CN101140152A - 一种双向聚能拉张成型爆破管 - Google Patents

Abstract

一种双向聚能拉张成型爆破管，属于聚能爆破装置领域。常规聚能爆破，是利用聚能装置进行线状聚能(如ABS切缝管)，爆轰冲击波沿聚能装置上的切割缝释放能量，对孔壁产生线状冲击压力作用，使欲爆体产生沿炮孔垂直的径向裂纹面。目前主要应用于软岩石的定向爆破中。对于抗压强度较高的欲爆体，其效果有限。本发明采用PVC管和双向聚能孔设置，在爆破时对欲爆体产生了拉张作用，从而可以充分利用抗拉强度远小于抗压强度的欲爆体特点，产生拉张成型爆破效果。因而在成型效果，周边眼痕率、耗药量、炮孔钻进量、超挖量等各个方面都远优于常规聚能爆破。

Description

一种双向聚能拉张成型爆破管

技术领域

本发明涉及聚能爆破装置领域，尤其涉及一种双向聚能拉张成型爆破管。

背景技术

自上世纪50年代后期开始，光面爆破(简称“光爆”)在瑞典兴起，目前，我国在岩巷(隧道)施工中，应用多达90％以上。尽管使用“光爆”技术，爆破成型质量有所改进，但是，它仍不能完全消除对巷道围岩的损伤和破坏，尤其在软弱破碎岩石中，更是很难保证周边质量。因此，国内外不少专家学者在进行了探索研究后，各种定向聚能爆破技术开始产生。按照聚能方式和受力特点，聚能爆破技术发展到目前可划分为三个阶段：第一阶段，是1909年由国外学者C L Foste提出，其特点是，利用聚能装置进行点状聚能，爆轰后聚集冲击波对孔壁某一部位产生巨压作用，使欲爆体产生与孔壁垂直的径向孔洞。该技术主要应用于油井、气井、射孔弹、穿甲弹等。第二阶段，其研究者主要有我国的王树人教授和杨永琦教授。其主要特点是利用聚能装置进行线状聚能(如ABS切缝管)，爆轰冲击波沿聚能装置上的切割逢释放能量，对孔壁产生线状冲击压力作用，使欲爆体产生沿炮孔垂直的径向裂纹面。目前主要应用于软岩石的定向爆破中。第三阶段，即是本发明设计人何满潮教授针对某些欲爆体抗压强度很高(如120---200MPa)，抗拉强度很低(如：2---5MPa)的特点，研究出来的双向聚能拉张成型爆破技术。而本发明提供的装置，正是该技术实现的核心部分。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明目的是提供一种双向聚能拉张成型爆破管，一方面是利用欲爆体抗拉强度较抗压强度小的特点，在张拉作用下使欲爆体产生与孔面垂直的两个径向裂面，从而更好的实现成型爆破；另一方面，在成型效果、周边眼痕率、耗药量、炮孔钻进量、超挖量等各个方面取得很大程度的进步。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双向聚能拉张成型爆破管，包括爆破管体1，在爆破管体1上开设的聚能口2组成，其特征是：聚能口2是在爆破管体1径向两边呈30°-180°角度开设的对称的聚能孔3，并且：

1)爆破管体1采用PVC管，其直径较炮孔小6-10mm；

2)聚能孔直径是爆破管体1直径的1/8-1/10；

3)聚能孔距离为爆破管体1长度的1/2-1/5。

管体长度在50---100mm之间。

所述聚能孔为圆形。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种双向聚能拉张成型爆破管，因为对于抗压强度很大的欲爆体，线状聚能爆破的效果有限，而本发明利用欲爆体抗拉强度小于抗压强度的特点，采用双向聚能方案使得爆轰时欲爆体在炮洞的整体均匀受压，局部(聚能处)受拉，从而用较小的爆破能量就能够达到预期效果；采用PVC管，在管强度足够的情况下，配合其与炮孔间距和聚能孔设置，可以在轰爆时对炮孔整体产生压力从而在聚能孔径向产生垂直拉力；而调整两边聚能孔的径向成角，又可以方便的控制爆破成型，从而成型形状、效果较以往更好；成型效果好，超挖量就小；采用点条状聚能方式，其爆破裂缝的质量要远好于条状聚能，其不平整度低，周边眼痕率高。

