CN102047069B - 用于以可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的方法中，提供了横向可膨胀的保持器(302)。该保持器具有比孔眼(1609)小的长度，并且在其下端处具有入口(303)，在其上端处具有出口。在未膨胀状态，保持器具有比孔眼小的横向尺寸。该保持器在未膨胀状态被向上插入到孔眼内，随后，将要填充孔眼的材料通过入口被向上泵送到保持器内，从而保持器充满并横向膨胀成与孔眼的壁接合。允许过量的泵送材料通过出口向上流出到保持器以外进入到孔眼内。在保持器已经被充满材料并且保持器上方的孔眼已经被至少部分地充满任何过量材料后，泵送操作停止并且入口关闭。然后材料通过充满且膨胀的保持器与孔眼的壁的接合保持在孔眼内。本发明的另一方面涉及用在该方法中的装置。

Description

用于以可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于以可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法和装置。在一个应用中，本发明涉及用于一般在矿山作业中以可泵送炸药填充向上定向的炮眼的方法和装置。

背景技术

在许多类型的地下采矿，例如利用分块崩落技术采矿中，从进口隧道向上钻探炮眼进入矿山的矿体内或进行其它作业是合适的。根据采矿的类型，这些孔眼可以彼此平行地钻探或它们可以以发散或会聚的模式钻探。然后，这些孔眼需要装满炸药以便炸裂岩石。

如果用ANFO填充，则这是一个相对容易的过程，因为该过程简单地要求用压缩空气将ANFO吹载到孔眼内。ANFO的颗粒相对易碎，这意味着当吹载该产品时，颗粒分裂，并且ANFO在孔眼内压实。在药筒炸药的情况下，药筒可以被气动载入到孔眼内，在孔眼中，药筒在碰撞到孔眼的底部时破裂并压实，并由此完全充满孔眼并阻塞就位。如果孔眼不是过度长，则药筒可以通过利用填充杆破碎药筒来用手压实。

结果类似于由气动载入药筒得到的效果。另外，当利用药筒时，有可能利用任意多种专利装置将炸药保持就位。这些装置一般由塑料制成，并设计成容易推入到孔眼和存放在其中。由于它们的形状，这种装置通常被称为‘挤奶凳’或‘多脚架’。

但是，最现代的主要采矿作业利用从通常称为移动制造单元或MMU的基于车辆的装置输送的可泵送炸药。在大多数例子中，该产品作为非炸药泵送，然后，该非炸药与引起气泡以形成在产品中的活化剂混合，从而使其成为炸药。这些产品在联合国手册中分类在危险品中，如硝酸铵乳剂、悬浮液或凝胶，并通常缩写为ANE。在一些情况中，矿山利用具有1.5级别的高非灵敏炸药。这些产品也能够泵送并通常通过配方中的玻璃微珠的内含物敏化。不管矿山是否利用ANE、1.5炸药或任意其它可泵送材料，向上倾斜炮眼的问题在于材料是液态的，因此在装载期间或在孔眼已被充满之后具有在重力下流出孔眼的倾向。

在使用中采用各种方法来阻止炸药从孔眼流出，但是这些方法都具有一种或另一种的缺点。例如，对于采用乳剂，一些制造者在装药软管的端部结合一种装置，该装置在乳剂离开软管的该端部时使得乳剂的粘度显著地增大，该增大的粘度用于将产品保持在孔眼内。至少一个制造者向乳剂中添加引起产品变粘的成分，从而该粘性将产品保持在孔眼内。

对于在该组产品中被称为悬浮液或凝胶的软胶或水胶，当产品从软管的端部排出时，制造者向产品添加交联剂。这使得产品在仅仅10秒内胶凝或固化，以便将产品保持在孔眼内。

即使采用这些措施，问题在于对于空气来说有可能在产品与孔眼的壁之间找到其路径，一旦这种情况发生，在其从孔眼中掉出之前只是时间问题。流出孔眼的水和来自邻接炮眼的引爆的振动易于增大炸药掉出的可能性。

在上述系统中，在开始孔眼的填充之前必须始终将充注软管推向孔眼的端部，然后在孔眼充满时撤回软管。对于浅孔眼，这可以用手工完成，但对于深孔眼，由于充满产品的软管的长的长度可能是笨重且难以处理的，因此该过程通常涉及利用机械软管推杆。这些软管推杆非常昂贵，如果它们由于任何原因而损坏，则会损失大量的生产时间。

通过从孔眼的孔口向孔眼的上端或底部泵送炸药，从底部填充孔眼是潜在地非常简单的。这需要通气管以允许空气在孔眼充满产品时逸出。对于这种操作，使用中也有许多方法。

一个这种方法涉及具有通气管和充注软管的实体柱塞的使用，其中充注软管穿过通气管。该柱塞可以由两个相对的楔形物组成，所述楔形物装配入孔眼内，从而炸药柱的压力驱动上部楔形物与下部楔形物接触，由此使该楔形物组合体横向扩张成孔眼的壁锁定接合。

