CN1043587C

CN1043587C - 一种装填敏化流体炸药进入炮眼的方法以及用于该方法的便携式装置

Info

Publication number: CN1043587C
Application number: CN94114092A
Authority: CN
Inventors: K·A·乔丹; C·D·威尔逊; L·J·威尔逊; Ｃ·Ｈ·鲁比
Original assignee: AECI EXPLOSIVE Ltd
Current assignee: Orica Explosives Technology Pty Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1999-06-09
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: CN1109582A

Abstract

本发明提供将敏化流体炸药装填入炮眼的方法和装置(10)。装置(10)是便携式，包括可加压的容器14、16，以便接受压力炸药。容器14、16有可关闭式炸药入口和出口，以及可关闭式流体入口。按照本方法将气泡在炸药基体内分散以便提供敏化炸药，将它以一批形式送入便携式容器。容器被加压使炸药退敏化，之后将该容器送至炮眼，使炸药自该装置装填入炮眼。

Description

一种装填敏化流体炸药进入炮眼的方法以及用于该方法的便携式装置

本发明涉及一种装填敏化流体炸药，特别是塑胶型或乳胶型炸药进入炮眼的方法和用于该方法的便携式装置。

按本发明的一个目的，提供一种将敏化流体炸药装填进入炮眼的方法，该方法包括步骤是：

将许多气泡分散在炸药基体内来提供一种敏化炸药；

将一批敏化炸药送入一个便携式容器中；

将容器内的一批炸药进行加压使其退敏化；

将含有退敏化炸药的便携式容器运送到炮眼；

用容器中的炸药装填炮眼，同时令炸药减压而使炸药在装入炮眼时重新敏化。

可在一批炸药送入容器之后进行该批炸药的加压。作为替代，亦可在一批炸药送入容器期间进行加压。

对流体炸药所考虑的是包括水相和油相的塑胶型或乳胶型炸药。

炸药基体可为乳胶基体，它具有的水相含有铵离子，将气泡分散在炸药基体中是用亚硝酸根离子溶液分散在该基体中的方式，分散溶液中的亚硝酸根离子与水相中的铵离子按下面反应式进行反应：以此在基体中得到氮气气泡形式的分散气泡。亚硝酸根离子的溶液通常是水溶液，气泡将减小乳胶基体的密度以使其转化成有使用价值的敏化炸药。这些可方便地以常规方式散装地在中心工作地点进行，例如在矿山坑道中。

因此，分散的气泡可进入炸药基体的散装源中，方法包括将多批敏化炸药从散装源送入多个便携式容器。

将炸药从容器装填炮眼可包括在压力下利用流体从容器中排出炸药。

将一批炸药送入容器，虽然可用敏化炸药的自然重力和/或对其使用诸如水、气体或空气压力的流体压力，但通常都是使用一种合适的泵。

每批敏化炸药送入容器，要使得容器除含有敏化炸药之外还要含有压力下所含气体的气体空间。换言之，将一批炸药送入容器是将压力下的气体与一批炸药一起送入容器，以便在容器内得到除该批炸药之外含有加压气体的气体空间，在该气体空间中的气体是用来将炸药从容器中排出。

作为替代，从容器中将炸药排出可使用与容器相连接的气瓶中所得的加压气体。

然而，自容器中炸药的运送优选利用来自可拆连接容器的流体供给源所得的流体。该流体因之可为常用的水或压缩空气，可来自诸如水或压缩空气的主干管道的流体供给源。

可选地向敏化之前的基体中加入本领域公知的稳定剂，使敏化炸药稳定并将其保持在敏化状态。优选采用在乳胶的油相中有有限溶解度而在其水相中显著溶解度的稳定剂，如聚硅氧烷基表面活性剂。稳定剂的实例，和使用它们的比例，是非离子氟化的表面活性剂，如Fluorad FC 740(在南非3M有售)，它在油相中可分散并可稳定气/油界面。向乳胶中添加非离子氟化的表面活性剂的范围为0.001-0.1％(重量)，优选为0.01-0.02％(重量)，以得到所要求的气泡稳定作用。

