CN105387777A - 一种光面爆破间隔装药切缝管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光面爆破间隔装药切缝管，由沿管长依次交替的装药部和间隔部组成；所述装药部包括药卷放置槽，和拆卸自如的固定于所述药卷放置槽上的药卷盖，所述药卷放置槽和所述药卷盖在连接处设有缝隙以形成切缝；切缝管内设有用于限制药卷沿管轴向移动的限位部件；所述间隔部为管体结构，与所述装药部共同组成切缝管。

Description

一种光面爆破间隔装药切缝管

技术领域

本发明涉及一种用于铁路隧道和矿山巷道光面爆破施工中的周边眼装药切缝管，尤其是涉及一种新型的光面爆破中周边眼一次性装药多点式自由起爆的光面爆破间隔装药切缝管。

背景技术

光面爆破效果的差异，周边眼爆破的成功与否是光面爆破成功的关键。周边眼一般采用密打孔少装药的方式来减小光面爆破施工中对围岩的扰动，保证围岩的完整性。一般采用具有一定大小外插角的周边眼进行光面爆破来保证开挖轮廓的预期效果。

国内目前普遍采用的光面爆破设计方案中，周边眼的参数要求及其存在的问题如下：

1.装药应采用不耦合间隔装药。实验证明不耦合间隔装药具有下述优点：①会降低药卷爆破能量的峰值，避免了在药卷附近岩石粉碎所造成的能量大量消耗，同时降低对围岩的破坏，②提高爆破应力波的作用时间，使爆破应力波能够沿着岩体的节理裂隙充分延伸。在实际隧道施工中不耦合系数比较容易控制，直接根据药卷直径选择不同直径的钻孔钎杆进行钻孔即可实现。但间隔装药距离却很难控制，一般爆破工人在进行施工时直接将药卷填塞进炮孔中直至达到炮孔设计装药量，实际上是连续装药，药卷之间没有间隔距离。这大大降低了控制爆破的设计效果。

2.周边眼必须具有一定的外插角，其中周边眼中的顶眼向上倾斜。对于具有向上方向外插角的周边眼中的顶眼，装药后药卷由于重力作用容易向炮孔滑动，造成药卷在炮孔集聚，或者滑出炮孔，影响爆破效果。

3.周边眼中炸药量爆破产生的应力波应当大于炮孔壁岩石的抗拉强度并小于抗压强度。这一装药量不易控制，爆破产生的应力波总会对爆破后围岩产生一定的损伤，影响后期围岩的支护能力。对于节理发育的复杂地质条件，要达到较好的光面爆破效果，需要准确的光面爆破参数设计和精确的装药结构，这不仅需要调节药卷的切缝方向，还需要对周边眼进行准确的间隔装药，以及准确设置周边眼中药卷的起爆位置。这就要求全部的药卷在放入炮孔后，并严格控制切缝方向。但实际操作中，每个装有药卷的切缝管装入炮孔后切缝方向不易控制，而且装药过程复杂耗时，延长了隧道爆破循环进尺的时间，耽误工期。

4.爆破设计方案中，经常设计采用反向起爆的起爆方式。但实际装药中反向起爆，装药比较麻烦并且需要加长角线的雷管进行起爆，危险系数较高。因为反向起爆需要在炮孔底部先装入雷管，后放入炸药药卷，一旦后期的装药过程中出现药卷堵塞，处理不当极易引起雷管爆炸，继而引起炸药爆炸，造成安全事故。所以反向起爆控制爆破效果较好，但实际施工中采用较少。