但是，在爆炸中被破坏的楔形物可能是昂贵的并难以正确地安装。另外，在炸药由于任何原因需要从孔眼中拆除的情况下，楔形物的拆除可能存在问题。

另一个已知方法涉及是使用可膨胀球以将产品保持在孔眼内，其中填充管线和排出管线穿过该可膨胀球。该球安装有填充阀以允许其一旦被放入孔眼内就由压缩空气充气。除了该设备的费用外，并不总是能够获得压缩空气来充气该球。

本发明寻求提供一种可选择的方法和装置，用于将泵送液体(例如炸药)保持在向上定向的孔眼(例如炮眼)内。

发明内容

本发明限定在所附权利要求中。特别地，根据本发明的一个方面，提供了一种用可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法，所述方法包括以下步骤：

提供横向可膨胀的保持器，该保持器具有比孔眼小的长度，该保持器具有在其可操作下端处的入口和在其可操作上端处的出口，该保持器在未膨胀状态具有比孔眼小的横向尺寸；

在未膨胀状态将保持器向上插入到孔眼内；

通过入口把将要填充孔眼的材料向上泵送到保持器内，从而使保持器充满并横向膨胀成与孔眼的壁接合；

允许泵送到保持器内的任何过量材料通过出口向上流出保持器到以外；以及

在保持器已经被充满材料以及在保持器上方的孔眼已经被至少部分地填充任何过量材料之后，终止材料的泵送并且关闭入口，从而材料通过充满且膨胀的保持器与孔眼的壁的接合保持在孔眼内。

一般地，当保持器上方的孔眼已经被填充过量材料达到预定水平时，材料向保持器内的泵送终止。

保持器可以借助于适当刚性的填充管道被向上推入到孔眼内，该填充管道附连到保持器的入口上，材料可以通过填充管道被泵送到保持器内。

方便地，保持器以一段挠性平折管的形式提供。该方法可以还包括在保持器的入口处设置止回阀，以及当材料的泵送终止时允许止回阀关闭。方便地，止回阀以一段挠性平折管的形式提供，该段挠性平折管在材料的泵送终止时自身将塌缩并由此关闭入口。止回阀的平折管可以具有比保持器的平折管小的长度和直径，该方法包括将止回阀的平折管定位在保持器的平折管内的步骤。

更进一步地，本发明的方法可以包括将通气管插入到孔眼内以便在孔眼充满泵送材料时从孔眼中排出空气的步骤。在保持器插入到孔眼内的同时，通气管可以插入到孔眼内。

在该方法的优选应用中，其用于以可泵送炸药填充向上定向的炮眼。在该应用中，该方法还可以包括将爆炸起爆器插入孔眼内以使起爆器位于孔眼的上端处的步骤。一般地，在保持器和通气管插入到孔眼中的同时，爆炸起爆器插入到孔眼内。

爆炸起爆器可以附连到通气管上，通气管可以附连到填充管道上，该方法包括将通气管和填充管道同时向上推入到孔眼内的步骤。

在一个特定应用中(在该应用中，炮眼填充有间隔装药)，该方法可以包括以下步骤，提供多个保持器；提供用于每个保持器的填充管道；提供用于每个保持器的爆炸起爆器；以及同时将保持器和爆炸起爆器插入到孔眼中，从而保持器一个在另一个之上地定位，并且相互间隔开，爆炸起爆器邻接每个保持器。可以设置有单个通气管，该通气管具有在其内的、用于两个保持器之间的每个空间以及最上面的保持器上方的空间的入口。

在该优选实施例中，填充管道设置为单独的管道，该单独的管道中的每一个延伸至炮眼的开口以连接至炸药供给管道。在该实施例中，保持器可依次从最下面的保持器到所述最上面的保持器填充炸药。填充管道可以一般地通过粘结带相互附连且附连到通气管上。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于以可泵送材料填充向上定向的孔眼的装置，该装置包括：横向可膨胀的保持器，该保持器具有比孔眼小的长度，该保持器具有在其可操作下端处的入口和在其可操作上端处的出口，该保持器在未膨胀状态具有比孔眼小的横向尺寸，保持器在未膨胀状态能够向上插入到孔眼内，并且当孔眼所要填充的材料通过入口被泵送到保持器内时，保持器可以膨胀成与孔眼的壁接合，从而保持器填充满并横向膨胀成与孔眼的壁接合，过量材料能够通过出口向上流出到保持器以外；以及关闭装置，该关闭装置用于在保持器和保持器上方的孔眼的至少一部分已经被填充材料并且材料的泵送已经终止之后关闭入口，从而充满的且膨胀的保持器与孔眼的壁之间的接合用于将材料保持在孔眼内。