如上所示，敏化炸药通过向容器内敏化炸药加压达到所要求的压力使得在容器内退敏化，从而减少乳胶内气泡的体积并加大炸药的密度，以生成非起爆的退敏化炸药。

这种提高了的压力值可为300-800KPa，优选450-600KPa，如500KPa。

构造容器可用金属，如钢、塑料、复合材料，包括纤维增强树脂，如玻璃纤维增强树脂，其选择的依据是容器所用压力和与炸药要相适应。

容器到炮眼的运送可在人工背上，如所说人工背袋进行容器运送。

将自容器中的炸药装填炮眼时可利用上述压力下流体将炸药自容器中排出，这种流体压力可是水压力、空气压力或气体压力，例如可来自水管，压缩空气主干管或压缩空气钢瓶或气体瓶。因此当炸药填入炮眼时，它从容器中的排出方式可在压力下向容器内进气或进水，从而使炸药从容器内排出。作为替代，如上所示，从容器中排出炸药可利用容器内含在气体空间中的压力气体。

退敏化炸药从容器排出时，压力的解除将使气泡增大体积且随之而来的是减小炸药密度，从而使炸药重新敏化。

装填炸药入炮眼时可沿喷枪使其从容器排出而进入炮眼，因此装填炮眼可利用以挠性软管连在容器上的喷枪。该喷枪可于其上标记刻度，以便控制填入炮眼中炸药的量。装填炮眼可包括将喷枪插入炮眼，利用加压气体将炸药自容器排出进入炮眼，则使炸药从喷枪中进入炮眼迫使喷枪离炮眼直至喷枪上显示预定的刻度标记，在中断装填之后，合适承载量的炸药已被填入所说炮眼。换言之，在本方法的优选方案中该方法包括使用喷枪上长度标记以监视填入炮眼中炸药数量，该方法包括移动软管使喷枪端头插入炮眼。使炸药自容器中排出沿喷枪进入炮眼，让炸药沿喷枪进入炮眼以使喷枪从炮眼中移出，喷枪从炮眼中移出时中断装填的程度相当于所要求装载量的炸药已填入炮眼。

显而易见，容器一旦充满就限定了一个时间周期，在此期间，容器内的炸药成分在其转化成非稳定态之前必须使用。这个时间周期会改变的，取决于所用炸药的类型，其所结合的稳定剂，容器内的压力等因素。

炸药在炮眼内以常规方式，利用合适的引爆剂来起爆，利用合适的引信或电起爆，这些都是本领域公知的。

按照本发明的另一个目的，提供一种便携式装置将一定载量的敏化炸药填入炮眼，该装置包括：

一种可加压的容器来接受一批有压力炸药；

一种引入容器的可关闭的炸药入口以将一批炸药由其供给源导入容器；

一种引出容器的可关闭的炸药出口以允许一个或多个载量的炸药流出容器；

一种引入容器的可关闭的流体入口以将加压气体导入容器来使炸药自容器排出；和

一种气体钢瓶以含有加压气体并且有个气体出口连接到流体入口引入容器。

在本发明这个目的的一个变化内提供一种便携式装置来将敏化炸药填入炮眼，该装置以背袋形式在个体操作员背上携带，它包括：

一种可加压的容器以接受一批加压炸药；

一种引出容器的可关闭的炸药出口以允许一个或多个载量的炸药流出容器；和

一种引入容器的可关闭的流体入口以将加压流体导入容器使炸药排出容器。

使用时，将流体入口接到加压的诸如水、空气或气体的流体源，其作用可允许通过炸药出口装载炸药，其方式是接纳流体经流体入口进入容器，向容器加压。

把该装置称作携带式意味着本文所述的装置可人工移动或者经一人或两人操作从一个地方搬到另一个地方。

背包式装置也可包括一种含有压力气体的气瓶和一种连接到引入容器流体入口的气体出口。

炸药出口，例如利用挠性的软管可拆连接到装填管或喷枪上。喷枪可沿其长度标记刻度，以便控制填入炮眼炸药的数量。

因此，在装置的特别优选方案中它可包括一种喷枪和一种挠性的软管，挠性软管有个出口和一个入口连接到引出容器的炸药出口，喷枪有个入口连接到软管出口，和从其入口有个自由移动端，在这种情况下该喷枪沿其长度有标记以便监视它被插入的深度，自由端首先插入炮眼的深度。如上所示，该装置以背包形式在操作个人的背上携带。

