CN103148748B - 一种可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法 - Google Patents

Abstract

一种可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，采用可调承压塑胶膨胀管密封炸药；塑胶膨胀管内的炸药旁充填传爆介质，传爆介质是液体、固体或固液混合介质类型；塑胶可调承压膨胀管通过充填传爆介质设定初始压力，并在采取爆破安全防护措施后引爆。充填传爆介质时排出塑胶膨胀管管内空气。本发明利用孔内传爆介质压缩性能小，炸药能量利用率高及传爆介质扩容的特点达到充分破岩的目的，钻孔内炸药可分段安置，顺序起爆，炸药爆炸冲击波阵面多次作用于钻孔围岩充分破岩也可简单通过膨胀塑胶管装药方式、位置及起爆顺序的改变满足硬岩控制爆破的要求，同时传爆介质可有效减少爆破有害气体生成量，降温除尘效果显著。

Description

一种可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法

技术领域

本发明是一种膨胀塑胶可调承压爆破控制方法，涉及到工程岩体钻孔爆破控制预裂弱化问题，特别涉及一种煤矿井下坚硬岩石的承压爆破控制方法。钻孔内炸药可以分段安置，顺序起爆，炸药爆炸冲击波阵面多次作用于钻孔围岩充分破岩同时可以通过膨胀塑胶管装药方式、位置及起爆顺序的改变满足硬岩控制爆破的要求。

背景技术

目前，国内外对于硬岩巷道的开挖，尤其对地质条件变化较大的巷道，要充分发挥设备在硬岩巷道中的快速掘进效果，钻孔爆破是解决问题的最优方法之一；而对于煤矿生产中强度高，节理、裂隙不发育，整体性好以及自稳能力强的坚硬顶板，工作面回采过程中容易形成大面积悬顶，当顶板大面积突然垮落时极易形成飓风和强冲击载荷，容易造成设备损坏和人员伤亡，而且容易造成瓦斯压力释放，瞬间涌出，诱发瓦斯重特大事故，当煤岩体有冲击倾向性时，还容易诱发冲击矿压灾害，因此，为了达到工作面安全、高效生产，必须对此类顶板进行弱化处理，钻孔爆破是一种较为常用的方法。

然而，目前在钻孔爆破自身技术方面尚存在一些亟待完善的问题，如硬岩条件下钻孔完整性相对较好，易导致钻孔装药不耦合空间较大，孔内炸药能量利用率较低，粉尘及有害气体量大，岩体破坏范围相对集中整体控制效果较差等系列问题。

因此，为了克服上述现有技术的不足，这里提出了一种膨胀塑胶可调承压爆破控制方法，充分利用钻孔炸药爆炸能量及炸药周围介质的扩容做功能力，节约炸药用量，降温除尘效果好，有害气体生成量少。

发明内容

本发明提出一种可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，提高炸药爆炸能量利用率；可以采用多种方式控制硬岩等深孔爆破条件，如炸药爆炸冲击波阵面多次作用于钻孔围岩充分破岩；传爆介质的扩容相对空气介质对围岩的松动破坏作用更大，扩大硬岩整体松动弱化控制范围。对于煤矿生产中坚硬煤、岩体的预裂弱化以及坚硬厚层顶板的控制等具有显著效果。

本发明的技术方案是：可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，采用可调承压塑胶膨胀管包裹密封炸药；塑胶膨胀管内的炸药旁充填传爆介质，传爆介质是液体、固体或固液混合介质类型；塑胶可调承压膨胀管通过充填传爆介质设定初始压力；并可排出塑胶膨胀管管内空气；设定爆破安全防护措施后引爆。

