權(quán)利要求

1.巖體定向致裂器，其特征在于，包括：主管、發(fā)熱棒、充裝頭以及轉(zhuǎn)接頭；所述充裝頭連接在主管的第一端，所述轉(zhuǎn)接頭連接在主管的第二端，在所述轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有第一接線柱；

在所述充裝頭上設(shè)置用于向主管內(nèi)部充裝二氧化碳的充裝通道，在所述充裝通道中設(shè)有開啟和關(guān)閉充裝通道的針閥；

所述發(fā)熱棒包括底座及設(shè)置于所述底座上的紙管，所述紙管設(shè)于所述主管腔體內(nèi)，所述充裝頭上、與所述充裝通道并行還設(shè)有安裝孔，所述發(fā)熱棒的底座旋合在所述充裝頭的安裝孔中，且所述底座尾部壓靠于所述充裝頭端面上，所述底座上預(yù)留有孔道，在所述孔道中設(shè)有第二接線柱，所述第二接線柱延伸于所述紙管內(nèi)，所述紙管遠(yuǎn)離所述底座的一端設(shè)有穿線孔，在所述第二接線柱、位于紙管內(nèi)的一端上設(shè)有用于引燃的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線軸向布設(shè)于所述紙管內(nèi)，并從所述穿線孔中引出連接于所述轉(zhuǎn)接頭的第二接線柱上；

所述主管側(cè)壁軸向還設(shè)有切槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器，其特征在于，所述發(fā)熱棒的底座尾部與所述充裝頭端面接觸處設(shè)有密封墊圈。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的致裂器，其特征在于，所述充裝頭包括端蓋，所述端蓋第一表面上具有凸臺(tái)，所述充裝通道與所述安裝孔軸向并行設(shè)置，所述充裝通道為階梯孔結(jié)構(gòu)，包括第一階孔及第二階孔，所述第一階孔與第二階孔同軸設(shè)置，所述第一階孔貫穿所述端蓋第一表面及第二表面設(shè)置，所述第二表面與所述第一表面背對(duì)；

所述第二階孔軸向貫穿所述凸臺(tái)與所述第一階孔相連，所述第二階孔的孔徑大于所述第一階孔的孔徑，在所述第二階孔的側(cè)壁設(shè)有貫通凸臺(tái)側(cè)面的注入口，位于所述第二階孔的孔口到所述注入口之間的第二階孔內(nèi)壁上具有第一螺紋；

所述安裝孔貫穿所述凸臺(tái)及端蓋設(shè)置，位于所述安裝孔的孔口到端蓋第一表面之間的安裝孔內(nèi)壁上具有第二螺紋。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的致裂器，其特征在于，所述充裝頭通過所述端蓋的第二表面焊接于所述主管的第一端，所述轉(zhuǎn)接頭焊接于主管的第二端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的致裂器，其特征在于，所述底座包括端板、第一凸臺(tái)及第二凸臺(tái)，所述端板為倒圓頭矩形，在所述端板的第一表面上疊設(shè)有所述第一凸臺(tái)，在所述第一凸臺(tái)的上表面疊設(shè)有所述第二凸臺(tái)，且所述端板、第一凸臺(tái)及第二凸臺(tái)同軸設(shè)置；

所述第一凸臺(tái)與第二凸臺(tái)為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述第二凸臺(tái)的外圓周面上具有第三螺紋，所述端板的中心到邊緣的距離大于所述第一凸臺(tái)的底面半徑，所述第一凸臺(tái)的底面半徑大于所述第二凸臺(tái)的底面半徑；

所述孔道貫穿所述底座設(shè)置，包括第一階孔道及第二階孔道，所述第一階孔道自所述第二凸臺(tái)上表面延伸至第二凸臺(tái)中，所述第二階孔道與所述第一階孔道末端相連，且貫穿至所述端板第二表面，所述第一階孔道與第二階孔道同軸設(shè)置，所述第二階孔道孔徑大于第一階孔道孔徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致裂器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)接頭為具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的底部具有接線柱安裝部。