本发明的方法和装置的其它特征描述如下，并限定在权利要求中。

附图说明

现在参照附图仅通过举例方式更详细地说明本发明，在附图中：

图1a和1b分别示出了形成根据本发明的装置的一部分的附连设备的剖面侧视图和端视图；

图2a和2b分别示出了形成本发明的装置的一部分的快速连接器的剖面侧视图和端视图；

图3示意性地图解了根据本发明的装置的第一实施例；

图4a至4e示意性地图解了图3中所示的装置在根据本发明的方法中使用时的顺序阶段；

图5a和5b分别示出了形成根据本发明的装置的一部分的可选择类型的附连装置的剖面侧视图和端视图；

图6a和6b分别示出了形成根据本发明的装置的一部分的另一可选择类型的附连装置的剖面侧视图和端视图；

图7示出了形成根据本发明的装置的一部分的填充管道的侧视图；

图8示意性地图解了根据本发明的装置的第二实施例；

图9a至9d示意性地图解了图8中所示的装置在根据本发明的方法中使用时的顺序阶段；

图10a至10d示出了形成根据本发明的装置的一部分的又一种类型的附连装置的剖面侧视图和端视图；

图11至13示意性地图解了根据本发明的装置的第三实施例；

图14图解了根据本发明的可以用于在炮眼内执行分段爆破的装置；

图15图解了根据本发明的可以用于在炮眼内执行分段爆破的另一个装置；

图16图解了安装在钻探炮眼内的根据本发明的装置的另一实施例；和

图17图解了可以用于在炮眼内执行分段爆破的本发明的另一实施例。

具体实施方式

首先参照示出了根据本发明的装置300的一个实施例的剖视图的图3。在该图中，数字200表示用于附连到填充管道上的快速连接器。在图2a和2b中更详细地示出了该快速连接器。图3中的数字100a和100b表示相同的附连装置，标示为100的其中一个附连装置在图1a和1b中更详细地示出。数字301表示填充管道，该填充管道为一段具有适当的刚度、直径和长度的管的形式，ANE通过该填充管道被泵送。在一个例子中，填充管道可以由一段20mm PVC(聚氯乙烯)或聚乙烯管提供。

如果连接器200和附连装置由适当的聚合物制成，则它们能够通过粘结剂附连到管道301上。例如，如果它们由PVC制成，则该组件可由标准PVC粘结剂形成，从而使得组件的生产快速且经济。

在该实施例中，装置300包括由一段具有选定用于钻探的炮眼的直径的挠性平折管提供的保持器302。该平折管的平叠宽度使得当管填充时其膨胀直径大于孔眼的直径。保持器302通过附连装置100同心地附连到更小直径的一较短段平折管303上。在实践中，平折管303的一端通过保持装置围绕附连装置100a中的凹部101固定，在这种情况下，该保持装置为标准电缆连接件或金属线连接件304。管303的相对端是开放的。

在本发明的该实施例中，保持器302的另一端以相似的方式通过电缆连接件或金属丝连接件305围绕第二附连装置100b的相应的凹部101固定。

保持器302的长度取决于所希望填充的孔眼的长度，但在任何情况下均通常为孔眼的总长度的一小部分。制成保持器302的材料的选择和厚度可以根据实际应用和孔眼的长度而变化。例如，形成保持器的管可以为橡胶、聚乙烯、聚丙烯、PVC或叠层构造。可选择地，管可以用具有或没有防渗衬里(例如聚乙烯)的针织或编织材料制成。管可以是具有防渗挠性内衬(例如举例来说PVC、聚乙烯或类似物)的编织或针织材料的层积材。

管303的长度一般为附连装置100的直径的至少大约1.5倍。

图1a示出了附连装置100的一个实施例的剖视图。附连装置100具有保持器的平折管和平折管303围绕其固定的上述凹部101。数字102表示用于泵送材料的中央流道102，数字103表示管道301的端部连接到其内的凹进端。

图2a中所示的快速连接器200设计成与传统的“推-拉”型灌溉橡皮管连接器(例如以Gardena商标销售的一种类型)的标准凹式部件配合。在图2a中，数字202表示用于ANE的中央通道，数字203标示管道301的相对端连接到其内的凹进端。

在图3中，附连装置100a用作通向保持器302的入口，附连装置100b用作保持器的出口，平折管303用作止回阀。

图4a至4e示出了在垂直向上地钻探进入岩体401内的炮眼400中装置300的操作的顺序阶段。图4a示出了填充操作开始之前的装置。保持器302的平折管最初完全折叠，即展平，以便于插入到如图4a所示的孔眼内。

