本發(fā)明涉及礦山爆破技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種爆破孔作為干冰容器的致裂裝置。

背景技術(shù)：

參閱圖1所示，現(xiàn)有的二氧化碳爆破/爆裂系統(tǒng)是由二氧化碳致裂器201(內(nèi)部裝有安全發(fā)熱管)、二氧化碳充氣工作站202、液態(tài)二氧化碳203、組成。具體來講，就是在工地現(xiàn)場用二氧化碳充氣工作站將液態(tài)二氧化碳壓縮充入二氧化碳致裂器中，然后將二氧化碳致裂器201裝入鉆孔中，并采用起爆器204進(jìn)行起爆。

在工地起爆時，起爆器點燃二氧化碳致裂器中的發(fā)熱管，發(fā)熱管發(fā)熱，提供熱量將壓力高達(dá)10-15Mpa的液態(tài)二氧化碳快速加熱變?yōu)闅鈶B(tài)二氧化碳，二氧化碳體積膨脹400-600倍以上，從而產(chǎn)生沖擊力而致裂巖石。

其存在以下問題：

1、在施工過程中，需要將帶20公斤壓力的液態(tài)二氧化碳長途運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，需審批且不安全、繁瑣。

2、二氧化碳充氣工作站操作程序復(fù)雜，且成本高達(dá)數(shù)十萬元，使用門檻高。

3、在二氧化碳灌裝及施工過程中，二氧化碳致裂器中的液態(tài)二氧化碳壓力達(dá)100公斤以上，對產(chǎn)品質(zhì)量要求高，存在較大的安全隱患，且影響效率增加成本。

4、重復(fù)使用二氧化碳致裂器重量近70公斤，一次性使用二氧化碳致裂器重量也達(dá)10公斤以上，與傳統(tǒng)的火工爆破產(chǎn)品相比，重量太重，勞動強(qiáng)度極大，效率極低，進(jìn)而造成成本太高，難以廣泛運用。

因而，迫切需要研發(fā)一種全新的能克服以上缺陷的且能與傳統(tǒng)的火工爆破產(chǎn)品競爭的爆破/爆裂系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種爆破孔作為干冰容器的致裂方法，不需要使用高壓液態(tài)二氧化碳，不需要使用二氧化碳充氣工作站，常壓下即可使用，直接利用干冰和發(fā)熱管安裝到爆破孔中即可實現(xiàn)爆破。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種爆破孔作為干冰容器的致裂裝置。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種爆破孔作為干冰容器的致裂方法，包括以下步驟：

S1、在需要爆破的基層中鉆鑿爆破孔；

S2、向爆破孔中安裝發(fā)熱裝置，并將引爆線路引出爆破孔；

S3、常壓下，將干冰加注至爆破孔中；

S4、封閉爆破孔；

S5、引爆線路連接爆破孔外部的起爆裝置，確認(rèn)安全后，啟動起爆裝置，對爆破孔進(jìn)行爆破。

進(jìn)一步地，S4中先填充封孔材料密封，所述封孔材料由粘性土與石子骨料拌合而成，再通過干冰致裂封孔器封堵爆破孔。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種爆破孔作為干冰容器的致裂裝置，包括開設(shè)在基層上的爆破孔，所述爆破孔中填充有干冰，所述爆破孔中穿設(shè)有與干冰接觸的發(fā)熱裝置，所述爆破孔的孔口處安裝有干冰致裂封孔器，所述發(fā)熱裝置還通過引爆線路與爆破孔外部的起爆裝置連接。

進(jìn)一步地，所述干冰致裂封孔器包螺母、螺桿和第一膨脹管，所述螺桿穿過所述第一膨脹管，且所述螺桿一端螺接有螺母，且所述螺母支撐在所述第一膨脹管一端的端面上，所述第一膨脹管的另一端軸向開設(shè)有多個第一切口，所述螺桿的另一端為圓錐體，圓錐體的最大直經(jīng)大于第一膨脹管的內(nèi)經(jīng)，圓錐體的最大直徑加上第一膨脹管的壁厚大于或等于爆破孔的直徑。

進(jìn)一步地，所述圓錐體與第一膨脹管之間還套裝有第二膨脹管，所述第二膨脹管的一端為圓錐形，且穿設(shè)在第一膨脹管的另一端，所述第二膨脹管的另一端開設(shè)有多個第二切口。

進(jìn)一步地，干冰致裂封孔器和爆破孔中干冰之間的空腔中還填充有封孔材料，所述封孔材料由粘性土與石子骨料拌合而成。

進(jìn)一步地，所述發(fā)熱裝置為發(fā)熱管，所述發(fā)熱管的長度小于等于干冰的填充長度，大于干冰的填充長度的四分之三，且所述干冰填充在發(fā)熱管與爆破孔之間的孔隙中。

進(jìn)一步地，所述起爆裝置為電起爆裝置或電力電源。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：干冰通過配送系統(tǒng)配送到工地現(xiàn)場，用專用工具將干冰裝入已裝了安全發(fā)熱管的爆破孔中，填入封孔材料，再通過干冰致裂封孔器封堵爆破孔，并采用起爆裝置進(jìn)行起爆。起爆時，起爆裝置點燃發(fā)熱管，發(fā)熱管瞬間發(fā)熱，提供熱量，干冰快速 加熱，干冰瞬間升華為氣態(tài)二氧化碳，膨脹800--1000倍以上，從而產(chǎn)生數(shù)百兆帕的沖擊力和膨脹力，將巖石、煤、礦等致裂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：使二氧化碳致裂技術(shù)得到革命性的變革，徹底解決了以下問題：

1、不再需要二氧化碳灌裝成套設(shè)備，解決了二氧化碳致裂技術(shù)推廣的投資門檻問題。

2、因干冰不帶壓，可以在常壓下使用，徹底擺脫了數(shù)十公斤以上的高壓液體二氧化碳帶來的施工技術(shù)門檻和安全風(fēng)險，使二氧化碳致裂施工變得像土建施工一樣安全。

3、不在需要專用的致裂器。

3、極大地解放了生產(chǎn)力，提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是傳統(tǒng)的二氧化碳爆破系統(tǒng)的工作原理圖；

圖2是本發(fā)明的爆破孔作為干冰容器的至裂方法的方法原理圖；

圖3是本發(fā)明的爆破孔作為干冰容器的至裂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中干冰致裂封孔器的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖5是本發(fā)明中干冰致裂封孔器的結(jié)構(gòu)示意圖二；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖2所示，本發(fā)明提供一種爆破孔作為干冰容器的致裂方法，包括以下步驟：

S1、在需要爆破的基層中鉆鑿爆破孔；

S2、向爆破孔中安裝發(fā)熱裝置，并將引爆線路引出爆破孔；

S3、常壓下，將干冰加注至爆破孔中；

S4、封閉爆破孔；

S5、引爆線路連接爆破孔外部的起爆裝置，確認(rèn)安全后，啟動起爆裝置，對爆破孔進(jìn)行爆破。

首先通過使用干冰作為爆破原料，不再需要制作承壓的致裂器，節(jié)省了致裂裝置的成本；不再需要二氧化碳灌裝成套設(shè)備，解決了二氧化碳致裂技術(shù)推廣的投資門檻問題。因干冰不帶壓，可以在常壓下使用，徹底擺脫了數(shù)十公斤以上的高壓液體二氧化碳帶來的施工技術(shù)門檻和安全風(fēng)險，使二氧化碳致裂施工變得像土建施工一樣安全。

優(yōu)選的，所述步驟S4中通過干冰致裂封孔器5封堵爆破孔2，然后填充封孔材料密封，所述封孔材料由粘性土與石子骨料拌合而成。干冰至裂封孔器5可以封堵爆破孔2的端口，使得干冰的爆破能量在沖擊基層中消耗。該基層可以是煤礦、巖石礦、金屬礦等。

參閱圖3所示，本發(fā)明還提供的一種爆破孔作為干冰容器的致裂裝置，包括開設(shè)在基層1上的爆破孔2，爆破孔2中填充有干冰3，爆破孔2中穿設(shè)有與干冰3接觸的發(fā)熱裝置4，爆破孔2的孔口處安裝有干冰致裂封孔器5，發(fā)熱裝置4還通過引爆線路6與爆破孔外部的起爆裝置7連接。

在使用時，干冰3通過配送系統(tǒng)配送到工地現(xiàn)場，用專用工具將干冰3裝入已裝有發(fā)熱裝置的爆破孔2中，并采用起爆裝置7進(jìn)行起爆。起爆時，起爆裝置7點燃爆破孔2中的發(fā)熱裝置4，發(fā)熱裝置4瞬間發(fā)熱，提供熱量，干冰3快速加熱，干冰3瞬間升華為氣態(tài)二氧化碳，膨脹800--1000倍以上，從而產(chǎn)生數(shù)百兆帕的沖擊力和膨脹力，將巖石、煤、礦等致裂。通過該裝置，無需使用高壓的二氧化碳，完全省去了致裂器，可以將干冰3常壓下置入爆破孔2中，大大降低了設(shè)備成本和使用成本。

在本實施例中，所述發(fā)熱裝置4為發(fā)熱管，發(fā)熱管的長度小于等于干冰3的填充長度，大于干冰3的填充長度的四分之三。優(yōu)選的發(fā)熱管的長度與干冰3填充長度相同，且干冰3填充在發(fā)熱管與爆破孔2之間的孔隙中，所以大大提高了發(fā)熱管與干冰3的接觸面積，干冰3在升華時沖擊力大，瞬間爆發(fā)力強(qiáng)，有利于提高爆破效率。起爆裝置為電起爆裝置或電力電源7，引爆線路3是起爆電線，電起爆裝置或電力電源的優(yōu)點是響應(yīng)速度快，發(fā)熱量大。

參見圖4所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，干冰致裂封孔器5包螺母51、螺桿52和第一膨脹管53，所述螺桿52穿過所述第一膨脹管53，且所述螺桿52一端螺接有螺母51，且所述螺母51支撐在所述第一膨脹管53一端的端面上，所述第一膨脹管53的另一端軸向開設(shè)有多個第一切口54，所述螺桿51的另一端為圓錐體55，圓錐體55的最大直經(jīng)大于第一膨脹管53的內(nèi)經(jīng)，圓錐體55的最大直徑加上第一膨脹管53的壁厚大于或等于爆破孔2的直徑。在擰緊螺母51時，螺桿52相對第一膨脹管53軸向移動，圓錐體55擠壓第一膨脹管53，第一膨脹管53上的卡爪張開，卡抓在爆破孔2側(cè)壁上。參閱圖5所示，為了進(jìn)一步提高干冰致裂封孔器5卡爪爆破孔2側(cè)壁的摩擦力，所述圓錐體55與 第一膨脹管53之間還套裝有第二膨脹管56，所述第二膨脹管56的一端為圓錐形，且穿設(shè)在第一膨脹管53的另一端，所述第二膨脹管56的另一端開設(shè)有多個第二切口57。在擰緊螺母51時，第一膨脹管53和第二膨脹管56上的卡爪均能張開，卡抓在爆破孔2側(cè)壁上。

最優(yōu)的，干冰致裂器5與爆破孔2之間的還填充有封孔材料58，封孔材料58由粘性土與石子骨料拌合而成，該封孔材料58也可以用膠填充。也或者可以使用封孔材料58直接密封爆破孔2的孔口等方式也不影響本發(fā)明的實施。干冰致裂封孔器中膨脹管的數(shù)量和封孔深度根據(jù)需要而定，封孔材料需分層搗實。在使用時，在先將干冰致裂器放入爆破孔2中，填入粘性材料和石粉的混合物并分層搗實，離孔口1-2米時，將干冰致裂封孔器放入爆破孔中，保持螺母51在爆破孔外，再旋緊螺母51，將螺桿52的向上提將第一膨脹管53底部的爪子撐開，卡爪支撐在爆破孔2的孔壁上，干冰致裂封孔器5實現(xiàn)對爆破孔2的封孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點。

1、不再需要二氧化碳灌裝成套設(shè)備，解決了二氧化碳致裂技術(shù)推廣的投資門檻問題。

2、因干冰不帶壓，可以在常壓下使用，徹底擺脫了數(shù)十公斤以上的高壓液體二氧化碳帶來的施工技術(shù)門檻和安全風(fēng)險，使二氧化碳致裂施工變得像土建施工一樣安全。

3、極大地解放了生產(chǎn)力，提高了生產(chǎn)效率。

4、不再需要專用的致裂器。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是專利所有者可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)做出各種變形或修改，只要不超過本發(fā)明的權(quán)利要求所描述的保護(hù)范圍，都應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。