7.巖體定向爆破方法，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1至6任一所述的巖體定向致裂器實(shí)施，所述主管內(nèi)充裝有二氧化碳液體；

所述方法包括步驟：

將所述巖體定向致裂器插入所述鉆孔預(yù)定深處；

將所述第二接線柱連接電激發(fā)點(diǎn)火裝置，點(diǎn)火激發(fā)啟動(dòng)致裂器；

發(fā)熱棒紙管內(nèi)的導(dǎo)線引燃，釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化，管內(nèi)壓力隨之升高；

當(dāng)壓力升高達(dá)到主管側(cè)壁切槽處的強(qiáng)度極限時(shí)，切槽處預(yù)先破壞；

利用所述切槽使帶壓二氧化碳?xì)怏w沿著切槽向外釋放，形成線性的切割氣流切割周圍巖體，以實(shí)現(xiàn)巖體的定向預(yù)裂爆破。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括：所述方法還包括：在將所述巖體定向致裂器插入所述鉆孔預(yù)定深處之前，開啟充裝通道上的針閥，打開充裝通道，通過所述充裝通道向主管內(nèi)充裝二氧化碳液體，使其充滿紙管與主管形成的空腔內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述紙管內(nèi)還充裝有發(fā)熱劑，在所述導(dǎo)線上連接有電點(diǎn)火頭；

所述發(fā)熱棒紙管內(nèi)的導(dǎo)線引燃，釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化，管內(nèi)壓力隨之升高包括：發(fā)熱棒紙管內(nèi)的電點(diǎn)火頭引燃發(fā)熱劑，利用燃燒的發(fā)熱劑增加熱量的釋放，以加速主管內(nèi)的氣壓升高。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山工程爆破領(lǐng)域，尤其涉及一種巖體定向致裂器及巖體定向爆破方法。

背景技術(shù)

致裂器是一種用于破碎巖石或落煤的爆破裝置，其原理是利用液態(tài)二氧化碳?xì)饣蛎?，快速釋放高壓氣體，體積可膨脹600倍以上，進(jìn)而達(dá)到爆破的效果，由于其具有較高的安全性，在巖體爆破中得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著傳統(tǒng)致裂器應(yīng)用范圍的的拓寬，逐漸應(yīng)用于煤礦井下頂板的預(yù)裂爆破、但是，發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的過程中發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)的致裂器是點(diǎn)爆破的方式，即能量為點(diǎn)釋放，爆破的影響范圍有限，大部分工況下不能按照預(yù)先設(shè)定的方向?qū)崿F(xiàn)工程巖體的定向斷裂，有時(shí)還會(huì)造成爆破點(diǎn)附近區(qū)域巖體破碎，其他區(qū)域巖體沒有斷裂的情況，影響爆破效果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種巖體定向致裂器及巖體定向爆破方法，便于實(shí)現(xiàn)巖體的定向爆破，從而改善爆破效果。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種巖體定向致裂器，包括：主管、發(fā)熱棒、充裝頭以及轉(zhuǎn)接頭；所述充裝頭連接在主管的第一端，所述轉(zhuǎn)接頭連接在主管的第二端，在所述轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有第一接線柱；

在所述充裝頭上設(shè)置用于向主管內(nèi)部充裝二氧化碳的充裝通道，在所述充裝通道中設(shè)有開啟和關(guān)閉充裝通道的針閥；

所述發(fā)熱棒包括底座及設(shè)置于所述底座上的紙管，所述紙管設(shè)于所述主管腔體內(nèi)，所述充裝頭上、與所述充裝通道并行還設(shè)有安裝孔，所述發(fā)熱棒的底座旋合在所述充裝頭的安裝孔中，且所述底座尾部壓靠于所述充裝頭端面上，所述底座上預(yù)留有孔道，在所述孔道中設(shè)有第二接線柱，所述第二接線柱延伸于所述紙管內(nèi)，所述紙管遠(yuǎn)離所述底座的一端設(shè)有穿線孔，在所述第二接線柱、位于紙管內(nèi)的一端上設(shè)有導(dǎo)線，所述導(dǎo)線軸向布設(shè)于所述紙管內(nèi)，并從所述穿線孔中引出連接于所述轉(zhuǎn)接頭的第二接線柱上；

