CN102109304A - 岩石爆破裂纹定向扩展方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩石爆破裂纹定向扩展方法与装置,利用沿纵向壁对称设有双切缝的切缝管和炸药组成岩石爆破裂纹定向扩展装置,在巷道周边炮孔的定向爆破或露天边坡预裂爆破中,将其放入炮孔中,切缝方向与预爆破轮廓方向的夹角小于150,完成定向断裂爆破。利用炸药能量优先沿切缝方向集中释放,从而获得精确控制的爆破断裂面,大大减小围岩、边坡等其它方向的爆生裂纹数,限制了需保护方向的爆生裂纹扩展长度,生产效率高,施工成本低,其整体结构简单、使用方便,尤其适用于岩巷、隧道、边坡的定向控制爆破中。
Description
技术领域
本发明涉及一种定向断裂爆破方法,特别涉及一种利用聚能药卷进行岩石爆破裂纹定向扩展方法及装置,属于工程爆破施工领域。
技术背景
目前,在国内外巷(隧)道、边坡爆破施工中广泛采用光面爆破、预裂爆破等技术手段,受自身结构原理方面的限制,大多数爆破存在超挖、欠挖、周边不平整和边坡破坏严重的现象。现国内外使用的定向断裂爆破方法大致分为两种:(1)采用切槽钻头,在炮孔壁的轴线上按岩石开裂方向切出一条一定深度的槽,形成切槽炮孔后进行爆破;(2)改变装药结构,实现岩石裂缝扩展的定向控制。两种方式各有不同,但使用效果并不理想,随着人类开发自然、改造自然的需要,设计一种新的定向扩展断裂爆破方法就成为本发明的主要目的。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明旨在提供一种安全、高效、成本低廉的利用聚能药卷进行巷(隧)道周边轮廓定向断裂爆破和边坡定向预裂爆破的岩石爆破裂纹定向扩展方法,以及根据此方法制作的爆破装置。
本发明是通过以下技术方案实现:
一种岩石爆破裂纹定向扩展方法,具体步骤包括,
A、在巷道周边定向断裂爆破中,在靠近巷道轮廓线部位按定向断裂爆破技术要求布置多个周边炮孔;或在露天边坡预裂爆破中,在靠近边坡部位按设计边坡角布置多个定向预裂炮孔,其它炮孔按常规方法布置。
B、在切缝管内装入炸药,切缝管沿纵向壁对称设有双切缝,将切缝管和炸药组成的聚能药卷放入炮孔中,切缝方向与轮廓方向的夹角小于15°,切缝管长度和炸药量根据定向断裂爆破技术以及岩性、炮孔深度等因素确定。
C、完成定向断裂爆破。
所述步骤B中也可将切缝管先放入到炮孔中,然后利用装药机进行现场装药。
所述切缝宽度为2~5mm,切缝两端分别距管端2~3mm。
所述切缝管为圆型管,其材质为软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
所述巷道周边定向断裂爆破中,周边炮孔间距为400mm~900mm,炮孔抵抗线450~600mm。
所述露天边坡定向断裂爆破中,预裂炮孔间距为600mm~3000mm,炮孔抵抗线600~1000mm。
一种岩石爆破裂纹定向扩展装置,包括切缝管和填装在切缝管内的炸药,切缝管沿纵向壁对称设有双切缝,切缝两端分别距管端2~3mm。
所述切缝宽度为2~5mm。
所述切缝管为圆形软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
本发明所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法与装置,通过大量试验研究,提出了以聚能药卷为中心的定向断裂爆破新方法,现场试验表明,该方法技术经济效果和社会效益显著。具体表现如下:
1、对凿岩没有特殊要求,也不影响现行的凿岩和爆破工序。
2、聚能药卷结构简单,取材、制作方便,适合现场应用。
3、减少打眼数。巷(隧)道的周边炮孔孔距或边坡预裂炮孔孔距比传统爆破方法增大30%以上,炮孔数减少15%以上。
