一种煤矿采掘炮眼封堵装置及其使用方法与流程

本技术涉及煤矿采掘，更具体地说，涉及一种煤矿采掘炮眼封堵装置及其使用方法。

背景技术：

1、煤炭是一种重要的能源资源，煤矿采掘是煤炭开发和利用的重要环节之一。然而，在煤矿采掘过程中，必须面对矿井中的各种复杂情况，包括煤层构造、煤岩力学特性、瓦斯、水等，这些情况都会对采掘带来很大的不利影响，甚至会威胁到采掘人员的生命安全。在采掘炮眼爆破作业中，为了保障矿工的安全，必须对炮眼进行封堵。在煤矿采掘爆破中采用预先封堵炮眼的措施,不仅可以提高作业安全性、爆破质量和效率,还可以减轻环境影响和降低成本费用，这是一种经济高效而又环保的作业方法,值得在煤矿爆破生产中广泛推行。

2、现有技术公开号为cn 218179772 u的文献提供一种煤矿采掘炮眼封堵装置，该装置实现对炮眼的有效封堵，操作简单便利，实用性较强，进而有效的提高了该装置封堵时的稳定性，避免了在爆破时出现炮泥冲出的情况，保证了爆破的效果。但是，该装置存在以下两个方面的问题:首先,该装置通过向环状塑料袋内灌注炮泥,塑料袋的摩擦系数较低,浇筑成型后会形成一个柱体的塑料杆结构，当炮眼受到火药的冲击后,很容易造成柱体的塑料袋和内部的炮泥被气压顶出；其次,该装置通过转动丝杆使顶块对定位锥施加径向压力将其固定在炮眼的内壁，当冲击波作用在柱形筒上后,柱形筒和定位锥的下端会沿着炮眼向外被冲击，在冲击的过程中,仅依靠定位锥的径向压力很难保障其与炮眼内壁的强固结合,使用中极易造成柱形筒被冲出。

3、鉴于此，我们提出一种煤矿采掘炮眼封堵装置及其使用方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本专利的目的在于针对上述问题，提供了一种煤矿采掘炮眼封堵装置，包括：

2、柱形塞1，所述柱形塞1与炮眼适配，所述柱形塞1为实体结构；

3、冲击自锁机构2，所述冲击自锁机构2设置在柱形塞1上，所述冲击自锁机构2包括有四个定位锥203，所述定位锥203以柱形塞1为中心环形分布；

4、四个单向定位机构3，四个所述单向定位机构3以柱形塞1为中心环形分布；

5、固定调节机构4，所述固定调节机构4与冲击自锁机构2传动连接；

6、其中，所述冲击自锁机构2的一端置于火药侧，四个所述定位锥203被火药冲击并会插入到炮眼的内壁，所述单向定位机构3插入炮眼即可实现自固定，所述固定调节机构4用于调节四个所述定位锥203的外侧端贴近炮眼内壁。

7、上述技术方案中，在安装完成后，通过炮泥对柱形塞1与炮眼之间的缝隙进行封堵；将柱形塞1塞入炮眼时，在炮眼内壁按压作用下，单向定位机构3回缩以便柱形塞1插入到炮眼内，同时，在弹性回弹作用下，单向定位机构3外侧的尖端抵接于炮眼的内壁；通过固定调节机构4的转动调节，可以驱动四个定位锥203向外运动并与炮眼的内壁相抵，当火药被引发后，产生巨大的冲击波作用在柱形塞1和冲击自锁机构2上，在冲击波的作用下，定位锥203和单向定位机构3倾斜向炮眼的内壁方向移动，并且冲击波的作用力越强，定位锥203和单向定位机构3对炮眼的作用力也就越大。

8、可选的，所述柱形塞1包括实心柱杆101，所述实心柱杆101侧面呈环形开设有四个位于同一水平面的导向孔104和四个位于同一水平面的收纳槽103，所述定位锥203与导向孔104适配滑动，所述实心柱杆101一端中心处开设有安装口102，所述冲击自锁机构2包括有顶板201和传递杆202，所述顶板201与炮眼适配，所述传递杆202固定连接于所述顶板201的一端中心处，所述传递杆202与安装口102适配，所述传递杆202的截面为正方形，用于驱动四个所述定位锥203向外滑动。

9、上述技术方案中，传递杆202的截面为正方形，并且与安装口102适配滑动，可以保证传递杆202仅能沿着实心柱杆101轴向移动；当火药被引发后，产生巨大的冲击波首先作用在顶板201上，再通过传递杆202将冲击力传递到定位锥203，并使得定位锥203向炮眼的内壁方向挤压，并且冲击力越强，挤压的强度也就越高。