所述主管側(cè)壁軸向還設(shè)有切槽。

可選地，所述發(fā)熱棒的底座尾部與所述充裝頭端面接觸處設(shè)有密封墊圈。

可選地，所述充裝頭包括端蓋，所述端蓋第一表面上具有凸臺(tái)，所述充裝通道與所述安裝孔軸向并行設(shè)置，所述充裝通道為階梯孔結(jié)構(gòu)，包括第一階孔及第二階孔，所述第一階孔與第二階孔同軸設(shè)置，所述第一階孔貫穿所述端蓋第一表面及第二表面設(shè)置，所述第二表面與所述第一表面背對(duì)；

所述第二階孔軸向貫穿所述凸臺(tái)與所述第一階孔相連，所述第二階孔的孔徑大于所述第一階孔的孔徑，在所述第二階孔的側(cè)壁設(shè)有貫通凸臺(tái)側(cè)面的注入口，位于所述第二階孔的孔口到所述注入口之間的第二階孔內(nèi)壁上具有第一螺紋；

所述安裝孔貫穿所述凸臺(tái)及端蓋設(shè)置，位于所述安裝孔的孔口到端蓋第一表面之間的安裝孔內(nèi)壁上具有第二螺紋。

可選地，所述充裝頭通過所述端蓋的第二表面焊接于所述主管第一端，所述轉(zhuǎn)接頭焊接于主管的第二端。

可選地，所述底座包括端板、第一凸臺(tái)及第二凸臺(tái)，所述端板為倒圓頭矩形，在所述端板的第一表面上疊設(shè)有所述第一凸臺(tái)，在所述第一凸臺(tái)的上表面疊設(shè)有所述第二凸臺(tái)，且所述端板、第一凸臺(tái)及第二凸臺(tái)同軸設(shè)置；

所述第一凸臺(tái)與第二凸臺(tái)為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述第二凸臺(tái)的外圓周面上具有第三螺紋，所述端板的中心到邊緣的距離大于所述第一凸臺(tái)的底面半徑，所述第一凸臺(tái)的底面半徑大于所述第二凸臺(tái)的底面半徑；

所述孔道貫穿所述底座設(shè)置，包括第一階孔道及第二階孔道，所述第一階孔道自所述第二凸臺(tái)上表面延伸至第二凸臺(tái)中，所述第二階孔道與所述第一階孔道末端相連，且貫穿至所述端板第二表面，所述第一階孔道與第二階孔道同軸設(shè)置，所述第二階孔道孔徑大于第一階孔道孔徑。

可選地，所述轉(zhuǎn)接頭為具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的底部具有接線柱安裝部。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施提供一種巖體定向爆破方法，基于第一方面任一所述的巖體定向致裂器實(shí)施，所述主管內(nèi)充裝有二氧化碳液體；所述方法包括步驟：

將所述巖體定向致裂器插入所述鉆孔預(yù)定深處；

在所述第二接線柱上設(shè)置電激發(fā)點(diǎn)火裝置，點(diǎn)火激發(fā)啟動(dòng)致裂器；

發(fā)熱棒紙管內(nèi)的導(dǎo)線引燃，釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化，管內(nèi)壓力隨之升高；

當(dāng)壓力升高達(dá)到主管側(cè)壁切槽處的強(qiáng)度極限時(shí)，切槽處預(yù)先破壞；

利用所述切槽使帶壓二氧化碳?xì)怏w沿著切槽向外釋放，形成線性的切割氣流切割周圍巖體，以實(shí)現(xiàn)巖體的定向預(yù)裂爆破。

可選地，所述方法還包括：在將所述巖體定向致裂器插入所述鉆孔預(yù)定深處之前，開啟充裝通道上的針閥，打開充裝通道，通過所述充裝通道向主管內(nèi)充裝二氧化碳液體，使其充滿紙管與主管形成的空腔內(nèi)。

