CN104833281A - 一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，包括爆破器材、吸水剂层、透水材料层、不透水材料层以及耐火隔热材料层，所述透水材料层使吸水剂层固定在爆破器材外表面上，所述爆破器材、吸水剂层和透水材料层所形成的整体结构装入不透水材料层中，所述耐火隔热材料层套设在不透水材料层外表面上，在所述透水材料层与不透水材料层之间的间隙中注入液体。本发明的耐温吸热保护结构解决现有高温火区爆破安全隐患大、耐温隔热护套中的液体在外层结构破损情况下容易流失等缺陷，能够满足现场恶劣的施工环境，另外能适用于炮孔温度高于120℃的装药爆破，不仅适用于保护导爆索，而且也适用于工业炸药。

Description

一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构

技术领域

本发明涉及一种耐温吸热保护结构，尤其是一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，属于爆破工程技术领域。

背景技术

露天煤矿中的煤层自燃火区对爆破施工构成较大安全隐患，目前对自燃高温火区的爆破施工一般采用在炮孔内注水降温使炮孔温度降低到普通工业炸药安全许可温度范围内，由于高温火区中的岩石裂隙发育充分，炮孔内的水难以存留，使得炮孔温度回升较快，因此需要在炮孔温度回升前进行快速装药、填充、起爆等工作，整个爆破作业过程非常仓促，导致高温火区爆破作业单次炸药装填量少，安全隐患大，严重制约剥离挖运工作的进度。另外已有的耐高温炸药成本很高，主要用于石油射孔弹以及军事方面，暂不能推广至高温火区工程爆破方面。

中国专利号为201120375811.1的实用新型专利，公开了一种耐高温炮孔装药结构，但该结构只适用于炮孔温度为120℃以下的装药爆破；中国申请号为201410206203.6的发明专利申请，公开了一种耐温隔热护套，该护套可以有效地减缓套筒内炸药温度的上升速度，然而该护套中的液体在外层结构破损情况下容易流失，另外该护套主要应用于工业炸药，对于导爆索等其它爆破器材未涉及。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有高温火区爆破安全隐患大、耐温隔热护套中的液体在外层结构破损情况下容易流失等缺陷，提供了一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，该耐温吸热保护结构在爆破器材外围装有吸水剂以及套有耐火隔热材料，吸附液体后的吸水剂会形成膏状，液体在外层结构破损情况下不易流失，因此该耐温吸热保护结构能够满足现场恶劣的施工环境，另外该耐温吸热保护结构能适用于炮孔温度高于120℃的装药爆破，不仅适用于保护导爆索，而且也适用于工业炸药。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，包括爆破器材、吸水剂层、透水材料层、不透水材料层以及耐火隔热材料层，所述透水材料层使吸水剂层固定在爆破器材外表面上，所述爆破器材、吸水剂层和透水材料层所形成的整体结构装入不透水材料层中，所述耐火隔热材料层套设在不透水材料层外表面上，在所述透水材料层与不透水材料层之间的间隙中注入液体。

作为一种实施方案，所述透水材料层、吸水剂层和爆破器材捆绑在一起。

作为一种实施方案，所述透水材料层将吸水剂层、爆破器材包裹在一起。

作为一种实施方案，所述透水材料层为纸筒，该纸筒由薄纸或滤纸构成。

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，包括爆破器材、吸水剂层、粘贴剂层、不透水材料层以及耐火隔热材料层，所述吸水剂层有两层，分别通过粘贴剂层粘贴在爆破器材外表面上以及不透水材料层内表面上，外表面粘贴有吸水剂层的爆破器材装入内表面粘贴有吸水剂层的不透水材料层中，所述耐火隔热材料层套设在不透水材料层外表面上，在所述爆破器材外表面上的吸水剂层与不透水材料层内表面上的吸水剂层之间的间隙中注入液体。