4、有效控制爆破裂纹定向产生、扩展和止裂。严格控制周边超欠挖量,周边轮廓、边坡爆破的半眼痕率大大提高,视岩性不同,放爆后半眼痕率达80%~100%以上。
5、大大减小了巷(隧)道围岩和边坡的破坏,提高了围岩或边坡的稳定性,有利于锚喷支护,从而减少了巷(隧)道、边坡的支护难度和维护工作量。
6、节省了喷浆材料及炸药、雷管、钻头等材料消耗,降低了工程成本。
7、生产效率高,操作方便、施工简单。
8、可广泛适用于岩石巷道、半煤岩巷或隧道施工,也适用于露天边坡预裂爆破。既适于煤炭行业,也可应用于铁道、冶金、有色、建材、交通等领域,具有广阔的市场推广前景。
附图说明
图1为本发明所述岩石爆破裂纹定向扩展装置的结构示意图;
图2为图1的A-A向剖视图;
图3为岩石爆破裂纹定向扩展装置在爆破中的装填结构示意图。
具体实施方式
由上述技术方案可以看出,本发明所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法,是利用聚能药卷使炸药能量优先沿切缝方向集中释放,在巷(隧)道轮廓线、边坡进行定向断裂控制爆破,从而获得精确控制的爆破断裂面,限制需保护方向的围岩、边坡等其它方向爆生裂纹数及裂纹扩展长度,以提高生产效率、降低生产成本、提高施工进度。
下面结合附图对本发明做进一步的描述:
如图1、图2、图3所示,一种用于岩石爆破裂纹定向扩展的装置,即聚能药卷,包括切缝管5和填装在切缝管5内的炸药2。其中,切缝管5为圆形PVC硬工程塑料管,或者ABS管等,管壁厚1~2.0mm,根据炮孔3的直径确定切缝管5的直径,由装药量和炮孔3长度确定切缝管5的长度。切缝管5沿纵向壁对称设有双切缝4,切缝4宽度为2~5mm。为保证装药质量和爆炸效果,切缝4两端分别距管端2~3mm,这样聚能爆破产生的效果最佳。炸药2可选用通常的雷管起爆方式,也可根据切缝管5长度采用雷管和导爆索的组合起爆方式,其结构依据普通炸药制作原理制作。聚能药卷在爆破中对凿岩技术没有特殊要求,不需要改变通常的凿岩爆破工序,只需在炮孔3内装入预先加工好的聚能药卷,或用装药机向放入炮孔3内的切缝管5装药即可。
聚能药卷的应用分为三类:1、将聚能药卷正确放入巷(隧)道轮廓线的周边炮孔中,实现巷(隧)道周边定向断裂爆破;2、将聚能药卷放入露天边坡定向预裂炮孔中,实现边坡定向预裂爆破;3、将切缝管直接放入到边坡定向预裂炮孔中,然后采用装药机装药,实现边坡深孔定向预裂爆破。
当然,上述切缝管也可为圆形软工程塑料管、金属代用管或木竹代用管等,只要取材方便、加工简单、能起到聚能作用即可。
下面对本发明所述岩石爆破裂纹定向扩展方法做进一步的详细描述:
一种采用上述聚能药卷进行巷道周边岩石爆破裂纹定向扩展的方法,具体步骤包括:
步骤一、在巷道采用定向断裂爆破技术设置各类炮孔,包括周边炮孔和其它炮孔。其中,周边炮孔间距为400mm~900mm,周边炮孔抵抗线450~600mm,以大断面巷道取大值的方式进行设置。
由于聚能药卷在爆破工程中对凿岩技术没有特殊要求,不需要改变通常的凿岩爆破工序,所以定向断裂爆破前各种炮孔只需依据传统凿岩方法进行。炮孔包括掏槽孔、崩落孔、辅助孔、二圈孔、底孔、周边炮孔、缓冲孔、预裂炮孔等等。
如定向断裂爆破的对象为露天边坡时,相应地预裂炮孔间距调整为600mm~3000mm,预裂炮孔抵抗线600~1000mm。
步骤二、确定圆形PVC切缝管和周边炮孔相适宜,保证PVC切缝管直径与周边炮孔直径相配。将炸药装填到PVC切缝管内,从而形成聚能药卷。
PVC切缝管为管壁上设有纵向的对称双切缝,切缝宽度为2~5mm,切缝两端分别距管端2~3mm。周边炮孔炸药量根据定向断裂爆破技术以及岩性、炮孔深度等因素确定,而最后切缝管长度由周边炮孔装药量确定。
通常情况,巷道用聚能药卷直径包括两种规格,小药径药卷(27mm)对应使用小管径切缝管,大药径药卷(32或35mm)对应大管径切缝管,而通常露天边坡爆破用的聚能药卷直径在40~110mm范围。药径与管径必须很好地紧密偶合,炮孔直径必须保证较易放入聚能药卷。
