[发明专利]一种煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置及其工作方法

权利要求书

1.一种煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置，其特征在于，包括杆体、释放管、导电棒、充装阀、加热管和定压泄能片；

所述杆体外表面和释放管外表面均设有螺旋齿，杆体内部设有储液腔，杆体两端分别开设进液孔和喷气口，进液孔和喷气口均与储液腔连通，加热管设在储液腔内，充装阀装在进液孔处，导电棒一端通过充装阀伸入储液腔与加热管连接；储液腔内充入液态二氧化碳；

所述释放管内装有喷气通道，释放管一端开设进气口、另一端装有钻头，进气口与喷气通道连通，释放管外表面开设多个导流孔，多个导流孔均与喷气通道连通，释放管与杆体同轴连接、且使进气口与喷气口对齐；所述定压泄能片装在进气口与喷气口之间，用于定压释放储液腔内的二氧化碳气体进入释放管内。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置，其特征在于，所述定压泄能片包括两个密封垫和一个剪切片，剪切片处于两个密封垫之间，两个密封垫分别与进气口与喷气口压紧接触。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置，其特征在于，所述杆体和释放管的直径均不超过80mm。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置，其特征在于，所述密封垫均为橡胶材质。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置的工作方法，其特征在于，具体步骤为：

A、将本煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置的杆体与钻机连接，然后对选定位置进行钻孔操作，达到设定深度后，停止钻进，并将钻机与杆体分离；

B、将充装阀与液态二氧化碳存储罐连接，通过注液孔向储液腔内注入液态二氧化碳，达到设定量后关闭充装阀，然后将导电棒与电流控制开关通过导线连接，完成相变致裂的准备工作；

C、闭合电流控制开关使电流经过导电棒达到加热管，使加热管开始加热工作，进而随着温度升高，储液腔内的液态二氧化碳受热相变生成二氧化碳气体，储液腔内的气压快速升高，直至内部压力超过定压泄能片打开临界值，此时二氧化碳气体进入释放管的喷气通道内，最后由释放管的各个导流孔喷出二氧化碳气体，二氧化碳气体对钻孔周围煤岩体进行冲击致裂，持续一段时间后，完成该钻孔的护壁式钻孔与相变致裂过程；

D、断开电流控制开关，将本煤矿护壁式钻孔与相变致裂的装置从该钻孔取出，然后重复步骤A至C，对下一个钻孔进行施工，如此循环，完成所需煤矿的卸压工作。