（1）根据钻孔长度及爆破的控制范围确定塑胶膨胀管4长度与管径，往预先装有炸药的管内填充或注入传爆介质直至呈微胀状态，使膨胀管直径大小略小于钻孔直径值，完成后排尽管内空气介质；挤压盛有炸药5的膨胀管使管内的空气介质通过排气针管20充分排除并保持压瘪状态，并连接注液管12并往膨胀管内注入一定量的传爆介质6，待膨胀管慢慢鼓起达到初始体积时停止注液，拔下注液管12同时将膨胀管注液端19朝上竖直放置，再次轻微挤压膨胀管通过排气针管20排出管内剩余空气，如此反复几次直至管口插入的排气针20管有传爆介质6外流，则塑胶膨胀管管内空气全部排出；

（2）将盛有炸药及传爆介质的微胀塑胶膨胀管4装入钻孔内，将注液管12、炸药固定柔丝7以及炸药引线8整齐引出钻孔孔口，连接注液管继续往孔内塑胶膨胀管内注入传爆介质进行补压直至达到预设压力值，钻孔内塑胶膨胀管体积有所增大，挤压钻孔孔壁与管壁间空气介质，充分赶出孔内间隙空气，拔下注液管12后，可利用膨胀管口自闭装置9和膨胀管口密封装置10实现塑胶膨胀管密封，用炮泥11进行密实封孔；

（3）在封孔完毕后，在装药孔口采取铺设隔爆网、安置隔爆水袋或两者联合采用的隔爆措施，待炸药引线连接完毕后，按照作业规程起爆钻孔内承压膨胀管炸药。

进一步的，膨胀塑胶管材质选择柔性大、韧性强的塑胶材料，如PE、PET、PVC、PU或合成橡胶；预先密封了一定量炸药在可膨胀塑胶管内，管内装药形式、位置及起爆顺序需根据岩性特点及爆破控制要求选择；管口有自闭装置保证传爆介质注入后不泄压、不外流，排气针管用于充分排出管内空气；塑胶膨胀管内装药形式分为长条与分段两种；管内装药位置分为整体、离散、两端、孔口与孔底五种形式；膨胀管内炸药起爆顺序分为同时与顺序两种，其中顺序起爆又分为朝孔底与朝孔口两种；塑胶可调承压膨胀管口采用管内自闭装置，保证传爆介质注入后不泄压、不外流；膨胀管配有专用排气针管，充分排出管内空气。

进一步的，所述传爆介质类型选择，选择原料充足、制取方便、运输存储安全、价格低廉且尽量不与炸药相容的液体、固体或固液混合物，如水、水泥浆、沙子等，同时依据炸药用量及威力大小决定液体传爆介质内是否预先放置少量细砂、铁粉等重度颗粒物。

进一步的，传爆介质初始压力设定，根据岩体岩性特征与炸药在不同围压、不同传爆介质条件下的爆炸特性设定初始压力，一般0.01～1MPa。

在装药孔口要进行铺网或安置隔爆水袋或两者联合采用的隔爆措施，防止爆破破碎块体的崩射。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种膨胀塑胶可调承压爆破控制方法，与传统的爆破方法相比，本发明通过传爆介质预设压力改变了炸药爆炸性能，充分赶出孔裂隙内空气介质，提高炸药爆炸能量利用率；硬岩深孔爆破条件下，钻孔内炸药分段安置，顺序起爆，炸药爆炸冲击波阵面多次作用于钻孔围岩充分破岩；传爆介质的扩容相对空气介质对围岩的松动破坏作用较大，进而导致煤岩体孔裂隙广泛贯通，扩大硬岩整体松动弱化控制范围；可膨胀塑胶管孔口具有自封闭装置，往管内注入传爆介质时不需另设排液管路，简化孔内爆破装置；可简单通过膨胀塑胶管装药方式、位置及起爆顺序的改变满足硬岩控制爆破的要求；钻孔内炸药可分段安置，顺序起爆，炸药爆炸冲击波阵面多次作用于钻孔围岩充分破岩也可简单通过膨胀塑胶管装药方式、位置及起爆顺序的改变满足硬岩控制爆破的要求；炸药在传爆介质环境中爆炸，同时传爆介质可有效减少爆破有害气体生成量，降温除尘效果显著。成本低廉，生产工艺简单，工艺实施方便、操作简单、方便，运输存放安全，爆破效率显著提高、推广应用范围广。

