CN104482813B - 一种全方位定向爆破装药的导轨装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种全方位定向爆破装药的导轨装置及其方法，属于定向爆破装药的装置及方法。该装置由首节导轨和若干普通导轨相连接组成，首节导轨的端头(1)安装有防滑丝(2)，导轨的药卷推送轨道(3)中部有纵向脊(4)，在纵向脊(4)上布设药卷防滑锯齿(5)，在前节导轨末端(6)设置挂钩孔(8)，后节导轨首端(7)设置金属挂钩(9)，通过金属挂钩(9)和挂钩孔(8)的相连实现导轨的连接；所述定向爆破装药的方法用于在煤矿开采过程中强制切、放顶的中、深孔爆破的定向装药；该装置借助传统的装药工艺，整体结构简单、操作方便。通过该定向装药导轨装置，可以保证药卷聚能罩等安装方向与岩体破断方向相同，以实现准确的定向控制断裂爆破。
Description
技术领域
本发明涉及一种定向爆破装药的装置及方法，特别是一种全方位定向爆破装药的导轨装置及其方法。
背景技术
我国煤矿开采条件复杂，坚硬顶板条件下开采容易造成大面积悬顶，对工作面支架产生巨大压力，而且悬顶大面积垮冒容易导致工作面支架损毁、瓦斯压出、冲击矿压等灾害。因此，需要通过预裂爆破的方式将坚硬顶板切断，控制顶板的垮冒步距，缓和顶板冒落形成的冲击问题。另外，沿空留巷过程中通过中、深孔预裂爆破切顶可以优化采空区侧顶板的顶板结构，以保护充填墙体和留巷稳定完整性。随着开采深度的增加，地应力的增大，控制断裂爆破进行强制切、放顶技术作为缓和开采活动压力显现的重要方法，日益凸显出其独特的重要性。
传统的预裂爆破方式通过对钻孔周围岩石松动破坏，从而减低岩层整体强度实现强制切、放顶的目的。但其无法精确控制岩层断裂方向，并且会对钻孔周围岩石造成较大损伤，不利于围岩整体稳定性。继而强制切、放顶工艺引进定向断裂控制爆破技术，其通过抑制爆轰波和爆轰气体传播的随机性，达到控制爆炸应力波沿预定方向破裂岩石的目的。然而，不管是选用切缝药包爆破方法还是聚能爆破方法等，实现定向断裂控制爆破的关键是在装药的时候使聚能装置或者切缝朝向预定方向，才能实现定向控制断裂爆破的目的。
存在问题：
(1)由炮杆和固定于炮杆端头的定向器组成的聚能管专用定向调整杆《可精确定向断裂爆破聚能管及其定向调整杆》(申请号:98221962.8)，一定条件下可以解决装药过程中的定向问题，但是如果在切放顶过程中垂直顶板施工，聚能管推入炮孔过程中容易滑脱，不能完全解决定向爆破的问题。
(2)隧道定向断裂爆破聚能药包孔内定位定向推送专用装置(申请号：201210430515.6)，可以解决大断面隧道水平周边眼采用不耦合间隔装药结构时聚能管的定位及聚能管切缝的定向，但是在垂直施工炮孔中，不能解决药包的防滑问题。
(3)一种煤矿切顶卸压沿空护巷聚能爆破管安装装置(申请号：201220405243.X)，在切顶中方便调节聚能爆破管在爆破孔内的径向位置，在一定程度上可以应用于煤矿的强制切放顶工艺中，但是其适用的药卷直径较单一，同样没有解决药卷的防滑问题。