还可理解，图3所示的装置300是轻便、紧凑和易于操纵的。大量的这种装置能够在地下容易且方便地输送。

图4a中的数字403表示在装置300的安装之前、期间或之后安装在孔眼400内的通气管，用于允许空气在以泵送的炸药连续填充孔眼期间从孔眼排出，如下所述。安装爆炸起爆器404也是必需的。根据填充到孔眼内的炸药材料的敏感性，起爆器可以为雷管本身或雷管和传爆管。一般地，将起爆器404附连到通气管403上以便将起爆器放置在孔眼的底端或上端处或附近是最方便的，通常在此产生最好的爆炸效果。附连到起爆器404上的起爆线405根据雷管的类型可以是激波管、电线或保险丝，并在安装之后从孔眼的下端伸出。一旦需要爆炸的全部孔眼已被装载或填充，则起爆线405与其余的点火电路连接。

可以理解到，相对刚性的填充管道301可以用于沿孔眼400向上推动折叠或展平状态的保持器302。保持器的插入深度和填充管道301的长度使得快速连接器200从孔眼的孔口伸出，以用于充注软管(未示出)的随后的快速联接。

根据用于制造保持器302的材料并且还根据其长度，将连接器100b松弛地附连到通气管403上从而使这两个部件同时地安装到孔眼内可以是便利的，且保持器的平折管在这种安装期间没有对折、扭结或类似的变形。

图4b示出了在泵送操作开始之后不久的装置，在该泵送操作中，炸药(即ANE)通过充注软管、填充管道301、附连装置100a和平折管303被泵送到保持器302中。ANE402进入保持器302内并使其膨胀，从而使得保持器302横向膨胀成与孔眼400的壁接合。随着持续泵送，保持器302被泵送充满ANE，如图4b所示。此后，ANE从附连装置100b排出到保持器上方的孔眼内，并继续填充孔眼，如图4c所示。

如上所示，较短段的平折管303用作止回阀。只要泵送继续，该管保持打开并允许ANE通过。

当孔眼充满泵送材料时，保持器内的静压大于更高高度处的静压，这使保持器保持在膨胀状态并与孔眼的壁稳固地接合，并且防止保持器在重力作用下滑出孔眼。

如果保持器302的平折管由弹性体或可拉伸材料(例如橡胶、乳胶或氯丁橡胶)制成，那么保持器的初始直径可以比孔眼400的小。在这种情况下，泵送压力将用于使保持器径向膨胀成与孔眼的壁接合。

当达到图4d所示的状态时，泵送终止。在采用化学起泡ANE的情况下，通常在孔眼完全充满之前的某时刻终止泵送。然后，随着材料产生气泡，其体积膨胀为完全填充孔眼，如图4e所示。

在泵送终止后，充注软管与填充管道301脱离连接。然后当孔眼中的内部压力大于外部压力时，孔眼400内的材料试图向后推出到填充管道外。当发生上述情况时，平折管303例如通过其自身的对折来折叠并关闭，如图4e所示，由此防止ANE的逸出。一旦产品完全产生气泡，在孔眼中的先前的全部空气通过通气管403被置换。

在孔眼填充例如对玻璃微球面敏感的材料的情况中，一旦孔眼完全充满，通常仅终止泵送，如图4e所示。同样在这种情况下，内部压力会使管303塌缩以防止材料产品通过填充管道排出。

在如上所述的填充操作已经完成之后，孔眼内的填充物可以以传统方式引爆。如果由于某种原因需要在爆炸发生之前从孔眼移除填充物，则这能够通过在填充管道的下突出端上拉动以拔出保持器302并允许先前捕集在孔眼内的材料在重力下流出来简单且安全地实现。如果需要，孔眼然后可以用水冲洗。

图8示出本发明的装置800的第二实施例。对应于第一实施例的那些元件的元件由相同的参考数字表示。

在该实施例中，没有对应于装置101b的附连装置。相反，保持器302的端部310保持打开。因此，该开口端用作保持器的出口。

图9a至9d示出了在垂直向上钻探入岩体901中的炮眼900内的装置800的操作的顺序阶段。数字903表示通气管，数字904表示爆炸起爆器，数字905表示起爆线。如在第一实施例中一样，在安装期间将起爆器904和保持器800的上端附连到通气管903上是最方便的。

如图9b所示，保持器800由泵送的材料初始膨胀成与孔眼900的壁的接合。在保持器已经充满之后，另外的泵送材料通过保持器的打开的上端向上流入保持器上方的孔眼内，如图9c所示。在填充和产生气泡之后，如图9d所示，孔眼被完全填充。如在第一实施例中，平折管303用作单向阀并且自身折叠以防止在泵送已经终止之后材料从孔眼损失。

图5a和5b示出了可以替换装置100a的可选择的附连装置500。装置500还结合有止回阀以替代平折管303。这种情况下，该止回阀设置为简单的瓣阀505。凸缘504提供用于保持器300、800的下端的附连点，以及设有可以与填充管道301的上端连接的凹进端503。

在实践中，瓣阀505可以设计成为泵送材料的通路提供显著的阻力。在泵送材料是乳剂的情况下，通过瓣阀施加到材料上的剪切力可用于增大材料的粘度并由此提高乳剂在孔眼内的保持力。

