CN102869948B - 表面爆破产品 - Google Patents

Abstract

一种表面爆破产品（10），其包括容器（60）、接收器和炸药，该接收器包含可移位以将容器附着到岩石的粘合剂，炸药在容器内部，该炸药能够被引燃以碎裂或移位岩石。

Description

表面爆破产品

技术领域

本发明涉及一种表面爆破（surface blasting）产品。

背景技术

在地下以及露天的采矿和挖掘过程中，不可避免地存在能够难以处理的巨砾和岩石，因为它们在原体爆破或崩落开采步骤期间未被足够地碎裂，或巨砾和岩石可能已经从未爆破区域移位。能够使用二次爆破技术或冲击装置来减小这些材料的尺寸。

美国专利No.5233926的说明书中大体上描述了二次爆破方法。在美国专利No.2247169中给出了二次爆破装药的实例。

能够使用非爆炸性或爆炸性技术或冲击锤、在合理的安全性程度的情况下破裂处于地面上的岩石。当岩石是在头顶上的时，例如如果处于斜槽或箱孔中的岩石形成障碍，则将岩石爆破以消除障碍能够最好地是成问题的，并且最坏地是高度危险的。

如果能够从障碍上方解决问题，则可能需要相对大的炸药量。在该情形中，对于限定了岩石所定位的通道的结构而言，所释放的能量能够是破坏性的。

美国专利No.5233926描述了使用包含粘性粘合剂炸药的一种成形二次爆破装药。在一个实例中，装药被支撑在柱子上，该柱子被操控用于允许炸药被以粘结方式结合到岩石上。能够在合理的安全性程度的情况下执行这个过程。但是由于各种原因，使用粘结性的爆炸性材料并不总是成功的、实用的，也不是理想的。

美国专利No.2247169描述了一种表面爆破壳体，其中在盒体（capsule）上的基部凸缘涂有粘合剂，用以允许盒体附着到将要爆破的岩石。然而，该专利没有描述用于在头顶上应用中使用爆破外壳的安全技术。

本发明的一个目的在于提供一种爆破产品，该爆破产品能够在限制所释放的能量的量，或另外引导所释放的能量的同时，在相当的安全性程度下以受控方式被使用，用以碎裂或移位处于头顶上位置的岩石，从而降低对于支撑结构引起损坏的可能性。

发明内容

本发明提供一种表面爆破产品，该表面爆破产品包括容器、在该容器内部的炸药、用于引爆炸药的机构、包含粘合剂的接收器和致动器布置，该致动器布置用于使粘合剂从接收器移位到容器的外表面上。

优选地，用于当粘合剂从接收器移位时混合粘合剂的装置邻近容器的外表面定位。该布置导致粘合剂有效的混合和随后的安置。

优选地，该容器具有凹进构造，并且粘合剂在容器和所要爆破的岩石之间移位到该凹进构造中。

该致动器布置能够采取多种形式中的任何形式。在本发明的一个优选实施例中，该致动器包括包含例如具有流态形式的粘合剂的、位于接收器内部的柔性囊或药筒。提供了连接器，用以将加压流体例如空气或水引入接收器中，由此在外部对囊或药筒加压，并且因此为了随后的混合（如果要求的话）和安置而从囊或药筒将粘合剂移位。

在本发明的变体中，该接收器包括包含粘合剂的气缸，并且该致动器包括活塞，该活塞可在气缸内部移动，用以从气缸将粘合剂移位。

该凹进构造优选地被柔性密封件包围。

该容器可以具有任何适当的形式，但是优选地具有锥体或棱锥形状。根据情况，该凹进构造可以位于锥体或棱锥的底部处。

该爆破产品可以包括支撑件，容器被安装到该支撑件。容器可相对于支撑件移动。这可以以任何适当的方式完成并且例如可以利用气缸和活塞布置、柔性波纹管、管子等。本发明在这方面不受限制。在本发明的一种形式中，该容器至少部分地位于波纹管内，该波纹管被安装到支撑件，并且当波纹管内部被加压时，由此迫使容器远离支撑件。这样，填充有粘合剂的凹进构造能够与将被爆破的岩石形成紧密接触。然后，该凹部填充有一定量的粘合剂。

