CN104880133B - 一种高温火区爆破装置及高温火区爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温火区爆破装置及高温火区爆破方法，其中，一种高温火区爆破装置，包括炮孔、炸药以及用于引爆所述炸药的起爆器材，还包括设置在所述炮孔中的套管、液体、袋装堵塞物以及用于堵塞炮孔孔口的孔口堵塞物；所述液体注入所述套管中，所述炸药浸泡于所述液体中，所述袋装堵塞物设置于炸药上方并浸泡于所述液体中，袋装堵塞物与孔口堵塞物之间形成备用液区。本发明能够使现有的普通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、施工复杂、耐温隔热护套外层结构破损导致液体流失后不易察觉而存在安全隐患等不足。

Description

一种高温火区爆破装置及高温火区爆破方法

技术领域

本发明涉及一种工程爆破装置和爆破方法，特别涉及一种高温火区爆破装置及高温火区爆破方法。

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存在裂隙，导致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，因此，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。专利申请号201410206203.6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，但其存在外层结构破损导致液体流失后不易察觉的安全隐患。

中国专利公开号CN104534948A公开了一种适用于高温火区的快速施工装置，其将装药袋滑入炮孔存水袋内，再将炮孔填塞物的溜槽的端盖打开，将炮孔填满，而由于炮孔填塞物的填充导致存水袋上部的水全部溢出，从而影响防护爆破器材的效果，此外在施工过程中需要设置前低支架和后高支架等辅助设备以支持溜槽，因此加大现场施工难度和成本。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种安全且便于观察其内液体流失情况的高温火区爆破装置。

本发明的另一目的是：提供一种安全的高温火区爆破方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高温火区爆破装置，包括炮孔、炸药以及用于引爆所述炸药的起爆器材，还包括设置在所述炮孔中的套管、液体、袋装堵塞物以及用于堵塞炮孔孔口的孔口堵塞物；所述液体注入所述套管中，所述炸药浸泡于所述液体中，所述袋装堵塞物设置于炸药上方并浸泡于所述液体中，袋装堵塞物与孔口堵塞物之间形成备用液区。

优选的，袋装堵塞物距离液体的液面距离为0.3m-3m。

优选的，所述袋装堵塞物与套管间具有供位于袋装堵塞物上方的液体向袋装堵塞物下方流动的间隙。

优选的，所述套管为柔性的套管，且所述套管的直径大于或等于炮孔直径。

优选的，所述套管包括织物层和隔液层，所述织物层设置在隔液层外。

优选的，所述隔液层是指由聚乙烯、聚丙烯、橡胶或PVC材料制成的隔液层，所述织物层指由涤纶、亚麻、陶瓷纤维或玻璃纤维材料制成的织物层。

一种高温火区爆破方法，包括以下步骤：

步骤一：钻孔、验孔并测温；

步骤二：将套管下放到炮孔后注入液体；

步骤三：将炸药以及与炸药连接后的起爆器材放置于套管的液体中并将起爆器材引出至地面上；

步骤四：将袋装堵塞物放入套管的液体中并将炸药压在袋装堵塞物的下方，且袋装堵塞物距离液体的液面距离为0.3m-3.5m；

步骤五：用孔口堵塞物将炮孔的孔口进行堵塞，炮孔的孔口堵塞后，袋装堵塞物与孔口堵塞物形成备用液区；

步骤六：起爆；

若需要多炮孔同时进行爆破，则按上述步骤一至四分别在炮孔中放入套管后再放入炸药和袋装堵塞物并将各起爆器材连接成起爆网络，再执行步骤五和六，在执行步骤一至四时观察各套管中的液体液位是否有下降，若存在下降则补入液体。

优选的，在现场施工前进行炮孔的验孔与测温工作：

验孔过程如下：采用与炸药直径相同或小于炮孔直径10-20mm的圆柱形重物进行检测，将圆柱形重物放入炮孔，若能顺利到达孔底的说明炮孔合格，如果出现卡孔需要通孔后继续验孔直到合格；