图6a和6b示出了在锥形头部605的端部处具有保持台肩604的另一种形式的附连装置600，锥形头部605便于装配为一段小直径平折管(例如图3中的管303)形式的止回阀。数字602表示中央流道，数字603表示与填充管道301连接的凹进端。

图7示出了填充管道70，在该填充管道70中，快速连接器200安装在可操作下端上并且孔口704朝向另一个可操作上端设置。在这种情况下，小直径平折管303和保持器300、800的下端可以通过例如位于孔口704的任一侧上的外接电缆连接件固定在填充管道的上端上。

图10a至10d示出了用于保持器的下端的另一种形式的附连装置。该装置包括由装配入矩形通道部分1004的相对侧上的槽1006和1007内的相对瓣阀1008和1009(仅在图10b中示出)提供的止回阀。设有用于附连保持器的下端的凹部1001和用于连接填充管道的上端的凹进端1003。通过该装置的流道由通道部分1004与同轴对齐的部分1002和1005构成，以输送要泵送的材料。如果泵送材料是乳剂，则瓣阀1008和1009可为相对硬的材料以向乳剂施加剪切力，以便增大其粘度。

图13示出了根据本发明的第三实施例的装置。在该实施例中，快速连接器1102形成附连装置1100的一部分(图11)。装置1100包括用于附连保持器的下端的环形凹部1101。

在图13的实施例中，没有对应于在前附图中所示的管道301的独立的填充管道。在这种情况下，保持器1201和填充管道通过在一端分割平折管的一部分组合成单体单元来形成填充管道，如图12中的虚线1202所示。根据所采用的平折管的类型，可通过各种装置实现分割。例如，如果平折管为例如聚乙烯的材料，则可以通过热封实现分割。可选择地，如果其为例如聚丙烯或聚酯的材料，则可通过超声波焊接来实现分割。作为又一个可选择方案，如果管的材料为编织或针织材料(例如编织聚丙烯)，则可以通过缝合来实现分割。

在每一种情况下，分割导致形成狭窄通路1203形式的填充管道，狭窄通路1203的下端可装配在附连装置1100上并在凹部1101处联结就位。在填充孔眼之后，该通路在所示岩体1301中的孔眼1300内建立未填充区域1103。

在该实施例中，用作填充管道和通向保持器的入口的通路1203能够在填充之后通过将其打结或卷起而关闭，因此不需要单独的止回阀。如果优选自动关闭通路，则止回阀(例如与图3中303指示的相似的一短段平折管)仍然可以包含在通路内。

图13的实施例的优点在于，如果希望在孔眼的开口或孔口处插入堵塞物，则可能将单元的未填充的下端与堵塞物一起折叠或卷起到孔眼内。在保持器受到趋于将其从孔眼中喷出的相当大的静压力的非常深的孔眼中，对于另外的安全性，本实施例也具有以下有点：其提供了在孔眼的开口处安装另外的锚定装置以将保持器保持就位的方便性。

在某些情况下，必须在整个炮眼内分配炸药。在正常的采石场情况中，这通过与起爆器、惰性材料、具有起爆器的另外的炸药、另外的惰性材料等等一起顺序装载炸药直到充满孔眼来实现。这称为“分段填充”。这种爆炸通常在地面振动成为问题的情况下执行，因为这种爆炸确保仅同时引爆有限数量的炸药，从而限制输送到地面的瞬时能量并由此限制这种振动。

向上定向的炮眼的分段填充至今都是极其困难或不可能的。但是，如上所述的各种实施例允许在这些孔眼内执行分段填充。

图14示出了分段填充系统的一个实施例。在此所示的分段填充装置包括图3中所示类型的装置300。这种情况下，当保持器302膨胀以容纳最低分段所需的全部填充料时，保持器302具有足够的容积。中间填充管道301连接在装置300的保持器的顶部处的出口与位于装置300上方的相似装置1401的保持器之间。管道301与装置1401的保持器之间的连接可以通过与上述那些快速连接器相似的快速联接装置来实现。根据孔眼的长度和所需分段的数目，还可以安装一个或多个另外的装置，如装置1401之上的装置1402所示例的。图14中的装置1402的最上面的保持器具有开口顶部。

例如图14中所示的多段组件1400能够通过首先将组件与起爆器1404一起附连到通气管1403上最方便地安装在炮眼中，从而当组件被泵送充满产品时，各元件在每个分段的保持器旁边与起爆器一起正确地定位，如图所示。初始附连例如可以利用胶带完成。在附连到用于每个分段的通气管和起爆器上之后，组件插入到孔眼内直到通气管的上端接触孔眼的上端。充注软管(未示出)与快速连接器200连接并开始泵送。材料首先进入装置300的保持器302。一旦这个保持器已经被充满，材料流过填充管道的下一部分进入到下一个装置1401的保持器内，以此类推，直到充满全部保持器。

