CN104729371A - 高温炮孔隔热被筒、爆破组件及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高温炮孔隔热被筒，具有筒身，其特征在于：所述筒身包括从外到内依次粘接成一体的隔热外层、隔热中间层和隔热内层，所述隔热外层、隔热中间层和隔热内层分别由锡箔纸、隔热压缩粉末材料或超级隔热毯，以及陶瓷纤维制成；在筒身内还设置有牛皮纸质的装药筒，装药筒的上、下端分别设有上盖和下底，所述下底为平底或拱形底，还提供了一种包括了所述隔热被筒的爆破组件及施工方法。本发明解决了高温炮孔下爆破安全隐患，施工工艺简单、可靠性强、节省成本，能实现规模化施工作业。

Description

高温炮孔隔热被筒、爆破组件及施工方法

技术领域

本发明涉及高温火区爆破领域，尤其涉及高温火区用于高温炮孔的隔热被筒、爆破组件及爆破施工方法。

背景技术

在我国新疆、内蒙、宁夏、山西等煤层埋藏较浅地区，采用露天开采的煤矿越来越多。由于露天煤矿的煤层露头引起的煤层自燃区及采空区密闭措施不严而进入空气形成自燃区，使其形成大量的高温炮孔。《爆破安全规程》规定：炮孔孔底温度高于60℃的爆破作业为高温爆破。当炮孔温度超过60℃时就要采取特殊的爆破安全作业措施，包括炮孔降温、使用耐高温爆破器材和炸药隔热防护等。

目前，高温火区爆破炮孔普遍采用注水降温的措施将温度降至50℃以下，再按照正常炮孔进行装药。但对于高温炮孔该方式很难将炮孔温度降到规程许用温度以下并且降温后的炮孔温度反弹较快，特别是对于北方地区，冬季持续时间长，水资源严重匮乏，施工困难，严重制约施工进度。目前，工程上多数采用炸药的隔热防护方法，而炸药的隔热防护在工程上普遍采用的是在PVC管外壁包裹一层耐隔热材料，将其置入高温炮孔内，然后炸药放入PVC管内，起到隔热防护作用。但是，这种结构隔热效果相当差，且在高达150-300℃或以上的超高温炮孔，这种隔热措施不能够起到理想的效果。因此，保证上述炸药耐隔热防护结构良好的耐隔热性能，是降低高温孔爆破安全隐患的前提，需要一种适合超高温或局部会出现异常高温炮孔的炸药隔热防护结构材料的装置及施工方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高温炮孔隔热被筒、爆破组件及施工方法，它适用于高温（火区）爆破，能保证炸药和爆破器材处于许用温度以下，根本解决高温炮孔下爆破的安全隐患，操作简单、可靠性高、适合规模化作业。

本发明的技术方案是，一种高温炮孔隔热被筒，具有筒身，所述筒身包括从外到内依次粘接成一体的隔热外层、隔热中间层和隔热内层，所述隔热外层、隔热中间层和隔热内层分别由锡箔纸、隔热压缩粉末材料或超级隔热毯，以及陶瓷纤维制成，所述筒身的上、下端分别固定有上筒盖和下筒盖；在筒身内还设置有牛皮纸质的装药筒，装药筒的上、下端分别设有上盖和下底。

进一步地，所述筒身外径为炮孔孔径的0.85-0.95倍，筒身长度为0.5-1.5m。

进一步地，所述隔热中间层、隔热内层和装药筒的壁厚为3-5mm，所述上、下筒盖设有外层以及由外层包裹的内层，内层为隔热压缩粉末材料或超级隔热毯制成，外层为锡箔纸。

进一步地，所述装药筒的上盖和下底由牛皮纸压制而成，所述下底为平底或拱形底。

进一步地，所述装药筒的拱形底为圆锥形，圆锥角朝上且为70-130°。

本发明还提供了一种高温炮孔爆破组件，包括同轴线放置的多个上述任一种所述的隔热被筒，相邻隔热被筒的上、下筒盖形状相适配，所述隔热被筒的装药筒中填装有炸药，从上至下最上方的第一隔热被筒的上筒盖和上盖设有导索孔，导爆索从装药筒中通过导索孔伸出，导爆索至少在装药筒至地表之间的长度范围内被耐高温保护管包覆，装药筒的下底为拱形底；所述第一隔热被筒下方的隔热被筒至少为一个，并且该隔热被筒的装药筒的下底为拱形底或平底。

