石柱矿山开采设备气体膨胀致裂效果

随着科学技术的发展，二氧化碳气体爆破设备逐步替代了矿井开采中常用的lei管和诈要管。二氧化碳气体爆破设备是利用液体二氧化碳受热时迅速气化膨胀，从而对外做功来实现爆破的。由于爆破过程中释放的二氧化碳气体具有降温、阻燃和阻爆的作用，所以二氧化碳气体爆破设备可以避免因明火而引起的瓦丝爆诈事故，有利于煤矿生产。
目前，二氧化碳气体爆破设备中的充装头通常采用插针式或者顶针式的接线方式，即将充装头中的插针或者顶针作为电源一与起抱装置的内连接，将致裂管管体作为电源另一与起抱装置的外连接，这种充装头的接线方式称为单电式。然而，单电式充装头在工作时，因致裂管管体带电会存在生产的隐患。而且单电式充装头在用于多管并联起抱时，需要利用导线并联连接多个致裂器的外部，但是这种并联接线方式复杂，故障率高，并且导线易断，易导致起抱失败。
发明内容
本发明实施例提供一种充装头，以管体带电的生产隐患，实现起抱。
方面，本发明实施例提供了一种充装头，包括：壳体，所述壳体内设置有轴向正、中心电和轴向负；其中， 所述轴向正与起抱装置连接； 所述起抱装置、所述中心电和所述轴向负依次串联连接。 进一步的，所述充装头还包括：与所述轴向正连接的径向正，以及与所述轴向负连接的径向负。进一步的，所述充装头还包括：径向正连接孔和径向负连接孔，均设置于所述壳体的表面上，以供所述径向正和所述径向负分别与外置的绝缘导线连接。 进一步的，所述中心电与所述壳体之间、所述轴向负与所述壳体之间、所述轴向正与所述壳体之间以及所述中心电与所述轴向正之间，均设置有绝缘填充物。 进一步的，所述径向正与所述壳体之间以及所述径向负与所述壳体之间均设置绝缘填充物。 进一步的，所述充装头还包括：排气阀和充液阀；其中，所述排气阀用于排出致裂管中的二氧化碳气体；所述充液阀用于向所述致裂管中充入二氧化碳液体。 进一步的，所述充装头还包括：支撑架，用于固定所述轴向正。 第二方面，本发明实施例还提供了一种二氧化碳气体爆破设备，包括如本发明任意实施例所述的充装头。 进一步的，所述二氧化碳气体爆破设备还包括：预埋两根绝缘导线的致裂管，所述致裂管通过所述绝缘导线与所述充装头连接。 第三方面，本发明实施例还提供了一种二氧化碳气体爆破设备组，包括多个如本发明任意实施例所述的二氧化碳气体爆破设备，各个二氧化碳气体爆破设备的充装头包括径向正和径向负，所述多个二氧化碳气体爆破设备通过所述径向正和所述径向负并联连接。

实施方式的制造工艺说明，二氧化碳爆破设备的制造工艺如下：
1. 先通过塑胶质做出一个固定形状的基体；2.在基体外层缠绕或套接一层涤纶材质的网状层；3.网状层通过硬化材料进行硬化（涂树脂）；4.待网状层与硬化层硬化后，取出基体。作为上述实施方式的进一步具有说明，硬化层13采用UV硬化胶。通过上述实施例一实施方式所得二氧化碳爆破设备，相对现有技术中的二氧化碳爆破设备，由于本发明中网状层12的抗拉强度可达2500MPa，而钢材抗拉强度仅约为355MPa，且其网状层12和硬化层13的综合密度仅为1.5×103kg/m3，而钢材密度为7.9×103kg/m3；本发明的材质综合密度为爆破管钢材的0.18倍；本实施例的管体厚度可达现有钢材爆破管的0.7倍左右；在抗拉强度上，本实施例的管体抗拉强度与现有8mm厚度的钢材爆破管强度近同；因此，本实施例的二氧化碳爆破设备仅为现有技术中的气体爆破管的0.13倍左右的质量，本发明具有非常轻质的重量，非常便于运输和安装。
2. 实施例二：与实施例一不同之处在于：储能装置呈三层结构，由内到外为基体层、网状层和硬化层；网状层为涤纶材料，硬化层采用环氧树脂胶材料，基体层采用聚乙烯材料。
3. 实施例三：与实施例二不同之处在于：密封基体的中部螺纹结构向内凹入；该结构便于运输和节约整体体积，同时便于保护充气隐爆装置，避免受撞。
4. 实施例四：与实施例二不同之处在于：电热丝的输入预先固化在储能装置中，通过储能装置的壁壳通过引出外部；采用该结构，其输入无需使用陶瓷管隔离，且密封较好，其密封基体可以省去电输入孔的加工过程。
5. 实施例五：与实施例二不同之处在于：密封基体的外露面采用光滑曲面；采用该结构，可较好的减少碰撞损坏。
6. 实施例六：与实施例二不同之处在于：充气机构包括阀座、止挡环和锁合弹簧，止挡环安装在阀座中上部，止挡环中心为气孔，止挡环下方为气压球阀，气压球阀下部为锁合弹簧，锁合弹簧安装在阀座中部，当气压球阀下方的压强大于上方压强时，气压球阀受到压强差力和锁合弹簧的弹力，与阀座下部闭合，当气压片下方的压强小于上方压强时，且气压片受到压强差力大于锁合弹簧的弹力时，气压片向下移动，与阀座下部张开；阀座221上方还设置有密封螺帽。
7. 实施例七：与实施例一不同之处在于：网状层12的厚度为5mm，基体层11的厚度为1mm，硬化层13的厚度为5mm。
8. 实施例八：与实施例一不同之处在于：网状层12的厚度为10mm，基体层11的厚度为2mm，硬化层13的厚度为10mm。醉后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