如上所述，当每个保持器均充满时发生的膨胀使其与孔眼的壁接合。在该结果中，在填充保持器之后，通过保持器与孔眼的壁的接合将全部组件保持在孔眼内。通过各元件相对彼此的正确的初始布置，单独的爆炸起爆器邻接相应的、已填充的保持器定位，如果需要，该保持器允许填充材料延迟点火。这种情况下，各个分段之间的填充管道的长度将具有小于所采用炸药的临界直径的直径，以便确保当第一分段引爆时其不是简单地将爆炸同时传播到其它分段。

图15示出了分段装置的实施例，其包括由单段平折管1505形成的多段布置，所述单段平折管1505被分割成在各个分段处的全直径保持器1506和用作中间填充管道的小直径通路1508。如图12中所示，分割由虚线1502指示。如采用图12的实施例，根据所选择的材料，所需分割可以通过线路的缝合、热封或超声热合密封来实现。最上面的全直径保持器1507如图12中所示那样开放。起爆器1504和平折管1505通过例如胶带附连到通气管1503上，以便于将全部组件作为整体插入到孔眼内。炸药材料的泵送如前所述地发生。通过小直径通路1508位于用于所采用的炸药的临界直径以下的事实防止了各段之间的爆炸的传播。

采用图14和15的实施例，如果出于任何原因希望从孔眼移除分段填充物，则这简单地是在最下面的填充管道上或在装置1101上拉动以便以安全方式拔出全部组件的问题。如果需要，然后可用水冲洗孔眼。

图16示出了原理上与图8中所示的实施例相似的但比在前的实施例稍微简单且制造更加经济的本发明的实施例。与图8中装置的元件的对应的元件由相同的参考数字表示。

图16中所示的装置1600包括由平折管的开口端套提供的保持器302和由小直径平折管303的较短的开口端管提供的止回阀。在组装期间，阀套303的下部开口端和保持器套302的下部开口端被定位和包覆，或另外地围绕填充管道301的可操作上端被收紧，并通过粘合剂管带1601或者独立地或者一起地固定在管道上。

在该例子中，填充管道301由一段20mm的聚乙烯灌溉管提供。标准20mm螺纹连接器1602的插口插入到管道的下端内，随后，标准凸式凸轮锁紧器型快速连接器1603旋拧到连接器1602上。

如在前实施例所述，根据剩余未填充的钻探孔眼1609的长度选择填充管道的长度。保持器套302的长度仅为充满炸药的孔眼的长度的一小部分。例如，长度小于2m的保持器套可以容易地保持10m或更长的炸药柱。

数字1604表示由一段12mm的聚乙烯灌溉管提供的通气管。通气管1604的长度选择为至少等于或稍微大于钻探孔眼的长度。朝向其下端，通气管通过粘合剂管带1605固定在填充管道301的下端上。保持器套302的开口上端在选定位置处通过粘合剂管带1606固定在通气管上，从而当通气管如图16所示延伸时，保持器套保持在直的延伸状态，并且当组件被推入到钻探孔眼1609内时不会折起。爆炸起爆器1607通过粘合剂管带1608固定在通气管的可操作上端上。数字1610表示延伸到爆炸起爆器的起爆器引线或激波管。

在使用中，上述组件被沿着钻探孔眼1609向上推动至图16所示的位置。填充管道301和通气管1604足够刚性以使该推动能够发生。

为了用炸药填充钻探孔眼，炸药供给软管经由相应的凹式连接器与快速连接器1603连接，材料通过供给软管泵送。炸药材料穿过管道301、穿过阀套303，然后填充保持器套302并通过所述套的开口上端从该套溢流到孔眼内。由炸药材料置换的空气可以通过通气管1604从孔眼1609排出。

如前所述，保持器302在填充期间膨胀并阻塞孔眼1609。在发生炸药材料的泵送之前，也可能在孔眼的开口内放置堵塞物或其它的机械限制装置，以提供防止材料和组件在重力下从孔眼落下的更大的安全性。

以参照图8说明的方式，足够的炸药被泵送到孔眼内，从而在炸药材料产生气泡后，孔眼被完全地充满材料。可选择地，也如在前所述，在炸药材料对玻璃微球体或机械起泡已经预感知的情况下，孔眼可以被完全填充泵送材料。

可以理解的是，如在上述实施例中，阀套303在从上方施加的压力作用下皱缩，阀套303用作单向阀以防止炸药材料通过填充管道301逆流。因此，一旦已经发生孔眼的填充，凹式连接器可以与快速连接器1603分离。此后，快速连接器可以从连接器1602上旋开，用于在另一个炮眼的填充中的再利用。连接器1602自身的回收再利用也是可行的。