在本发明的变体中，可以形成波纹管的组成部分或可被包括在波纹管中的偏压装置用于朝向岩石推压凹进构造。此后，一定量的粘合剂被泵送到由在岩石和容器之间的凹进构造形成的空间中。

在本发明的优选形式中，在容器内部包括成形装药。成形装药被设计成将在引爆炸药后释放的能量集中到凹进构造所支靠的岩石上。成形装药优选地由相对重的金属例如铜或铁形成或包括相对重的金属。成形装药自身可以具有锥体或棱锥形状。

该爆破产品可以是复合单元的部分，该复合单元包括被适当地相互连接的多个爆破产品。优选地，将该多个爆破产品分别安装到支撑件。

该支撑件可以包括柔性接头，该柔性接头本质上可以是万向接头并且该柔性接头在使用中能够以允许容器相对于一悬臂或类似的细长部件至少有限程度地运动的方式安装到所述细长部件。

可以由通常在地面支撑应用中使用的种类的双组份聚酯树脂形成粘合剂。该类型的树脂优选地是快速凝固的，这是期望的特征。树脂部件可以以已知方式直接地被充填到接收器中或充填到任何适当类型的囊布置中。另一个优选的可能性是，粘合剂是在用于安装岩石锚杆的这一种类的药筒中的标准树脂。这些实例是非限制性的。

一种特别有效的布置利用树脂粘合剂，该树脂粘合剂通过在粘合剂所施加到的岩石表面和容器的相对表面之间的混合装置而从药筒被排出，然后，该容器的相对表面被混合的粘合剂附着到岩石表面。

因此，在本发明的一种形式中，该接收器具有至少第一隔室和第二隔室。该粘合剂包括至少基础材料和活化剂。基础材料处于第一隔室中并且活化剂处于第二隔室中。当从接收器被移位时，混合装置使基础材料和活化剂混合。可以在药筒中包含粘合剂，从而该药筒位于柔性囊内部或气缸内部。在本发明的一种形式中，该气缸可以是药筒。

粘合剂仅在其已经被混合之后才凝固。通常，标准树脂盒体具有沿树脂药筒的长度的小条硬化剂（催化剂）。在没有先前的与催化剂有效混合的情况下，主要成分不能硬化。混合还形成摩擦并且这导致温度升高，温度升高加速了硬化过程。

附图说明

参考附图通过实例进一步描述了本发明，其中：

图1从一侧示意根据本发明的一种形式的表面爆破产品；

图2是图1所示爆破产品的截面侧视图；

图3示意使用图1的爆破产品的一种方式；

图4类似于图2并且以截面的形式以及从一侧示意根据本发明的第二形式的爆破产品；

图5示出根据本发明的复合爆破组件；并且

图6以截面示出图5的组件。

具体实施方式

附图中的图1和图2分别地从一侧和从一侧以截面的形式示意根据本发明的表面爆破产品10。

爆破产品具有支撑件12、接收器14、波纹管16和炸药容器18，该炸药容器18基本或完全被容纳在波纹管内部。

支撑件12具有位于空腔22内部的球形构件20，空腔22具有与该构件互补的形状，该空腔22分别形成在相对的支撑部分24和26内侧，该相对的支撑部分24和26借助于可调整螺栓28保持在一起。短轴30从支撑部分26突出并且允许产品10如在下文中参考图3描述地那样被安装到外部支撑结构。

接收器14具有带有内部活塞36的细长气缸34的形式。连接到在气缸上的帽体40的导管38在活塞的尾端侧上排放。

在排放端部处被用作密封件的O形环44包围的一次性粘合剂药筒42处于接收器内侧。该药筒具有出口，该出口在接收器的端部50处被连接到柔性导管46。导管46延伸到帽体52，该帽体52具有容纳混合螺杆56的内部容积54。排放孔58将容积54联接到向外面向的凹进构造60。

流态粘合剂材料62被容纳在气缸内部并且完全地占据气缸的内部容积。材料62可以是在上文中描述的种类，例如当组分相互混合时被活化的双组分物质。本发明在这方面不受限制。

容器18大致地具有截头锥体的形式。密封件64与容器的内部下侧端接合（见图2）并且引爆器66被安装到在密封件中定位于中心的套筒68。具有不确定的长度的引线70以已知方式被连接到引爆器。该容器填充有具有在本领域中已知的任何适当类型的炸药72。