可選地，所述紙管內(nèi)還充裝有發(fā)熱劑，在所述導(dǎo)線上連接有電點(diǎn)火頭；

所述發(fā)熱棒紙管內(nèi)的導(dǎo)線引燃，釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化，管內(nèi)壓力隨之升高包括：發(fā)熱棒紙管內(nèi)的電點(diǎn)火頭引燃發(fā)熱劑，利用燃燒的發(fā)熱劑增加熱量的釋放，以加速主管內(nèi)的氣壓升高。

本發(fā)明實(shí)施例提供的巖體定向致裂器及巖體定向爆破方法，通過對(duì)致裂器本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)能量定向釋放，將其安裝在巖石巷道和井筒等鉆孔中，便于實(shí)現(xiàn)巖體的定向爆破，進(jìn)而減少圍巖不必要的損傷，從而改善爆破效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例巖體定向致裂器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例巖體定向致裂器的剖視圖；

圖3為圖1或圖2主管的一實(shí)施例主視圖；

圖4圖3中主管A-A的剖視圖；

圖5為圖4中B處放大圖；

圖6為圖1或圖2中充裝頭一實(shí)施例剖視圖；

圖7為圖6中充裝頭一實(shí)施例俯視圖；

圖8為圖6中充裝頭一實(shí)施例左視圖；

圖9為發(fā)熱棒一實(shí)施例剖視圖；

圖10為發(fā)熱棒底座一實(shí)施例剖視圖；

圖11為圖10中發(fā)熱棒底座一實(shí)施例右視圖；

圖12為圖1或圖2中轉(zhuǎn)接頭一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明另一實(shí)施例巖體定向致裂器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

應(yīng)當(dāng)明確，為了更加清楚說明本發(fā)明，在以下的具體實(shí)施例中描述了眾多技術(shù)細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有其中的某些細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。另外，為了凸顯本發(fā)明的主旨，涉及的一些本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法、手段、零部件及其應(yīng)用等未作詳細(xì)描述，但是，這并不影響本發(fā)明的實(shí)施。本文所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參看圖1至圖12所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的巖體定向致裂器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于礦山工程巖體爆破中，尤其適用于具有控制巖石爆破成型要求的爆破場(chǎng)合中。

參看圖1及圖2所示，所述裝置包括：主管100、發(fā)熱棒200、充裝頭300及轉(zhuǎn)接頭400；所述充裝頭300連接在主管100的第一端，所述轉(zhuǎn)接頭400連接在主管100的第二端，在所述轉(zhuǎn)接頭400上設(shè)有第一接線柱401。

在所述充裝頭300上設(shè)置用于向主管100內(nèi)部充裝二氧化碳的充裝通道310，在所述充裝通道310中設(shè)有開啟和關(guān)閉充裝通道310的針閥302；其中，針閥302(Needle valve)為一種微調(diào)閥，其閥塞為針形，主要用作調(diào)節(jié)流量，所述針形閥塞一般用經(jīng)過淬火的鋼制長(zhǎng)針制作，而閥座是用錫、銅等軟質(zhì)材料制成。閥針與閥座間的密封是依靠其錐面緊密配合達(dá)到的。閥針的錐度有1∶50和60°錐角兩種，本實(shí)施例中所述閥針的錐度選擇60°。