测温过程如下：对炮孔的最高温度进行测量，对超过规定施工温度的炮孔做好标记并在套管下放到炮孔前注水降温到施工温度后再下放套管。

优选的，所述袋装堵塞物与套管间具有间隙，当袋装堵塞物下方的液体升温或减少后，位于袋装堵塞物上方的液体即向袋装堵塞物下方流动进行降温或补充液体。

优选的，下放套管前将套管外表面湿润以及在套管底部放入重物，然后借助于重物的重量将套管快速带入到炮孔中。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明通过在炮孔中注满液体，通过液体将火区传导到炮孔内的热量进行吸收，使炸药与起爆器材能长时间保持在安全的温度范围内，其不仅能保护炸药，同时也可保护起爆器材。如果液体出现渗漏，可以通过套管的管口直接观察得到，并能及时补入液体；本发明在实际应用中施工操作简单、成本较低、单次爆破炸药装填量大、能明显提高矿山火区剥离挖运工作的效率，因此本发明能适用于高温火区较大规模的爆破。

2、本发明能够使现有的普通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、施工复杂、耐温隔热护套外层结构破损导致液体流失后不易察觉而存在安全隐患等不足。

附图说明

图1是本发明的高温火区爆破装置的结构示意图。

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。

实施例一：

一种高温火区爆破装置，包括炮孔1、炸药2以及用于引爆所述炸药的起爆器材3，还包括设置在所述炮孔中的套管、液体4、袋装堵塞物5以及用于堵塞炮孔孔口的孔口堵塞物6；所述液体注入所述套管中，所述炸药浸泡于所述液体中，所述袋装堵塞物设置于炸药上方并浸泡于所述液体中，袋装堵塞物与孔口堵塞物之间形成备用液区。所述孔口堵塞物为沙袋，所述液体为水，所述炸药为乳化炸药。

所述套管能使炮孔存住所述液体，所述液体可使所述炸药与起爆器材能长时间保持在不超过水浴温度的环境中，所述袋装堵塞物用于快速不耦合堵孔以及阻止炸药受热后上浮，所述孔口堵塞物用于防止冲孔，同时由于袋装堵塞物也在炸药上方，因此也能起到一定防止冲孔的作用。

优选的，所述套管为柔性的套管，且所述套管的直径大于炸药药卷直径，另外套管具有承受径向水压能力。

更优选的，所述套管的直径大于或等于炮孔直径。由于套管的直径大于或等于炮孔直径，因此能将水的压力转移到由炮孔承受，避免套管受径向的水压导致破损，特别是在径向的水压较大时。

优选的，所述套管包括织物层7和隔液层8，所述织物层设置在隔液层外。

优选的，所述隔液层是由聚乙烯、聚丙烯、橡胶或PVC材料制成，其在装有液体情况下可防止被高温所灼烧破坏。所述织物层是由涤纶、亚麻、陶瓷纤维或玻璃纤维制成，织物层粘贴在隔液层外表面上，其能保护隔液层不被破坏，同时本身在隔液层装有液体情况下也可避免被高温灼烧破坏。此外，由于隔液层和织物层均是软的即套管为软管，因此在运送套管时可卷起来进行运送，达到方便施工以及运输的效果。

优选的，袋装堵塞物距离液体的液面距离为0.3m-3m，所述袋装堵塞物与套管间具有供位于袋装堵塞物上方的液体向袋装堵塞物下方流动的间隙。其中所述袋装堵塞物主要由编织袋以及填充入所述编织袋中的土砂石组成，用于快速堵孔以及阻止炸药受热后上浮；所述编织袋直径与炸药直径相当，从而保证袋装堵塞物与套管间具有供位于袋装堵塞物上方的液体向袋装堵塞物下方流动的间隙。土砂石可直接采用施工现场的土砂石，达到降低运输成本从而降低作业成本的效果；装有土砂石的编织袋与套管间的间隙可使在袋装堵塞物上方的液体顺利流向下方，能起到当袋装堵塞物下方的液体出现渗漏或温度较高时，在袋装堵塞物上方的液体能及时通过间隙对袋装堵塞物下方进行补充或降温，从而使炸药能更长时间的保持在安全的温度范围内。

