一次性致裂用膨胀管及其致裂方法技术

本发明专利技术公开了一次性致裂用膨胀管及其致裂方法，属于膨胀管技术领域，主要包括外壳和外壳两端的第一堵头和第二堵头，所述的外壳两端设有螺孔，第二堵头中心设有中心孔，所述的外壳内设有气体发生器，所述的气体发生器内设有气体发生剂，所述的气体发生器中部设有触发装置，所述的触发装置两端连接有导线，所述的导线穿过气体发生器两端，通过中心孔延伸至膨胀管外部，在使用时，将膨胀管放入钻孔内，用堵孔塞堵住孔口密封，再向膨胀管内充气，最后启动起爆器将气体发生剂引燃，使膨胀管爆破；本发明专利技术提供了一种体积小、便于运输、使用安全和威力可控等特点的一次性致裂用膨胀管，致裂方法简单，适用于矿山开采、石油开采、水力电力工程建设等领域。

【技术实现步骤摘要】
一次性致裂用膨胀管及其致裂方法
本专利技术涉及膨胀管及其致裂方法
，尤其涉及一种一次性致裂用的膨胀管及其致裂方法。
技术介绍
传统的爆破均采用炸药爆破，其能量在有限空间内急剧释放，产生一个压力极高(可达数千MPa)并向外传播的冲击波，冲击波传播至远处衰减为地震波。爆破振动波的能量约占炸药爆炸释能的2％-6％，严重的爆破地震效应可导致岩石结构(如边坡)和建筑结构破坏，波及临近建筑及人员的生命安全。目前，从矿山开采到修桥筑路及城市基础建设，主要的破岩方法还包括一种利用二氧化碳致裂的技术，其性能不稳定，致裂器结构复杂，配套设备多，操作繁复，反应时间不可控，用量不可控，可能带有充装阀飞出的风险等诸多隐患，因此迫切需要一种能够替代炸药或二氧化碳致裂器的爆破装置，保证碎岩的安全性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种结构简单、组装方便、易操作、体积小、便于运输、使用安全和威力可控等特点的一次性致裂用膨胀管及其致裂方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一次性致裂用膨胀管及其致裂方法，包括外壳和外壳两端的第一堵头和第二堵头，其中，所述的外壳两端设有螺孔，第二堵头中心设有中心孔，所述的外壳内设有气体发生器，所述的气体发生器内设有气体发生剂，所述的气体发生器中部设有触发装置，所述的触发装置两端连接有导线，所述的导线穿过气体发生器两端，通过中心孔延伸至膨胀管外部。进一步地，靠近第二堵头的一侧设有堵孔塞，堵孔塞上设有三个通孔，分别为第一充填孔、第二充填孔和排气孔，所述的第一充填孔与所述第二堵头中心孔位置相对，并通过连接管连接。进一步地，所述的第一堵头和第二堵头外壁面均设有第一外螺纹，第二堵头内壁面设有内螺纹，所述的第一外螺纹与外壳的螺孔相适配。进一步地，所述的连接管为可拆卸安装，连接管一端外壁面设有第二外螺纹，与第二堵头内壁面的内螺纹相适应。进一步地，所述的导线两端电连接电线，所述的电线设于膨胀管外部。进一步地，所述的电线两端连接外置起爆器的正负两极。进一步地，所述的外壳采用塑胶材料制作。进一步地，膨胀管与地面钻孔间形成空腔。进一步地，致裂方法包括以下步骤：1)定位钻孔，钻孔直径为70cm-100cm，孔深3m-4m；2)将膨胀管内的导线与电线连接；3)膨胀管放入到钻孔内，第二堵头方向向上，第一堵头方向向下；4)安装连接管，在钻孔表面放置堵孔塞，堵孔塞直径与钻孔内径相同，电线穿过连接管至堵孔塞上的第一充填孔外；5)密封堵孔塞上的排气孔；6)通过第一充填孔和第二充填孔分别给膨胀管和膨胀管与钻孔间的空腔充气；7)充气完成后，密封第一充填孔和第二充填孔；8)将钻孔外的电线串联，串联后的电线两端，其一端连接起爆器正极，另一端连接起爆器负极；9)远程控制启动起爆器，起爆器通过电线传电至导线，导线引发触动装置与气体发生剂反应，气体发生剂温度升高，气体发生器温度也升高，将膨胀管内的空气和膨胀管与钻孔间的空气高温气化，从而发生膨胀，实现膨胀爆破。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的膨胀管结构简单，体积小，便于运输；膨胀管无法单独被触发或独立工作，保证在储存运输及使用过程中安全；充入的空气体积可控，保证爆破的威力也可控，达到更好的爆破效果；起爆器连接电线控制气体膨胀能达到机械破坏的效果，不会产生振动、飞石、冲击波等危害；远程引爆膨胀管，保证了操作人员的安全。附图说明图1为本专利技术使用状态的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-2，一次性致裂用膨胀管，包括外壳1和外壳1两端的第一堵头2和第二堵头3，外壳1两端设有螺孔，第二堵头3中心设有中心孔，第一堵头2为完全密封，可以将膨胀管内的气体与膨胀管外的气体隔开，外壳1内设有气体发生器4，气体发生器4通过支架固定在外壳1内部，气体发生器4内设有气体发生剂5，气体发生器4中部设有触发装置6，触发装置6两端连接有导线7，导线7穿过气体发生器4两端，通过中心孔延伸至膨胀管外部，膨胀管使用时，竖向放入地面的钻孔8内，第二堵头3方向朝上。如图1所示，靠近第二堵头3的一侧设有堵孔塞9，堵孔塞9设于钻孔8上方，用于密封钻孔8，膨胀管与钻孔8间形成空腔，堵孔塞9上设有三个通孔，分别为第一充填孔10、第二充填孔11和排气孔12，第一充填孔10与第二堵头3中心孔位置相对，并通过连接管13连接，连接管13为可拆卸安装，连接管13一端外壁面设有第二外螺纹130，与第二堵头内壁面的内螺纹30相适应，安装时，连接管13与第二堵头3螺接，方便拆卸。第一堵头2和第二堵头3外壁面均设有第一外螺纹20，第二堵头3内壁面设有内螺纹30，第一外螺纹20与外壳的螺孔相适配。导线7两端电连接电线，电线设于膨胀管外部，电线两端连接外置起爆器的正负两极。外壳1采用塑胶材料制作，例如PVC、PP和PE等塑胶材料，保证制造成本低，重量轻，便于运输。本专利技术的膨胀管为一次性用膨胀管，具体使用时，在需要破碎的岩石或矿石内钻若干个孔，孔的数量根据实际需要确定，将膨胀管放入，再用堵孔塞9将钻孔8密封，将导线7与电线连接，使电线外露在地面，再将外露的电线并联，两端连接起爆器，开启起爆器传电起爆，使周围的岩石机械破坏，可广泛用于矿山开采、石油开采、地质勘探和水力电力工程建设等领域，不适合炸药爆破领域，不能代替炸药作为震源。膨胀管主要能量发生源为气体发生剂，开启起爆器后，触发装置启动，气体发生剂与膨胀管内充入的空气和钻孔内充入的空气迅速反应，使膨胀力急速上升，当膨胀力凝聚在最高力量点是，瞬间释放，达到膨胀的效果。膨胀管本身无法单独被触发或独立工作，必须配合介质才能发挥膨胀作用；另外，膨胀管经过试验表明，在经过大载荷碾压、碰撞、高空坠落和高温明火等外力的作用下，不会发生燃烧或爆炸等不安全现象，进一步表明，膨胀管的安全性能可靠；其中，充入的空气体积，可以根据实际情况设定，保证了本专利技术的膨胀管威力可控的特点。本专利技术的膨胀管利用气体膨胀能发生技术，双耦合发生技术及综合能量调控技术，瞬间(20-30ms)产生大量气体，凝聚在最高力量点时瞬间释放气体膨胀威力，使周围介质(如岩石)发生巨大的机械破坏，实现爆破。其中，膨胀能发生技术是一种基于破碎用的膨胀管，是膨胀能储存、触发、发生、控制及扩张的核心，膨胀管主要包括导线、触发装置、气体发生剂、气体发生器和堵头等部件，整体结构简单；双耦合发生技术主要增强膨胀管的能效比及安全性，膨胀管本身无法单独被触发或独立工作，必须基于导线7和触发装置6相关耦合介质的接触，才能发生膨胀或爆破；综合能量调控技术可以根据现场爆破要求和气体发生剂配比y与质量m、触发装置i、耦合介质种类k及耦合条件p等多种因素来进行综合调控的，如式(1)所示。E＝E(y,m,I,k,p)(1)以上综合的能量调控主要为了增加膨胀管使用时的安全性。本专利技术的膨胀管最核心的特性为安全、可控、高效、环保和适应性。对于安全性，与传统的爆破方法相比，膨胀管的使用安全主要由膨胀能发生技术、耦合发生技术及能量调控技术共同决定，当其他一种或两种发生技术存在时，不能引起膨胀管爆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一次性致裂用膨胀管及其致裂方法，包括外壳和外壳两端的第一堵头和第二堵头，其特征在于：所述的外壳两端设有螺孔，第二堵头中心设有中心孔，所述的外壳内设有气体发生器，所述的气体发生器内设有气体发生剂，所述的气体发生器中部设有触发装置，所述的触发装置两端连接有导线，所述的导线穿过气体发生器两端，通过中心孔延伸至膨胀管外部。