该装置是背包形式时，它可包括一个承载容器的骨架，该骨架构造允许装置携背在人员背上操作该装置。

引入容器的炸药入口和流体入口彼此分离，此时炸药入口也可起流体入口的作用，即容器的炸药入口和气体入口可以是引入容器的普通可关闭型的入口。

从原则上讲，没有使在容器内炸药退敏化，可采用实质性方法。

按照本发明的另一个方面，提供一种将敏化流体炸药装填炮眼的方法，该方法包括的步骤是：

将许多气泡分散在炸药基体中以提供一种敏化炸药；

将一批敏化炸药送入一种便携式容器；

将含有所说炸药的便携式容器运至炮眼；

自容器取出炸药装填炮眼。

以上叙述了本发明的特点。因此，特别是从容器中用炸药装填炮眼可包括利用压力流体将炸药自容器排出；而且自容器排出炸药还可利用接在容器上气瓶中所得压力气体来替代。作为替代的自容器排出炸药可利用可拆连接式连接到容器上流体源主干管所得的流体；容器到炮眼的运送可在工人背上进行，在所说工人背包上携带容器。装填炮眼可利用以挠性软管连在容器上的喷枪。该方法可包括使用沿喷枪长度的标记来监视填入炮眼的炸药量，该方法包括移动软管使喷枪端头插入炮眼，让炸药自容器排出沿喷枪入炮眼，令炸药沿喷枪进入炮眼，当喷枪被移出炮眼时中断装填的程度相当于所要求载量的炸药已装填入炮眼。

按照本发明的另一方面，提供一种装置来将一载量的敏化炸药装入炮眼，该装置是在个体工人背上携带的背包形式，它包括：

一种容器容纳一批炸药；

引入容器的一个入口，可将来自炸药供应源的一批炸药导入容器；

引出容器的一个出口，可允许一个或多个载量的炸药流出容器；知

引入容器的一个流体入口，可将压力流体导入容器。

以上也叙述了本发明装置的特点，特别是该装置可包括一个挠性软管，软管有个连接容器炸药出口的入口和一个出口；该装置也可包括一个喷枪，它有连接软管出口的入口并有个自由端可自它的入口起能活动。在一个实施方案中该装置可包括容器内分开的舱室各自容纳一批炸药并且接纳压力流体使炸药自容器排出。

下面将参照附图利用实施例说明本发明：

图1表示按照本发明将一载量敏化炸药装填入炮眼的便携式装置侧视示意图；

图2表示一幅三维视图，是一名操作员利用图1装置将塑胶或乳胶型敏化炸药装填炮眼。

图1中标记数字10总的记作按照本发明的便携式装置。装置10是以背包12的形式出现，包括一对可加压的容器14、16和高压气瓶18，加压可达20000KPa。每个容器14、16含有大约10kg化学起泡的塑胶或乳胶型炸药(未画出)，并可加压到450KPa。

气瓶18有个高压空气出口流管20导向压力调节器22。压力调节器22有个空气出口流管24分别导向容器14和16。一个任选的中间压力矿用空气源送进管25(虚线所示)表示利用可拆偶联器27可拆连接到流体管24。

压力表26经管28连到流体管24。容器14、16分别有乳胶炸药出口流体管30和32。流体管30、32连接到并送入乳胶炸药送给管34，送给管34本身又导向一个炸药控制阀36。控制阀36有个炸药装填喷枪(未画)形式的乳胶炸药排出管38。

图2中同样的标记数字表示与图1中同样的部件，否则会专门指明的。装置说明已附在使用者42上。图2中，炸药装填喷料40被表示从控制阀36导出。使用者42在矿山巷道44内。矿山巷道44有个炮眼46位于矿山开采面墙上。