附图说明

图1是线状聚能(也称条状聚能，下同)爆破装置的结构示意图；

图2是线状聚能爆破装置的聚能示意图；

图3是双向聚能爆破管的点条状聚能实施例的整体结构示意图；

图4是该实施例XOY平面聚能作用示意图；

图5是该实施例XOZ平面聚能作用示意图；

图6是常规爆破的效果示意图；

图7是双向聚能爆破135°爆破效果示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种双向聚能拉张成型爆破管，其具体实施方式为：包括爆破管体1)，在爆破管体1上开设的聚能口2组成，聚能口2是在爆破管体1径向两边呈30°--180°角度开设的对称的聚能孔，并且：

1)爆破管体1采用PVC管，其直径较炮孔小6-10mm；

2)聚能孔直径是爆破管体1直径的1/8-1/10；

3)聚能孔距离为爆破管体1长度的1/2-1/5；

本发明之所以取得较以往更好的效果，首先是因为对于抗压强度很大的欲爆体，线状聚能爆破的效果有限，而本发明利用欲爆体抗拉强度小于抗压强度的特点，采用双向聚能方案使得爆轰时欲爆体在炮洞的整体均匀受压，局部(聚能处)受拉，从而用较小的爆破能量就能够达到预期效果；采用PVC管，在管强度足够的情况下，配合其与炮孔间距和聚能孔设置，可以在轰爆时对炮孔整体产生压力从而在聚能孔径向产生垂直拉力；而调整两边聚能孔的径向成角，又可以方便的控制爆破成型，从而成型形状、效果较以往更好；成型效果好，超挖量就小；采用点条状聚能方式，其爆破裂缝的质量要远好于条状聚能，其不平整度低，周边眼痕率高。

图1所示的切缝，是第二代聚能装置的典型一种聚能口，其聚能爆破力学模型示意见图2。该爆轰冲击波是对岩体产生垂直冲击压力；对于抗压强度远大于抗拉强度的情况下，这种聚能装置的效果有限(见图6)。

图3所示的点条状聚能装置，其两边径向呈角度开设若干个聚能孔(本实施例为180°)。图4所示的是XOY平面内，也就是炮孔横截面内，拉张作用产生的聚能力学模型。图5所示的是该实施例XOZ平面也就是炮孔纵向截面内的拉张聚能作用聚能力学模型。该拉张作用的产生，除了聚能孔的聚能作用外，关键还在于，聚能管的爆开强度合适，这正是本方案选择PVC管，并且限制该管径与炮孔间距的原因。

在本实施例中，充分利用了欲爆体抗拉强度远小于抗压强度的特点，选择了双向聚能爆破管，进行拉张成型爆破。爆轰冲击波在聚能管的约束下，一方面在两边聚能孔聚能释放出来，对欲爆体壁产生压力；另一方面，聚能管体的膨胀(并不爆碎)，使得在聚能孔外的其他面积上，聚能管体紧紧地压在炮孔壁上，因而产生了对欲爆体在聚能孔外方向上的拉张力。对于聚能孔之间，由于点条状聚能，也产生了拉张作用(见图5：xoz平面聚作用能示意图)。由此，确保了在整体的x-o-y-z各方向上都是拉张聚能。其实际爆破效果也远优于常规聚能爆破效果；而对聚能孔径向成角的方便控制，更可以很准确的选择爆裂角度，方便成型(见图7：双向聚能爆破135°爆破效果示意图)。采用本发明方案，在对欲爆体的大型成型爆破中，炮孔的间距可以是常规聚能爆破的3倍以上。而成型效果，周边眼痕率、耗药量、炮孔钻进量、超挖量等各个方面都远优于常规聚能爆破。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种双向聚能拉张成型爆破管，包括爆破管体(1)，在爆破管体(1)上开设的聚能口(2)组成，其特征是：聚能口(2)是在爆破管体(1)径向两边呈30°--180°角度开设的对称的聚能孔(3)，并且：

1)爆破管体(1)采用PVC管，其直径较炮孔小6-10mm；

2)聚能孔直径是爆破管体(1)直径的1/8-1/10；

3)聚能孔距离为爆破管体(1)长度的1/2-1/5。

2.根据权利要求1所述的一种双向聚能拉张成型爆破管，其特征是：管体长度在50-100mm之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种双向聚能拉张成型爆破爆破装置，其特征是：所述聚能孔为圆形。

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