CN105528951B - 露天台阶爆破物理模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天台阶爆破物理模型，包括主体，主体包括四个侧面，壳的一侧设置有台阶斜坡面，主体上且与台阶斜坡面相对的一侧连接有围岩，围岩顶面上设置有山体，主体的另一侧面上依次设置有连续装药结构、空气间隔装药结构、孔底分段装药结构、空气间隔装药结构、孔内分段装药结构和混合装药结构；主体的另一侧面上设置有移动电源存放盒、电路控制中心存放盒和总开关存放盒，台阶斜坡面的顶部设置有台阶坡顶线，台阶斜坡面的侧面上设置有台阶坡底线；主体的上表面设置有预裂炮孔、缓冲炮孔和主爆区炮孔。本发明可以动态演示六种不同的起爆顺序，能够使人充分理解台阶要素、起爆顺序和预裂爆破技术，化抽象为具体。

Description

露天台阶爆破物理模型

技术领域

本发明属于露天台阶爆破技术领域，具体涉及一种露天台阶爆破物理模型。

背景技术

露天台阶爆破技术是目前广泛应用的一种爆破技术，经查阅相关资料，目前尚未有人制作出有关露天台阶爆破方法的物理模型。

台阶爆破是工作面以台阶形式推进的爆破方法。按孔径、孔深的不同，分为深孔台阶爆破和浅孔台阶爆破。通常，将孔径大于50mm，孔深大于5m的钻孔称为深孔。反之，则称为浅孔，又称炮眼或浅眼。

露天深孔台阶爆破广泛地用于矿山、铁路、公路和水利水电等工程。据不完全统计，我国近年来露天开采的产量比重：铁矿石占90％，有色金属矿石占52％，化工原料占70.7％，建筑材料近100％。

随着深孔钻机和装运设备的不断改进，爆破技术的不断完善和爆破器材的日益发展，深孔爆破的优越性更加明显。主要表现在：1)大型设备的采用，尤其是牙轮钻机，大型电铲，电动轮汽车的配套使用，大大提高了开采强度和矿石产量。2)深孔爆破有利于使用先进的爆破技术，例如：毫秒爆破、宽孔距小抵抗线爆破、挤压爆破、预裂爆破等技术的广泛应用，显著地改善了破碎质量，降低了有害效应。3)提高了钻孔延米爆破量，降低了采矿(石)的综合成本等技术经济指标。

露天台阶爆破技术是目前广泛应用的一种爆破技术，由于目前并未有能够直观形象展现露天台阶爆破技术的三维物理模型，大多数人对于充分理解台阶要素、起爆顺序和预裂爆破技术方面存在着很大的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种露天台阶爆破物理模型，该模型可以动态演示六种不同的起爆顺序，形象直观地展示台阶要素和预裂爆破技术。

本发明所采用的技术方案是，一种露天台阶爆破物理模型，包括底板，底板上设置有支柱，支柱上设置有主体，主体包括四个侧面，主体的一侧设置有台阶斜坡面，主体上且与台阶斜坡面相对的一侧连接有围岩，围岩顶面上设置有山体，自台阶斜坡面一侧开始，主体的另一侧面上依次设置有连续装药结构、空气间隔装药结构、孔底分段装药结构、空气间隔装药结构、孔内分段装药结构和混合装药结构；主体的另一侧面上设置有移动电源存放盒、电路控制中心存放盒和总开关存放盒，移动电源存放盒内设置有纽扣，台阶斜坡面的顶部设置有台阶坡顶线，台阶斜坡面的侧面上设置有台阶坡底线；自围岩端开始，主体的上表面依次设置有预裂炮孔、缓冲炮孔和主爆区炮孔,预裂炮孔、缓冲炮孔和主爆区炮孔处均设置有指示灯。