在上述步骤之后，起爆器引线或激波管被连接，并且可以点火爆破。

可以理解，特别是由于利用相对便宜的管带来制造各种连接以及连接器1602和1603可能的再利用，因此图16的单段的实施例特别地简单和经济。在实践中可以由聚乙烯或类似材料的管状段提供的其它元件(例如填充管道、通气管以及平折套302和303)也相对便宜。

图17示意性地示出了可以用于执行炮眼内的分段爆炸的经济型装置。该装置包括：第一、第二和第三保持器1701；第一、第二和第三单向阀1702；第一、第二和第三填充管道1703；单个通气管1704；以及第一、第二和第三爆炸起爆器1705。

保持器1701中的每一个都具有与图16中所示保持器302相同的形式，即它们中的每一个都由平折管的开口端段或套提供。单向阀1702具有与图16中所示的单向阀303的相同的形式，即它们中的每一个都由具有比平折管302的直径和长度小的直径和长度的平折管的开口端段或套提供。如图16所示那样，保持器和单向阀通过粘合剂管带附连到相应的填充管道1703上。

单个通气管1704在钻探炮眼的上端处具有开口上端，并且在相应的保持器之间的位置处形成有孔1706。爆炸起爆器1705通过粘结带在邻接保持器的适当位置处附连到通气管上。填充管道和通气管也通过每隔一定间隔的管带彼此连接，从而管道和管形成紧凑的管束。在这方面，可以理解，图17在本质上是示意的，因为其示出了处于横向间隔关系的各个管道和通气管，然而在实际的实施例中，管带将元件保持在一起形成狭窄管束。

粘结带也用于将保持器的开口上端连接到通气管1704和/或连接到相关的填充管道上，从而保持器在组件插入炮眼中时被保持在顶部开口延伸的状态，如下所述。

如图16所示那样，每个填充管道在其下端装配有螺纹连接器1707和凸式凸轮锁紧器型快速连接器1708，炸药供给软管可以经由相应的凹式连接器与所述凸式凸轮锁紧器型快速连接器1708连接。

在使用中，整个组件被沿着炮眼向上推动至图17中所示的位置。充注软管与用于最下面的保持器的填充管道连接，炸药材料如前所述地被泵送到该保持器内。当保持器被完全填充，并且过量材料流入到保持器上方的孔眼内达到所需水平时，充注软管与填充管道脱离连接并与用于下一个更高保持器的填充管道连接，以及材料被泵送到这个保持器内以便填充该保持器及其上方的孔眼。然后，对于最上面的保持器重复该过程。

可以理解，根据炮眼的长度，可以有两个或多于三个的保持器和相应的元件以执行所需的分段爆炸。

此外可以进一步地理解到，单独的起爆器线(例如金属线或激波管)从相应的起爆器1705延伸到孔眼外部的位置。为了图示清晰的目的，从图17中省略了起爆器线。在实践中，可以选择起爆器以便根据预定爆炸顺序在不同时期触发爆炸，以便在孔眼周围获得最佳的岩石爆炸。

在填充后，快速连接器1708可以从它们的相关联的连接器1707上旋开，以用于其它炮眼处的再利用。如先前的关于图16所示的，通过回收连接器1707本身用于再利用来实现进一步的经济性也是可行的。

Claims (33)

1.一种用可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法，所述方法包括如下步骤：

提供横向可膨胀的保持器，所述保持器为一段挠性平折管的形式，所述保持器具有比所述孔眼小的长度，所述保持器具有在其可操作下端处的入口和在其可操作上端处的出口，所述保持器在未膨胀状态具有比所述孔眼小的横向尺寸；

