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申请/专利权人：中国矿业大学(北京)

摘要：本发明公开一种基于液氮相变膨胀的爆破切顶卸压装置及其使用方法，装置部分包括组合圆盘、聚能管、固定盘和堵塞加充液氮系统，在上圆盘安装电阻管、排气管和液氮管，环状塑料袋套入到上圆盘上，两个聚能结构之间形成两条竖向的切缝；聚能结构顶部卡入固定盘的环状凹槽中；内凹槽中缠绕有环状铁丝。用铁棍将爆破切顶卸压装置捅至炮孔顶部，先依靠高压把黄泥颗粒打入炮孔中实现封堵的效果；堵塞完成后，再对液氮管充液，充液完毕后将堵塞加充液氮系统搬离，然后将电阻管导线引到安全区域后连接上电阻管启动装置；打开电阻管启动装置，使得电阻管的温度迅速升温，然后向周围的液氮传递热量，液氮吸收热量相变膨胀破岩实现切顶卸压的目的。

主权项：1.一种基于液氮相变膨胀的爆破切顶卸压装置，其特征在于：包括：组合圆盘，所述组合圆盘包括同轴设置的上圆盘和下圆盘，所述上圆盘的侧壁对称开设有两个螺栓槽，所述上圆盘和下圆盘之间贯通设置有液氮管通道、排气管通道和三个电阻管通道；所述上圆盘的顶部位于液氮管通道、排气管通道和电阻管通道的端口处分别安装有液氮管、排气管和电阻管；所述上圆盘的外周套设有环状塑料袋；聚能管，所述环状塑料袋的外周设置有所述聚能管，所述聚能管为对称设置的两个半圆筒形式的聚能结构，所述聚能结构包括底盘和半圆筒侧壁，半圆筒侧壁装配在底盘的顶部，所述半圆筒侧壁的内壁与底盘的内壁在同一个圆柱面，所述半圆筒侧壁的外径小于底盘的外径；所述半圆筒侧壁的外壁面上部和下部分别开设有径向的内凹槽，内凹槽内布置有环状铁丝，通过环状铁丝将两个聚能结构结合；环状铁丝从内凹槽中的任一点开始缠绕并且预留长度，环绕120°后向外凸出一段长度，形成双层铁丝结构，然后对此处进行旋转，然后继续环绕120°后向外凸出一段长度，形成双层铁丝结构，然后对此处进行旋转，最后回来原点时也预留长度，两段预留长度再进行旋转最后共形成三个铁丝强化端；在上升过程中铁丝强化端向下弯曲，形成倒滑刺，爆破切顶卸压装置到达顶部后，铁丝强化端与炮孔侧壁之间的摩擦力使得爆破切顶卸压装置不会下滑；固定盘，所述固定盘装配在所述聚能管的顶部，所述固定盘的底部开设有环状凹槽，两个所述聚能结构的顶部嵌套在所述环状凹槽内；堵塞加充液氮系统，所述堵塞加充液氮系统包括风压输送桶、堵塞管、连接管、充液总管、液氮罐和电阻管导线，风压输送桶通过连接管与液氮罐相连，所述液氮罐的出口端连接充液总管，所述风压输送桶的另一侧还连接有所述堵塞管；将各电阻管的电阻管导线相互连接，液氮管也连至充液总管上，排气管末端安装氮气浓度分析仪；所述上圆盘的侧壁中心有一对直径5mm，深度5mm的螺栓槽；所述环状塑料袋的侧壁设有一对关于底面圆心对称的螺栓通道，所述螺栓通道和螺纹槽的位置相对应；底盘的侧壁中央设有一个螺栓，螺栓用于顺次穿过螺栓通道和螺纹槽；所述液氮管通道的直径为10mm；所述上圆盘的边缘处设有直径为10mm的排气管通道；三个所述电阻管通道呈正三角形分布在所述上圆盘上，且三个电阻管通道所在的正三角形的中心为上圆盘的顶面中心；所述电阻管通道分为两段，顶部段直径为20mm，高10mm；底部段直径为2mm并向下贯穿所述下圆盘。

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