作为一种实施方案，所述粘贴剂层采用双面胶构成。

上述两种技术方案的耐温吸热保护结构共同的实施方案如下：

作为一种实施方案，所述爆破器材为导爆索或工业炸药，其位于耐温吸热保护结构的中心，所述工业炸药如铵梯炸药、硝甘炸药(硝化甘油类炸药)、铵油炸药、含水炸药(乳化炸药、水胶炸药和浆状炸药)和特种炸药(含铝炸药、液体炸药等)。

作为一种实施方案，所述吸水剂层采用高吸水性树脂或海绵构成，高吸水性树脂或海绵的用量需要根据其吸收液体的能力以及爆破器材与不透水材料层之间间隙的体积确定，另外高吸水性树脂或海绵的用量决定了透水材料层的直径。

作为一种实施方案，所述不透水材料层采用薄金属管、聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜构成，当采用薄膜构成时，其外径略大于所述的耐火隔热材料层的内径，使得薄膜内的压力由耐火隔热材料层承受；该不透水材料层具有透气孔。

作为一种实施方案，所述耐火隔热材料层为套管，其采用陶瓷纤维、玻璃纤维或石棉构成，这些材料都具有耐高温及导热系数低的特点；所述套管的内径根据被保护的爆破器材进行设计，即套管的内径大于爆破器材的外径，且套管的内径与爆破器材的外径之差不小于4mm，套管的厚度不小于1mm；套管的外径根据工地上实际炮孔直径或其它实际需要进行设计，套管的外径与炮孔的直径之差不小于8mm；套管的长度根据实际被保护的爆破器材所需要的尺寸进行设计。

作为一种实施方案，所述液体为水或食盐溶液，其具有较高的比热容与较低的沸点等特点。

上述耐温吸热保护结构可以在工厂中制作成成品也可现场制作，使用时需要等到吸收液体后的吸水剂层将透水材料层撑破后，即确保吸收液体后的吸水剂(高吸水性树脂或海绵)均匀分布在爆破器材与不透水材料层之间。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的耐温吸热保护结构通过对现有的爆破器材进行保护，在爆破器材外围装有吸水剂以及套有耐火隔热材料，吸附液体后的吸水剂会形成膏状，使得现有的爆破器材能够应用到高温火区爆破中，避免了现有高温火区爆破安全隐患大、耐温隔热护套中的液体在外层结构破损情况下容易流失等不足。

2、本发明的耐温吸热保护结构具有设计灵活的优势，其耐火隔热材料层为套管，该套管的内径根据被保护的爆破器材进行设计，外径根据工地上实际炮孔直径或其它实际需要进行设计，长度根据实际被保护的爆破器材所需要的尺寸进行设计，整个耐温吸热保护结构的厚度根据使用环境温度进行设计。

3、本发明的耐温吸热保护结构中的耐火隔热材料层采用的材料具有耐高温及导热系数低的特点，不仅具有隔热作用，而且能保护爆破器材免受炮孔内局部高温气体冲击破坏。

4、本发明的耐温吸热保护结构中的不透水材料层可以在装有液体情况下不被高温所灼烧破坏，能有效延缓整个耐温吸热保护结构中水分的蒸发速度。

5、本发明的耐温吸热保护结构在实际应用中施工操作简单，成本较低，因此可广泛应用于火区内不同高温的炮孔内装药爆破。

附图说明

图1为本发明实施例1的耐温吸热保护结构的结构示意图。

图2为本发明实施例2和3的耐温吸热保护结构的结构示意图。

图3为本发明实施例4和5的耐温吸热保护结构的结构示意图。

图1和图2中，1-爆破器材，2-吸水剂层，3-透水材料层，4-液体，5-不透水材料层，6-耐火隔热材料层。

图3中，1-爆破器材，2-吸水剂层，3-粘贴剂层，4-液体，5-不透水材料层，6-耐火隔热材料层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例的耐温吸热保护结构包括爆破器材1、吸水剂层2、透水材料层3、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6，所述透水材料层3、吸水剂层2和爆破器材1(用绳子)捆绑在一起，所述爆破器材1、吸水剂层2和透水材料层3所形成的整体结构装入不透水材料层5中，所述耐火隔热材料层6套设在不透水材料层5外表面上，所述液体4注入透水材料层3与不透水材料层5之间的间隙中；

