CN105043180B - 一种爆炸法快速堵孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爆炸法快速堵孔装置，包括：堵孔壳体和堵孔药包；堵孔壳体为筒形，堵孔药包位于壳体内部，位于壳体轴线，处于壳体中间位置；堵孔药包与壳体内壁之间填装堵孔材料，以便于实现堵孔药包在壳体内部的定位。本发明具有使用简便、封堵效果好的优点，能有效减少封堵长度、提高炮孔利用率和破岩效果，适用于各种炮孔堵孔需求。

Description

一种爆炸法快速堵孔装置

技术领域

本发明属于爆破技术领域，特别涉及一种炮孔堵孔装置。

背景技术

爆破作业中，炮孔内填塞炸药后需要对炮孔封堵，简称“堵孔”。堵孔质量直接决定了爆破效果。堵孔质量差往往会出现冲孔、大块率高的问题，甚至带来飞石伤人的严重后果。造成堵孔质量差的原因主要有以下几个方面：(1)堵塞长度不足；(2)堵塞物选择不当或过于松散；(3)炮孔内有水(即水孔)。为了保证堵塞质量，现场所采用的措施除了合理选择堵塞物外，常用的其他方法还有：(1)增大填塞长度：增大填塞长度固然可以有效提高堵孔质量，但过长的填塞段占据了原本应装药的空间，不仅造成孔网参数变小、增加钻孔工作量，而且易造成填塞段的大块率急剧上升，不利于爆破作业；(2)填塞过程中反复用捣棍压实堵塞物：这个方法虽然有效，但操作起来非常繁琐，实际中使用很少；(3)对于水孔，可以先抽水再填塞，若遇到无法抽水的情况，往往直接填塞，由于水的存在造成堵塞物摩擦力变小，水孔的填塞效果非常差，而实际操作中受工时、成本限制，几乎没有采用抽水手段的。

为了提高堵孔质量，研究人员想出了各种办法，但综合起来可以分为两类：利用堵孔器堵孔，如专利CN93236300.8、CN201020224249.8、CN201120538596.2分别发明了新型堵孔装置以提高堵孔质量；利用能够发生物理化学变化的材料堵孔，如专利CN201410747250.1、CN201210208440.7是利用所使用的堵孔材料在堵塞炮孔后有物理或化学的变化提高堵孔质量的。以上方法，主要靠提高新增装置与孔壁的摩擦力，提高堵孔效果，不仅成本高，而且装置的长度有限，其增加的效果也有限。这种方法也没有利用较长的堵塞段，对水孔的堵孔效果提高有限。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种利用爆炸法实现快速堵孔的装置，该装置具有使用简便、封堵效果好的优点，能有效减少封堵长度、提高炮孔利用率和破岩效果，适用于各种炮孔堵孔需求。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明的堵孔装置由以下部件构成：堵孔壳体和堵孔药包。堵孔壳体一般为筒形，堵孔药包位于壳体内部，一般位于壳体轴线，处于壳体中间位置。堵孔药包与壳体内壁之间可填装沙土、混凝土、水、常规堵孔材料等，以便于实现堵孔药包在壳体内部的定位。所述堵孔壳体由常见金属制成，如铁、钢、铜、铝等。所述堵孔药包为常用炸药，如乳化炸药、铵油炸药、TNT、RDX、PETN、HMX等。

该装置的工作原理如下：在炮孔的填塞段安置该堵孔装置，堵孔装置上下方的填塞段也可有其他常规填塞材料。起爆堵孔装置内堵孔炸药，在爆炸压力作用下，堵孔壳体迅速向外变形，形成类似橄榄球形状或开裂状。在合理设计壳体外径尺寸、堵孔炸药药量的前提下，能够实现堵孔壳体变形后，其变形部位牢牢与炮孔孔壁“咬合”。若堵孔壳体原为筒形，则内部以及堵孔装置上下方的堵塞材料同时被炸药爆炸的能量压实，依靠堵孔壳体“咬合”炮孔孔壁以及堵塞材料与堵孔壳体、孔壁的摩擦力，实现炮孔的有效封堵。可见，本发明的设计思想在于，利用炸药能量实现堵孔壳体的大变形，使变形后的壳体与炮孔孔壁紧密“咬合”，实现堵孔目的。故能够体现该思路的类似方法都应属于本发明的保护范围，比如堵孔壳体也可为橄榄球形或其他能够实现该目的的形状。

本发明所涉及的堵孔装置尺寸需根据所使用的壳体材料、炮孔直径、堵孔药包性能来合理设计，一般而言，堵孔装置与炮孔孔壁间隙越小则封堵效果越好。使用时，可根据需要在炮孔内安置多个堵孔装置，实现更好的堵孔效果。

附图说明

图1为本发明的一种圆筒形结构的堵孔装置；

图2为使用单个堵孔装置的爆炸法堵孔设计；

图3为使用两个堵孔装置的爆炸法堵孔设计。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1中，1为堵孔装置的壳体，2为装置内填充物，3为堵孔药包，4为起爆电雷管，5为电线。电线5与起爆电雷管4相连，起爆电雷管4与堵孔药包3相接。

图2中，壳体1，填充物2，堵孔药包3，起爆电雷管4，电线5构成了堵孔装置。6为炮孔，7为主装药，8为起爆雷管。堵孔装置下方用电线5与起爆雷管8相连，起爆雷管8与主装药7相接。

图3中，壳体12，填充物2，堵孔药包3，起爆电雷管13，电线5构成了堵孔装置。图中该装置共有两个。9为炮孔，10为主装药，11为起爆雷管，用于起爆主装药10。堵孔装置下方用电线5与起爆雷管11相连，起爆雷管11与主装药10相接。