综上可知，目前国内关于光面爆破及切缝管的发明中存在下述问题：

1.不能完全满足光面爆破的设计参数中周边眼间隔装药的要求，

2.不能满足安全、方便、准确、自由的起爆方式，例如中间起爆和反向起爆的要求，尤其是反向起爆装药困难危险系数高，一般实际爆破施工中采用较少。

3.对于节理发育的复杂地质条件，要达到较好的光面爆破效果，需要准确的光面爆破参数设计和精确的装药结构，这不仅需要调节药卷的切缝方向，还需要对周边眼进行准确的间隔装药，以及准确设置周边眼中药卷的起爆位置。在破碎岩体中施工的钻孔，传统的分卷装药方法，在装药过程中一旦出现塌孔阻塞现象，很难处理。

4.在周边眼的顶眼部位还要防止药卷由于自身重力的作用而滑落。

发明内容

针对上述国内光面爆破中存在的现有技术现状，为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种光面爆破间隔装药切缝管。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光面爆破间隔装药切缝管，由沿管长依次交替的装药部和间隔部组成；所述装药部包括药卷放置槽，和拆卸自如的固定于所述药卷放置槽上的药卷盖，所述药卷放置槽和所述药卷盖在连接处设有缝隙以形成切缝；切缝管内设有用于限制药卷沿管轴向移动的限位部件。

利用药卷盖以可拆卸的方式与药卷放置槽连接，克服了切缝管为整体结构的技术偏见，使得一次性完成多个药卷的装药成为现实。一旦装药遇到阻塞，可以将该管(雷管已经放入该管中)一次性抽出，因此起爆装药安全。在切缝管内设置限位部件，可以有效的控制装药的间隔距离，可以精确按照不耦合间隔装药的设计要求实现装药方案，配合切缝管上切缝的聚能作用，进而实现光面爆破的精确控制。

至少有一个所述药卷盖上设有用以穿过雷管角线的孔洞。

在放置有需要用雷管起爆药卷的药卷放置槽的上方安装的药卷盖，起爆位置通过自由安装带有雷管角线孔的槽盖来控制，因而可以任意控制起爆位置。

所述切线管采用中等强度和中等刚度的PVC均质材料管。

中等强度是指抗压与抗拉强度均在0.1Mpa至0.4Mpa的PVC均质材料管。强度过低在插入炮孔，遇到阻碍需要用较大力压入或抽出时管体容易产生破坏；强度过高，切缝管的破碎浪费药卷爆破的过多能量，影响对围岩的爆破效果。中等刚度是指所述切缝管轴向抗扭强度大于16N·M。刚度过小在插入炮孔时，切缝管可能发生扭转导致整个管体切缝方向不一致，严重影响切缝效果。

所述间隔部与所述药卷放置槽为整体结构,共同构成切缝管主体；所述限位部件为固定于所述切缝管主体上的杆体。

所述药卷放置槽和所述药卷盖均为半圆管状，所述切缝管主体上和所述药卷盖上的相应位置设有配合工作的卡扣部件。

卡扣部件可以是采用凹凸结合的原理，也可以是塑料制品连接的一般结合形式。

所述药卷放置槽和所述药卷盖在连接边的相应位置设有用以形成切缝的切缝矩形孔。

在药卷放置槽和药卷盖上都设有切缝矩形孔，其共同形成切缝，使炸药聚能的效果达到最佳。

所述间隔部与所述装药部通过结合部连接，所述限位部件为固定于所述装药部上的用以限制药卷沿管轴向移动的杆体或铁丝。

通过调整两个所述装药部之间的所述间隔部的数量，来控制药卷的间隔距离。结合部之间，可以是凹槽和凸块连接，也可以是卡扣连接，只要能将相邻部件连接即可。

所述切缝管包括下部为一体的槽体和卡扣于所述槽体两边上的槽盖组成；所述槽盖分为药卷盖和间隔盖，所述限位部件设置在所述药卷盖上，在与所述槽体连接处的所述药卷盖的两边上设有用以形成切缝的切缝矩形孔。

通过控制药卷盖和间隔盖的放置顺序，来区分装药部和间隔部。通过控制相邻两药卷盖之间的间隔盖的数目，来控制放置药卷的间隔距离。限位部件可以是设于药卷盖顶部，竖直向下的档杆，也可以是连接径向间的铁丝。

