[发明专利]二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置及破碎方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下大块煤或矸石破碎装置及破碎方法，具体涉及一种二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置及破碎方法。

背景技术

煤矿井下工作面回采过程中，当遇到地质构造或者顶板条件不好时，经常遇到大块煤或矸石掉落到刮板输送机上，妨碍割煤机的运转，影响工作面正常生产。以往，我国多采用井下工作面炸药爆破的方式或气动凿岩机和铁锤破碎的方法进行处理，炸药爆破的方式破碎大块煤或矸石，存在安全隐患，安监总煤调〔2015〕16号国家安全监管总局国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下爆破作业安全管理九条规定》中第八条必须按规定处理大块煤（矸）和煤仓（眼）堵塞，严禁采用炸药爆破方式处理。气动凿岩机和铁锤破碎大块煤或矸石，需要耗费大量人力物力，效率低下，并且效果不好。既不安全也不经济。

国外一些较发达国家早在70、80年代进行了二氧化碳致裂器研究。英、法、美、俄、波兰、挪威等国已将二氧化碳致裂器用于采煤。其原理为：在致裂器主管内充装液态二氧化碳，使用发爆器快速激发加热装置，液态二氧化碳瞬间气化膨胀并产生高压，体积膨胀600倍以上，当压力达到剪切片极限强度时，定压剪切片破断，高压气体从泄爆头释放，作用在煤体上，从而达到致裂煤体采煤的目的。

发明内容

本发明目的在于将二氧化碳致裂器致裂煤体的采煤技术，开发为二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置及破碎方法，替代炸药破碎大块煤或矸石的方式，杜绝炸药爆破造成事故发生的可能，同时提高效率、消除安全隐患、节省人力物力。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是提供了一种二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置，包括带有充气开关及充气口的致裂器筒体，由带有起爆电极线放置在灌装腔体内的发热装置用平衡调节旋钮固定在致裂器筒体上，由带泄爆口的泄爆头将剪切片固定在致裂器筒体上，特征在于：致裂器筒体顶部设置有液压单体槽，配有单体液压支柱。

其中：致裂器筒体顶部设置有液压单体槽，配有单体液压支柱，用致裂器筒体顶部固定有单体液压支柱代替。

其中：致裂器筒体上部设置有提手，下部设置有平衡调节架，平衡调节架带有固定在致裂器筒体上的调节螺纹。

其中：泄爆头的泄爆口内放置有冲击弹。

其中：剪切片与冲击弹为一体件。

其中：配有单体液压支柱，用捆绑装置代替，捆绑装置包括由固定在上顶板上的支柱穿过带有下底板槽的下底板至液压单体槽，上顶板与下底板中间穿有带丝杠螺纹的丝杠，丝杠下端固定有下档盘，下底板与下档盘之间设置有推力球轴承，丝杠顶端穿有旋转杆，下底板上的下底板槽挂有捆绑矸石（煤）的绳索，绳索用绳索扣扣接。

其中：绳索用钢丝绳或链条。

一种利用二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置破碎煤或矸石的方法，包括将泄爆头对准大块煤或矸石中心后，用单体液压支柱一端顶在液压单体槽，另一端顶在巷道体上，通过起爆电极线接通电源，在灌装腔体内的发热装置加热致使灌装腔体内的液态二氧化碳膨胀将剪切片剪出，气体冲击大块煤或矸石使其破碎。

此方法对大块煤或矸石破碎不彻底时，可以再次破碎。

一种利用二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置破碎煤或矸石的方法，包括将泄爆口内放置有冲击弹的泄爆头对准大块煤或矸石中心后，用单体液压支柱一端顶在液压单体槽，另一端顶在巷道体上，通过起爆电极线接通电源，在灌装腔体内的发热装置加热致使灌装腔体内的液态二氧化碳膨胀将剪切片剪出，冲击弹与气体同时冲击大块煤或矸石使其破碎。

此方法对大块煤或矸石破碎较理想，很少出现大块现象，不需要再次破碎。

一种利用二氧化碳相变破碎煤矿井下大块煤或矸石装置破碎煤或矸石的方法，包括将泄爆头对准大块煤或矸石中心后，用捆绑装置将矸石捆绑好，具体捆绑方法为，将泄爆头对准大块煤或矸石中心后，将支柱顶在液压单体槽上后，将用绳索扣扣接的绳索捆绑矸石（煤）后挂在下底板槽上，用旋转杆旋转使矸石（煤）与泄爆头紧密结合，通过起爆电极线接通电源，在灌装腔体内的发热装置加热致使灌装腔体内的液态二氧化碳膨胀将剪切片剪出，气体冲击大块煤或矸石使其破碎。

此方法对大块煤或矸石破碎不彻底时，可以再次破碎。