安全轻便型气体致裂管组的制作方法

本实用新型涉及一种矿山开采设备，具体地说是一种安全轻便型气体致裂管组。

背景技术：

以前，无论露天还是地下矿山开采和开挖，均采用炸药爆破方法。近几年来，由于炸药采购、运输和储藏危险性高以及使用过程中安全隐患大、易出现炮烟中毒等缺点，兴起了非炸药破碎开采和开挖方式，最常用的是液态二氧化碳开采器材，采用气体膨胀做功原理来达到对介质的破裂、贯穿和破坏目的。但是二氧化碳开采器是采用钢材作为设备的原材料，从组装、充装液体和现场连接及放置，全部设备采用人工操作，工人劳动强度非常大，工作效率低，与炸药使用方便快捷相比，这些因素已经影响了该项技术的广泛应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种安全轻便型气体致裂管组，该气体致裂管组相比二氧化碳开采器来说具有组装方便快捷的优点，相比炸药爆破来说具有更高的安全性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种安全轻便型气体致裂管组，所述气体致裂管组是由若干气体致裂管依序串接而形成；每一气体致裂管包括：

外管，为直筒耐压塑料管体，其两端固接有端盖，在所述端盖上穿接有圆管状的金属接口，在所述金属接口的外露端上制有外螺纹；

内管，为直筒纸管，内置有高压致燃的烟火剂，在内管两端分设有封堵管腔的堵塞；

引爆导线，贯穿所述内管，且其两端分别穿出所在端的所述堵塞后，固接在所在端的外管端盖上的所述金属接口上；以及

电致点火头，设置在所述内管中，并与穿入内管的引爆导线电连接；

相邻两个气体致裂管之间通过连接管进行连接，所述连接管具有与所述外管相同的结构；在所述连接管内还设置有用于将连接管两端的金属接口连接起来的导线；连接管端部的金属接口与气体致裂管端部的金属接口之间通过紧固螺母进行连接。

所述气体致裂管组中的所有气体致裂管的外管内腔相互贯通；位于气体致裂管组一端的金属接口用丝堵封接并连接上接地线，位于致裂管组另一端的金属接口通过气体连通管与空气压缩机相连通，并通过导线与电子启动器电连接。

所述外管为可耐受1.0MPa气压的PVC管，所述内管两端的所述堵塞由PVC或PE材料制成。

所述烟火剂为高压条件下方可引燃致爆的引爆药，其组分配比的质量百分比是：

高氯酸钾30%-70%， 硝酸铵10%-50%，

铝粉2%-10%， 草酸铵10%-30%。

优选的，所述烟火剂中各组分的质量配比是：高氯酸钾45%，硝酸铵35%，铝粉5%，草酸铵15%。

所述高压条件指气压不大于0.8MPa。

本实用新型所提供的安全轻便型气体致裂管组，通过将若干个气体致裂管依序串接起来，应用时，将该串接的气体致裂管组放入待爆破点的孔洞内，由空气压缩机通过首端的金属接口向外管内注入压缩空气，之后向引爆导线内通入电流，使与引爆导线相接的电致点火头引燃，由于内管内腔处于高压条件下，电致点火头可将内管中的烟火剂引燃，促使烟火剂发生氧化还原反应，瞬间产生大量的高温高压气体，气体致裂管发生爆破，内管和外管炸裂的同时，外管内腔中的高压气体也一同被喷出，因此形成了强大的气体爆炸力，该强大的气体爆炸力即可推开矿石等物质，实现对矿石等的爆破作业。

本实用新型中相邻两个气体致裂管之间通过连接管进行连接，连接管与气体致裂管中外管的结构相同，即：连接管为直筒耐压塑料管体，其两端固接有端盖，在所述端盖上穿接有圆管状的金属接口，在所述金属接口的外露端上制有外螺纹。连接时：使连接管两端的金属接口与待连接的两个气体致裂管端部的金属接口相对接，再由紧固螺母将两者连接起来，从而实现了两个气体致裂管之间的紧固连接。连接管的长度可以根据需要进行调整，从而使得整个气体致裂管组可达到长度与爆破威力兼顾的情形，在爆破威力足够大的前提下减少了气体致裂管的使用量，降低了成本。

