[发明专利]环向线性聚能切割器

说明书

 

技术领域：

本发明属于工程爆破技术领域。

背景技术：

我国煤炭储量丰富，分布区域广，地质条件相对较复杂，瓦斯含量较高的煤田较多。煤矿在采掘的过程中，在很短的时间(数分钟)内，从煤壁内部向采掘工作面突然喷出大量煤和瓦斯的现象称为煤与瓦斯突出。它是猛烈的矿井瓦斯动力现象，能喷出大量的瓦斯和煤岩，能摧毁井巷设施、造成人员窒息、破坏矿井通风系统，甚至可能引起瓦斯爆炸与火灾事故等重大煤矿安全事故。

随着煤矿开采向深部延伸，煤层中的瓦斯含量在增加，而煤层的透气性在降低，抽采过程中煤层瓦斯流动不通畅，造成煤体瓦斯难以泄漏，使煤体可能保持着较高的瓦斯压力。如果一旦突然暴露，很可能就会发生突出。因此，在对低透气性高瓦斯含量的煤层进行开采时，需要防止在采掘工作面推进过程中发生瓦斯突出，这就要求改变工作面前方煤体应力分布，保持足够长的卸压带，同时尽可能提高煤体的透气性，使煤层瓦斯得以充分预排。

人们通过无数次的试验和研究，采取了各种防突措施。主要措施有:水力冲孔、高压水力割缝、煤体水爆破、超前大直径排放钻孔、金属骨架、远距离震动爆破(诱导突出)，抽放瓦斯、前探支架、深孔松动爆破等措施。

深孔预裂控制松动爆破能有效降低或消除煤层瓦斯突出危险性。在含瓦斯煤体中进行深孔预裂控制松动爆破的目的是为了增加煤体的裂隙长度和范围，以提高爆破煤体的透气性。因此，它不仅要求在相邻孔间连线方向形成贯通裂缝，而且要求在其它方向尽可能多的产生裂隙，使煤体内形成以炮孔为中心相互连通的裂隙网。

深孔预裂控制松动爆破已经在煤矿开采中得到了广泛应用。例如：ZL200920173412.X 中给出了一种适用于煤矿井下深孔松动爆破的煤矿瓦斯抽采爆破药柱，它是由内装煤矿许用炸药、导爆索的管体和连接堵头构成，它克服了现有煤矿许用炸药在深孔爆破中装药不方便，传爆不可靠的缺点，具有起爆和传爆性能可靠，操作方便等特点，但是该药柱装药量大，不能充分利用炸药的爆炸能量。

ZL201010182436.9 中给出了一种连续多向聚能射孔弹，它使用锥形药型罩，爆炸后产生射流，能够方便地实现连续多向聚能射孔，具有大孔径、高穿深的优点。但是由于只能在煤层中形成孔洞，并不有利于采掘作业。

发明内容：

本发明的目的在于，针对现有中深孔预裂爆破技术中的不足，提供一种由环向线性聚能装药结构构成的孔内环向线性聚能切割器。它使用方便，装药量小，爆炸能量大，能够人为控制爆炸裂缝，得到预期的爆破效果。

本发明的目的由以下技术方案实现：

本发明的环向线性聚能切割器，包括约束外壳、炸药、药型罩以及引爆装置，其特征在于，所述约束外壳为圆柱形管，在圆柱形管约束外壳内设有多个半圆形管状的线性药型罩；每个半圆形管的缺口均朝向圆柱形管约束外壳的内壁面，其缺口端面与圆柱形管约束外壳的内壁面接触，相邻的两半圆形管外壁彼此相切，每个半圆形管的长度与圆柱形管约束外壳相同，且轴线相互平行；在药型罩所围成的中部空间内装填有炸药，并设有安装引爆装置的导爆索，该导爆索的轴线与约束外壳的轴线相重合；所述约束外壳和药型罩由金属材料或塑料材料制成；所述装填的炸药为工业常用炸药。

在实际应用中，所述半圆形管状的线性药型罩也可以由圆形管状线性药型罩代替，其圆管的外圆柱面与圆柱形管约束外壳的内壁面接触，相邻的圆管彼此相切，每个圆形管的长度与圆柱形管约束外壳相同，且轴线相互平行。

在实际在制作环向线性聚能切割器时，先根据使用场合的需要确定所需约束外壳直径、长度以及药型罩数量，然后根据药型罩数量确定药型罩直径，最后再确定装药量。在通常情形下，使用的药型罩数量大于等于3个，其壁厚在0.6-2mm之间。在装填炸药之前应先固定每个药型罩的位置，保证在装填过程中药型罩不能运动以保证装填炸药的均匀性。