在未膨胀状态通过刚性的填充管道将所述保持器向上推入到所述孔眼内，所述填充管道为独立于所述保持器的部件并且附连到所述保持器的入口；

通过所述填充管道把将要填充所述孔眼的材料向上泵送到所述保持器内，从而所述保持器充满并且横向膨胀成与所述孔眼的壁接合；

允许泵送到所述保持器内的任何过量材料通过所述出口向上流出到所述保持器以外；以及

在所述保持器已经被充满材料并且所述保持器上方的所述孔眼已经被至少部分地填充任何过量材料之后，终止所述材料的泵送并且关闭所述入口，从而通过所述充满且膨胀的保持器与所述孔眼的壁的接合将材料保持在所述孔眼内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述保持器上方的所述孔眼已经被填充过量材料达到预定水平时，终止所述材料向所述保持器内的泵送。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括步骤：在所述保持器的入口处设置止回阀；以及当所述材料的泵送终止时允许所述止回阀关闭。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述止回阀以一段挠性平折管的形式提供，当所述材料的泵送终止时，所述挠性平折管自身塌缩，并由此关闭所述入口。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述止回阀的所述平折管具有比所述保持器的所述平折管小的长度和直径，所述方法包括将所述止回阀的所述平折管定位在所述保持器的所述平折管内的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括将通气管插入到所述孔眼内以便当所述孔眼充满泵送的材料时从所述孔眼排出空气的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述保持器被插入到所述孔眼中的同时所述通气管被插入到所述孔眼内。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述可泵送材料为炸药，所述向上定向的孔眼为炮眼。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括将爆炸起爆器插入到所述炮眼内，使得所述爆炸起爆器位于所述炮眼的上端处的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述保持器和通气管被插入到所述炮眼中的同时将所述爆炸起爆器插入到所述炮眼内。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述爆炸起爆器附连到所述通气管上，所述通气管附连到所述填充管道上，所述方法包括将所述通气管和填充管道同时向上推入到所述炮眼内的步骤。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述炮眼以分段装药方式被填充，所述方法包括如下步骤：提供多个保持器；提供用于每个保持器的填充管道；提供用于每个保持器的爆炸起爆器；以及将所述保持器和所述爆炸起爆器同时插入到所述炮眼中，使得所述保持器一个在另一个之上地定位，并且相互间隔开，其中爆炸起爆器邻接每个保持器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，设置有单个的通气管，所述通气管具有在其内的、用于两个保持器之间的各空间和最上面的保持器上方的空间的入口。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述填充管道设置为单独的管道，所述单独的管道中的每一个延伸至所述炮眼的开口，用于连接至炸药供给管道。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述保持器依次从最下面的保持器到最上面的保持器填充炸药材料。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述填充管道相互附连并且附连到所述通气管。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述填充管道和通气管通过粘结带相互附连。

18.一种用可泵送材料填充向上定向的孔眼的装置，所述装置包括横向可膨胀的保持器、填充管道和关闭装置：所述保持器包括一段挠性平折管，所述保持器具有比所述孔眼小的长度，所述保持器具有在其可操作下端处的入口和在其可操作上端处的出口，所述保持器在未膨胀状态具有比所述孔眼小的横向尺寸，所述填充管道独立于所述保持器，所述保持器的入口附连到所述填充管道的可操作上端，所述填充管道具有足够的刚性以在未膨胀状态将所述保持器向上推入到所述孔眼内，随后将要填充所述孔眼的材料经由所述填充管道并通过所述入口被泵送到所述保持器内，从而所述保持器充满并横向膨胀成与所述孔眼的壁接合，同时过量材料能够通过所述出口向上流出到所述保持器以外；所述关闭装置用于在所述保持器和所述保持器上方的所述孔眼的至少一部分已经被充满材料并且材料的泵送已经终止后关闭所述入口，从而所述充满且膨胀的保持器与所述孔眼的壁之间的接合用于将所述材料保持在所述孔眼内。

19.根据权利要求18所述的装置，还包括位于所述保持器的入口处的止回阀，所述止回阀设置成当所述材料的泵送终止时关闭。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述止回阀包括一段挠性平折管。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述止回阀的所述平折管具有比所述保持器的所述平折管小的长度和直径，所述止回阀的平折管位于所述保持器的平折管内部。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述止回阀的所述平折管的可操作下端和所述保持器的所述平折管的可操作下端固定于所述填充管道的可操作上端。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述止回阀的所述平折管的所述可操作下端和所述保持器的所述平折管的所述可操作下端借助于粘结带固定于所述填充管道的可操作上端。

24.根据权利要求18所述的装置，还包括通气管，所述通气管能够插入到所述孔眼内，使得所述通气管延伸至所述孔眼的上端以在所述孔眼充满泵送的材料时排出空气。

25.根据权利要求24所述的装置，所述可泵送材料为炸药，所述向上定向的孔眼为炮眼。

26.根据权利要求25所述的装置，还包括爆炸起爆器，所述爆炸起爆器能够定位在所述炮眼内，使得所述爆炸起爆器位于所述炮眼的上端处。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述爆炸起爆器附连到所述通气管的可操作上端，所述通气管附连到所述填充管道，从而所述通气管和填充管道能够被同时向上推入到所述炮眼内。

28.根据权利要求25所述的装置，其中，所述装置设置为用于以分段装药方式填充炮眼，所述装置包括多个保持器、用于每个保持器的填充管道和用于每个保持器的爆炸起爆器，这种结构使得所述保持器、所述填充管道和所述爆炸起爆器能够被同时地插入到所述炮眼内，以使所述保持器一个在另一个之上地定位，并且相互间隔开，其中爆炸起爆器邻接每个保持器。

29.根据权利要求28所述的装置，包括单个的通气管，所述通气管具有在其内的、用于两个保持器之间的每个空间和最上面的保持器上方的空间的入口。

30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述填充管道是单独的管道，在使用中，所述单独的管道中的每一个延伸至所述炮眼的开口，用于连接到炸药供给管道。

31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述填充管道相互附连并且附连到所述通气管。

32.根据权利要求31所述的装置，其中，所述填充管道和通气管通过粘结带相互附连。

33.根据权利要求18所述的装置，还包括用于每个填充管道的快速连接器，所述快速连接器与所述填充管道的可操作下端可拆卸地连接。

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