气体致裂管中，外管是耐高压的塑料管，塑料管相比现有技术中的液态二氧化碳钢制管来说，具有轻便、成本低的优点；而且，在外管的两端设置端盖，可有效保护内部的纸质内管，避免纸质内管中的烟火剂泄露以及避免纸质内管遭水淋，可在恶劣天气下施工。在外管端盖上穿接中空的金属接口，可使外管与外管之间或外管和其余铁质或非铁质管件之间实现快速连接。内管的材质为纸质，本身就属于木纤维结构，可起到助燃作用。内管中的烟火剂只有在高压条件下方可被引燃，常压下没有易燃易爆物品的存在，因此在运输、贮存以及准备爆破等过程中，发生意外的可能性大大降低，有效保证了相关人员的安全。此外，相比传统的爆破方式，由于空气高温致裂的特性，使用该气体致裂管组进行矿山等爆破时，爆破声音相对较小，无飞石现象，无扬尘，无震荡波和冲击波，而且不会产生有害气体，对爆破点附近的环境影响不大，适于在相关领域进行推广应用。

附图说明

图1是本实用新型中单个气体致裂管的结构示意图。

图2是两个气体致裂管之间的连接结构示意图。

图中：1、外管，2、内管，3、第一端盖，4、第二端盖，5、堵塞，6、引爆导线，7、电致点火头，8、烟火剂，9、密封垫片，10、金属接口，11、螺母，12、紧固螺母，13、连接管，14、导线。

具体实施方式

本实用新型所提供的安全轻便型气体致裂管组是由若干气体致裂管依序串接而形成。每一气体致裂管的结构如图1所示，相邻两个气体致裂管之间的连接结构如图2所示。结合图1和图2，每一个气体致裂管均包括中空的外管1和内管2，内管2位于外管1的内腔中。内管2长度约为外管1长度的60%-70%，内管2外径约为外管1内径的60%-70%。外管1为直筒型的耐高压塑料管体，在外管1的首端（图1中左侧）设置有第一端盖3，在外管1的尾端（图1中右侧）设置有第二端盖4，第一端盖3和第二端盖4包覆住外管1的首、尾两端，第一端盖3和第二端盖4与外管1的首、尾两端之间可通过专用胶水粘接。内管2为直筒型的纸质管体，在内管2的首、尾两端分别设置有用于封堵管腔的堵塞5，堵塞5可设置在内管2首、尾两端的内腔中，堵塞5与内管2管壁之间也可通过专用胶水粘接。外管1及其两端的第一端盖3和第二端盖4均可由PVC材质制成，外管1可耐受1.0MPa的气压；内管2材质为纸质，内管2两端的堵塞5由PVC或PE材质制成。

在外管1两端的第一端盖3和第二端盖4上穿接有圆管状的金属接口10，金属接口10露出端盖外部的部分制有外螺纹，当然，整个金属接口10设置成中空结构的螺丝也是可以的，金属接口10的一端露在外管1外部，另一端位于外管1内腔中，金属接口10的轴心线与外管1的轴心线处于同一直线上。金属接口10通过两个螺母11（分别位于端盖的两侧）固定在端盖上，且螺母11与端盖之间设置有密封垫片9。

在内管2内装有高压致燃的烟火剂8以及由电致点火头7和引爆导线6组成的点火装置。引爆导线6可采用导电率高的铜丝导线。引爆导线6的两端分别穿过内管2两端的堵塞5并与外管1端部对应的金属接口10相接，由于金属接口10是导体，因此引爆导线6与金属接口10之间是电连接。电致点火头7设置在内管2中，并与贯穿内管2的引爆导线6电连接。