(4)由于现有的定向装药装置大部分都是适用于水平炮孔的定向装药，但是没有解决大角度炮孔定向装药和药卷下滑问题，从而限制了切放顶技术的推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种全方位定向爆破装药的导轨装置及其方法，实现任何角度、任何深度炮孔的定向装药，同时实现大角度炮孔定向装药中药卷的防滑。
实现本发明目的的技术方案是：本发明包括导轨装置和定向爆破装药的方法，所述的导轨装置由首节导轨和若干普通导轨相连接组成，首节导轨的端头安装有防滑丝，导轨的药卷推送轨道中部有纵向脊，在纵向脊上布设药卷防滑锯齿，在上节导轨末端设置挂钩孔，下节导轨首端设置金属挂钩，通过金属挂钩和挂钩孔的相连实现导轨的连接。
具体地：所述的首节导轨的端头呈圆柱形，4根防滑丝在其上呈十字形布置，防滑丝为“r”形，圆弧段向炮孔外端弯曲，直线段垂直炮孔壁，同时首节导轨圆柱形端头下部固定有药卷推送轨道，圆柱形端头与推送导轨呈“L”形。
具体地：所述的药卷推送轨道呈圆心角135°的圆弧状，其长度0.8～2.4m，半径0.02～0.15m。
具体地：所述的纵向脊位于推送轨道的中部，其形状为梯形，用来控制药卷聚能罩等在炮眼内的径向形态，实现定向控制断裂爆破断的定向装药。
具体地：所述药卷防滑锯齿位于纵向脊的上部，防滑锯齿齿尖指向炮孔内，角度为8°。
具体地：所述导轨末端和轨道首端加工呈互补结构，导轨末端的挂钩孔为方形，通过金属挂钩和挂钩孔的连接实现导轨的铺设。
所述的定向爆破装药的方法用于在煤矿开采过程中强制切、放顶的中、深孔爆破的定向装药；具体步骤如下：
(1)采用普通钻孔施工工艺并按照设定的角度及深度进行炮眼的施工，保证炮眼的净、直、圆；
(2)在施工好的炮眼中铺设首节导轨，保证首节导轨的纵向脊角度与设定的岩体控制爆破断裂方向相同，用炮棍顶住首节导轨并推送，在首节导轨即将完全被推进炮眼时在导轨末端连挂第二节普通导轨，继续推送，在第二节普通导轨即将完全被推进炮眼时在导轨末端连挂第三节普通导轨，继续推送，以此类推，在此过程中不断连接炮棍，直至全部导轨铺设完成，然后依次推出炮棍；
(3)将药卷沿已铺设的导轨再次使用炮棍依次推动至预设位置，推送过程中保证药卷的聚能罩10对准导轨上纵向脊，可根据现场情况一次推送1-8卷药卷；
(4)最后通过人工或者气动封孔机进行炮眼的封孔工作，完成装药过程。
有益效果，由于采用了上述方案，该方法通过导轨装置实现全方位定向爆破装药，使用本发明进行控制断裂爆破定向装药，能够实现对药卷在炮孔内全方位的定向，解决不同角度炮孔装药过程中药卷下滑问题，有效减轻工人劳动强度；同时导轨的长度可变，继而实现不同炮孔深度的定向装药，在用于强制切放顶工艺中使用该装置可以使控制断裂爆破更加精确、有效。
(1)实现定向控制断裂爆破药卷的精确定向，提高爆破效果。由于装药是通过导轨引导的，首节导轨端头的防滑丝不仅可以防止导轨向孔口滑，而且可以防止导轨在孔的环向旋转，因此可以精确控制药卷在炮眼内的径向形态，实现定向断裂控制爆破的定向装药，将爆轰波能量集中在设计的断裂线上，继而可显著提高装药的效率、减少装药量，降低成本；
(2)通过定向装药可实现定向断裂控制爆破，精确地控制爆破破断线的产生，对围岩的损伤较小，对围岩整体性能的影响较小，降低围岩的控制难度；
(3)可以解决竖直孔的定向装药中药卷下滑问题。导轨上纵向脊带有顺向的防滑锯齿，在竖直孔定向装药时，只需把药包推送到预定位置即可，防滑锯齿可以防止药包下滑；
