專利名稱:環(huán)向線性聚能切割器的制作方法
環(huán)向線性聚能切割器
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程爆破技術(shù)領(lǐng)域：
。 背景技術(shù)：
我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量豐富，分布區(qū)域廣，地質(zhì)條件相對(duì)較復(fù)雜，瓦斯含量較高的煤田較多。煤礦在采掘的過(guò)程中，在很短的時(shí)間(數(shù)分鐘)內(nèi)，從煤壁內(nèi)部向采掘工作面突然噴出大量煤和瓦斯的現(xiàn)象稱為煤與瓦斯突出。它是猛烈的礦井瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，能噴出大量的瓦斯和煤巖，能摧毀井巷設(shè)施、造成人員窒息、破壞礦井通風(fēng)系統(tǒng)，甚至可能引起瓦斯爆炸與火災(zāi)事故等重大煤礦安全事故。隨著煤礦開(kāi)采向深部延伸，煤層中的瓦斯含量在增加，而煤層的透氣性在降低，抽采過(guò)程中煤層瓦斯流動(dòng)不通暢，造成煤體瓦斯難以泄漏，使煤體可能保持著較高的瓦斯壓力。如果一旦突然暴露，很可能就會(huì)發(fā)生突出。因此，在對(duì)低透氣性高瓦斯含量的煤層進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，需要防止在采掘工作面推進(jìn)過(guò)程中發(fā)生瓦斯突出，這就要求改變工作面前方煤體應(yīng)力分布，保持足夠長(zhǎng)的卸壓帶，同時(shí)盡可能提高煤體的透氣性，使煤層瓦斯得以充分預(yù)排。
人們通過(guò)無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)和研究，采取了各種防突措施。主要措施有水力沖孔、高壓水力割縫、煤體水爆破、超前大直徑排放鉆孔、金屬骨架、遠(yuǎn)距離震動(dòng)爆破(誘導(dǎo)突出)，抽放瓦斯、前探支架、深孔松動(dòng)爆破等措施。
深孔預(yù)裂控制松動(dòng)爆破能有效降低或消除煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性。在含瓦斯煤體中進(jìn)行深孔預(yù)裂控制松動(dòng)爆破的目的是為了增加煤體的裂隙長(zhǎng)度和范圍，以提高爆破煤體的透氣性。因此，它不僅要求在相鄰孔間連線方向形成貫通裂縫，而且要求在其它方向盡可能多的產(chǎn)生裂隙，使煤體內(nèi)形成以炮孔為中心相互連通的裂隙網(wǎng)。
深孔預(yù)裂控制松動(dòng)爆破已經(jīng)在煤礦開(kāi)采中得到了廣泛應(yīng)用。例如ZL200920173412.X中給出了一種適用于煤礦井下深孔松動(dòng)爆破的煤礦瓦斯抽采爆破藥柱，它是由內(nèi)裝煤礦許用炸藥、導(dǎo)爆索的管體和連接堵頭構(gòu)成，它克服了現(xiàn)有煤礦許用炸藥在深孔爆破中裝藥不方便，傳爆不可靠的缺點(diǎn)，具有起爆和傳爆性能可靠，操作方便等特點(diǎn)，但是該藥柱裝藥量大，不能充分利用炸藥的爆炸能量。
ZL201010182436.9中給出了一種連續(xù)多向聚能射孔彈，它使用錐形藥型罩，爆炸后產(chǎn)生射流，能夠方便地實(shí)現(xiàn)連續(xù)多向聚能射孔，具有大孔徑、高穿深的優(yōu)點(diǎn)。但是由于只能在煤層中形成孔洞，并不有利于采掘作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有中深孔預(yù)裂爆破技術(shù)中的不足，提供一種由環(huán)向線性聚能裝藥結(jié)構(gòu)構(gòu)成的孔內(nèi)環(huán)向線性聚能切割器。