參看圖2、圖9至圖11所示，所述發(fā)熱棒200包括底座210及設(shè)置于所述底座210上的紙管220，所述紙管220設(shè)于所述主管100腔體內(nèi)，且所述紙管220的外壁與所述主管100的內(nèi)壁之間具有空腔150，所述空腔150用于充裝二氧化碳；所述充裝頭300上、與所述充裝通道310并行還設(shè)有安裝孔303，所述發(fā)熱棒200的底座210旋合在所述充裝頭300的安裝孔303中，且所述底座210尾部壓靠于所述充裝頭300端面上，所述底座210上預(yù)留有孔道203，在所述孔道203中設(shè)有第二接線柱204，所述第二接線柱204延伸于所述紙管220內(nèi)，所述紙管220遠(yuǎn)離所述底座210的一端設(shè)有穿線孔(圖中未明確示意出，圖2的導(dǎo)線穿設(shè)方式隱含示意該特征)，在所述第二接線柱204、位于紙管220內(nèi)的一端上設(shè)有用于引燃的導(dǎo)線205，所述導(dǎo)線205軸向布設(shè)于所述紙管220內(nèi)，并從所述穿線孔中引出連接于所述轉(zhuǎn)接頭400的第二接線柱204上。

參看圖13所示，可以理解的是，為了適應(yīng)一些較深的鉆孔，需要使用較長(zhǎng)的致裂器，當(dāng)一個(gè)致裂器較短時(shí)，通過所述轉(zhuǎn)接頭400可以方便地將多個(gè)致裂器連接成合適長(zhǎng)度的整體，以適應(yīng)不同深度的鉆孔。

進(jìn)一步地，通過在所述轉(zhuǎn)接頭400上設(shè)置第二接線柱204，用于連接前一個(gè)致裂器的導(dǎo)線205；這樣，在第一接線柱401上連接一個(gè)點(diǎn)火器，就可以方便地將各個(gè)致裂器引燃激發(fā)。

另外，由于傳統(tǒng)的二氧化碳致裂器是點(diǎn)爆破的方式，即能量為點(diǎn)釋放，爆破的影響范圍有限，大部分工況下不能按照預(yù)先設(shè)定的方向?qū)崿F(xiàn)工程巖體的定向斷裂，有時(shí)還會(huì)造成爆破點(diǎn)附近區(qū)域巖體破碎，其他區(qū)域巖體沒有斷裂的情況，影響爆破效果。

在本實(shí)施例中，所述主管100側(cè)壁軸向還設(shè)有切槽150。所述切槽150為盲槽。

這樣，可以在發(fā)熱棒200中的電點(diǎn)火頭500引燃發(fā)熱劑之后，主管100內(nèi)二氧化碳?xì)饣瘔毫ι?，?dāng)壓力達(dá)到切槽150處的強(qiáng)度極限時(shí)，切槽150處被破壞，高能高壓的二氧化碳?xì)怏w沿著切槽150釋放，形成線性的切割氣流，定向切割巖體，實(shí)現(xiàn)定向巖體預(yù)裂爆破。

所述切槽形狀可以為長(zhǎng)條形，也可以為其它幾何形狀，在此不作限定。

在一些實(shí)施例中，所述切槽為在主管內(nèi)壁上設(shè)置的階梯狀切槽，其中，位于主管內(nèi)壁開口處的第一階切槽截面積最大，沿主管側(cè)壁徑向縱深設(shè)置的第二階切槽、第三階切槽等的截面積依次遞減。這樣，可以使高能高壓的二氧化碳?xì)怏w先沖破徑向縱深最小截面積的切槽，形成的線性切割氣流先對(duì)周邊巖體進(jìn)行中心線性切割，隨著主管內(nèi)氣壓的升高，再依次破壞各階切槽，直至全部破壞，通過采用階梯狀切槽分階段、持續(xù)對(duì)不同壓力的切割氣流按時(shí)序利用、引導(dǎo)控制，相對(duì)于“一字型”切槽，可避免高能高壓氣體一次性沖擊對(duì)主管的破壞，釋放的氣流向切槽輪廓外的巖體分散，可能造成預(yù)定爆破巖體周邊巖體損傷，施加給預(yù)定爆破巖體的切割氣流由于被分散，影響定向預(yù)裂爆破效果。