所述槽盖和所述槽体之间通过滑槽连接，在所述切缝管的两端处，设有限制所述槽盖和所述槽体之间相对滑动的限位装置。

限位装置可以采用档杆的方式进行限位，也可以采用两端的槽盖与槽体在端部设有卡扣连接的方式进行固定连接。通过限制两端的位移，进而限制对所有槽盖与槽体之间的相对固定。

所述药卷盖的长度与所装药卷的长度相适应，所述药卷盖的长度是所述间隔盖长度的倍数；所述槽盖和所述槽体之间通过相配合的卡扣部件连接，所述槽体上的卡扣配合件按槽盖全为所述隔离盖的情况来设置间距。

本发明的有益效果是：

1.根据光面爆破设计参数，严格控制周边眼钻孔中药卷之间的间隔距离，改善起爆效果。

2.根据光面爆破设计参数，提供一种简单、方便、安全的装药方式，且可以自由设置雷管在炮孔中的起爆位置，

3.改善在复杂地质构造岩体中的光面爆破周边眼切缝效果，使周边眼切缝连成一条完整的闭合曲线，使隧道或巷道爆破开挖后轮廓规整。

4.能够增大周边眼最小抵抗线的距离，减少光面爆破设计方案中的钻孔数目，节约钻孔时间和装药量，降低工人的劳动强度，节约成本。

5.可以进行一次性装药，节约装药时间，缩短整个爆破循环进尺的时间。提高月开挖进尺，缩短工期，节约成本。

本发明可以在炮孔未完成时，即将药卷放入管内，炮孔完成后，将已经放入炸药的本发明切缝管一次性插入炮孔内，节约爆破开挖循环时间，并且可以控制药卷之间的间隔距离与起爆位置。

本发明不仅能够控制周边眼切缝方向和起爆位置，而且能够在周边眼中进行严格控制装药药卷间距的光面爆破间隔装药切缝管，该管能够进行一次性装药，一旦装药遇到阻塞，可以将该管(雷管已经放入该管中)一次性抽出，因此反向起爆装药安全。并且通过雷管角线孔可以自由控制药卷在炮孔中的起爆位置。可根据爆破要求满足任意炮孔装药的耦合系数、装药量、间隔距离、及反向起爆，正向起爆，中间起爆的要求。为公路隧道或矿山巷道提供一种安全、简单、快捷的装药方式，其结构简单，易于拆装，造价低廉。

附图说明

图1为间隔装药切缝管的一个装药循环的主体结构图

图2为槽盖结构图

图3为带雷管角线孔的槽盖结构图

图4为该间隔装药切缝管爆破断面效果图，

图5药卷及雷管安装完成后的管整体图

其中，1、切缝管主体；2、药卷放置槽；3、槽盖孔；4、间隔装药控制杆；5、间隔装药空气柱；6、切缝矩形孔；8、药卷盖；9、切缝；11、槽盖扣；12、雷管角线孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明

光面爆破间隔装药切缝管，采用中等强度和具有一定刚度的的pvc材料制成，其主体结构类似于带有一定厚度的圆管。内部结构中包括间隔装药切缝管主体1、药卷放置槽2、间隔装药空气柱5、间隔装药控制杆4、药卷盖8、切缝矩形孔6、槽盖扣11、槽盖孔3、雷管角线孔12。整个管体内部联通，且内部直径相同，间隔装药空气柱5通过两根安装于管内的间隔装药控制杆4隔开药卷来控制。药卷放置槽2和药卷盖8上的切缝矩形孔6共同组成切缝管的切缝9。将药卷放入药卷槽后，通过药卷盖8扣与管主体上的槽盖孔3耦合作用，将药卷盖8安装在管主体上。装有雷管的药卷槽安装带有雷管角线孔12的药卷盖8，雷管角线通过该孔穿出。全部装药完成后，安装药卷盖8，将雷管角线引出。在管体的一端握住雷管角线，将装完药卷的管体一次性插入炮孔中。如遇到阻碍可将管体抽出，重新处理炮孔后，再重新进行安装。