使用时，自气瓶18的高压空气在经过流体管24与压力表26(图2未画)送入容器14、16之前于调节器22内被减压至大约400-600KPa,这表示容器14、16内的压力。利用保持容器14、16内压力恒定在400-600KPa的方式使乳胶炸药退敏化。

退敏化炸药经流体管30、32分别自容器14、16送入送给管34。之后退敏化炸药通过控制阀36经装填喷枪40，按照使用者42对控制阀36的操作，送入炮眼46。使用者42利用控制阀36控制送入炮眼46的炸药量。炸药装入炮眼46时，自然伴随容器14、16内压力的降低，以调节器22显示的压力变化再补偿自气瓶18经流体管24进入容器14、16的送入加压空气的压力降低。如果气瓶18用空了或者没买到高压气瓶，那么可将加压至400-600KPa的矿用空气经可拆耦联器27通过流体管接到压力容器14、16上。

退敏化炸药装填进入炮眼46时，压力的消除使炸药重新敏化，之后，敏化炸药在炮眼46内利用合适的引爆剂(未画)起爆。

现参照非限制性实施例说明本发明。

实施例

按照图2，一个配备4m×25mmHDPE(高密度聚乙烯)装填喷枪的150mm×150mm塑料气密式背包用20kg化学起泡敏化乳胶炸药装满。容器14、16每个承载10kg炸药，被加压至450KPa以防止乳胶再起泡。450KPa的压力防止起泡乳胶的密度低于1.42g/cm³。在此压力下发现该乳胶可稳定几天。

向容器14、16充压后十分钟打开装填阀并且迫使乳胶以4kg/分的速度通过装填喷枪。装填乳胶的初始密度是1.38g/cm³，于30分钟之后落到可起爆的密度1.15g/cm³。乳胶装进背包之后要在24小时周期以规范的时间间隔进行自容器14、16的排出。以上述时间间隔排出乳胶的密度测定为约1.15g/cm³。

现已发现，如果容器14、16内压力以从其中排出乳胶形式被解除时，背包内乳胶密度的降低趋向立即被气瓶18进入容器14、16的加压空气所补偿，所以，在容器内乳胶的密度保持的数值≥1.42g/cm3。还注意到这种排出对背包内乳胶的密度无实质影响。

在本申请人的试验中，现已发现，当容器14、16(图2)含有预起泡敏化炸药时，炸药自容器排出可通过一个挠性的炮眼装填软管，该软管长4m内径25mm，排出速度5kg/分，送入容器压缩空气的压力为5巴(大约505KPa)。还发现这个5kg/分的速度可以改变，方式是改变压缩空气的压力和改变软管长度。

另一个试验中，预起泡乳胶炸药装入背包并且加压使其退敏化时，发现随后的10-30分钟起泡时间对于退敏化炸药1.42g/cm³密度降至使其再敏化的1.12g/cm³密度是必需的。在起泡时间方面的这种变化显得很大，这是由于炸药中不同的温度，温度从10℃变到18℃。

发现退敏化产物在压力下贮存至48小时没有任何有害作用；再敏化产物装入29mm内径的PVC管并用一个含有90mg PETN(季戊四醇四硝酸酯)或其等效物的4D起爆剂起爆，得到爆炸的平均速度为3879m/s。

本发明方法和装置得到的产物可适用于将塑胶或乳胶型敏化炸药装填炮眼。该方法和装置的进步性特点包括装置的便携性，因以退敏化炸药运送而增大了安全性，将炸药装填炮眼的简便性和一旦炸药填入炮眼后可相当快地使其重新敏化。本发明特别先进之处是如果装置包括高压气瓶则无需外接气体供给源，如果没有气瓶则可方便容易地使用矿用空气源。本发明另一个特别先进之处是乳胶炸药保持在非引爆形式一直到需要使用之时，且该方法和装置适合用在矿山隔离的和移动的地点。