其中，在一些實(shí)施例中，所述主管100長(zhǎng)度1000mm，外徑79mm，壁厚4mm。另外，根據(jù)本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，切槽150寬度對(duì)定向爆破效果會(huì)產(chǎn)生影響；根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)確定一些實(shí)施例中的切槽150的布置方式及參數(shù)為：所述主管100側(cè)壁軸向切兩條切槽150，兩條切槽150對(duì)稱分布，切槽150長(zhǎng)度900mm、切槽150深度1mm、切槽150寬度3mm；在主管100兩端各預(yù)留50mm不切槽150，確保管體兩端連接處的強(qiáng)度。

基于本實(shí)施例提供的致裂器，還提供了一種巖體定向爆破方法，包括步驟：

S1、將所述巖體定向致裂器插入所述鉆孔預(yù)定深處。

本實(shí)施例中，根據(jù)鉆孔的深度確定致裂器的長(zhǎng)度，若單個(gè)致裂器不夠長(zhǎng)，通過所述轉(zhuǎn)接頭400，將多個(gè)致裂器軸向連接，連接時(shí)需要使相鄰致裂器主管100上的切槽150在軸向共線對(duì)齊，多個(gè)切縫致裂器相互連接后推入待預(yù)裂巖體的鉆孔內(nèi)。

在推入鉆孔的過程中，在鉆孔口的致裂器上連接支撐桿，利用所述支撐桿頂住致裂器，以確保致裂器組不滑出鉆孔。

在本步驟S1之前，所述方法還包括：開啟充裝通道310上的針閥302，打開充裝通道310，利用二氧化碳液體專用充裝設(shè)備通過所述充裝通道310向主管100內(nèi)充裝二氧化碳液體，使其充滿紙管220與主管100形成的空腔150內(nèi)；關(guān)閉所述專用充裝設(shè)備，再關(guān)閉針閥302完成二氧化碳的充裝。

S2、將所述第二接線柱204連接致裂器外部的電激發(fā)點(diǎn)火裝置，點(diǎn)火激發(fā)啟動(dòng)致裂器；

所述電激發(fā)點(diǎn)火裝置為爆破技術(shù)中常用的點(diǎn)火器材，例如可以為礦用隔爆型發(fā)爆器，在此就不贅述。

S3、發(fā)熱棒200紙管220內(nèi)的導(dǎo)線205引燃，釋放大量熱能使主管100內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化，管內(nèi)壓力隨之升高。

S4、當(dāng)壓力升高達(dá)到主管100側(cè)壁切槽150處的強(qiáng)度極限時(shí)，切槽150處預(yù)先破壞。

可以理解的是，切槽150位置的抗剪強(qiáng)度相對(duì)較低，主管100內(nèi)壓力在達(dá)到切槽150處的強(qiáng)度極限，切槽150處首先被破壞，氣流從破壞的切槽150向外沖擊。

S5、利用所述切槽150使帶壓二氧化碳?xì)怏w沿著切槽150向外釋放，形成線性的切割氣流切割周圍巖體，以實(shí)現(xiàn)巖體的定向預(yù)裂爆破。

其中，主管100內(nèi)的二氧化碳約2.5kg，致裂器爆破壓力約230Mpa。

本發(fā)明實(shí)施例提供的巖體定向致裂器，通過對(duì)致裂器本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)能量定向釋放，將其安裝在巖石巷道和井筒等鉆孔中時(shí)，便于實(shí)現(xiàn)巖體的定向爆破，進(jìn)而減少圍巖不必要的損傷，從而改善爆破效果。

具體地，所述發(fā)熱棒200的底座210尾部與所述充裝頭300端面接觸處設(shè)有第一密封墊圈260，用于保證發(fā)熱棒200點(diǎn)火啟動(dòng)后，主管100內(nèi)形成密閉空間，以利于氣壓升高后將切槽150破壞。