矿用二氧化碳气体爆破它采用多管串联、管内无障碍连接的方法，且在顶针型连接管装置和底座之间可接入若干组由阻断型充气装置、储能管、顶针型泄能装置组成的组合装置来控制爆破威力，它不受爆破环境影响，性能好，机械故障率低，拆装方便。本发明所述的二氧化碳爆破设备，其内管填充腔内预先放置还原剂，还原剂为固态或液态，固态还原剂可以是粉末状、颗粒状或条丝状；运输过程中，内管填充腔内无氧化剂，因此运输过程中的静电或温度偏高不会引发燃烧爆诈；在爆破现场使用时，通过使用其充气机构充入超临界氧、高压气态氧或液态氧，氧分子可均匀的吸附在还原剂表面，填充后通过对其点火机构进行通电，加热电热丝，点燃内管填充腔内的反应料。
二氧化碳爆破设备，它包括顶针型连接管装置、阻断型充气装置、顶针型泄能装置、储能管和底座，所述顶针型连接管装置由吊环组件、端盖组件、连接管及其下端的顶针型导电装置构成；所述阻断型充气装置包括壳体及其内部的一次气体密封装置、二次气体密封装置、充气孔和阀针；所述顶针型连接管装置、阻断型充气装置、储能管、顶针型泄能装置、底座依次从上至下通过它们壳体外形的凹凸和内外螺纹配合安装在一起。
另外，上述优化结构中，内管采用两个分节体进行组装的方式，其还原剂可以从中部放入，具有便于装要的优点。内管采用纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，由于纤维材质的抗拉强度较大，其中，碳纤维的抗拉强度达3500MPa以上，芳纶纤维的抗拉强度达5000-6000MPa，玻璃纤维的抗拉强度在2500MPa左右，聚酯纤维的抗拉强度达500MPa以上，而碳钢钢材的抗拉强度普遍在345MPa左右，故完全可以替代现有碳钢对高压气、高压液或液化气进行束；采用纤维材质，能减小壳体的壁厚，同时，纤维材质密度小，能较大程度的减小壳体的重量，并减小壳体的制造成本。现有的二氧化碳爆破设备，其隐爆气的氧化剂和还原剂均为固态物，需在生产过程中混合，并制成块状，或用带体装填；本发明所述二氧化碳爆破设备内的隐爆气，其填充腔内预先填装还原剂，并在现场通过内管充气机构充压入超临界氧、高压气态氧或液态氧（氧化剂）；

液态二氧化碳相变致裂技术利用液态二氧化碳瞬间汽化产生的膨胀力进行爆.破，它与传统的爆.破相比，具有如下的有点： 众所周知，中国是矿产资源较为丰富的之一，所以我国的矿产开采业拥有的市场背景，无论是内销还或是出口国外，其销售额都呈逐年上升的趋势。因为工作对象的性质，在开采的过程中，原始方法是采取用传统开采的方式，毁灭性的开采矿石，非但不能保存好矿石的纹理，相反的隐患已成了矿产开采业为关键的聚集焦点。随着液压技术产品的创新和改造，作为市场禁止流通和运输的危险品，所以以二氧化碳开采器代替传统开采显得尤为重要了。
气体爆破设备，一台机器多次使用，省时，省钱！说起爆破，较多的人可能会想起火工品，为一次性爆破材料，炸完不能再次利用。气体爆破设备，利用的是二氧化碳气化膨胀原理，一次投入可多次反复使用，即既节约资金又利于生态。
据悉，95型新管材经过4毫秒加热到800-1000度时，管内液态二氧化碳将立刻气化到600倍的气状二氧化碳，产生300pa以上的膨胀力，瞬间释放高压气体断裂和松动岩石，解决了爆破开采预裂中破坏性大、危险性高、灰尘大等缺点，为矿山开采和松动提供有力帮助。