它使用方便，裝藥量小，爆炸能量大，能夠人為控制爆炸裂縫，得到預(yù)期的爆破效果。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的環(huán)向線性聚能切割器，包括約束外殼、炸藥、藥型罩以及引爆裝置，其特征在于，所述約束外殼為圓柱形管，在圓柱形管約束外殼內(nèi)設(shè)有多個(gè)半圓形管狀的線性藥型罩；每個(gè)半圓形管的缺口均朝向圓柱形管約束外殼的內(nèi)壁面，其缺口端面與圓柱形管約束外殼的內(nèi)壁面接觸，相鄰的兩半圓形管外壁彼此相切，每個(gè)半圓形管的長(zhǎng)度與圓柱形管約束外殼相同，且軸線相互平行；在藥型罩所圍成的中部空間內(nèi)裝填有炸藥，并設(shè)有安裝引爆裝置的導(dǎo)爆索，該導(dǎo)爆索的軸線與約束外殼的軸線相重合；所述約束外殼和藥型罩由金屬材料或塑料材料制成；所述裝填的炸藥為工業(yè)常用炸藥。
在實(shí)際應(yīng)用中，所述半圓形管狀的線性藥型罩也可以由圓形管狀線性藥型罩代替，其圓管的外圓柱面與圓柱形管約束外殼的內(nèi)壁面接觸，相鄰的圓管彼此相切，每個(gè)圓形管的長(zhǎng)度與圓柱形管約束外殼相同，且軸線相互平行。
在實(shí)際在制作環(huán)向線性聚能切割器時(shí)，先根據(jù)使用場(chǎng)合的需要確定所需約束外殼直徑、長(zhǎng)度以及藥型罩?jǐn)?shù)量，然后根據(jù)藥型罩?jǐn)?shù)量確定藥型罩直徑，最后再確定裝藥量。在通常情形下，使用的藥型罩?jǐn)?shù)量大于等于3個(gè)，其壁厚在0. 6-2mm之間。在裝填炸藥之前應(yīng)先固定每個(gè)藥型罩的位置，保證在裝填過(guò)程中藥型罩不能運(yùn)動(dòng)以保證裝填炸藥的均勻性。
本發(fā)明的環(huán)向線性聚能切割器充分合理的利用了炸藥能量，它可以滿足不同工程·的需要，例如煤體或巖石的采掘作業(yè)。其工作原理是當(dāng)采用金屬半圓管或金屬圓管作為藥型罩時(shí)，炸藥爆炸作用于藥型罩，使其形成彈丸并對(duì)環(huán)向四周介質(zhì)進(jìn)行切割并且形成多條具有一定深度和寬度的線性孔洞。這是因?yàn)楫?dāng)炸藥中心起爆后，爆轟波向四周傳播，作用到聚能藥型罩上，藥型罩被迅速壓垮并向?qū)ΨQ面運(yùn)動(dòng)，在對(duì)稱面上形成一股高速運(yùn)動(dòng)的刀片狀彈丸，整個(gè)聚能切割器就會(huì)同時(shí)形成多個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的刀片狀彈丸。環(huán)向線性聚能切割器對(duì)煤體或巖石的作用就是利用所產(chǎn)生的多條環(huán)向高速、能量密度的刀片狀金屬?gòu)椡韪咚僮矒裘后w或巖石，在煤體或巖石內(nèi)形成以炮孔為中心的多條裂紋，減少了由于炸藥爆炸而在煤體或巖石中形成的粉碎區(qū)，從而使爆破效果達(dá)到更優(yōu)。當(dāng)采用塑料半圓管或塑料圓管作為藥型罩時(shí)，炸藥在起爆后，迅速將塑料圓管熔化，并將爆轟氣體向?qū)ΨQ面匯聚，產(chǎn)生高速高溫氣流，整個(gè)聚能切割器將會(huì)同時(shí)產(chǎn)生多條高速爆炸氣楔撞擊炮孔周圍的煤體或巖石，在煤體或巖石形成多條裂紋，從而達(dá)到預(yù)期的爆破效果。
本發(fā)明的聚能切割器使用炸藥量少，炸藥利用率高，炸藥在產(chǎn)生爆轟作用時(shí)，可以對(duì)周向相切的半圓管狀藥型罩進(jìn)行作用，使其爆轟能量得到充分利用。并且約束外殼不僅能夠固定內(nèi)部裝藥，而且可以起到封閉作用，以防止腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入藥型罩內(nèi)壁對(duì)其產(chǎn)生破壞從而降低聚能作用。