在容器内部的成形装药插入件74紧邻帽体52（即在截头锥形容器的较大端部或基部处定位。该插入件由钢、铁、铜或类似的重金属制成。优选地，如在图2中所示，该插入件具有大致锥体或棱锥形状。

向外面向的凹进构造60被壁76包围。优选地，壁在某种程度上是柔性的，从而当壁支靠于岩石表面（未示出）时，在壁和岩石表面之间的交界面处形成合理的密封。替代性地，代替壁，帽体形成有相互间隔开的多个突起或支腿。如果从药筒42排放标准地面支撑树脂，则在树脂从孔58排出之前，混合的树脂是高度粘性的，具有硬腻子的形式，并且不是自由流动的液体。因此，树脂并不容易地从凹进构造60流动，因为此时硬化过程已经充分地进行。

波纹管16具有与边沿80接合的圆形凸缘78，该边沿80从接收器14的外表面延伸。在相对的端部82处，波纹管被固定到帽体52上的适当结构。

图3描绘分块崩落开采法，其中地下挖掘或拖运机86位于漏斗形通道90的排放端部88处。在分块崩落开采系统中，使用未示出的适当的机械将岩石92移动到上表面94之上，从而使得岩石能够通过通道90下落到较低水平高度86。如果一块或更多块岩石由于各种原因而在头顶位置中变得是楔入的，则通道90不再是可使用的。由于在分块崩落开采法中使用的技术，通常不可能容易地获得到岩石92的上表面的通路以便爆破岩石并且因此移除障碍。这意味着在分块崩落开采系统中清除障碍的唯一方式是采取从下方爆破的高度危险的步骤。

图3示意具有任何适当种类的机器98，该机器98具有悬臂100。具有图1和2所示类型的产品10被附接到悬臂的上端。轴30被设计成便于该附接过程。悬臂被保持在铰接支撑件102上，铰接支撑件102定位成使得机器的操作员在具有相对安全性的位置下工作的同时，能够使悬臂延伸，以由此使产品10与所选择的岩石92A的侧面（通常是下侧）104形成牢固接合。

球形构件20被部分24和26相当紧密地保持，但是，虽然如此，仍然能够当在产品被悬臂向上推压时将足够的力施加到产品时某种程度地枢转。这确保了凹进构造与岩石表面104形成紧密接合。

根据波纹管的结构，该波纹管能够呈现不同的功能。在本发明的一种形式中，能够使用来自未示出的加压源的空气或水而使波纹管的内部（在波纹管和容器18的相对表面之间）膨胀，从而帽体52远离接收器14移位。在本发明的不同的形式中，波纹管具有弹性特性并且具有弹簧的性质。如果悬臂使产品压靠于岩石的下侧104，则波纹管的一定程度的屈服发生。被压缩的波纹管仍然尝试膨胀并且这牢固地保持密封壁76与下侧104接触。

来自未示出的源的加压水然后通过导管38而在由此被推进的活塞后方被引入到气缸中。粘合剂62的流态成分被迫使通过导管46。活塞的运动在某种程度上有助于粘合剂成分的混合。当成分流动通过混合螺杆56时，完全的混合发生并且所形成的混合流态粘合剂通过孔58。然后，构造60被填充有粘合剂，该粘合剂还与岩石92A的相对表面104形成接触。

在产品10上保持力，直至粘合剂已经凝固为止。此时，悬臂100被移除并且产品10保留下来，以粘结方式被附接到岩石的下侧104。经由引线70，引爆器66在适当的时间被点燃并且炸药72被引燃。在炸药引燃时产生的爆炸力被用作装药集中器的插入件74成形或导引。相当大的冲击力被施加在岩石92A上，岩石92A由此碎裂或移动到使得由在通道中或通道上方的岩石造成的障碍被释放的程度。

要注意的是，混合螺杆56位于容器的表面上，该表面被树脂粘合剂附着到相对的岩石表面。已经发现这对于通常用于安装岩石锚杆的这一种类的标准树脂的混合和安置而言是特别有利的，而且这被有效地完成并且然后树脂将填充了炸药的容器牢固地紧固到岩石。

