具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，为了更加清楚说明本发明，在以下的具体实施例中描述了众多技术细节，本领域技术人员应当理解，没有其中的某些细节，本发明同样可以实施。另外，为了凸显本发明的主旨，涉及的一些本领域技术人员所熟知的方法、手段、零部件及其应用等未作详细描述，但是，这并不影响本发明的实施。本文所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的二氧化碳致裂器的切缝泄能头，结构简单，可以与二氧化碳致裂器主体配套使用，用于矿山工程岩体爆破中，尤其适用于具有控制岩石爆破成型要求的爆破场合中。

参看图1及图2所示，所述切缝泄能头，包括泄能管体1，所述泄能管体1为中空圆环状结构，所述泄能管体1的一端为封闭端2，另一端为连接端3，所述连接端3具有开口31，在所述泄能管体1的侧壁上沿轴向对称设有两条切缝4。

所述切缝4泄能管采用特种钢材制造，抗拉强度不低于600MPa，可重复使用，管径与配套的致裂器主体管直径相同。

本发明实施例提供的二氧化碳致裂器的切缝4泄能头，通过对二氧化碳致裂器的泄能头进行改进，在泄能头的泄能管体1的侧壁上开切缝4，改变了传统的泄能头采用端部点状泄能方式，通过该切缝4能够实现能量定向释放，将其安装在岩石巷道和井筒等钻孔中，便于实现岩体的定向断裂控制爆破，减少围岩不必要的损伤，从而改善爆破后岩石成型效果。

在一些实施例中，所述泄能管体1的长度为500～800mm。对应该泄能管体1的长度，单条所述切缝4的长度为350～600mm。可以理解的是，切缝4的长度根据泄能管体1的长度变化可以相适应设置，二者整体呈正相关关系。

在一些实施例中，切缝4的长度可以根据二氧化碳致裂器的不同型号确定参数；还可根据试验要求确定切缝4的长度参数。

在又一些实施例中，切缝4的轴向中心与泄能管体1的轴向中心共面，该面为穿过切缝4的轴向中心和泄能管体1的轴向中心的横截面。

所述泄能管体1的连接端3为螺纹连接端，用于与二氧化碳致裂器主体连接。可选地，所述螺纹连接端外表面上设有螺纹胶或密封圈，以在二氧化碳致裂器主体旋合连接之后，保证连接处的密封性。

在又一些实施例中，所述泄能管体1的内径与配套的二氧化碳致裂器的喉口内径一致，从而确保致裂器高压二氧化碳气体的出口压力。

作为一可选实施例，所述切缝4距离所述泄能管体1的封闭端2至少50mm。即泄能管体1的封闭端2到切缝4之间至少保留50mm不切缝，以保证泄能管体1的强度。

可以理解的是，定向断裂控制爆破是利用控制爆破应力场的分布和爆生气体对介质的准静态作用的方式，达到控制被爆破介质的破碎程度及开裂方向、能够较为有效的保护围岩的目的，因此，具有成型好，能够减少被保护岩石损伤的优点。传统的二氧化碳致裂器不具备定向断裂控制爆破的能力。

岩石定向断裂爆破的主要目的是在实现爆破开挖周边成型规整的同时能最大限度降低爆破引起的围岩损伤。切缝4泄能头的结构是实现岩石定向断裂爆破的主要因素之一，在切缝4泄能头的泄能管体1长度一定的情况下，切缝4宽度是定向断裂爆破效果的关键参数。

而切缝4泄能管的切缝4宽度需满足两个条件：

第一、在切缝4方向上施加的集中力足以使岩石破坏，形成初始导向裂纹；

第二、该集中力在炮孔壁垂直切缝4方向上引起的切向拉应力小于岩石的抗拉强度，避免在炮孔非切缝4方向上造成径向裂纹。

因此，泄能管体1侧壁的切缝4宽度值C跟岩石的抗拉强度有关，为了提高定向断裂爆破效果，可根据下列公式计算泄能管体1侧壁的切缝4宽度值：

其中，σ_b表示岩石的抗拉强度；k是比例因子；P是高压二氧化碳射流对岩石施加的载荷。

比例因子k主要受炮孔的半径r的影响，岩石性质和炮孔受力对其影响不大，k与r之间的关系可按指数函数拟合：

k＝6.2r^-0.94

本发明实施例中，通过上述切缝4宽度值计算公式计算得到切缝4宽度，在一定程度上可以较为合理地确定的泄能管切缝4的宽度值，指导切缝4泄能头的加工和应用选型，从而保证爆破效果。

综上，本发明实施例采用加长致裂器泄能头，沿泄能管体的侧壁轴向开两条对称切缝，使二氧化碳气液混合体形成的射流从切缝方向释放，高压射流所产生的应力波和高能高压二氧化碳气体气楔效应共同作用于岩石而产生裂缝，按照指定方向上切割岩石，在非切缝方向上保护岩石，降低围岩损伤；在一定程度上可提高炮眼利用率，解决爆破成型差等问题，有利于改善爆破效果。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。