參看圖9所示，所述第二接線柱204是用螺母206固定連接于所述孔道203中的，為了進(jìn)一步提高密封性，在所述螺母206與第二接線柱204連接處設(shè)有第二密封墊圈207。

為了提高發(fā)熱棒200點(diǎn)火啟動(dòng)后釋放的熱能，在一些實(shí)施例中，所述紙管220內(nèi)還充裝有發(fā)熱劑；所述發(fā)熱劑為在某種溫度條件下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)能放出熱量的混合料，其成分可以采用在售的發(fā)熱劑成品；優(yōu)選地，本實(shí)施例中的發(fā)熱劑主要由高氯酸銅或高氯酸鎂等組成；當(dāng)電點(diǎn)火裝置點(diǎn)火后，引燃發(fā)熱劑，發(fā)熱劑高速燃燒，給液態(tài)二氧化碳?xì)饣峁崃浚梢允构軆?nèi)壓力急劇升高，以快速得到爆破切槽150所需的高壓氣體。

在所述導(dǎo)線上連接有電點(diǎn)火頭；在本實(shí)施例中，所述定向爆破方法還包括：發(fā)熱棒200紙管220內(nèi)的導(dǎo)線205釋放大量熱能使主管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳瞬間氣化，管內(nèi)壓力隨之升高包括：

，發(fā)熱棒紙管內(nèi)的電點(diǎn)火頭引燃發(fā)熱劑，利用燃燒的所述發(fā)熱劑增加熱量的釋放，以加速主管100內(nèi)的氣壓升高。

參看圖6至圖8所示，所述充裝頭300包括端蓋320，所述端蓋第一表面上具有凸臺(tái)330，為了便于加工，所述端蓋320與凸臺(tái)330可以設(shè)置成一體結(jié)構(gòu)；在一些實(shí)施例中，所述端蓋的外徑為79mm，所述凸臺(tái)的外徑為72mm，在凸臺(tái)330的外周上具有螺紋，凸臺(tái)的高度為30mm；所述充裝通道310與所述安裝孔303軸向并行設(shè)置，所述充裝通道310為階梯孔結(jié)構(gòu)，包括第一階孔311及第二階孔312，所述第一階孔311與第二階孔312同軸設(shè)置，所述第一階孔311貫穿所述端蓋320第一表面及第二表面設(shè)置，所述第二表面與所述第一表面背對(duì)；

所述第二階孔312軸向貫穿所述凸臺(tái)330與所述第一階孔311相連，所述第二階孔312的孔徑大于所述第一階孔311的孔徑，在所述第二階孔312的側(cè)壁設(shè)有貫通凸臺(tái)320側(cè)面的注入口313，用于向主管100內(nèi)注入二氧化碳液體，位于所述第二階孔312的孔口到所述注入口313之間的第二階孔312內(nèi)壁上具有第一螺紋，當(dāng)將針閥302設(shè)于所述安裝孔303中時(shí)，通過所述第一螺紋用于固定連接針閥302。

所述安裝孔303貫穿所述凸臺(tái)330及端蓋320設(shè)置，位于所述安裝孔303的孔口到端蓋320第一表面之間的安裝孔303內(nèi)壁上具有第二螺紋，用于固定連接發(fā)熱棒200的底座210；

在一些實(shí)施例中，第一階孔311孔徑為3mm，所述注入孔的孔徑為5mm，所述第一螺紋規(guī)格為M12*1.5，螺紋長(zhǎng)度為15mm，第二螺紋規(guī)格為M30*1.5，。

具體地，所述充裝頭300通過所述端蓋320的第二表面焊接于所述主管100第一端，所述轉(zhuǎn)接頭400焊接于主管100的第二端。其中，焊接要求保證致裂器的強(qiáng)度和密封性。