底板的底部设置有滚轮。

山体上设置有拉手。

指示灯为8*8点阵LED显示器。

本发明的有益效果是：本发明可以动态演示六种不同的起爆顺序，形象直观地展示台阶要素和预裂爆破技术。能够使人充分理解台阶要素、起爆顺序和预裂爆破技术，化抽象为具体。

附图说明

图1是本发明露天台阶爆破物理模型的右侧视图；

图2是本发明露天台阶爆破物理模型的俯视图；

图3是本发明露天台阶爆破物理模型的主视图；

图4是本发明露天台阶爆破物理模型的左侧视图；

图5是本发明预裂爆破后露天台阶爆破物理模型的俯视图；

图6是本发明露天台阶爆破物理模型的保留区主视图；

图7是本发明第一情形的梯形顺序起爆；

图8是本发明第二情形的梯形顺序起爆；

图9是本发明第一情形排间奇偶顺序起爆；

图10是本发明第二情形的排间奇偶顺序起爆；

图11是本发明波浪式顺序起爆；

图12是本发明波浪式顺序起爆；

图13是本发明排间顺序起爆；

图14是本发明对角线顺序起爆；

图15是本发明V形顺序起爆。

图中，1.滚轮，2.支柱，3.底板，4.台阶斜坡面，5.山体，6.围岩，7.连续装药结构，8.空气间隔装药结构,9.孔底分段装药结构，10.空气间隔装药结构，11.孔内分段装药结构，12.混合装药结构，13.台阶坡底线，14.台阶坡顶线，15.主爆区炮孔，16.缓冲炮孔，17.预裂炮孔，18.指示灯，19.拉手，20.移动电源存放盒，21.电路控制中心存放盒，22.总开关存放盒，23.纽扣，24.拉手，25.预裂爆破后形成的半孔痕，26.预裂爆破后形成的保留区，27.主体。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种露天台阶爆破物理模型，如图1所示，包括底板3，底板3上设置有支柱2，支柱2上设置有主体27，主体27包括四个侧面，主体27的一侧设置有台阶斜坡面4，主体27上且与台阶斜坡面4相对的一侧连接有围岩6，围岩6顶面上设置有山体5，自台阶斜坡面4一侧开始，主体27的另一侧面上依次设置有连续装药结构7、空气间隔装药结构8、孔底分段装药结构9、空气间隔装药结构10、孔内分段装药结构11和混合装药结构12；如图3和图4所示，主体27的另一侧面上设置有移动电源存放盒20、电路控制中心存放盒21和总开关存放盒22，移动电源存放盒20内设置有纽扣23(纽扣具体说是个螺丝和螺母，镶在门上，目的是能够方便的打开移动电源存放盒)，台阶斜坡面4的顶部设置有台阶坡顶线14，台阶斜坡面4的侧面上设置有台阶坡底线13；如图2所示，自围岩6端开始，主体27的上表面依次设置有预裂炮孔17、缓冲炮孔16和主爆区炮孔15，预裂炮孔17、缓冲炮孔16和主爆区炮孔15处均设置有指示灯18；其中，预裂炮孔17是预裂爆破的炮孔，预裂爆破的作用提前爆破形成自由面，减少对保留岩体的破坏，为图2中最靠边小的炮孔；缓冲炮孔17主要起到缓冲的作用，同样是减少对保留岩体的破坏，为图2中次靠右边的小炮孔；主爆区炮孔15为台阶爆破的炮孔，主爆区炮孔15直径要比预裂炮孔17和缓冲炮孔16大。底板3的底部设置有滚轮1。山体5上设置有拉手19,方便拉开或者合并保留围岩。

其中，

1)、围岩：主要展示了模型周边的围岩。

2)、主爆区：主要展示主爆区炮孔的布置和整体结构。

3)、保留区：主要展示预裂炮孔和缓冲炮孔的布置以及预裂炮孔的爆破后留下的半孔痕。

4)、控制中心：包括电路控制中心存放盒21和总开关存放盒22：展示的是电路主板及控制开关。

5)、移动电源存放盒：材料为移动电源，方便直接供电，较使用电源适配器简单方便。

此发明的几种功能：

图5和图6分别表示预裂爆破后露天台阶爆破物理模型的俯视图以及露天台阶爆破物理模型的保留区主视图。

1)、展示不同起爆顺序：分别展示梯形顺序起爆(图7和图8)、排间奇偶顺序起爆(图9和图10)、波浪形顺序起爆(图11和图12)、排间顺序起爆(图13)、对角线顺序起爆(图14)和V形顺序起爆(图15)这六种不同的起爆顺序。这六种不同的起爆顺序主要由8*8点阵LED显示器控制。LED显示器，简称LED点阵板或LED矩阵板。通过编写程序实现此六种起爆顺序，此程序为常规的程序。