优选的，所述孔口堵塞物主要由袋子以及填充入所述袋子中的沙土组成，其尺寸远大于炮孔孔口的直径且重量超过30kg，用于防止冲孔。

实施例二：

一种高温火区爆破方法，包括以下步骤：

步骤一：钻孔、验孔并测温；

步骤二：在各个炮孔口事先准备好炸药、起爆器材、套管、袋装堵塞物以及孔口堵塞物；

步骤三：将套管湿润后快速下放到炮孔中并迅速向套管内注入液体；

步骤四：将炸药与起爆器材快速装填到注有液体的套管中并将起爆器材引出至地面上；

步骤五：在装完药卷后的套管中装入袋装堵塞物用于阻止炸药受热后上浮并保持袋装堵塞物上部留有3.5m的液体；

步骤六：当全部炮孔按步骤二至步骤五施工完毕之后，炮区外围做好警戒，无关人员全部撤出，只留下爆破员进行联网工作，网络连接严格按照爆破设计进行连接；

步骤七：当网络全部连接完毕后，施工人员再在每个套管中快速装填余下的袋装堵塞物，使袋装堵塞物上方仍保持有0.5m-1m深的液体，最后在孔口压上孔口堵塞物，所有人员全部撤出炮区。

步骤八：确认警戒无异常时，爆破指挥下达起爆命令。起爆后，及时切断电源，将主线与起爆器分离。

在现场施工前进行炮孔的验孔与测温工作，主要验收内容有：1、判断略小于炮孔直径的圆柱形重物能否顺利到达孔底，顺利到达孔底的说明炮孔合格，如果出现卡孔需要通孔后继续验孔直到合格；2、对炮孔的最高温度进行测量，超过规定的施工温度需要做好标记并在套管下放到炮孔前注水降温到施工温度后再下放套管。下放套管时需要事先在套管底部装入两卷炸药和注入1m深的液体，然后借助于两卷炸药的重量将套管快速装入到炮孔中。将套管下放到炮孔前需要将套管外表面的织物层用液体湿润。起爆器材应贯穿整个套管，即保证起爆器材可引爆套管中全部炸药。前期套管上部留有3m高的液体可以使套管中炸药能更长时间保持在较低的温度范围内。在施工过程中注意观察各套管中的液体是否出现渗漏情况，若出现少量渗漏情况则需要及时补入液体，若出现渗漏较快情况则需要持续注入液体。在套管放入炮孔时如遇到卡孔应快速拉起并重新疏通炮孔后再次下放。所有人员全部撤出炮区时，袋装堵塞物上方保持有0.5m-1m深的液体，用于提高高温火区爆破施工的安全性。

实施例三：

所述炸药为2号岩石乳化炸药(以下简称乳化炸药)，其直径为110mm，长度为400mm；所述套管为消防水带，其具有柔性，内径为136mm，其长度按炮孔深度进行裁剪，消防水带的隔液层由PVC制成，其在装有水情况下不被高温灼烧破坏，厚度为0.3mm；消防水带的织物层由涤纶制成，其在消防水带内层装有水情况下可耐400℃以下高温；炮孔的直径为140mm，其温度范围为60℃-400℃；袋装堵塞物呈柱状，直径为110mm，长度为500mm；所述液体为水，其比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右；所述起爆器材为导爆索，其长度为12m；所述孔口堵塞物是在袋子中装入沙土而成，其尺寸远大于炮孔的直径，重量为40kg。现场施工前应进行炮孔的验孔工作，验孔过程如下：略小于炮孔直径的圆柱形重物是否顺利到达孔底，顺利到达孔底的说明炮孔合格，如果出现卡孔需要通孔后继续验孔直到合格。