(4)工艺简单，容易操作。与传统的断裂爆破装药工艺相比仅多出一道工序，但该工序的实施方法和普通装药过程并无本质区别。
附图说明
图1为本装置中首节导轨的正视图。
图2为本装置中首节导轨的侧视图
图3为本装置中普通导轨的正视图。
图4为本装置中普通导轨的侧视图。
图5为本装置中导轨连接处示意图。
图6为药卷的示意图。
图7为药卷的侧视图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
本发明涉及一种全方位定向爆破装药的导轨装置及其方法。所述的导轨装置由首节导轨和若干普通导轨相连接组成，首节导轨的端头安装有防滑丝，导轨的药卷推送轨道中部有纵向脊，在纵向脊上布设药卷防滑锯齿，在上节导轨末端设置挂钩孔，下节导轨首端设置金属挂钩，通过金属挂钩和挂钩孔的相连实现导轨的连接。所述的导轨装置由首节导轨和若干普通导轨相连接组成，首节导轨的端头安装有防滑丝，导轨的药卷推送轨道中部有纵向脊，在纵向脊上布设药卷防滑锯齿，在上节导轨末端设置挂钩孔，下节导轨首端设置金属挂钩，通过金属挂钩和挂钩孔的相连实现导轨的连接。
具体地：所述的首节导轨的端头呈圆柱形，4根防滑丝在其上呈十字形布置，防滑丝为“r”形，圆弧段向炮孔外端弯曲，直线段垂直炮孔壁，同时首节导轨圆柱形端头下部固定有药卷推送轨道，圆柱形端头与推送导轨呈“L”形。
具体地：所述的药卷推送轨道呈圆心角135°的圆弧状，其长度0.8～2.4m，半径0.02～0.15m。
具体地：所述的纵向脊位于推送轨道的中部，其形状为梯形，用来控制药卷聚能罩在炮眼内的径向形态，实现定向控制断裂爆破断的定向装药。
具体地：所述药卷防滑锯齿位于纵向脊的上部，防滑锯齿齿尖指向炮孔内，角度为8°。
具体地：所述导轨末端和轨道首端加工呈互补结构，导轨末端的挂钩孔为方形，通过金属挂钩和挂钩孔的连接实现导轨的铺设。
图1、图2分别为首节导轨的正视图与侧视图，包括首节导轨的端头1、防滑丝2、药卷推送轨道3、纵向脊4和药卷防滑锯齿5，四根防滑丝2在首节导轨端头上呈十字形布置，首节导轨的圆柱形端头1下部垂直于圆柱面固定有药卷推送轨道3。防滑丝为“r”形，圆弧段向炮孔外端弯曲，直线段垂直炮孔壁。药卷推送轨道3为圆心角135°的圆弧状，其长度0.8～2.4m，半径0.02～0.15m。纵向脊4位于药卷推送轨道3的中部，其形状为梯形，在纵向脊4的上部有药卷防滑锯齿5。
图3、图4分别为普通导轨的正视图与侧视图，只含有药卷推送导轨3、纵向脊4和药卷防滑锯齿5，位置设置和首节导轨相同。
如图5为本装置中导轨连接处的示意图，导轨末端6和轨道首端7加工为互补形式，导轨末端6的挂钩孔8为方形，通过金属挂钩9和挂钩孔8的连接实现导轨的铺设。
图6、图7分别为本装置中药卷的示意图，特制药卷的直径与推送轨道的直径相同，为了使纵向脊4和药卷聚能罩10相匹配，药卷聚能罩10为倒梯形与纵向脊4契合，在契合处设计有与药卷防滑锯齿相反的锯齿13，药卷可沿药卷推送轨道顺利推送入炮眼，在药卷滑动时上下锯齿就会咬合，以防止药卷下滑，外部11为PVC管。
具体操作步骤如下：
(1)采用普通钻孔施工工艺并按照设定的角度及深度进行炮眼的施工，保证炮眼的净、直、圆；
