[发明专利]一种矿用二氧化碳爆破装置

说明书

本发明公开了一种矿用二氧化碳爆破装置，包括用于存储液态二氧化碳的可膨胀储液筒，可膨胀储液筒内设有水热管，水热管连接有供水管，可膨胀储液筒的底部固定连接有爆破筒，爆破筒的侧壁设有泄压阀，爆破筒内设有密封塞，密封塞堵塞在泄压阀内侧，密封塞将爆破筒划分为承压区和缓冲区，爆破时，供水管内通入冷水、温水或热水，水热管发热，存储在可膨胀储液筒的液态二氧化碳气化，将密封塞推动向缓冲区，泄压阀与承压区联通，二氧化碳从泄压阀中喷射而出，利用水热的方式加热可膨胀储液筒内的液态二氧化碳，无需通过电源线连接电源，操作方便简单，且爆破不会影响矿区电源提供的质量和稳定性，安全可靠，有效保证施工人员的人身安全。

技术领域

本发明涉及二氧化碳爆破领域，特别涉及一种矿用二氧化碳爆破装置。

背景技术

二氧化碳爆破装置始于二十世纪五十年代，八十年代在美国开始发展，主要是想避免因炸药爆破产生火焰引起的爆炸事故而专门为高瓦斯矿井的采煤工作面研发的装置，主要是利用二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至爆破筒内，装入安装膜、破裂片、导热棒和密封圈，拧紧封头后，将爆破筒和起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破筒插入钻孔中固定好，连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开，利用液态二氧化碳吸热气化时体积急剧膨胀产生高压致使岩体开裂。

然而，矿区地带的电源通常由柴油发电机组提供，采用该电源进行二氧化碳爆破时，爆破所带来的矿区振动以及矿区崩塌容易牵扯和冲压电源线，使电源线断裂或短路，容易导致矿区爆破区域发生漏电以及影响柴油发电机组供电的质量与稳定性，甚至可能会造成柴油发电机组烧坏。而且，爆破时，电源线的接线复杂，操作不当的后果较严重，因此，有必要研发一款无需电源控制的矿用二氧化碳爆破装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种矿用二氧化碳爆破装置，该矿用二氧化碳爆破装置结构简单，有利于保障施工人员的人身安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿用二氧化碳爆破装置，包括用于存储液态二氧化碳的可膨胀储液筒，所述可膨胀储液筒内设有水热管，所述水热管连接有供水管，所述可膨胀储液筒的底部固定连接有爆破筒，所述爆破筒的侧壁设有泄压阀，爆破筒内设有密封塞，所述密封塞堵塞在所述泄压阀内侧，密封塞将所述爆破筒划分为承压区和缓冲区，爆破时，所述供水管内通入冷水、温水或热水，水热管发热，存储在所述可膨胀储液筒的液态二氧化碳气化，承压区的压力增大并将所述密封塞推动向缓冲区，泄压阀与承压区联通，二氧化碳从泄压阀中喷射而出。

优选地，所述可膨胀储液筒的膨化率γ为1.1～1.5，γ＝V₂/V₁，式中V₂为可膨胀储液筒的膨胀后体积，V₁为可膨胀储液筒的初始体积。

优选地，所述可膨胀储液筒内液态二氧化碳的气化率为η＝PV₂M/MoRT,0.2≤η≤0.5，式中P为可膨胀储液筒的膨胀后气体压强，V₂为可膨胀储液筒的膨胀后体积，M为二氧化碳的摩尔质量，Mo为可膨胀储液筒中液态二氧化碳的初始质量，R为气体普适恒量，T为气体的温度。

优选地，所述水热管内填充有发热剂，所述发热剂包含20％～40％海泡石粉、3％～10％醋酸钠、12％～30％铁粉、2％～10％三氧化二磷、7％～13％活性碳、15％～40％生石灰、1％-7％氯化钠，所有百分数为重量百分数。

优选地，所述爆破筒的下端连接有底座，所述底座上设有安装孔，所述安装孔内活动安装有活塞杆，所述活塞杆的一端连接所述密封塞，活塞杆的另一端连接有尖头。

优选地，所述供水管的底部密封，供水管延伸入所述水热管的布水段侧壁布设有布水孔，所述供水管的顶部通过阀门连接有储水腔。