现场施工时将消防水带的底部用两道铁丝绑紧，保证其不漏水。

下放消防水带时需要事先在消防水带底部装入圆柱形重物，然后借助于圆柱形重物的重量将消防水带快速带入到炮孔中。将消防水带快速下放到炮孔前需要将消防水带外表面的涤纶用水湿润，用于防止PVC隔液层在消防水带下放到高温炮孔过程中被烧坏。在消防水带放入时，应迅速下放到炮孔中，如果遇到卡孔应迅速拉起并重新疏通炮孔后下放，当消防水带底端触底后应迅速向消防水带里面注入水。

注完水后先将带有导爆索的乳化炸药投放到消防水带中，然后继续往消防水带内装填乳化炸药并将导爆索引出备用，其目的是保证导爆索贯穿整个消防水带，从而确保导爆索引爆消防水带中全部炸药，最大限度消除安全隐患。装填好乳化炸药后将一袋袋装堵塞物放入消防水带中，其主要是用于阻止炸药受热后上浮并保证消防水带上部留有3.5m深的水，从而使消防水带中的爆破器材能达到更长时间的保持在安全的温度范围内。

然后按上述方法继续下一个炮孔的施工，在施工过程中注意观察各消防水带中的水是否出现渗漏情况，若出现少量渗漏情况则需要及时补入水，若出现渗漏较快情况则需要持续注入水，当所有炮孔装填完成后，将所有导爆索连接到起爆网络上，同时将在所有消防水带中再放入袋装堵塞物，使袋装堵塞物上方仍保持有0.5m-1m深的水，水面与地面平齐，最后在炮孔孔口压上孔口堵塞物，待所有施工人员撤退到安全地带后起爆。

此外，还需要说明的是炮孔的高温是由于某些煤炭与含硫矿等的矿山长时间的自燃现象造成的，其温度范围为60℃-1000℃。

实施例四：

所述炸药为2号岩石乳化炸药(以下简称乳化炸药)，其直径为110mm，长度为400mm；所述套管的隔液层是由聚乙烯或聚丙烯材料制成，其在装有液体情况下不被高温所灼烧破坏，外径为140mm，厚度为0.3mm；所述套管的织物层由陶瓷纤维或玻璃纤维制成，其具有柔性，可耐600℃以下高温，导热系数较低，外径为130mm，厚度为2mm，长度为10m；炮孔的直径为140mm，其温度范围为60℃-500℃；袋装堵塞物呈柱状，直径为110mm，长度为500mm；所述液体为水，其比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，其沸点为100℃左右；所述起爆器材为导爆索，其长度为12m；所述孔口堵塞物是在袋子中装入沙土而成，其尺寸远大于炮孔的直径，重量为40kg。现场施工前应进行炮孔的验孔工作，验孔过程如下：略小于炮孔直径的圆柱形重物是否顺利到达孔底，顺利到达孔底的说明炮孔合格，如果出现卡孔需要通孔后继续验孔直到合格。

现场施工时将套管按炮孔深度进行裁剪，然后将套管的底部用两道铁丝绑紧，保证其不漏水。

在炮孔中放入套管前需要将一卷带有导爆索的乳化炸药事先装入套管底部并注入适量液体，放入一卷乳化炸药则是为了使套管在乳化炸药的重力作用下顺利下放到炮孔的孔底。另外套管底部乳化炸药带有导爆索可保证导爆索贯穿整个套管，从而确保导爆索引爆套管中全部炸药，最大限度消除安全隐患。将套管快速下放到炮孔前需要将套管外表面的陶瓷纤维用水湿润，主要是用于防止聚乙烯隔液层在套管下放到高温炮孔过程中被烧坏。在套管放入时，应迅速下放到炮孔中，如果遇到卡孔应迅速拉起并重新疏通炮孔后下放，当套管底端触底后应迅速向套管注入水。

注完水后继续往套管内装填乳化炸药并将导爆索引出备用，装填好乳化炸药后将一袋袋装堵塞物放入套管中，其主要是用于阻止炸药受热后上浮并保证套管上部留有3.5m深的水，从而使套管中炸药能达到更长时间的保持在安全的温度范围内。