针对现有技术的不足，二氧化碳爆破设备所要解决的技术问题是：提供一种二氧化碳爆破设备，?在爆破前对其充装液态二氧化碳，爆破时液态二氧化碳膨胀从泄能孔喷出，无明火产?生，不使用时液态二氧化碳储存在二氧化碳气罐中，存储、运输、使用方便，其加热管上下两?侧的接线均大于储液仓的总长度，膨胀器埋地后可通过泄能孔方向指示箭头明显看出泄能?孔的方向，多个膨胀器串联时仍可通过泄能孔方向指示箭头使不同膨胀管的泄能孔方向相?同，多个膨胀器串联时可同时放下或提起。
二氧化碳爆破设备解决所述技术问题的技术方案是：设计一种二氧化碳爆破设备，包括尾部封?头、卡环、泄能片、泄能孔、泄能孔方向指示箭头、加热管、密封垫片、膨胀器筒体、充装头、密?封绝缘接线柱、储液仓。
尾部封头、卡环、充装头分别通过螺纹固定在膨胀器筒体的尾端、中部和?端。尾部封头包括封盖、连接环。尾部封头与膨胀器筒体螺纹连接。卡环为环形，包括外表面?的外螺纹和用于旋紧卡环的六角形内圈。卡环与膨胀器筒体为螺纹连接。卡环用于固定泄?能片。泄能片为圆形，包括两侧圆心处各有一个接头和侧面及上下两面靠近边缘处的密封?绝缘垫圈。加热管包上下两端各有一个接线。膨胀器筒体包括泄能孔、泄能孔方向指示箭?头，泄能孔位于膨胀器筒体尾部，同一水平位置处对称布置，泄能孔方向指示箭头位于所述?膨胀器筒体?部环面。
加热管两侧接线长度均大于所述储液仓的总长度。
泄能孔方向指示箭头位于所述膨胀器筒体部和泄能孔的方向一致，当通过?充装头与尾部封头连接时，泄能孔方向指示箭头与泄能孔方向仍一致。
充装头与尾部封头通过连接环用螺栓连接在一起。
与现有技术相比，二氧化碳爆破设备可不局限于竖直使用二氧化碳爆破设备，水平或其他方向?同样可行，并且可以确保单个或多个膨胀器串联时泄能孔按照预设的方向进行爆破，多个?膨胀器串联式可以很方便的同时提起或放下。因此本二氧化碳爆破设备具有更好的适用性，?更好的定向性，更高的使用效率等优点。
爆破操作：详解二氧化碳爆破的原理，当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿膜，瞬间液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打，被暴破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进，从起暴至结束整个过程只需0.4毫秒，爆破十分的。另外爆破低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。

中德鼎立二氧化碳致裂器对于使用环境以及产品性能和质量都有着严格的要求，需要符合技术要求标准。下面是二氧化碳致裂器技术的基本要求，具体如下：
一、矿山致裂设备的制作应该符合技术要求按照正规的图样进行加工。
二、致裂器产品的外部器件应该采用符合标准的合金材料制造，并且没有明显划痕和裂缝。
三、二氧化碳致裂器的储液管使用性能稳定、质量可靠的高强度合金钢。
二氧化碳预裂装置在矿山开采中起着重要作用，但是很多朋友对于它的工作原理并不是太了解，预裂装置厂家为大家详细介绍一下二氧化碳预裂装置的工作原理，希望大家都能够多加关注。
二氧化碳预裂装置是利用二氧化碳气化的性能来达到预裂功能，因为在低于30摄氏度或压力大于7.35MPa时，二氧化碳以液态存在。当温度超过31摄氏度时，二氧化碳会开始气化，并且温度越高，压力越大。利用这一性能，将液态二氧化碳充装在主管内，快速激发加热装置，使液态二氧化碳瞬间气化膨胀产生高压，体积膨胀600倍以上，定压剪切片破断，高压气体从放气头释放，作用在煤岩体上，从而达到预裂的目的。