本发明针对直径32mm长200mm的2号岩石乳化炸药进行设计，不同的尺寸的炸药可根据实际需要调节该管的各部分尺寸。间隔装药切缝管主体1长1m到6m，根据炮孔深度而定,外径45mm，内径40mm。药卷放置槽2长210mm,直径40mm。间隔空气柱长100mm，可根据需要生产调节不同的长度。药卷盖8长210mm，断面为小于半圆带有一定厚度的弧形。切缝矩形孔6长180mm，宽8mm。雷管角线孔12位于药卷盖8上部为直径10mm的圆形。

槽盖扣11为圆台形且顶部为半球体的椎体。药卷盖8和槽孔采用凹凸结合的原理，此处不在赘述。间隔装药控制杆4为直径4mm的圆柱杆。

pvc材料管即为常规管，具有一定刚度是为了保证，切缝管插入炮孔后管体不会发生扭转，造成切缝方向改变。

起爆位置由穿过雷管角线孔12的放入药卷中的雷管控制。

其特征该管为中等强度和刚度的pvc均质材料管，保证该管插入钻孔后不发生扭转。

间隔装药杆位于管体内，控制药卷之间的距离。

雷管角线孔12可以位于任意一药卷盖8上，直径8mm左右，可以自由控制直径大小，及孔位置。

矩形切缝槽由主体管上的矩形切缝与药卷盖8上的矩形切缝组成。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：由沿管长依次交替的装药部和间隔部组成；所述装药部包括药卷放置槽，和拆卸自如的固定于所述药卷放置槽上的药卷盖，所述药卷放置槽和所述药卷盖在连接处设有缝隙以形成切缝；切缝管内设有用于限制药卷沿管轴向移动的限位部件。

2.根据权利要求1所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：至少有一个所述药卷盖上设有用以穿过雷管角线的孔洞。

3.根据权利要求1或2所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述间隔部与所述药卷放置槽为整体结构,共同构成切缝管主体；所述限位部件为固定于所述切缝管主体上的杆体。

4.根据权利要求3所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述药卷放置槽和所述药卷盖均为半圆管状，所述切缝管主体上和所述药卷盖上的相应位置设有配合工作的卡扣部件。

5.根据权利要求4所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述药卷放置槽和所述药卷盖在连接边的相应位置设有用以形成切缝的切缝矩形孔。

6.根据权利要求5所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述切线管采用中等强度和中等刚度的PVC均质材料管。

7.根据权利要求1或2所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述间隔部与所述装药部通过结合部连接，所述限位部件为固定于所述装药部上的用以限制药卷沿管轴向移动的杆体或铁丝。

8.根据权利要求1或2所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述切缝管包括下部为一体的槽体和卡扣于所述槽体两边上的槽盖组成；所述槽盖分为药卷盖和间隔盖，所述限位部件设置在所述药卷盖上，在与所述槽体连接处的所述药卷盖的两边上设有用以形成切缝的切缝矩形孔通过控制药卷盖和间隔盖的放置顺序，来区分装药部和间隔部。

9.根据权利要求8所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述槽盖和所述槽体之间通过滑槽连接，在所述切缝管的两端处，设有限制所述槽盖和所述槽体之间相对滑动的限位装置。

10.根据权利要求9所述的一种光面爆破间隔装药切缝管，其特征在于：所述药卷盖的长度与所装药卷的长度相适应，所述药卷盖的长度是所述间隔盖长度的倍数；所述槽盖和所述槽体之间通过相配合的卡扣部件连接，所述槽体上的卡扣配合件按槽盖全为所述隔离盖的情况来设置间距。