然后按上述方法继续下一个炮孔的施工，在施工过程中注意观察各套管中的水是否出现渗漏情况，若出现少量渗漏情况则需要及时补入水，若出现渗漏较快情况则需要持续注入水，当所有炮孔装填完成后，将所有导爆索连接到起爆网络上，同时将在所有套管中再放入袋装堵塞物，使袋装堵塞物上方仍保持有0.5m-1m深的水，水面与地面平齐，最后在炮孔孔口压上孔口堵塞物，待所有施工人员撤退到安全地带后起爆。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温火区爆破装置，包括炮孔、炸药以及用于引爆所述炸药的起爆器材，其特征在于：还包括设置在所述炮孔中的套管、液体、袋装堵塞物以及用于堵塞炮孔孔口的孔口堵塞物；所述液体注入所述套管中，所述炸药浸泡于所述液体中，所述袋装堵塞物设置于炸药上方并浸泡于所述液体中，袋装堵塞物与孔口堵塞物之间形成备用液区。

2.根据权利要求1所述的高温火区爆破装置，其特征在于：袋装堵塞物距离液体的液面距离为0.3m-3m。

3.根据权利要求1所述的高温火区爆破装置，其特征在于：所述袋装堵塞物与套管间具有供位于袋装堵塞物上方的液体向袋装堵塞物下方流动的间隙。

4.根据权利要求1所述的高温火区爆破装置，其特征在于：所述套管为柔性的套管，且所述套管的直径大于或等于炮孔直径。

5.根据权利要求1所述的高温火区爆破装置，其特征在于：所述套管包括织物层和隔液层，所述织物层设置在隔液层外。

6.根据权利要求5所述的高温火区爆破装置，其特征在于：所述隔液层是指由聚乙烯、聚丙烯、橡胶或PVC材料制成的隔液层，所述织物层指由涤纶、亚麻、陶瓷纤维或玻璃纤维材料制成的织物层。

7.一种高温火区爆破方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：钻孔、验孔并测温；

步骤二：将套管下放到炮孔后注入液体；

步骤三：将炸药以及与炸药连接后的起爆器材放置于套管的液体中并将起爆器材引出至地面上；

步骤四：将袋装堵塞物放入套管的液体中并将炸药压在袋装堵塞物的下方，且袋装堵塞物距离液体的液面距离为0.3m-3.5m；

步骤五：用孔口堵塞物将炮孔的孔口进行堵塞，炮孔的孔口堵塞后，袋装堵塞物与孔口堵塞物形成备用液区；

步骤六：起爆；

若需要多炮孔同时进行爆破，则按上述步骤一至四分别在炮孔中放入套管后再放入炸药和袋装堵塞物并将各起爆器材连接成起爆网络，再执行步骤五和六，在执行步骤一至四时观察各套管中的液体液位是否有下降，若存在下降则补入液体。

8.根据权利要求7所述的高温火区爆破方法，其特征在于在现场施工前进行炮孔的验孔与测温工作：

验孔过程如下：采用与炸药直径相同或小于炮孔直径10-20mm的圆柱形重物进行检测，将圆柱形重物放入炮孔，若能顺利到达孔底的说明炮孔合格，如果出现卡孔需要通孔后继续验孔直到合格；

测温过程如下：对炮孔的最高温度进行测量，对超过规定施工温度的炮孔做好标记并在套管下放到炮孔前注水降温到施工温度后再下放套管。

9.根据权利要求7所述的高温火区爆破方法，其特征在于：所述袋装堵塞物与套管间具有间隙，当袋装堵塞物下方的液体升温或减少后，位于袋装堵塞物上方的液体即向袋装堵塞物下方流动进行降温或补充液体。

10.根据权利要求7所述的高温火区爆破方法，其特征在于：下放套管前将套管外表面湿润以及在套管底部放入重物，然后借助于重物的重量将套管快速带入到炮孔中。