2)、孔网参数展示：包括梯形顺序起爆、排间奇偶顺序起爆、波浪形顺序起爆、排间顺序起爆、对角线顺序起爆以及V形顺序起爆这六种不同起爆顺序中的孔距和排距。

3)、爆破台阶参数展示：爆破台阶参数主要有底盘抵抗线、超深、台阶高度、安全距离和台阶坡面角等。其中，底盘抵抗线(Wd)指炮孔中心到台阶坡底线的水平距离。超深h是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深，其作用是降低装药中心的位置，以便有效地克服台阶底部阻力，避免或减少留根底，以形成平整的底部平盘。台阶高度为台阶坡顶线至台阶坡底线的垂直距离。安全距离为台阶面上从第一排钻孔中心至坡顶线的距离。台阶坡面角指台阶斜坡面和台阶坡底线形成的角度。

4)、装药结构展示：主爆区有连续装药结构7、空气间隔装药结构8(空气层在顶部)、孔底分段装药结构9、空气间隔装药结构10(空气层在中部)、孔内分段装药结构11、混合装药结构12这六种不同的装药结构。其中孔底分段装药结构9和空气间隔装药结构10(空气层在中部)用雷管引爆并反向起爆。预裂孔装药结构为不耦合连续装药结构和不耦合分段装药结构两种。

5)、预裂爆破技术展示：预裂爆破技术主要用于保护主爆区之外的保护区的围岩，在主爆区之前起爆，预裂孔形成一个自由面，减弱了主爆区爆破时对围岩的破坏。预裂爆破技术设计预裂孔、缓冲孔和主爆孔。

本模型采用露天深孔台阶爆破方法，采用泡沫板为主要材料，在主爆区内布置8排8列主爆孔，其中第一列炮孔布置6根透明塑料管来展示主爆孔的6种不同的装药结构，分别为连续装药结构、空气间隔装药(空气层在顶部)、孔底分段装药、空气间隔装药(空气层在中部)、孔内分段装药和混合装药结构。主爆孔上安装了指示灯，可以显示不同的爆破状态和6种不同的起爆顺序，分别为排间顺序起爆、排间奇偶式顺序起爆、波浪式顺序起爆、V字形顺序起爆、梯形顺序起爆和对角线顺序起爆。控制中心使用了加强版的STC12C5A60S2单片机进行主控并编出代码(其代码为常规的代码，控制中心也是常规的连接)，制作出自动控制系统，加入了移动电源，起到了方便节能的作用。保留区布置48个预裂炮孔，最前面预裂炮孔布置两根透明塑料管来展示两种不同的预裂爆破装药结构。保留区采用可拉伸式机械装置(具体是指拉杆和拉手的结合，就像电脑桌上放键盘的拉杆一样，可拉伸)来展示预裂爆破的技术。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化。

Claims (4)

1.一种露天台阶爆破物理模型，其特征在于，包括底板(3)，所述底板(3)上设置有支柱(2)，所述支柱(2)上设置有主体(27)，所述主体(27)包括四个侧面，所述主体(27)的一侧设置有台阶斜坡面(4)，主体(27)上且与台阶斜坡面(4)相对的一侧连接有围岩(6)，所述围岩(6)顶面上设置有山体(5)，自台阶斜坡面(4)一侧开始，所述主体(27)的另一侧面上依次设置有连续装药结构(7)、空气间隔装药结构(8)、孔底分段装药结构(9)、空气间隔装药结构(10)、孔内分段装药结构(11)和混合装药结构(12)；所述主体(27)的另一侧面上设置有移动电源存放盒(20)、电路控制中心存放盒(21)和总开关存放盒(22)，所述移动电源存放盒(20)内设置有纽扣(23)，所述台阶斜坡面(4)的顶部设置有台阶坡顶线(14)，所述台阶斜坡面(4)的侧面上设置有台阶坡底线(13)；自围岩(6)端开始，所述主体(27)的上表面依次设置有预裂炮孔(17)、缓冲炮孔(16)和主爆区炮孔(15)，所述预裂炮孔(17)、缓冲炮孔(16)和主爆区炮孔(15)处均设置有指示灯(18)。

2.根据权利要求1所述的露天台阶爆破物理模型，其特征在于，所述底板(3)的底部设置有滚轮(1)。

3.根据权利要求1所述的露天台阶爆破物理模型，其特征在于，所述山体(5)上设置有拉手(19)。

4.根据权利要求1所述的露天台阶爆破物理模型，其特征在于，所述指示灯(18)为主爆区炮孔(15)以8*8点阵LED显示器表示，缓冲炮孔(16)和预裂炮孔(17)以24*2点阵LED显示器表示。