进一步地，所述上、下筒盖为平面盖，第一隔热被筒下方最底部的是第三隔热被筒，第三隔热被筒的下底为平底，第一隔热被筒和第三隔热被筒之间的为第二隔热被筒，所述第二隔热被筒的下底为拱形底，所述拱形底为圆锥形，圆锥角朝上且为70-130°。

进一步地，所述导索孔中嵌有耐高温保护管，耐高温保护管向上延伸而高于地表，所述导爆索的两端从耐高温保护管中伸出。

本发明还提供了一种高温炮孔爆破施工方法，采用如上所述的高温炮孔爆破组件，包括以下步骤：

（1）将第三隔热被筒的装药筒填装炸药，用上盖、下底密封；然后将装药筒放入第三隔热被筒内，用上、下筒盖密封，将第三隔热被筒放入炮孔底部；

（2）将被第二隔热被筒的装药筒填装炸药，用上盖、下底密封；然后将装药筒放入第二隔热被筒内，用上、下筒盖密封，将第二隔热被筒放入炮孔内第三隔热被筒的上方，第二隔热被筒的个数取决于炮孔的深度；

（3）将第一隔热被筒的装药筒填装炸药，用上盖、下底密封；然后将装药筒放入第三隔热被筒内，用上、下筒盖密封；再将导爆索通过耐高温保护管插入到装药筒内的炸药中；最后将被第一隔热被筒放入炮孔内第二隔热被筒的上方，导爆索及耐高温保护管的上端从炮孔穿出露出于地表；

（4）用岩屑对炮孔进行填塞；

（5）重复上述步骤对其它炮孔放置爆破组件、填塞，然后联网、警戒、起爆。

进一步地，所述装药筒由多层牛皮纸压制而成，所述上筒盖和上盖所设的导索孔同轴且直径相等，所述炸药为粉状乳化炸药。

本发明使用锡箔纸、隔热压缩粉末材料或超级隔热毯以及陶瓷纤维从外到内由三层不同的隔热材料构成隔热被筒，并且使用耐高温保护管包裹导爆索，可以保障处于高温炮孔环境下的隔热被筒内温度数小时保持在80℃以内，从而从根本上消除了炸药和爆破器材的安全隐患；耐高温保护管露出部分高于地面，保证了炮孔网路在空气介质中连接而不与高温地表接触；隔热被筒内的牛皮纸制的装药筒具有一定的抗压强度，使隔热被筒不易变形，防止装药过程中出现堵孔的困难，而圆锥形的拱形下底作为聚能穴，提高了多个隔热被筒间传爆的可靠性，尤其是隔热被筒外径为炮孔孔径的0.85-0.95倍，使用这种大孔径隔热被筒能大幅度提高炸药能量利用率，降低炸药单耗，从而节省成本。

本发明的有益效果是：该结构与现有技术相比能根本解决高温炮孔下爆破的安全隐患，施工工艺简单、可靠性高、便于快速装药，炸药单耗低、节省成本，能实现规模化施工作业，具有很好的实用性。

附图说明

图1是本发明第一隔热被筒的结构示意图。

图2是本发明第二隔热被筒的结构示意图。

图3是本发明第三隔热被筒的结构示意图。

图4是本发明爆破组件放置于炮孔中的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。

如图1至图3所示，一种高温炮孔隔热被筒，具有筒身，所述筒身包括从外到内依次粘接成一体的隔热外层1、隔热中间层2和隔热内层3，所述隔热外层1、隔热中间层2和隔热内层3分别由锡箔纸、隔热压缩粉末材料和陶瓷纤维制成，隔热压缩粉末材料为市场上能购得的现有材料，如本实施例采用贵阳高新金睿通纳科技有限公司销售的隔热压缩粉末材料来制成隔热中间层2，隔热中间层2也可以采用深圳福郎节能技术有限公司生产销售的现有材料超级隔热毯，隔热被筒的筒径较大，筒身外径为炮孔孔径的0.85-0.95倍，略小于炮孔孔径，筒身长度为0.5-1.5m，以提高炸药能量利用率；在筒身内还设置有牛皮纸质的装药筒4，装药筒4由多层牛皮纸压制而成，装药筒4外径为隔热内层3内径的0.90-0.98倍，装药筒4的上、下端分别设有上盖41和下底42，装药筒4的上盖41和下底42由牛皮纸压制而成，下底42为平板或拱形底，牛皮纸制的装药筒4具有一定的抗压强度，使隔热被筒不易变形，防止装药过程中出现堵孔的困难。隔热中间层2、隔热内层3和装药筒4的壁厚为3-5mm，以保证优良的隔热性。隔热被筒的筒身的上、下端分别嵌合固定有上筒盖5和下筒盖6，所述上、下筒盖5、6设有外层以及由外层包裹的内层，内层由隔热压缩粉末材料或超级隔热毯制成，外层为锡箔纸。