Claims

1．一种将流体炸药装填炮眼的方法，其特征在于，包括的步骤是：

将许多气泡分散在炸药基体内以提供敏化炸药，其中炸药基体是一种具有含有铵离子的水相的乳胶基体，在炸药基体中分散气泡是通过在该基体中分散亚硝酸根离子的溶液，分散溶液内亚硝酸根离子与水相中铵离子按下面反应式进行反应：从而在基体内产生以氮气气泡形式的分散气泡；

送一批敏化炸药进入便携式容器，该容器具有：

引入容器的一种可关闭式炸药入口，以将炸药从其供给源

导入容器；

引出容器的一种可关闭式炸药出口，以允许一个或多个载

量的炸药排出容器；

将含有所说炸药的便携容器运至炮眼；

将炸药取自容器的炸药出口，并装填炮眼。

2．根据权利要求1的方法，其中炸药取自容器装填炮眼步骤包括利用压力流体将炸药排出容器，而该容器还含有引入容器的一种可关闭式流体入口，以将压力流体导入容器。

3．根据权利要求2的方法，其中利用与容器相连气瓶所得压力气体将炸药自容器排出。

4．根据权利要求2的方法，其中利用由可拆连接容器的流体源主干管所得的流体将炸药排出容器。

5．根据权利要求1的方法，其中利用挠性软管连接容器的喷枪装填炮眼。

6．根据权利要求5的方法，其中包括使用沿喷枪长度的标记监视填入炮眼的炸药量，该方法包括移动软管使喷枪端头插入炮眼，沿喷枪使炸药排出容器进入炮眼，沿喷枪进入炮眼的炸药使喷枪离开炮眼，当喷枪移出炮眼时中断装填的程度相当于所要求载量的炸药已填入炮眼。

7．根据权利要求1的方法，还包括步骤：

在容器内使该批炸药提高压力来退敏化；

自容器将炸药装填炮眼同时降低炸药上的压力使得填进炮眼的炸药重新敏化。

8．根据权利要求7的方法，其中提高炸药压力是在该批炸药装入容器之后进行。

9．根据权利要求7的方法，其中提高炸药压力是在其送入容器期间进行。

10．根据权利要求9的方法，其中送入压力气体与一批炸药一起在容器内，除该批炸药外，在容器内提供含有所说提高压力气体的气体空间，该气体空间的气体可用来将炸药自容器排出。

11．根据权利要求10的方法，其中利用连在容器上气瓶中所得压力气体将炸药自容器排出。

12．根据权利要求10的方法，其中利用由可拆连在容器上流体供给源主干管所得的流体来使炸药自容器排出。

13．根据权利要求7的方法，其中提高的压力值为450-600KPa。

14．根据权利要求1的方法，其中气泡分散进入炸药基体的散装供给源，该方法包括从该散装供给源将多批敏化炸药送入许多个所说便携容器中。

15．根据权利要求1的方法，其中容器是背包形式，而且容器至炮眼的运送是在操作人员背上。

16．一种用于权利要求1所述的方法的便携式装置，其特征在于，该装置包括：

一种可加压的容器来接纳一批压力炸药；

引入容器的一种可关闭的炸药入口，以将一批炸药由其供给源导入容器；

引出容器的一种可关闭式炸药出口，以允许一个或多个载量的炸药流出容器；

引入容器的一种可关闭式流体入口，以将压力气体导入容器使炸药排出容器。

17．根据权利要求16的装置，其中包括含压力气体的气瓶，并有个气体出口接到流体入口进入容器。

18．根据权利要求16或17的装置，该装置以背包形式在单个人员背上携带。

19．根据权利要求16的装置，其中包括喷枪和挠性软管，挠性软管有个入口和出口，该入口连接引出容器的炸药出口，喷枪有个入口连接到软管出口，并有个离开其入口能够活动的自由端。

20．根据权利要求19的装置，其中的喷枪沿其长度有标记，以允许监视它插入的深度，首先是自由端插入炮眼的深度。

21．根据权利要求16的装置，其中引入容器的炸药入口和引入容器的流体入口是引入容器的可关闭式入口。