所述爆破器材1为导爆索，其位于耐温吸热保护结构的中心，平均直径为7～8mm，长度为5000mm；

所述吸水剂层2采用高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)构成，其吸水倍数可达自身质量的100～500倍，可见其具有超强的吸附液体、保存液体能力以及吸附速度快等特点，被吸水剂层2吸附后的液体4在外层结构破损情况下也不易流失；

所述透水材料层3为纸筒，该纸筒由薄纸构成，其内径为8mm，厚度为0.05mm，用于将吸水剂层2固定在爆破器材1外表面上，其允许液体4通过并被吸水剂层2吸附；透水材料层3在吸水剂层2吸附液体4后可被撑破，使吸水剂(高吸水性树脂)均匀分布在爆破器材1与不透水材料层5之间；

所述液体4为水，其比热容为4.2*103J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右，可见其具有较高的比热容与较低的沸点，能够通过透水材料层3并被吸水剂层2快速吸附并存储在爆破器材1与不透水材料层5之间，用于将高温炮孔传导到爆破器材1的热量进行吸收，使爆破器材1在后期保持在恒温环境中；

所述不透水材料层5采用聚乙烯薄膜构成，其具有透气孔，外径为31mm，厚度为0.5mm，可以在装有液体情况下不被高温所灼烧破坏，能有效延缓整个耐温吸热保护结构中水分的蒸发速度；

所述耐火隔热材料层6为套管，其采用陶瓷纤维构成，可耐1000℃以下高温，导热系数较低，所述套管的内径为30mm，厚度为2mm，长度为4600mm，不仅具有隔热作用，而且能保护爆破器材1免受炮孔内局部高温气体冲击破坏。

本实施例的耐温吸热保护结构制作过程如下：

1)将高吸水性树脂装入纸筒中，根据导爆索长度将一定长度的纸筒与导爆索捆绑在一起；

2)将捆绑在一起的纸筒与导爆索整体装入聚乙烯薄膜中；

3)将聚乙烯薄膜一端需要预先进行扎口后并将整体装入陶瓷纤维套管中，在聚乙烯薄膜另一端注入水后扎口并放置；

4)待吸水后的高吸水性树脂将纸筒撑破，使高吸水性树脂均匀分布在导爆索与聚乙烯薄膜之间，然后将被保护的导爆索应用于高温火区爆破。

实施例2：

如图2所示，本实施例的耐温吸热保护结构包括爆破器材1、吸水剂层2、透水材料层3、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6，所述透水材料层3将吸水剂层2、爆破器材1包裹在一起，所述爆破器材1、吸水剂层2和透水材料层3所形成的整体结构装入不透水材料层5中，所述耐火隔热材料层6套设在不透水材料层5外表面上，所述液体4注入透水材料层3与不透水材料层5之间的间隙中；