本实用新型中烟火剂8需要在高压条件下方可被引爆，在常压条件下即使跟明火直接接触也不会被引爆，因此本实用新型中的气体致裂管无论在运输还是组拼过程中都非常安全。具体地，烟火剂8中各组分的质量配比是：高氯酸钾30%-70%，硝酸铵10%-50%，铝粉2%-10%，草酸铵10%-30%；优选的，烟火剂8中各组分的质量配比是：高氯酸钾45%，硝酸铵35%，铝粉5%，草酸铵15%。烟火剂8的制备方法是：将各组分按合适的质量配比混合，然后投入捏合机中搅拌1-2小时，混匀即可。制备方法简单快速，易于实施。

如图2所示，实用新型中相邻两个气体致裂管是通过连接管13进行连接的。连接管13与外管1具有相同的结构，即：连接管13为直筒耐压的塑料管体，在连接管13的首尾两端分别固接有第一端盖3和第二端盖4，在两个端盖上均穿接有圆管状的金属接口10，在金属接口10的外露端上制有外螺纹，金属接口10与对应的端盖之间通过两个螺母进行连接，螺母与端盖之间设有密封垫片。在连接管13内设有用于将连接管13两端的两个端盖连接起来的导线14。该导线14等同于气体致裂管中的引爆导线6。连接管13与气体致裂管所不同的是，在连接管内没有设置内管，同时没有设置烟火剂以及电致点火头。

采用连接管13连接两个气体致裂管时，首先将一个紧固螺母12的一端套接在前一个气体致裂管尾端的金属接口10上，接着使连接管13首端的金属接口10伸入紧固螺母12的另一端，通过旋进连接管13首端的金属接口10，使两个金属接口10在紧固螺母12内实现对接。按照同样的方法将连接管13尾端的金属接口10与后一个气体致裂管首端的金属接口10采用紧固螺母12连接起来，从而实现了由连接管13将前后两个气体致裂管连接起来。这种连接方式操作起来也比较方便、快捷，因此通过串接形成整个气体致裂管组也是比较快速的。

由于连接管13及其两端的金属接口10均是中空结构，因此采用连接管13连接相邻两个气体致裂管后，两个外管1的内腔仍然是处于连通状态，进而使得整个气体致裂管组中的外管1的内腔均相互贯通。再者，连接管13两端的金属接口10均是金属材质，且在连接管13内设置有将连接管13两端的金属接口10连接起来的导线14，因此采用连接管13连接后的两个气体致裂管中的引爆导线6是处于电连接状态，进而使得整个气体致裂管组中的引爆导线6形成串联结构。

将若干个气体致裂管依序串接形成气体致裂管组后，使气体致裂管组尾端的金属接口用用丝堵螺母密封并连接上地线，将串接好后的气体致裂管组放入待爆破点的孔洞内，气体致裂管组尾端的金属接口位于孔洞内的底部。使气体致裂管组首端的金属接口通过气体连通管与空气压缩机相连通，并通过导线与电子启动器电连接。开启空气压缩机，通过气体致裂管组首端金属接口向气体致裂管组中外管的内腔通入压缩空气，控制气体致裂管组中的气压不超过0.8MPa，之后关闭空气压缩机，停止注气，并将连接气体致裂管组的气体连通管封死、截断。由于气体致裂管组中所有外管的内腔均相通，因此通过空气压缩机可使所有外管的内腔都被通入压缩空气。内管内的气压与外管内的气压相同，均不超过0.8MPa。

撤离空气压缩机并清场，待所有人员和现场设备均撤离到安全区域后，通过远程遥控控制电子启动器接通电源，触发电子启动器开关，使引爆导线内通入电流，进而使各气体致裂管中与引爆导线相接的电致点火头引燃，由于内管内腔处于高压条件下，因此，电致点火头可将内管中的烟火剂引燃，促使烟火剂发生氧化还原反应，瞬间产生大量的高温高压气体，气体致裂管发生爆破（内管和外管均炸裂），烟火剂被引燃后在30ms内产生的温度不小于500℃，爆速不小于4000m/s，爆容不小于650L/kg，所产生的强大的气体推动力可推开矿石等，完成爆破作业。