10、可选的，所述传递杆202远离顶板201的一端开设有四个第一斜面2021，所述定位锥203靠近传递杆202的一端均开设有与第一斜面2021一一对应的第二斜面2034，所述第一斜面2021和相应第二斜面2034贴合。

11、上述技术方案中，当第一斜面2021向固定调节机构4靠近时，会挤压第二斜面2034，并迫使定位锥203向外侧运动，从而可使得四个定位锥203向炮眼的内壁方向挤压。

12、可选的，所述定位锥203包括主体连接段2031，所述主体连接段2031的一端两侧呈对称结构固定连接有滑块2033，所述主体连接段2031的另一端连接有锥头段2032，所述导向孔104内壁呈对称结构开设有与滑块2033适配滑动的滑槽1041。

13、上述技术方案中，当定位锥203向外运动的过程中，滑槽1041限制滑块2033的滑动，避免在爆破的过程中定位锥203从实心柱杆101上脱离。

14、可选的，所述单向定位机构3包括有锥形杆301、轴杆302以及弹簧303，所述轴杆302和锥形杆301垂直固定连接，所述收纳槽103的内侧对称开设有轴孔1032，所述轴杆302与轴孔1032适配，所述弹簧303连接设置在锥形杆301和收纳槽103之间，所述锥形杆301为倾斜结构，所述锥形杆301在收纳槽103中具有一定的转动余量。

15、可选的，所述收纳槽103靠近顶板201的一侧固定安装有限位块1031，所述限位块1031置于轴杆302的外方。

16、上述技术方案中，当柱形塞1塞入到炮眼内后，炮眼的内壁挤压锥形杆301，使得弹簧303被弹性压缩，并产生一个弹性回弹的作用力，进而使得锥形杆301的尖头端始终保持与炮眼内壁的贴合，并当实心柱杆101向炮眼外侧运动时，锥形杆301的尖头端始终作用在炮眼内壁上，并且当锥形杆301和限位块1031相抵后，锥形杆301向外倾斜一定的角度。

17、可选的，所述固定调节机构4包括有螺杆401，所述实心柱杆101远离安装口102一端的中心处开设有螺纹孔105，所述顶板201和所述传递杆202的中心处开设有通孔2022，所述螺杆401和所述螺纹孔105螺纹连接，所述螺杆401穿过所述通孔2022延伸至顶板201的外侧并固定连接有限位盘402。

18、可选的，所述螺杆401远离限位盘402的一端垂直固定安装有手柄403。

19、上述技术方案中，通过手柄403逆时针转动螺杆401时，可使得限位盘402靠近顶板201并通过限位盘402带动顶板201向右运动，从而使得传递杆202挤压四个定位锥203向外运动，以便将实心柱杆101固定在炮眼内。

20、可选的，所述定位锥203与锥形杆301朝着手柄403的方向倾斜设置。

21、上述技术方案中，当实心柱杆101受到冲击时，倾斜的定位锥203和锥形杆301更加有利于与炮眼内壁的固定。

22、本技术技术方案还提供了一种煤矿采掘炮眼封堵装置的使用方法，至少包括以下方法步骤：

23、s1、根据炮眼的口径选择合适口径的柱形塞1，将火药装入炮眼后填充炮泥，并且炮泥与炮眼口预留一定的距离；

24、s2、将柱形塞1带有顶板201的一端塞入炮眼内，并使得限位盘401和炮眼内的炮泥相抵，在塞入柱形塞1的过程中，在炮眼的内壁挤压作用下，锥形杆301收纳入收纳槽103的内部，并在弹簧303的弹性回弹作用下与炮眼的内壁始终保持抵触状态；

25、s3、通过转动螺杆401使得顶板201带动传递杆202向炮眼外侧运动，直至定位锥203抵触到炮眼的内壁，随后再使用炮泥封堵住柱形塞1与炮眼口之间的缝隙；

26、s4、当炮眼内的火药被引发后，产生巨大的冲击波首先作用在顶板201上，再通过传递杆202将冲击力传递到定位锥203，并使得定位锥203向炮眼的内壁方向挤压以防止炮泥从炮眼内被冲出；

27、s5、在柱形塞1带动锥形杆301向外进行短距离窜动时，由于锥形杆301的尖头端与炮眼内壁相抵触，使得锥形杆301以轴杆302为圆心向炮眼内壁的方向倾斜，从而使得锥形杆301牢牢地扎入到炮眼的内壁中。

28、与现有技术相比，本技术至少具有如下技术效果或优点：

29、本技术通过火药爆炸产生的冲击波作用,实现柱塞和冲击自锁机构运动,进而带动定位锥和单向定位机构向炮眼内壁倾斜移动，冲击波力越大,对炮眼的作用力越强。