图4以截面的形式并且从一侧示出变型的表面爆破产品10。在产品10A中的与在产品10中的部件相同的部件带有相同的附图标记并且在这里不再进一步描述。

接收器14被接收器14A替代，接收器14A包含填充有流态的单组分或双组分粘合剂108的柔性囊106。囊的下侧端被联接到活塞110，该活塞110能够向上（在图中）移动，用以由此压缩该囊并且迫使粘合剂通过接收器的排放喷嘴112。借助于邻近喷嘴112的在图4中没有示出的适当的混合构造进行粘合剂或其成分的混合。

活塞能够以任何适当的方式移动。通常利用水或空气压力沿接收器14A推进活塞。但是在某些应用中，利用机械装置移动活塞是可能的。如果将被碎裂的岩石是更易于碰到的，例如不是特别地高的或甚至在某些情形中处于地面上，则将是利用机械装置移动活塞的情形。在这些条件下，通过使用人工操作的适当的致动器移动活塞是可能的。

当活塞110被推进时，通常地是通过使用水压力产生了显著的向上指向的力，除从囊106排出粘合剂成分之外，该力趋向于朝向相关的岩石推压含有其炸药的容器18。因此，使用波纹管16不是必要的。替代地是，对于悬臂100的使用或力给予了依靠作用，其中该力经由活塞110产生，用以维持炸药产品与将被爆破的岩石的所选择的表面接触，直至在爆破产品的作用面上和在相对的岩石表面上的粘合剂108已经凝固为止。

在本发明的变体中，容器18能够至少在下侧端处被形成为用作活塞，该活塞则位于未示出的气缸内部。然后，使用加压水或其它流体来使活塞从气缸移位并且从而移动容器，使其牢固地与将被爆破的岩石形成接触。

图5从一侧示出表面爆破组件114，而图6以截面的形式示出该组件。该组件包括被安装到支撑件116的三个产品10A。每个产品10A均具有图4所示的种类并且包括包含流态粘合剂的相应的药筒14A，流态粘合剂能够以受控方式被注射到对应的凹进构造60中。各个产品10A被统一地引燃。这是在如下配置中实现的，即：在这一配置下，引线70被相互连接，从而被应用于引线的一个点火信号引起相应的引爆器的引爆并且因此使炸药同时地引爆。

当相当大程度的岩石破碎必须发生时，使用组件112。

Claims (10)

1.一种表面爆破产品，包括容器、在所述容器内部的炸药、用于引爆所述炸药的机构、包含粘合剂的接收器和致动器，所述致动器用于使粘合剂从所述接收器移位到所述容器的外表面上。

2.根据权利要求1所述的表面爆破产品，包括邻近所述容器的所述外表面的装置，所述装置用于混合从所述接收器移位的粘合剂。

3.根据权利要求1或2所述的表面爆破产品，其中所述容器的所述外表面具有凹进构造，并且所述粘合剂能够在所述容器和将被爆破的岩石之间移位到所述凹进构造中。

4.根据权利要求2所述的表面爆破产品，其中所述粘合剂包括至少基础材料和活化剂，并且所述接收器具有至少用于所述基础材料的第一隔室和用于所述活化剂的第二隔室，并且所述混合装置使所述基础材料和所述活化剂混合。

5.根据权利要求1或2所述的表面爆破产品，其中所述致动器包括在所述接收器内部的柔性囊和连接器，所述柔性囊包含所述粘合剂，所述连接器用于将加压流体引入所述接收器中，以由此在外部加压所述囊并且因此从所述囊移位粘合剂。

6.根据权利要求1或2所述的表面爆破产品，其中所述接收器包括气缸，所述气缸包含所述粘合剂，并且所述致动器包括活塞，所述活塞能够在所述气缸内部移动，用以从所述气缸移位粘合剂。

7.根据权利要求1或2所述的表面爆破产品，包括支撑件，所述容器被安装到所述支撑件，并且其中所述容器能够相对于所述支撑件移动。

8.根据权利要求7所述的表面爆破产品，其中所述支撑件包括柔性接头，在使用中，所述柔性接头能够以允许所述容器相对于一细长部件至少有限程度地运动的方式安装到所述细长部件。

9.根据权利要求1所述的表面爆破产品，其中在所述容器内部包括成形装药。

10.一种表面爆破组件，包括至少两个表面爆破产品，每个产品均是根据权利要求1所述的表面爆破产品，所述表面爆破产品被构造成使得同时引爆相应的炸药。