一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统的制作方法

本发明涉及氮氧混合气体破岩，更具体地说，涉及一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统。

背景技术：

1、氮氧混合气体破岩是一种新技术，目前越来越多地被用在矿山和其他相关岩体开挖施工。其基本原理是利用液氮和液氧的混合体在一定条件下激发产生相变，瞬间气化膨胀做功，实现矿山开采或岩体开挖施工的岩石致裂、破碎和剥离。该方法经实践检验证明具有较好的发展前景。

2、在氮氧混合气体破岩作业流程中，激发系统起着至关重要的作用。

3、基于上述，本发明人发现：

4、1、现有激发手段的激发器只能进行单一电流信号的输出，导致所有炮孔只能同时一次性激发，严重影响氮氧混合气体破岩能量的有效利用和破碎效果；

5、2、现有激发手段的发火元件含有一定量发火药，导致有一定的安全风险。

6、于是，有鉴于此，针对现有的结构予以研究改良，提供一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

技术实现思路

1、1．要解决的技术问题

2、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统。其中，激发器可以实现对多通道电流信号的输出，同时实现可多次利用的功能，保障氮氧混合气体破岩能量的有效利用和破碎效果；发火元件避免了因含有火药而导致的安全风险，提高激发过程中的安全性能。

3、2．技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、所述激发系统包括激发器和发火元件，所述激发器包括电池、逆变电路、整流电路、控制电路、分路充电组、激发电容、电子开关等。所述电池连接有逆变电路，所述逆变电路连接有整流电路，所述整流电路与分路充电组进行连接，多个所述激发电容的一个连接端与同一个分路充电组连接，多个所述激发电容的另一个连接端与对应的多个电子开关连接，所述电子开关连接信号输出通道后与破岩作业现场的各排炮孔内的发火元件连接，所述各电路与控制电路连接以进行激发器内部系统的输入和输出控制，在氮氧混合气体破岩作业过程中用于激发促使发生相变的作用,激发器将根据不同的岩石特性和不同的孔网参数进行信号输出数据的调整，且具有多通道电流输出信号，各通道信号输出时间间隔可调，以实现延期激发。

6、进一步的，所述发火元件不再使用发火药，而是采用金属丝通电加压后产生高温，以达到液氮液氧混合体的相变条件。

7、进一步的，所述激发器设置的具体参数内容包括：激发电压、信号输出通道、各通道信号输出的间隔时间δt、可靠性、系统时间误差、防震性能、使用环境温度、面板设计、激发器与电路连接、外形尺寸和重量、防水和防晒性能。

8、进一步的，所述激发器的激发电压范围为：1500v～3000v，所述激发器的信号输出通道的个数范围为：≥10，所述激发器的各通道信号输出的间隔时间δt为：5ms或10ms可调，所述激发器的可靠性为：置信度99.9%，所述激发器的系统时间误差调节为：≤5ms。

9、进一步的，所述激发器的防震性能为：gb 50994，所述激发器的使用环境温度为：-30℃～+50℃，所述激发器的面板设计面板包括：人机界面友好交互界面，数据参数液晶显示界面，且所述激发器形成的激发信号输出方式包括：按键控制和旋钮控制，所述激发器与电路连接的方式为：插头插座加卡槽固定的连接方式，所述激发器外形尺寸为：20cmx40cm，激发器全重为≤2kg。

10、进一步的，所述发火元件，采用一种金属丝作为释能材料，控制氮氧液态混合体的相变气化。

11、进一步的，所述发火元件中的金属丝在使用时设置的具体参数内容包括：加热时间和温度、材质及规格、脚线长度和金属丝保护壳性能，所述发火元件设置的具体参数内容包括：阻值、防震性能与电线网络连接方式。

12、进一步的，所述发火元件中金属丝的加热时间和温度控制为：在3ms内达到800-1500℃，所述发火元件中金属丝的材质为钨丝材质，并选用规格的长度为2～5mm，所述发火元件中金属丝的脚线长度值包括：5m、10m和15m，所述发火元件中金属丝的保护壳优异特性：热量传导性强、抗压和抗弯强度大、抗静电、防腐和防水性能好。

13、进一步的，所述发火元件的阻值：≤2ω，所述发火元件的防震性能标准：gb50994，所述发火元件与电线网络通过接口连接。

14、3．有益效果

15、相比于现有技术，本发明的优点在于：

16、（1）本方案，通过电池、逆变电路、控制电路、整流电路、分路充电装置、电子开关等组成激发器的内部电路结构。激发器与破岩作业现场的各排炮孔内的发火元件通过一定的方式连接后构成了激发系统。激发器将根据不同的岩石特性和不同的孔网参数进行信号输出数据的调整，且具有多通道电流输出信号，各通道信号输出时间间隔可调，以实现延期激发，保障了氮氧混合气体破岩能量的有效利用和破碎效果。

17、（2）本方案，用于激发氮氧液态混合体的发火元件，是利用金属丝作为释能材料，代替了目前使用的发火药，从而避免因火药导致的安全风险，提高了激发过程中的安全性能。

技术特征：

1.一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，其特征在于：

技术总结
本发明涉及氮氧混合气体破岩技术领域，具体而言涉及一种应用于氮氧混合气体破岩的激发系统，所述激发系统包括激发器和发火元件两部分，所述激发器可以根据不同的岩石特性和不同的孔网参数进行信号输出数据的控制和调整，实现多排孔延期激发；所述发火元件采用一种金属丝作为释能材料，在对其通电加压后，金属丝迅速升温达到所要求的温度，实现氮氧液态混合体的相变气化。

技术研发人员：李运潮,杨钦涛,张娟,王光荣,杨明
受保护的技术使用者：中材（南京）矿山研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14