(2)在施工好的炮眼中铺设首节导轨，保证首节导轨的纵向脊4角度与设定的岩体控制爆破断裂方向相同，用炮棍顶住首节导轨并推送，在首节导轨即将完全被推进炮眼时在导轨末端6连挂第二节普通导轨，继续推送，在第二节普通导轨即将完全被推进炮眼时在导轨末端6连挂第三节普通导轨，继续推送，以此类推，在此过程中不断连接炮棍，直至全部导轨铺设完成，然后依次推出炮棍；
(3)将药卷沿已铺设的导轨再次使用炮棍依次推动至预设位置，推送过程中保证特制药卷的聚能罩10对准导轨上纵向脊4，可根据现场情况一次推送1-8卷药卷；
(4)最后通过人工或者气动封孔机进行炮眼的封孔工作，完成装药过程。
由上可见，使用本发明进行控制断裂爆破定向装药，可以实现对药卷在炮孔内全方位的定向，解决不同角度炮孔装药过程中药卷下滑问题，有效减轻工人劳动强度；同时导轨的长度可变，继而实现不同炮孔深度的定向装药，在用于强制切放顶工艺中使用该装置可以使控制断裂爆破更加精确、有效。
Claims (7)
1.一种全方位定向爆破装药的导轨装置，其特征是：该装置由首节导轨和若干普通导轨相连接组成，首节导轨的端头安装有防滑丝，导轨的药卷推送轨道中部有纵向脊，在纵向脊上布设药卷防滑锯齿，在前节导轨末端设置挂钩孔，后节导轨首端设置金属挂钩，通过金属挂钩和挂钩孔的相连实现导轨的连接。
2.根据权利要求1所述的一种全方位定向爆破装药的导轨装置，其特征在于：所述的首节导轨的端头呈圆柱形，4根防滑丝在其上呈十字形布置，防滑丝为“r”形，圆弧段向炮孔外端弯曲，直线段垂直炮孔壁，同时首节导轨圆柱形端头下部固定有推送轨道，圆柱形端头与推送导轨呈“L”形。
3.根据权利要求1所述的一种全方位定向爆破装药的导轨装置，其特征在于：所述的药卷推送轨道呈圆心角135o的圆弧状，其长度0.8~2.4m，半径0.02~0.15m。
4.根据权利要求1所述的一种全方位定向爆破装药的导轨装置，其特征在于：所述的纵向脊位于药卷推送轨道的中部，其形状为梯形，用来控制药卷聚能罩在炮眼内的径向形态，实现定向控制断裂爆破的定向装药。
5.根据权利要求1所述的一种全方位定向爆破装药的导轨装置，其特征在于：所述药卷防滑锯齿位于纵向脊的上部，防滑锯齿齿尖指向炮孔内，水平夹角为8o。
6.根据权利要求1所述的一种全方位定向爆破装药的导轨装置，其特征在于：导轨末端和导轨首端加工为互补结构，导轨末端的挂钩孔为方形，通过金属挂钩和挂钩孔的连接实现导轨的铺设。
7.采用权利要求1所述的一种全方位定向爆破装药导轨装置的方法，其特征在于：所述的定向爆破装药的方法用于在煤矿开采过程中强制切、放顶的中、深孔爆破的定向装药；具体步骤如下：
（1）采用普通钻孔施工工艺并按照设定的角度及深度进行炮眼的施工，保证炮眼的净、直、圆；
（2）在施工好的炮眼中铺设首节导轨，保证首节导轨的纵向脊角度与设定的岩体控制爆破断裂方向相同，用炮棍顶住首节导轨并推送，在首节导轨即将完全被推进炮眼时在导轨末端连挂第二节普通导轨，继续推送，在第二节普通导轨即将完全被推进炮眼时在导轨末端连挂第三节普通导轨，继续推送，以此类推，在此过程中不断连接炮棍，直至全部导轨铺设完成，然后依次推出炮棍；
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