图1至图3示出了隔热被筒的三种实施方式，装药筒4的上盖41为平板，而下底42可以为图1的平板或图2、图3中的拱形底，拱形底为圆锥形，圆锥角朝上且为90-110°，三种隔热被筒可组成爆破组件，图1中的第一隔热被筒100用于炮孔中从上至下的最上方的一个，由于要装插导爆索，其上筒盖5和装药筒4的上盖41设有导索孔。图3中的第三隔热被筒300用于炮孔中从上至下的最下方的一个，其装药筒4的上盖41和下底42均为平板。图2中的第二隔热被筒200用于炮孔的中间段，其装药筒4的上盖41为平板，下底42为拱形底，圆锥形的拱形下底42作为聚能穴，提高了多个隔热被筒间传爆的可靠性。

图4示出了一种高温炮孔爆破组件，从上至下包括第一隔热被筒100、第二隔热被筒200和第三隔热被筒300，三种隔热被筒同轴线叠置，相邻隔热被筒的上、下筒盖形状相适配，第一隔热被筒100、第二隔热被筒200和第三隔热被筒300的具体结构还可参照图1-3，在本实施例中，上、下筒盖5、6均为平面盖，隔热被筒的装药筒4由多层牛皮纸压制而成，装药筒4中填装有炸药7，炸药7就粉状乳化炸药。从上至下最上方的第一隔热被筒100的上筒盖5和上盖41设有同轴且直径相等的导索孔，导索孔中嵌有耐高温保护管8，耐高温保护管8向上延伸而高于地表，导爆索9的两端从耐高温保护管8中伸出，导爆索9被耐高温保护管8包覆保护，装药筒4的下底42为拱形底；最下方的第三隔热被筒300的上盖41和下底42为平板，上盖41和下底42将装药筒4封闭，其余与第一隔热被筒100相同；第一隔热被筒100和第三隔热被筒300之间的第二隔热被筒200至少为一个，第二隔热被筒200的个数根据于炮孔10的深度来确定；第二隔热被筒200的上盖41为平板，下底42为拱形底，上盖41和下底42将装药筒4封闭，其余与第一隔热被筒100相同，拱形底为圆锥形，圆锥角朝上且为90-110°，圆锥角的顶部为倒圆的球面。圆锥形的拱形底作为聚能穴，提高了多个隔热被筒间传爆的可靠性。

使用图4所示的高温炮孔爆破组件的高温炮孔爆破施工方法，包括以下步骤：

（1）将第三隔热被筒300的装药筒4填装炸药7，用上盖41、下底42密封；然后将装药筒4放入第三隔热被筒300内，用上、下筒盖5、6密封，将第三隔热被筒300放入炮孔10底部；

（2）将被第二隔热被筒200的装药筒4填装炸药7，用上盖41、下底42密封；然后将装药筒4放入第二隔热被筒200内，用上、下筒盖5、6密封，将第二隔热被筒200放入炮孔10内第三隔热被筒300的上方，第二隔热被筒200的个数取决于炮孔10的深度；

（3）将第一隔热被筒100的装药筒4填装炸药7，用上盖41、下底42密封；然后将装药筒4放入第三隔热被筒300内，用上、下筒盖5、6密封；再将导爆索9通过耐高温保护管8插入到装药筒4内的炸药7中；最后将被第一隔热被筒100放入炮孔10内第二隔热被筒200的上方，导爆索9及耐高温保护管8的上端从炮孔10穿出露出于地表11；