【技术特征摘要】
1.一次性致裂用膨胀管及其致裂方法，包括外壳和外壳两端的第一堵头和第二堵头，其特征在于：所述的外壳两端设有螺孔，第二堵头中心设有中心孔，所述的外壳内设有气体发生器，所述的气体发生器内设有气体发生剂，所述的气体发生器中部设有触发装置，所述的触发装置两端连接有导线，所述的导线穿过气体发生器两端，通过中心孔延伸至膨胀管外部。2.根据权利要求1所述的一次性致裂用膨胀管，其特征在于，靠近第二堵头的一侧设有堵孔塞，堵孔塞上设有三个通孔，分别为第一充填孔、第二充填孔和排气孔，所述的第一充填孔与所述第二堵头中心孔位置相对，并通过连接管连接。3.根据权利要求1所述的一次性致裂用膨胀管，其特征在于，所述的第一堵头和第二堵头外壁面均设有第一外螺纹，第二堵头内壁面设有内螺纹，所述的第一外螺纹与外壳的螺孔相适配。4.根据权利要求2所述的一次性致裂用膨胀管，其特征在于，所述的连接管为可拆卸安装，连接管一端外壁面设有第二外螺纹，与第二堵头内壁面的内螺纹相适应。5.根据权利要求1所述的一次性致裂用膨胀管，其特征在于，所述的导线两端电连接电线，所述的电线设于膨胀管外部。6.根据权利要求5所述的一次性致裂用膨胀管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯月，白天，
申请(专利权)人：深圳市黑阳静爆工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44