附图说明

图1为塑胶可调承压膨胀管；

图2为塑胶可调承压膨胀管排气针管；

图3为塑胶可调承压膨胀管长条整体装药；

图4为塑胶可调承压膨胀管分段离散装药；

图5为塑胶可调承压膨胀管分段两端装药；

图6为塑胶可调承压膨胀管分段孔底装药；

图7为塑胶可调承压膨胀管分段孔口装药；

图8为硬岩深孔膨胀塑胶可调承压爆破剖面。

图例说明：1－硬岩剖面，2－装药钻孔剖面，3－临界钻孔剖面，4－塑胶可调承压膨胀管，5－炸药，6－传爆介质，7－炸药固定柔丝，8－炸药引线，9－膨胀管口自闭装置，10－膨胀管口密封装置，11－炮泥，12－注液管，13－铺网或隔爆水袋固定丝,14－铺网，15－蓄能器，16－注液管压力表，17－注液单向阀，18－注液管阀门，19－注液端，20－排气针管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

一种膨胀塑胶可调承压爆破控制方法实现了硬岩深孔爆破控制。，它包括塑胶可调承压膨胀管密封炸药装置；装药周围液体、固体或固液混合传爆介质类型；传爆介质初始压力设定以及爆破安全防护措施。依据爆破钻孔深度在孔内装设适当长度且预先密封传爆介质与适量炸药的微胀塑胶管，参照炸药承压破岩性能与钻孔剩余空间大小，利用专用输运装置继续往塑胶管内注入适量的传爆介质直至装药周围传爆介质压力达到预设值，充分赶出孔内的空气介质，进而封孔起爆承压塑胶管内炸药，利用孔内传爆介质压缩性能小，炸药能量利用率高及传爆介质扩容的特点达到充分破岩的目的，钻孔内炸药可分段安置，顺序起爆，炸药爆炸冲击波阵面多次作用于钻孔围岩充分破岩也可简单通过膨胀塑胶管装药方式、位置及起爆顺序的改变满足硬岩控制爆破的要求，同时传爆介质可有效减少爆破有害气体生成量，降温除尘效果显著。该发明工艺实施方便、操作简单、成本低廉、推广应用范围广。

膨胀塑胶可调承压爆破控制方法，实施步骤具体如下：

（1）根据钻孔长度（一般10cm以上）及爆破的控制范围确定塑胶膨胀管4合理的有效长度与管径，而后往预先装有炸药的管内注入传爆介质直至呈微胀状态，使膨胀管直径大小略小于钻孔直径值，完成后排尽管内空气介质。具体操作方法：根据钻孔长度及爆破控制范围确定膨胀管的有效长度与管径，选管完成后，先轻微挤压盛有炸药5的膨胀管使管内的空气介质通过排气针管20充分排除并保持压瘪状态，连接注液管12并往膨胀管内注入一定量的传爆介质6，待膨胀管慢慢鼓起达到初始体积时停止注液，拔下注液管12同时将膨胀管注液端19朝上竖直放置，再次轻微挤压膨胀管通过排气针管20排出管内剩余空气，如此反复几次直至管口插入的排气针20管有传爆介质6外流，说明管内空气已基本排出；

（2）将盛有炸药及传爆介质的微胀塑胶管4装入钻孔内直至膨胀管安装在如图3-7中所示的合适位置，同时将注液管12、炸药固定柔丝7以及炸药引线8整齐引出孔口，连接注液管继续往孔内可膨胀塑胶管内注入传爆介质进行补压直至达到预设压力值，注入传爆介质和控制压力通过19注液端、15蓄能器、16注液管压力表、17注液单向阀、18注液管阀门完成，此时孔内膨胀管体积有所增大，挤压孔壁与管壁间空气介质，充分赶出孔内间隙空气，拔下注液管12后，利用膨胀管口自闭装置9和膨胀管口密封装置10实现塑胶管密封，用炮泥11进行密实封孔，确保孔内有尽量少的空气；