实施例1

如图1所示设计了一种圆筒形结构的堵孔装置，堵孔装置由壳体1、填充物2、堵孔药包3、起爆电雷管4、电线5组成。壳体1材料为铁，根据所使用的炮孔直径，壳体1外径设计为130mm，壁厚5mm，长度50cm；堵孔药包3为φ32mm3150g规格的乳化炸药一条，位于堵孔装置中心位置；填充物2为沙；起爆电雷管4为常用延期电雷管，MS5(110ms)。

使用时，参见图2，炮孔6为水孔，直径140mm，深10.0m。先将主装药7连同起爆雷管8(MS15，880ms)装入炮孔6中，主装药7为条装乳化炸药，直径φ130mm，重量4kg，不耦合装药，装药深度8.0m。将沙、石、岩灰等混合物组成的堵孔材料填入炮孔内，填塞深度60cm，再将一个堵孔装置放入炮孔内，然后继续填塞堵孔材料直至孔口，填塞长度为90cm。按常规堵塞方法，堵塞段的堵塞长度至少为4.0m，且由于水的存在，堵塞段很难达到干孔中的堵塞效果。使用本发明的堵孔装置后，不仅减少了堵塞长度，而且可在水孔中达到常规方法难以实现的堵孔效果。

爆破作业时，将雷管8与雷管4的引出电线5与发炮器相连，通电起爆后，雷管4和8同时被点燃，经过110ms后雷管4将堵孔药包3起爆，使得堵孔装置外壳1在堵孔药包3作用下发生大变形甚至开裂，与孔壁紧密“咬合”，同时压实上方、下方的堵孔材料，增大摩擦力。再经过770ms，炮孔内主装药7被雷管8引爆，由于上方堵孔装置与孔壁形成的堵塞效应，使得炮孔具有良好的封堵性质，有利于主装药7爆炸后产生良好的破岩效果。

实施例2

参见图3。实施例2的堵孔壳体使用敞口铁制筒形结构。炮孔9为干孔，直径φ160mm，深度12.0m。所用壳体12外径150mm，壁厚10mm，长度40cm；壳体内使用乳化炸药3作为堵孔药包，其规格为φ32mm3150g，布置在壳体中心。每个壳体配合一条堵孔药包组成本专利所述的快速堵孔装置。实施例2中共使用两个堵孔装置。炮孔9底部装药10使用粉状乳化炸药，耦合装药，装药长度10.0m。堵塞段2使用岩土与沙子混合物，在填塞段设置两个上述相同的堵塞装置，堵塞段总长度可减少为2.0m。堵塞装置如图3布置，两个堵塞装置上端口距离孔口依次为1.3m、0.6m。两个堵塞装置均使用雷管13起爆，其段别为MS6(150ms)。主装药的起爆雷管11使用HS3(1.0s)。

施工时，首先将主装药10按设计药量填入炮孔9内，然后倒入岩土与沙子混合物组成的填塞材料，填塞深度为30cm；再放入一个由上述壳体12和堵孔药包3以及起爆雷管13组成的堵孔装置，使用岩土与沙子的混合物填充；然后倒入填塞材料，填塞深度为30cm；再放入第二个堵孔装置，使用岩土与沙子的混合物将其充满；最后倒入填塞材料直至孔口。

使用时，使用电线5同时点燃雷管13和11，经过150ms后，雷管13起爆堵塞装置内的堵塞药包3，使壳体12迅速变形，达到与孔壁“咬合”状态，同时使堵塞段2内充满高压爆生气体，压实填塞段2内的填塞材料。再经过850ms雷管11起爆装药段10，在与实施例1相同的原因作用下，实现堵塞段在填塞药包3和壳体12组成的堵孔装置作用下的爆炸堵孔，提高爆破破碎效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种爆炸法快速堵孔装置，其特征在于利用炸药能量实现堵孔壳体的大变形，使变形后的壳体与炮孔孔壁紧密“咬合”，实现堵孔目的，包括：堵孔壳体、堵孔药包、电线和起爆电雷管，电线与起爆电雷管相连，起爆电雷管与堵孔药包相接，起爆雷管与主装药相接；堵孔壳体为筒形，堵孔药包位于壳体内部，位于壳体轴线，处于壳体中间位置；堵孔药包与壳体内壁之间填装堵孔材料，满足堵孔效果也便于实现堵孔药包在壳体内部的定位；

所述堵孔壳体由金属制成，所述金属为铁、钢、铜、铝；

所述堵孔药包为炸药；所述炸药为乳化炸药、铵油炸药、TNT、RDX、PETN、HMX；在炮孔的填塞段安置该堵孔装置，起爆堵孔装置内堵孔炸药，在爆炸压力作用下，将起爆电雷管与电线和发炮器相连，通电起爆后，起爆电雷管与电线同时被点燃，经过一定时间后起爆电雷管将堵孔药包起爆，堵孔壳体迅速向外变形，堵孔药包形成类似橄榄球形状或开裂状；在设计壳体外径尺寸、堵孔炸药药量的前提下，能够实现堵孔壳体变形后，堵孔壳体变形部位牢牢与炮孔孔壁“咬合”，若堵孔壳体原为筒形，则内部以及堵孔装置上下方的堵孔材料同时被炸药爆炸的能量压实，依靠堵孔壳体“咬合”炮孔孔壁以及堵孔材料与堵孔壳体、孔壁的摩擦力，实现炮孔的有效封堵；

堵孔装置与炮孔孔壁间隙越小则封堵效果越好；使用时，根据需要在炮孔内安置多个堵孔装置，实现更好的堵孔效果。

2.根据权利要求1所述的爆炸法快速堵孔装置，其特征在于：所述堵孔材料为沙土、混凝土、水。