（4）用岩屑12对炮孔10进行填塞；

（5）重复上述步骤对其它炮孔放置爆破组件、填塞，然后联网、警戒、起爆。

本发明使用锡箔纸、隔热压缩粉末材料和陶瓷纤维从外到内由三层不同的隔热材料构成隔热被筒，并且使用耐高温保护管8包裹导爆索9，可以保障处于高温炮孔环境下的隔热被筒内温度数小时保持在80℃以内，从而从根本上消除了炸药和爆破器材的安全隐患。

以上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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温炮孔隔热被筒，具有筒身，其特征在于：所述筒身包括从外到内依次粘接成一体的隔热外层、隔热中间层和隔热内层，所述隔热外层、隔热中间层和隔热内层分别由锡箔纸、隔热压缩粉末材料或超级隔热毯，以及陶瓷纤维制成，所述筒身的上、下端分别固定有上筒盖和下筒盖；在筒身内还设置有牛皮纸质的装药筒，装药筒的上、下端分别设有上盖和下底。

2.根据权利要求1所述的高温炮孔隔热被筒，其特征在于：所述筒身外径为炮孔孔径的0.85-0.95倍，筒身长度为0.5-1.5m。

3.根据权利要求1所述的高温炮孔隔热被筒，其特征在于：所述隔热中间层、隔热内层和装药筒的壁厚为3-5mm，所述上、下筒盖设有外层以及由外层包裹的内层，内层由隔热压缩粉末材料或超级隔热毯制成，外层为锡箔纸。

4.根据权利要求1所述的高温炮孔隔热被筒，其特征在于：所述装药筒的上盖和下底由牛皮纸压制而成，所述下底为平底或拱形底。

5.根据权利要求4所述的高温炮孔隔热被筒，其特征在于：所述装药筒的拱形底为圆锥形，圆锥角朝上且为70-130°。

6.一种高温炮孔爆破组件，其特征在于：包括同轴线放置的多个如权利要求1-4任一种所述的隔热被筒，相邻隔热被筒的上、下筒盖形状相适配，所述隔热被筒的装药筒中填装有炸药，从上至下最上方的第一隔热被筒的上筒盖和上盖设有导索孔，导爆索从装药筒中通过导索孔伸出，导爆索至少在装药筒至地表之间的长度范围内被耐高温保护管包覆，装药筒的下底为拱形底；所述第一隔热被筒下方的隔热被筒至少为一个，并且该隔热被筒的装药筒的下底为拱形底或平底。

7.根据权利要求6所述的高温炮孔爆破组件，其特征在于：所述上、下筒盖为平面盖，第一隔热被筒下方最底部的是第三隔热被筒，第三隔热被筒的下底为平底，第一隔热被筒和第三隔热被筒之间的为第二隔热被筒，所述第二隔热被筒的下底为拱形底，所述拱形底为圆锥形，圆锥角朝上且为70-130°。

8.根据权利要求6所述的高温炮孔爆破组件，其特征在于：所述导索孔中嵌有耐高温保护管，耐高温保护管向上延伸而高于地表，所述导爆索的两端从耐高温保护管中伸出。

9.一种高温炮孔爆破施工方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的高温炮孔爆破组件，包括以下步骤：

（1）将第三隔热被筒的装药筒填装炸药，用上盖、下底密封；然后将装药筒放入第三隔热被筒内，用上、下筒盖密封，将第三隔热被筒放入炮孔底部；

（2）将被第二隔热被筒的装药筒填装炸药，用上盖、下底密封；然后将装药筒放入第二隔热被筒内，用上、下筒盖密封，将第二隔热被筒放入炮孔内第三隔热被筒的上方，第二隔热被筒的个数取决于炮孔的深度；

（3）将第一隔热被筒的装药筒填装炸药，用上盖、下底密封；然后将装药筒放入第三隔热被筒内，用上、下筒盖密封；再将导爆索通过耐高温保护管插入到装药筒内的炸药中；最后将被第一隔热被筒放入炮孔内第二隔热被筒的上方，导爆索及耐高温保护管的上端从炮孔穿出露出于地表；

（4）用岩屑对炮孔进行填塞；

（5）重复上述步骤对其它炮孔放置爆破组件、填塞，然后联网、警戒、起爆。

10.一种高温炮孔爆破施工方法，其特征在于：所述装药筒由多层牛皮纸压制而成，所述上筒盖和上盖所设的导索孔同轴且直径相等，所述炸药为粉状乳化炸药。