（3）在封孔完毕后，在装药孔口采取铺网或安置隔爆水袋13或两者联合采用的隔爆措施，防止爆破产生的破碎块体崩射，待炸药引线连接完毕后，按照作业规程起爆钻孔内承压膨胀管炸药。

值得指出的是，在煤矿生产中实现本发明的最佳方案是采用水介质作为传爆介质，首先矿井下水源充足、运输和使用成本低廉，其次水的流动性强且降、除尘效果显著，这样可以取得较高的社会及经济效益。由于矿井环境的复杂性，可根据特殊环境条件下的特殊要求，按技术要求传爆介质亦可选取其他液体、固体或固液混合物。

以上实例仅用以说明本发明技术方案而并非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，其特征在于：采用可调承压塑胶膨胀管密封炸药；塑胶膨胀管内的炸药旁充填传爆介质，传爆介质是液体、固体或固液混合介质类型；塑胶可调承压膨胀管通过充填传爆介质设定初始压力，并在采取爆破安全防护措施后引爆；充填传爆介质时排出塑胶膨胀管管内空气；塑胶膨胀管管口自带有细软皮管制成的自封闭装置，当管内压强高于管外侧围压时，细软皮管自动闭合；具体步骤是：

(1)根据钻孔长度及爆破的控制范围确定塑胶膨胀管长度与管径，往预先装有炸药的塑胶膨胀管内填充或注入传爆介质直至呈微胀状态，使塑胶膨胀管直径大小略小于钻孔直径值，完成后排尽管内空气介质；挤压盛有炸药的塑胶膨胀管使管内的空气介质通过排气针管充分排除并保持压瘪状态，并连接注液管并往膨胀管内注入一定量的传爆介质，待塑胶膨胀管慢慢鼓起达到初始体积时停止注液，拔下注液管同时将膨胀管注液端朝上竖直放置，再次轻微挤压塑胶膨胀管通过排气针管排出管内剩余空气，如此反复几次直至管口插入的排气针管有传爆介质外流，则塑胶膨胀管管内空气全部排出；

(2)将盛有炸药及传爆介质的微胀塑胶膨胀管装入钻孔内，将注液管、炸药固定柔丝以及炸药引线整齐引出钻孔孔口，连接注液管继续往孔内塑胶膨胀管内注入传爆介质进行补压直至达到预设压力值，钻孔内塑胶膨胀管体积有所增大，挤压钻孔孔壁与管壁间空气介质，充分赶出孔内间隙空气，拔下注液管后，利用膨胀管口自闭装置和塑胶膨胀管口密封装置实现塑胶膨胀管密封，用炮泥进行密实封孔；

(3)在封孔完毕后，在装药孔口采取铺设隔爆网、安置隔爆水袋或两者联合采用的隔爆措施，待炸药引线连接完毕后，按照作业规程起爆钻孔内承压膨胀管炸药。

2.根据权利要求1所述的可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，其特征在于：膨胀塑胶管材质选择PE、PET、PVC、PU或合成橡胶。

3.根据权利要求1所述的可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，其特征在于：塑胶膨胀管内装药形式分为长条与分段两种。

4.根据权利要求1所述的可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，其特征在于：塑胶膨胀管内装药位置分为整体中间、整体孔口、整体孔底、离散和两端五种形式；塑胶膨胀管内炸药起爆顺序分为同时与顺序两种，其中顺序起爆又分为朝孔底与朝孔口两种。

5.根据权利要求1所述的可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，其特征在于：传爆介质类型选择水、水泥浆、沙子或铁粉。

6.根据权利要求1所述的可调承压膨胀塑胶管深孔爆破控制方法，其特征在于：根据岩体岩性特征与炸药在不同围压、不同传爆介质条件下的爆炸特性设定初始压力：0.01～1MPa。