当然,上述切缝管也可为圆型的软工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。只要加工方便、成本低廉、取材广泛即可。
步骤三、将切缝管和炸药组成的聚能药卷放入周边炮孔中,保证切缝方向与巷道周边轮廓爆破方向的夹角小于15°。
切缝方向就是聚能药卷的爆破方向,其与巷道轮廓爆破方向保持一致,也是保证岩石断裂定向扩展的关键。其中,以切缝方向与轮廓爆破方向保持一致为最佳,允许误差范围小于150,在此范围内,结合切缝管上双切缝的聚能作用,可有效保证切缝管定向断裂按巷道周边轮廓进行。
当然,对于边坡深孔定向预裂爆破,根据需要聚能药卷也可现场制作完成,其首先通过将切缝管先绑导爆索、雷管,然后放入定向预裂炮孔内,最后再在现场利用人工或装药机对预裂炮孔内的切缝管进行装药,实现定向断裂爆破。
步骤四、完成定向断裂爆破。
聚能药卷的定向断裂爆破使巷道周边断裂方向沿巷道轮廓线进行,保证了巷道周边爆破的定向断裂,实现了爆破过程对巷道周边轮廓的快速切割。
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。
Claims (9)
1.一种岩石爆破裂纹定向扩展方法,其特征在于,具体步骤包括,
A、在巷道周边定向断裂爆破中,在靠近巷道轮廓线部位按定向断裂爆破技术要求布置多个周边炮孔;或在露天边坡预裂爆破中,在靠近边坡部位按设计边坡角布置多个定向预裂炮孔,其它炮孔按常规方法布置;
B、在切缝管内装入炸药,切缝管沿纵向壁对称设有双切缝,将切缝管和炸药组成的聚能药卷放入炮孔中,切缝方向与轮廓方向的夹角小于15°,切缝管长度和炸药量根据定向断裂爆破技术以及岩性、炮孔深度等因素确定;
C、完成定向断裂爆破。
2.根据权利要求1所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法,其特征在于,所述步骤B中也可将切缝管先放入到炮孔中,然后利用装药机进行现场装药。
3.根据权利要求1或2所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法,其特征在于,所述切缝宽度为2~5mm,切缝两端分别距管端2~3mm。
4.根据权利要求1或2所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法,其特征在于,所述切缝管为圆型管,其材质为软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
5.根据权利要求1或2所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法,其特征在于,所述巷道周边定向断裂爆破中,周边炮孔间距为400mm~900mm,炮孔抵抗线450~600mm。
6.根据权利要求1或2所述的岩石爆破裂纹定向扩展方法,其特征在于,所述露天边坡定向断裂爆破中,预裂炮孔间距为600mm~3000mm,炮孔抵抗线600~1000mm。
7.一种岩石爆破裂纹定向扩展装置,其特征在于,包括切缝管和填装在切缝管内的炸药,所述切缝管沿纵向壁对称设有双切缝,切缝两端分别距管端2~3mm。
8.根据权利要求7所述的岩石爆破裂纹定向扩展装置,其特征在于,所述切缝宽度为2~5mm。
9.根据权利要求7所述的岩石爆破裂纹定向扩展装置,其特征在于,所述切缝管为圆形软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
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