爆破时主管顶部的压力，所述泄能头接口下方设有泄能通道，所述泄能通道上设有定压泄能片，所述泄能通道旁开设有紧急泄能口，所述泄能通道下方连接储能腔，所述储能腔底部设有起爆器，所述起爆器一端设有活化剂存储管，所述起爆器另一端连接起爆接头，所述起爆接头外侧设有蘑菇头，所述起爆接头底部连接导电装置，所述导电装置底部连接发热管。

在本实用新型的一些实施例中，所述起爆腔一端设有连接管，所述起爆腔另一端设有起爆头。

在本实用新型的另一些实施例中，所述起爆腔通过连接管连接主管底部的起爆腔连接口。

在本实用新型的另一些实施例中，所述螺纹连接头环形设置有泄能片，所述泄能头通过螺纹连接头连接主管顶端的泄能头接口。

在本实用新型的另一些实施例中，所述主管底端外侧设有缓冲垫片，所述缓冲垫片上设有第二压力检测器，所述第二压力检测器用于测设爆破时主管底部的压力。

在本实用新型的另一些实施例中，所述泄能通道和泄能腔外填充有隔层套管，所述隔层套管能有效的保护泄能通道和泄能腔。

本实用新型中的有益效果是：使用矿用起爆器激发发热管，发热管在0.1s 内产生800℃以上的高温，将液态二氧化碳瞬间气化，体积膨胀600倍以上产生高压，当压力超过泄能片的剪切强度时，泄能片被剪断，高压气体从泄能头快速释放，作用在周边煤岩体上，从而达到破岩或落煤的目的，一次投入可反复使用，使用中故障少、可靠性高、适用性强，第一压力检测器和第二压力检测器能准确的测量爆破时主管底部和顶部的压力，为以后的大数据处理提供了很大的帮助，通过大数据处理可以大大的提高爆破的效率和爆破的成功率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提出的一种二氧化碳爆破开采器的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种二氧化碳爆破开采器主管的结构示意图。

图中：1-把柄、2-泄能头、3-孔洞、4-螺纹连接头、5-泄能片、6-主管、61- 泄能头接口、62-第一压力检测器、63-缓冲垫片、64-紧急泄能口、65-定压泄能片、66-泄能通道、67-储能腔、68-隔层套管、69-活化剂存储管、610-起爆器、 611-导电装置、612-起爆腔连接口、613-第二压力检测器、614-起爆接头、615- 蘑菇头、7-发热管、8-连接管、9-起爆腔、10-起爆头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-2，一种二氧化碳爆破开采器，包括泄能头2、主管6和起爆腔9，泄能头2顶部设有把柄1，泄能头2中间开设有孔洞3，泄能头2下方连接螺纹连接头4，主管6顶端开设有泄能头接口61，主管6顶端外侧设有缓冲垫片63，缓冲垫片63上设有第一压力检测器62，第一压力检测器62用于测设爆破时主管6顶部的压力，泄能头接口61下方设有泄能通道66，泄能通道66上设有定压泄能片65，泄能通道66旁开设有紧急泄能口64，当泄能通道66得压力大于设定的压力时定压泄能片65关闭泄能通道66，打开紧急泄能口64对泄能通道66进行减压，泄能通道66下方连接储能腔67，储能腔67底部设有起爆器610，起爆器610一端设有活化剂存储管69，起爆器610另一端连接起爆接头614，起爆接头外侧设有蘑菇头615，起爆接头底部连接导电装置611，导电装置611底部连接发热管7；起爆腔9一端设有连接管8，起爆腔9另一端设有起爆头10；起爆腔9通过连接管8连接主管6底部的起爆腔连接口612；螺纹连接头4环形设置有泄能片5，泄能头2通过螺纹连接头4连接主管6顶端的泄能头接口61；主管 6底端外侧设有缓冲垫片63，缓冲垫片63上设有第二压力检测器613，第二压力检测器613用于测设爆破时主管6底部的压力；泄能通道66和泄能腔外填充有隔层套管68，隔层套管68能有效的保护泄能通道66和泄能腔，第一压力检测器62和第二压力检测器613为HM90高频动态压力变送器，能准确的测量爆破时主管6底部和顶部的压力，为以后的大数据处理提供了很大的帮助，通过大数据处理可以大大的提高爆破的效率和爆破的成功率。

工作原理：二氧化碳爆破开采器主要由起爆头10、发热管7、主管6、泄能片5及泄能头25个主要部分组成，发热管7为化学药剂反应发热，化学药剂是专利配方，主要成分为高氯酸钾、草酸铵、水杨酸等多种化学粉末，其特性为在绝氧的环境中被强电流激发才会发生反应，产生高热但不燃烧，但在有氧环境中无论电激发还是火焰加热均不会发生反应，二氧化碳在温度为31℃以下或者压力大于7.2MPa时以液态形式存在，而当温度超过31℃时，无论其压力多大，液态二氧化碳相变为气体。利用二氧化碳的这一物理特点，采用配套的充装设备在爆破开采器的主管6内充装液态二氧化碳，使用矿用起爆器610激发发热管7，发热管7在0.1s内产生800℃以上的高温，将液态二氧化碳瞬间气化，体积膨胀600倍以上产生高压，当压力超过泄能片5的剪切强度(可设定压力)时，泄能片5被剪断，高压气体从泄能头2快速释放，作用在周边煤岩体上，从而达到破岩或落煤的目的，一次投入可反复使用，使用中故障少、可靠性高、适用性强，第一压力检测器62和第二压力检测器613能准确的测量爆破时主管6底部和顶部的压力，为以后的大数据处理提供了很大的帮助，通过大数据处理可以大大的提高爆破的效率和爆破的成功率。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种二氧化碳爆破开采器，其特征在于：包括泄能头、主管和起爆腔，所述泄能头顶部设有把柄，所述泄能头中间开设有孔洞，所述泄能头下方连接螺纹连接头，所述主管顶端开设有泄能头接口，所述主管顶端外侧设有缓冲垫片，所述缓冲垫片上设有第一压力检测器，所述泄能头接口下方设有泄能通道，所述泄能通道上设有定压泄能片，所述泄能通道旁开设有紧急泄能口，所述泄能通道下方连接储能腔，所述储能腔底部设有起爆器，所述起爆器一端设有活化剂存储管，所述起爆器另一端连接起爆接头，所述起爆接头外侧设有蘑菇头，所述起爆接头底部连接导电装置，所述导电装置底部连接发热管，所述主管底端外侧设有缓冲垫片，所述缓冲垫片上设有第二压力检测器，所述泄能通道和泄能腔外填充有隔层套管。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳爆破开采器，其特征在于：所述起爆腔一端设有连接管，所述起爆腔另一端设有起爆头。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳爆破开采器，其特征在于：所述起爆腔通过连接管连接主管底部的起爆腔连接口。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳爆破开采器，其特征在于：所述螺纹连接头环形设置有泄能片，所述泄能头通过螺纹连接头连接主管顶端的泄能头接口。