所述爆破器材1为导爆索，其平均直径为7～8mm，长度为5000mm；

所述吸水剂层2采用高吸水性树脂构成，其吸水倍数可达自身质量的100～500倍；

所述透水材料层3为纸筒，该纸筒由薄纸构成，其内径为12mm，厚度为0.05mm；

所述液体4为水，其比热容为4.2*103J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右；

所述不透水材料层5采用聚乙烯薄膜构成，其外径为31mm，厚度为0.5mm；

所述耐火隔热材料层6为套管，其采用陶瓷纤维构成；所述套管的内径为30mm，厚度为2mm，长度为4600mm。

上述吸水剂层2、透水材料层3、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6的作用同实施例1。

本实施例的耐温吸热保护结构制作过程如下：

1)将导爆索装入纸筒中，在纸筒与导爆索的间隙中装入高吸水性树脂；

2)将装有导爆索与高吸水性树脂的纸筒装入聚乙烯薄膜中；

3)将聚乙烯薄膜一端需要预先进行扎口后并将整体装入陶瓷纤维套管中，在聚乙烯薄膜另一端注入水后扎口并放置；

4)待吸水后的高吸水性树脂将纸筒撑破，使高吸水性树脂均匀分布在导爆索与聚乙烯薄膜之间，然后将被保护的导爆索应用于高温火区爆破。

实施例3：

如图2所示，本实施例的耐温吸热保护结构主要构造同实施例2，其主要特点如下：

所述爆破器材1为2号岩石乳化炸药，其平均直径为110mm，长度为400mm；

所述吸水剂层2采用高吸水性树脂构成，其吸水倍数可达自身质量的100～500倍；

所述透水材料层3为纸筒，该纸筒由滤纸构成，其内径为116mm，厚度为0.05mm；

所述液体4为水，其比热容为4.2*103J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右；

所述不透水材料层5采用聚乙烯薄膜构成，其外径为132mm，厚度为0.8mm；

所述耐火隔热材料层6为套管，其采用陶瓷纤维构成；所述套管的外径为130mm，厚度为2mm，长度为480mm。

上述吸水剂层2、透水材料层3、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6的作用同实施例2。

本实施例的耐温吸热保护结构制作过程如下：

1)将2号岩石乳化炸药装入纸筒中，在纸筒与2号岩石乳化炸药的间隙中装入高吸水性树脂；

2)将装有2号岩石乳化炸药与高吸水性树脂的纸筒装入聚乙烯薄膜中；

3)将聚乙烯薄膜一端需要预先进行扎口后并将整体装入陶瓷纤维套管中，在聚乙烯薄膜另一端注入水后扎口并放置；

4)待吸水后的高吸水性树脂将纸筒撑破，使高吸水性树脂均匀分布在2号岩石乳化炸药与聚乙烯薄膜之间，然后将被保护的2号岩石乳化炸药应用于高温火区爆破。

实施例4：

如图3所示，本实施例的耐温吸热保护结构包括爆破器材1、吸水剂层2、粘贴剂层3、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6，所述吸水剂层2有两层，分别通过粘贴剂层3粘贴在爆破器材1外表面上以及不透水材料层5内表面上，外表面粘贴有吸水剂层2的爆破器材1装入内表面粘贴有吸水剂层2的不透水材料层5中，所述耐火隔热材料层6套设在不透水材料层5外表面上，所述液体4注入爆破器材1外表面上的吸水剂层2与不透水材料层5内表面上的吸水剂层2之间的间隙中。

所述爆破器材1为导爆索，其平均直径为7～8mm，长度为5000mm；

所述吸水剂层2采用高吸水性树脂构成，其吸水倍数可达自身质量的100～500倍；

所述粘贴剂层3采用双面胶构成，用于将两层吸水剂层2分别粘贴在爆破器材1外表面上以及不透水材料层5内表面上，并使吸附液体4后的吸水剂(高吸水性树脂)均匀分布在爆破器材1与不透水材料层5之间；

