[实用新型]化学膨胀式炭块开采装置

说明书

本实用新型涉及煤矿井下开采，特别是在钻孔中使用汽化液体开采炭块的装置。

目前，我国中小型矿井的煤炭开采一般以炮采为主，炮采由于炸药反应急剧，瞬时对煤层作功，破坏性大，因此产炭率低，炭块率一般注20-60之间。

大、中型矿井以综合机械化设备采煤为主，因是用刀头割煤，产炭率更低，因此当前的炭块煤供不应求，不能满足市场的需要。

本实用新型的目的在于提供一种提高产炭率的炭块开采装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，设计一装入钻孔中的炭块破裂器和装在钻孔口部的封口装置。炭块破裂器包括具有一内腔的管型主体，装入主体内腔的可汽化的液体，装在管型主体一端能封住主体内腔口的爆破片和具有多孔的释压头，装在管型主体另一端能封住主体内腔口的电极注液阀，其中阀体、阀芯分别为电源两电极。

上述的电极注液阀为单向阀，阀体为圆柱体，具有一中间细、两端粗的通孔，阀体与管型主体连接端的粗孔内装一阶梯阀芯，阶梯阀芯伸入主体内腔的端部装一电极丝，另一端放有密封垫，阶梯阀芯圆周套有绝缘套，细轴外套一弹簧，在阀体中间的细孔和另一端粗孔内装一具有与阀体内孔相通的有一细孔的注液阀芯，阀体另一端粗孔内还装有注液头以及绝缘套。

炭块开采设备中的封口装置由一丝杠、与丝杠连接的可向圆周扩张的组合胀件及连接件组成。封口装置中的组合胀件包括与丝杠螺纹连接、外圆为台阶式圆锥的活动胀件，套在活动胀件外圆并与其吻合的3块以上的瓦形固定胀件，套在固定胀件外面用弹性材料制作的、圆周镶嵌防滑牙的弹性胀件。

装在炭块破裂器管型主体内腔的汽化液体为CO₂或N。

由于采取上述措施，使用时，向炭块破裂器注液头细孔注入能汽化的液态CO2或N，液体经注液阀芯内孔进入阀体细孔，并将阶梯阀芯推开，进入管型主体内腔。由于主体内腔两端孔口被密封，液体不能外流。将炭块破裂器置于已扩好的钻孔内，引出电缆线。将封口装置放入孔口，用专用工具旋紧丝杠，此时由于活动胀件锥体的推动作用，使固定胀件向四面膨胀，压迫弹性胀件向外扩张，使之与钻孔四周煤壁压紧，同时弹性胀件中的防滑牙将部分压入煤壁，可进一步防止弹性胀件滑动外移，这样，封口装置将钻孔封住。

接通电源开关，破裂器内的液体迅速升温汽化，当压力达到设定压力时，爆破片断裂，压力通过释压头上的多孔向周围排出，使煤壁崩裂，因为CO2或N汽化反应缓慢，对煤壁不是瞬时作功，因此对煤破坏性小，产炭率高，安全可行。

下面结合附图对本实用新型的实施例进一步说明。

图1是本实用新型中炭块破裂器装配图。

图2是本实用新型中封口装置装配图。

图1中，炭块破裂器的主体5为圆管型，有一通孔6，两端内孔壁厚增加。在管型主体一端螺纹连接一释压头1，释压头具有一主孔2和主体内腔相通，端部圆周有4个孔与主孔相通，在释压头与主体的连接端部装一爆破片3和密封垫4。在主体另一端螺纹连接一电极注液阀和密封垫8。电极注液阀包括具有一中间细两端粗通孔的圆柱阀体12，装在阀体与管型主体连接端粗孔内的阶梯阀芯11、密封垫18、调压螺母19，在阀芯伸入主体内腔端用螺钉连接一电极丝7，阶梯阀芯圆周套有绝缘套10，细轴处套有压缩弹簧9；在阀体中间细孔和另一端粗孔内装一具有与阀体内腔相通的有一细长孔的注液阀芯13，在另一端粗孔内还装一压缩弹簧16、具有细长通孔的注液头17、固定套14和绝缘套15，注液时，液体通过注液头、注液阀芯、将阶梯阀芯推开，由阀芯底部及周围孔隙进入主体内腔，停止注液后，由于密封垫18和弹簧9的作用，液体不能回流，起到了密封作用。

图2中，与丝杠20螺纹连接的活动胀件21圆周为台阶式圆锥形，活动胀件外有4块瓦形固定胀件22与其吻合，在固定胀件外套一用橡胶制作的弹性胀件23，弹性胀件圆周镶嵌12个钢制的防滑牙24，4个头部为丁字形的螺栓26将固定件22、弹性胀件23及连接件25连接在一起，连接件与丝杠端部的台阶紧配合。