參看圖9至圖12所示，所述底座210包括端板211、第一凸臺(tái)212及第二凸臺(tái)213，所述端板211為倒圓頭矩形，也可以為倒圓頭正方形；在一些實(shí)施例中，所述端板211的兩直線邊間距為36mm，圓弧半徑為20mm，端板211的第一表面的邊緣具有半徑為0.5mm的倒圓角；所述端板211的第一表面上疊設(shè)有所述第一凸臺(tái)212，在所述第一凸臺(tái)212的上表面疊設(shè)有所述第二凸臺(tái)213，所述端板211、第一凸臺(tái)212及第二凸臺(tái)213可以設(shè)置成一體結(jié)構(gòu)，且所述端板211、第一凸臺(tái)212及第二凸臺(tái)213同軸設(shè)置；

所述第一凸臺(tái)212與第二凸臺(tái)213為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述第二凸臺(tái)213的外圓周面上具有第三螺紋，所述端板211的中心到邊緣的距離大于所述第一凸臺(tái)212的底面半徑，所述第一凸臺(tái)212的底面半徑大于所述第二凸臺(tái)213的底面半徑；

所述孔道203貫穿所述底座210設(shè)置，包括第一階孔道2031及第二階孔道2032，所述第一階孔道2031自所述第二凸臺(tái)213上表面延伸至第二凸臺(tái)213中，所述第二階孔道2032與所述第一階孔311道203末端相連，且貫穿至所述端板211第二表面，所述第一階孔道2031與第二階孔道2032同軸設(shè)置，所述第二階孔道2032孔徑大于第一階孔道2031孔徑。

在一些實(shí)施例中，第一階孔道2031的孔徑為3mm，第二階孔道2032的孔徑為10mm。

參看圖13所示，在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)接頭400為具有開口的圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的底部具有接線柱安裝部。

所述安裝部可以為光孔，在一些實(shí)施例中，所述光孔孔徑為4.5mm，所述第一節(jié)接線柱兩端用螺母連接，在螺母的擠壓面設(shè)有第三密封墊410.

具體地，在所述圓筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺紋，用于與下一個(gè)致裂器對(duì)接。

參看圖2所示，在一些實(shí)施例中，所述電激發(fā)點(diǎn)火裝置包括電點(diǎn)火頭500(在目前的煙花燃放過程中常用的點(diǎn)火方式)，所述電點(diǎn)火頭500位于發(fā)熱棒200的紙管220內(nèi)，在所述電點(diǎn)火頭兩端設(shè)有兩根導(dǎo)線，其中一根導(dǎo)線連接到充裝頭300的第二接線柱204上，另一根導(dǎo)線連接到轉(zhuǎn)接頭400的第一接線柱401上，使相鄰致裂器上的導(dǎo)線205導(dǎo)通；當(dāng)將多個(gè)致裂器軸向?qū)又螅挥阢@孔底部的致裂器轉(zhuǎn)接頭400上的第一接線柱401與致裂器管體導(dǎo)通；鉆孔口致裂器充裝頭300上的第二接線柱204與發(fā)熱棒200內(nèi)部的電點(diǎn)火頭導(dǎo)通，第一接線柱401與管體導(dǎo)通。這樣，致裂器在鉆孔內(nèi)部以管體作為一極，管體內(nèi)部走線成為一極，形成串聯(lián)回路，即可實(shí)現(xiàn)電激發(fā)點(diǎn)火，以引燃發(fā)熱棒200內(nèi)的發(fā)熱劑。

本發(fā)明實(shí)施例提供的切縫二氧化碳致裂器，相比傳統(tǒng)的二氧化碳致裂器，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、生產(chǎn)制造工藝簡(jiǎn)化、可靠性得到了大幅提高。

另外，本發(fā)明實(shí)施中的主管100使用中等強(qiáng)度(滿足爆破壓力即可)、輕質(zhì)、價(jià)格低廉的Q235鋼材制造，材料的輕質(zhì)化，使用時(shí)更加輕便。另外，在使用致裂器定向爆破之后不再回收，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品在井下頂板等位置定向預(yù)裂爆破的施工工藝。從而在一定程度可以降低生產(chǎn)成本和使用成本。

以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。