[发明专利]一种岩体定向致裂器及岩体定向爆破方法

权利要求书

1.一种岩体定向致裂器，其特征在于，包括：主管、发热棒、充装头以及转接头；所述充装头连接在主管的第一端，所述转接头连接在主管的第二端，在所述转接头上设有第一接线柱；

在所述充装头上设置用于向主管内部充装二氧化碳的充装通道，在所述充装通道中设有开启和关闭充装通道的针阀；

所述发热棒包括底座及设置于所述底座上的纸管，所述纸管设于所述主管腔体内，所述充装头上、与所述充装通道并行还设有安装孔，所述发热棒的底座旋合在所述充装头的安装孔中，且所述底座尾部压靠于所述充装头端面上，所述底座上预留有孔道，在所述孔道中设有第二接线柱，所述第二接线柱延伸于所述纸管内，所述纸管远离所述底座的一端设有穿线孔，在所述第二接线柱、位于纸管内的一端上设有用于引燃的导线，所述导线轴向布设于所述纸管内，并从所述穿线孔中引出连接于所述转接头的第二接线柱上；

所述主管侧壁轴向还设有切槽。

2.根据权利要求1所述的致裂器，其特征在于，所述发热棒的底座尾部与所述充装头端面接触处设有密封垫圈。

3.根据权利要求2所述的致裂器，其特征在于，所述充装头包括端盖，所述端盖第一表面上具有凸台，所述充装通道与所述安装孔轴向并行设置，所述充装通道为阶梯孔结构，包括第一阶孔及第二阶孔，所述第一阶孔与第二阶孔同轴设置，所述第一阶孔贯穿所述端盖第一表面及第二表面设置，所述第二表面与所述第一表面背对；

所述第二阶孔轴向贯穿所述凸台与所述第一阶孔相连，所述第二阶孔的孔径大于所述第一阶孔的孔径，在所述第二阶孔的侧壁设有贯通凸台侧面的注入口，位于所述第二阶孔的孔口到所述注入口之间的第二阶孔内壁上具有第一螺纹；

所述安装孔贯穿所述凸台及端盖设置，位于所述安装孔的孔口到端盖第一表面之间的安装孔内壁上具有第二螺纹。

4.根据权利要求3所述的致裂器，其特征在于，所述充装头通过所述端盖的第二表面焊接于所述主管的第一端，所述转接头焊接于主管的第二端。

5.根据权利要求4所述的致裂器，其特征在于，所述底座包括端板、第一凸台及第二凸台，所述端板为倒圆头矩形，在所述端板的第一表面上叠设有所述第一凸台，在所述第一凸台的上表面叠设有所述第二凸台，且所述端板、第一凸台及第二凸台同轴设置；

所述第一凸台与第二凸台为圆柱体结构，所述第二凸台的外圆周面上具有第三螺纹，所述端板的中心到边缘的距离大于所述第一凸台的底面半径，所述第一凸台的底面半径大于所述第二凸台的底面半径；

所述孔道贯穿所述底座设置，包括第一阶孔道及第二阶孔道，所述第一阶孔道自所述第二凸台上表面延伸至第二凸台中，所述第二阶孔道与所述第一阶孔道末端相连，且贯穿至所述端板第二表面，所述第一阶孔道与第二阶孔道同轴设置，所述第二阶孔道孔径大于第一阶孔道孔径。

6.根据权利要求1所述的致裂器，其特征在于，所述转接头为具有开口的圆筒状结构，所述圆筒状结构的底部具有接线柱安装部。

7.一种岩体定向爆破方法，其特征在于，应用权利要求1至6任一所述的岩体定向致裂器实施，所述主管内充装有二氧化碳液体；

所述方法包括步骤：

将所述岩体定向致裂器插入所述钻孔预定深处；

将所述第二接线柱连接电激发点火装置，点火激发启动致裂器；

发热棒纸管内的导线引燃，释放大量热能使主管内的液态二氧化碳瞬间气化，管内压力随之升高；

当压力升高达到主管侧壁切槽处的强度极限时，切槽处预先破坏；

利用所述切槽使带压二氧化碳气体沿着切槽向外释放，形成线性的切割气流切割周围岩体，以实现岩体的定向预裂爆破。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：所述方法还包括：在将所述岩体定向致裂器插入所述钻孔预定深处之前，开启充装通道上的针阀，打开充装通道，通过所述充装通道向主管内充装二氧化碳液体，使其充满纸管与主管形成的空腔内。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述纸管内还充装有发热剂，在所述导线上连接有电点火头；

所述发热棒纸管内的导线引燃，释放大量热能使主管内的液态二氧化碳瞬间气化，管内压力随之升高包括：发热棒纸管内的电点火头引燃发热剂，利用燃烧的发热剂增加热量的释放，以加速主管内的气压升高。