本發(fā)明的環(huán)向線性聚能切割器，可以被用于煤體或巖石的采掘作業(yè)中，在煤體或巖石形成多條裂紋。特別適用于煤層的中深孔預(yù)裂爆破，能有效降低或消除煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性，防止或減少瓦斯爆炸與火災(zāi)事故等重大煤礦安全事故的產(chǎn)生。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖I是本發(fā)明的具有八方向的半圓形環(huán)向線性聚能切割器的實(shí)施例示意圖。
圖2是圖I的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的具有十方向的半圓形環(huán)向線性聚能切割器的實(shí)施例示意圖。
圖4是圖3俯視圖。
圖5是本發(fā)明的具有八方向的圓形環(huán)向線性聚能切割器的實(shí)施例示意圖。[0021]圖6是圖5的俯視圖。
圖7是本發(fā)明的具有十二方向的圓形環(huán)向線性聚能切割器的實(shí)施例示意圖。
圖8是圖7的俯視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I八向半圓形環(huán)向線性聚能切割器
參見(jiàn)圖I和圖2，約束外殼I是040mm、壁厚1mm、長(zhǎng)75mm的塑料圓柱形管，殼內(nèi)周邊上依次放入8根與約束外殼等長(zhǎng)的紫銅半圓管2，每根紫銅半圓管的直徑為O 16mm，管壁厚為1mm。8根紫銅半圓管的中間是硝銨炸藥3，其裝藥密度在1.6g/cm3-1.7g/cm3范圍內(nèi)。導(dǎo)爆管4安裝在硝銨炸藥中間，該導(dǎo)爆索的軸線與約束外殼的軸線相重合。
對(duì)本實(shí)施例的八向半圓管線性聚能切割器進(jìn)行切割45#鋼錠試驗(yàn)在45#鋼錠上加工直徑為60mm的深孔，將上述該聚能切割器置于該孔中間并起爆，結(jié)果是在45#鋼錠的孔壁上上均勻地形成深度為15mm,直徑為9mm的8個(gè)線性孔洞。
實(shí)施例2十向半圓形環(huán)向線性聚能切割器
參見(jiàn)圖3和圖4，約束外殼I是O50mm，厚1mm，長(zhǎng)75mm的塑料圓柱形管，殼內(nèi)周邊上依次放入10根O 16mm,厚0. 6mm,且與約束外殼等長(zhǎng)的塑料圓管。以銨油炸藥3作為主裝藥。導(dǎo)爆管4安裝在銨油炸藥中間，該導(dǎo)爆管的軸線與約束外殼的軸線相重合，可用導(dǎo)爆索直接起爆。
對(duì)本實(shí)施例的十向半圓管線性聚能切割器進(jìn)行切割45#鋼錠試驗(yàn)在45#鋼錠上加工直徑為60mm的深孔，將上述該聚能切割器置于該孔中間并起爆，結(jié)果是在45#鋼錠的孔壁上均勻地形成深度為13mm，直徑為7mm的10個(gè)線性孔洞。
實(shí)施例3八向圓形環(huán)向線性聚能切割器
參見(jiàn)圖5和圖6，約束外殼I是060mm，厚0. 7mm，長(zhǎng)70mm的塑料圓柱形管，殼內(nèi)周邊上依次放入8根O 16mm，厚1mm，且與約束外殼等長(zhǎng)的紫銅圓管2。以乳化炸藥3作為主裝藥。導(dǎo)爆管4安裝在乳化炸藥中間，該導(dǎo)爆管的軸線與約束外殼的軸線相重合，可用導(dǎo)爆索4直接起爆。
對(duì)本實(shí)施例的八向圓形環(huán)向線性聚能切割器進(jìn)行切割45#鋼錠試驗(yàn)在45#鋼錠上加工直徑為70mm的深孔，將上述該聚能切割器置于該孔中間并起爆，結(jié)果是在45#鋼錠的孔壁上均勻地形成深度為23mm，直徑為12mm的8個(gè)線性孔洞。
實(shí)施例4十二向圓形環(huán)向線性聚能切割器