所述液体4为水，其比热容为4.2*103J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右；

所述不透水材料层5采用聚乙烯薄膜构成，其外径为21mm，厚度为0.5mm；

所述耐火隔热材料层6为套管，其采用陶瓷纤维构成；所述套管的内径为20mm，厚度为2mm，长度为4600mm。

上述吸水剂层2、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6的作用同实施例1、2或3。

本实施例的耐温吸热保护结构制作过程如下：

1)将外表面粘贴有高吸水性树脂的导爆索装入内表面粘贴有高吸水性树脂的聚乙烯薄膜中；

2)将聚乙烯薄膜一端需要预先进行扎口后并将整体装入陶瓷纤维套管中，在聚乙烯薄膜另一端注入水后扎口并放置；

3)待吸水后的高吸水性树脂均匀分布在导爆索与聚乙烯薄膜之间，然后将被保护的导爆索应用于高温火区爆破。

实施例5：

如图3所示，本实施例的耐温吸热保护结构主要构造同实施例4，其主要特点如下：

所述爆破器材1为2号岩石乳化炸药，其平均直径为110mm，长度为400mm；

所述吸水剂层2采用高吸水性树脂构成，其吸水倍数可达自身质量的100～500倍；

所述粘贴剂层3采用双面胶构成；

所述液体4为水，其比热容为4.2*103J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右；

所述不透水材料层5为聚乙烯薄膜，其外径为132mm，厚度为0.8mm；

所述耐火隔热材料层6为套管，其采用玻璃纤维构成，可耐600℃以下高温，导热系数较低；所述套管的外径为130mm，厚度为2mm，长度为480mm；

上述吸水剂层2、粘贴剂层3、液体4、不透水材料层5以及耐火隔热材料层6的作用同实施例4。

本实施例的耐温吸热保护结构制作过程如下：

1)将外表面粘贴有高吸水性树脂的为2号岩石乳化炸药装入内表面粘贴有高吸水性树脂的聚乙烯薄膜中；

2)将聚乙烯薄膜一端需要预先进行扎口后并将整体装入玻璃纤维套管中，在聚乙烯薄膜另一端注入水后扎口并放置；

3)待吸水后的高吸水性树脂均匀分布在为2号岩石乳化炸药与聚乙烯薄膜之间，然后将被保护的为2号岩石乳化炸药应用于高温火区爆破。

本领域技术人员应当知道，上述实施例1～5中，所述爆破器材1还可以为其它的工业炸药；所述吸水剂层2还可以采用海绵构成；所述液体4还可以为食盐溶液；所述不透水材料层5还可以采用薄金属管或聚丙烯薄膜构成；所述耐火隔热材料层6还可以采用石棉构成。

综上所述，本发明的耐温吸热保护结构通过对现有的爆破器材进行保护，使得现有的爆破器材能够应用到高温火区爆破中，避免了现有高温火区爆破安全隐患大、耐温隔热护套中的液体在外层结构破损情况下容易流失等不足。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，包括爆破器材，其特征在于：还包括吸水剂层、透水材料层、不透水材料层以及耐火隔热材料层，所述透水材料层使吸水剂层固定在爆破器材外表面上，所述爆破器材、吸水剂层和透水材料层所形成的整体结构装入不透水材料层中，所述耐火隔热材料层套设在不透水材料层外表面上，在所述透水材料层与不透水材料层之间的间隙中注入液体。

2.根据权利要求1所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述透水材料层、吸水剂层和爆破器材捆绑在一起。

3.根据权利要求1所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述透水材料层将吸水剂层、爆破器材包裹在一起。

4.根据权利要求1所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述透水材料层为纸筒，该纸筒由薄纸或滤纸构成。

5.一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，包括爆破器材，其特征在于：还包括吸水剂层、粘贴剂层、不透水材料层以及耐火隔热材料层，所述吸水剂层有两层，分别通过粘贴剂层粘贴在爆破器材外表面上以及不透水材料层内表面上，外表面粘贴有吸水剂层的爆破器材装入内表面粘贴有吸水剂层的不透水材料层中，所述耐火隔热材料层套设在不透水材料层外表面上，在所述爆破器材外表面上的吸水剂层与不透水材料层内表面上的吸水剂层之间的间隙中注入液体。

6.根据权利要求5所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述粘贴剂层采用双面胶构成。

7.根据权利要求1或5所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述吸水剂层采用高吸水性树脂或海绵构成。

8.根据权利要求1或5所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述不透水材料层采用薄金属管、聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜构成，该不透水材料层具有透气孔。

9.根据权利要求1或5所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述耐火隔热材料层为套管，其采用陶瓷纤维、玻璃纤维或石棉构成；所述套管的内径大于爆破器材的外径，且套管的内径与爆破器材的外径之差不小于4mm，套管的厚度不小于1mm，套管的外径与炮孔的直径之差不小于8mm。

10.根据权利要求1或5所述的一种应用于高温炮孔内的耐温吸热保护结构，其特征在于：所述液体为水或食盐溶液。