按圖7和圖8制造環(huán)向線性聚能切割器,在①50mm,厚I. 5mm,長(zhǎng)80mm的塑料殼I內(nèi)周邊上依次放入12根O 10mm，厚I. 5mm,且與約束外殼等長(zhǎng)的塑料圓管2。以乳化炸藥3作為主裝藥。導(dǎo)爆管4安裝在乳化炸藥中間，該導(dǎo)爆管的軸線與約束外殼的軸線相重合，可用導(dǎo)爆索4直接起爆。
對(duì)本實(shí)施例的十二向圓形環(huán)向線性聚能切割器進(jìn)行切割45#鋼錠試驗(yàn)在45#鋼錠上加工直徑為60mm的深孔，將上述該聚能切割器置于該孔中間并起爆，結(jié)果是在45#鋼錠的孔壁上均勻地形成深度為16mm，直徑為7mm的12個(gè)線性孔洞。
以上實(shí)施例說(shuō)明，本發(fā)明的環(huán)向線性聚能切割器能夠正常起爆，并達(dá)到預(yù)期的爆破效果。實(shí)施例中所用各種工業(yè)用炸藥(硝銨炸藥、銨油炸藥、乳化炸藥)均由市場(chǎng)直接購(gòu) 得。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)向線性聚能切割器，包括約束外殼、炸藥、藥型罩以及引爆裝置，其特征在于，所述約束外殼為圓柱形管，在圓柱形管約束外殼內(nèi)設(shè)有多個(gè)半圓形管狀的線性藥型罩；每個(gè)半圓形管的缺口均朝向圓柱形管約束外殼的內(nèi)壁面，其缺口端面與圓柱形管約束外殼的內(nèi)壁面接觸，相鄰的兩半圓形管外壁彼此相切，每個(gè)半圓形管的長(zhǎng)度與圓柱形管約束外殼相同，且軸線相互平行；在藥型罩所圍成的中部空間內(nèi)裝填有炸藥，并設(shè)有安裝引爆裝置的導(dǎo)爆索，該導(dǎo)爆索的軸線與約束外殼的軸線相重合；所述約束外殼和藥型罩由金屬材料或塑料材料制成；所述裝填的炸藥為工業(yè)常用炸藥。
2.如權(quán)利要求
I的環(huán)向線性聚能切割器，其特征在于，所述半圓形管狀的線性藥型罩由圓形管狀線性藥型罩代替，其圓管的外圓柱面與圓柱形管約束外殼的內(nèi)壁面接觸，相鄰的圓管彼此相切，每個(gè)圓形管的長(zhǎng)度與圓柱形管約束外殼相同，且軸線相互平行。
3.如權(quán)利要求
I的環(huán)向線性聚能切割器，其特征在于，所述使用的藥型罩?jǐn)?shù)量大于等于3個(gè)，其壁厚在0. 6-2mm之間。
專利摘要
本發(fā)明屬于工程爆破技術(shù)領(lǐng)域：
。環(huán)向線性聚能切割器包括約束外殼、炸藥、藥型罩以及引爆裝置，約束外殼為圓柱形管，在外殼內(nèi)設(shè)有多個(gè)半圓形管狀的線性藥型罩；管的缺口均朝向外殼的內(nèi)壁面并接觸，相鄰的兩半圓形管外壁彼此相切，長(zhǎng)度與約束外殼相同，軸線相互平行；藥型罩圍成的中部空間內(nèi)裝填有炸藥，并設(shè)有導(dǎo)爆索，其軸線與約束外殼的軸線相重合；約束外殼和藥型罩由金屬材料或塑料材料制成；所述炸藥為工業(yè)常用炸藥。本發(fā)明合理利用了炸藥能量，能夠用于煤體或巖石的采掘作業(yè)中，在煤體或巖石形成多條裂紋。特別適用于煤層的中深孔預(yù)裂爆破，能有效降低或消除煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性，防止或減少瓦斯爆炸與火災(zāi)事故等重大煤礦安全事故的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)F42D1/00GKCN102735121SQ201210230068
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月5日
發(fā)明者徐穎, 李磊, 沈兆武, 胡曉艷, 顏事龍, 馬宏昊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan