CN106643308A - 一种轴向递进式二次高效爆破装置及安装方法 - Google Patents

一种轴向递进式二次高效爆破装置及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴向递进式二次高效爆破装置及安装方法，它包括爆破筒（21），爆破筒（1）内设有一级爆破主体和二件爆破主体，一级爆破主体和二级爆破主体之间为钢管（5），钢管（5）内有刚性材料（6），爆破筒入口端通过第一级底座（1）密封；步骤1、将所述爆破装置放入炮眼；步骤2、通过压力泵向真空腔内注水；步骤3、当导水管有水流出时，停止注水；解决了现有技术煤层巷道或隧道建设中爆破装置炸药能量利用率低，炮眼利用率低等单次爆破使巷道的掘进深度与进度比较慢，爆破效果差，炮孔底部的炸药对轴向深部的岩体造成的作用效果不明显、不能使煤层内形成裂缝，使瓦斯的抽采利用率提高，减少生产成本等技术问题。

Description

一种轴向递进式二次高效爆破装置及安装方法
技术领域
本发明属于爆破技术，尤其涉及一种轴向递进式二次高效爆破装置及安装方法。
背景技术
目前，我国的隧道建设采煤过程中，机械化掘进还没有大规模使用，没达到发达水平，爆破技术尤其是钻爆法是我国隧道建设及巷道采煤的主要方式，但是隧道或巷道的掘进中炮眼的利用率低，爆破效果不明显，掘进深度效率低且慢是主要困难，施工难度很大。
我国的煤矿开采过程中特别是地质条件复杂的矿山，掘进巷道和煤层开采时时经常会遇到特厚的岩体和煤层，由于现有爆破装置炸药能量利用率低，炮眼利用率低等单次爆破使巷道的掘进深度与进度比较慢，爆破效果差，炮孔底部的炸药对轴向深部的岩体造成的作用效果不明显，不能进一步提高掘进过程中深度。另外坚硬特厚瓦斯顶煤层的综合开采中，如何让煤层内的应力重新分布，使煤层内形成裂缝，使瓦斯的抽采利用率提高，减少生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种轴向递进式二次高效爆破装置及安装方法，以解决现有技术煤层巷道或隧道建设中爆破装置炸药能量利用率低，炮眼利用率低等单次爆破使巷道的掘进深度与进度比较慢，爆破效果差，炮孔底部的炸药对轴向深部的岩体造成的作用效果不明显、不能使煤层内形成裂缝，使瓦斯的抽采利用率提高，减少生产成本等技术问题。
本发明技术方案：
一种轴向递进式二次高效爆破装置，它包括爆破筒，爆破筒内设有一级爆破主体和二件爆破主体，一级爆破主体和二级爆破主体之间为钢管，钢管内有刚性材料，爆破筒入口端通过第一级底座密封。
所述爆破筒为塑胶材料，爆破筒为双层中空腔结构。
所述第一级底座为螺纹底座，在底座上进水孔，进水孔上安装进水管，进水管上有单相进水阀和压力泵。
第一级底座上设有出水口，出水口与爆破筒顶端设置有导气管，导气管与爆破筒顶端连接处设置有单向出气阀和透气罩。
所述一级爆破主体包括位于第一级底座上的第一炸药室，第一炸药室与钢管连接处设有一级药罩，第一炸药室内安装有第一聚能药柱，第一聚能药柱内部安装有一级导爆雷管，一级导爆雷管与一级引线的一端连接，一级引线的另一端伸出第一级底座外部。
一级药罩为漏斗形结构，漏斗形结构的下底面与钢管接触，上底面与第一聚能药柱接触。
二件爆破主体包括二级螺纹底座，二级螺纹底座上固定有二级爆破主体外壳，二级爆破主体外壳内为二级聚能药柱，二级聚能药柱内设有延期雷管，延期雷管通过二级引爆线与二级引燃雷管连接，二级引燃雷管固定在二级螺纹底座上，二级螺纹底座上与二级引燃雷管连接处开有一个通孔，通孔圆周上设有弹簧，弹簧上固定有撞针。
二级爆破主体外壳为子弹形状。
所述的轴向递进式二次高效爆破装置的安装方法，它包括：
步骤1、将所述爆破装置放入炮眼；
步骤2、通过压力泵向真空腔内注水；
步骤3、当导水管有水流出时，停止注水。
本发明的有益效果：
本发明一级爆破主体与二级爆破主体之间为钢管隔离，在岩体内部进行二次爆破，能提高爆破的效果，生产成本更进一步降低。
本发明采用分级爆破结构，一级爆破主体进行初次爆炸，对岩体产生初次爆破效果，漏斗型药罩会产生巨大聚能冲击波，在刚性材料的作用向下，二级爆破主体会递进钻入深部岩体内，在延期雷管的效果下，产生微差延时的二次爆炸，使二次爆炸的效果会更加明显。
爆破筒为双层真空，可由单向阀注入水，使爆破筒膨胀变形，此时爆破筒会充满整个炮眼，使爆破装置与炮眼紧密接触，并挤排出炮眼内的空气，使爆破装置内的水达到作业要求的压力，充分利用水间隔装药的作用机理。
二级爆破主体外形为子弹型，在聚能冲击波的作用下能轻松地钻进深部沿体内，实施二次爆炸，一级爆破主体与二级爆破主体的长度比例设计为3:1，爆破效果最佳。
本发明装置为可拆卸式，可把二级爆破主体，钢管，刚性材料单独存放，安全方便，一级爆破主体可根据工程的具体要求进行装药量，装药方式的安装，操作便捷。
本发明主要是进行二次爆炸，一级爆炸和普通的爆破效果相似，主要是二次爆炸在同等的炸药量下，本装置的爆炸效果更好，作用更明显。
本发明主要利用微差爆破技术，起底爆破技术，水间隔爆破技术进行设计，减少爆破振动，减少大块量，降低炸药单耗量和粉尘的浓度，增大了炮眼的利用率，增大了爆破效果，和爆破安全性。
解决了现有技术煤层巷道或隧道建设中爆破装置炸药能量利用率低，炮眼利用率低等单次爆破使巷道的掘进深度与进度比较慢，爆破效果差，炮孔底部的炸药对轴向深部的岩体造成的作用效果不明显、不能使煤层内形成裂缝，使瓦斯的抽采利用率提高，减少生产成本等技术问题。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明装入炮眼时的操作示意图；
图3是本发明操作完后爆破前的结构示意图。
具体实施方式：
一种轴向递进式二次高效爆破装置，它包括爆破筒21，爆破筒1内设有一级爆破主体和二件爆破主体，一级爆破主体和二级爆破主体之间为钢管5，钢管5内有刚性材料6，爆破筒入口端通过第一级底座1密封；刚性材料6主要起到隔绝一级爆破主体和二件爆破主体的作用，使之产生延时爆炸。因此本发明中也将刚性材料6称为刚性材料隔绝块。刚性材料6采用钢铁等材料。它固定在钢管5内。为了能够固定住刚性材料6，在钢管5内壁上设置均匀设置3到4个小凸起，刚性材料6放置在小凸起上，爆炸时，刚性材料在动能作用下冲过小凸起。
所述爆破筒21为塑胶材料，爆破筒21为双层中空腔结构。塑胶材料采用聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE等。采用塑胶材料，在外边往中空腔内注入水时，能够变形膨胀，使之与炮眼紧密接触，排出炮眼内的空气，以提高爆炸效果。
所述第一级底座1为螺纹底座，在底座上进水孔，进水孔上安装进水管，进水管上有单相进水阀7和压力泵22；材料为塑胶材料。
第一级底座1上设有出水口，出水口与爆破筒21顶端设置有导气管11，导气管11与爆破筒21顶端连接处设置有单向出气阀8和透气罩9。单向出气阀和透气罩主要用于在注水使使真空腔中的空气排出。导气管11出水口排出水时，说明注水已经住满，提示停止注水。
所述一级爆破主体包括位于第一级底座1上的第一炸药室10，第一炸药室10与钢管5连接处设有一级药罩4，第一炸药室10内安装有第一聚能药柱12，第一聚能药柱12内部安装有一级导爆雷管3，一级导爆雷管3与一级引线2的一端连接，一级引线2的另一端伸出第一级底座1外部。
一级药罩4为漏斗形结构，漏斗形结构的下底面与钢管5接触，上底面与第一聚能药柱12接触。一级药罩4呈漏斗形主要产生聚能爆炸冲击波，冲击波在一级药罩4与钢性材料组成的隔绝块间的介质空气中传播，巨大的冲击波压力使刚性材料隔绝块产生动能，撞击撞针。
二件爆破主体包括二级螺纹底座13，二级螺纹底座13上固定有二级爆破主体外壳19，二级爆破主体外壳19内为二级聚能药柱20，二级聚能药柱20内设有延期雷管18，延期雷管18通过二级引爆线17与二级引燃雷管16连接，二级引燃雷管16固定在二级螺纹底座13上，二级螺纹底座13上与二级引燃雷管16连接处开有一个通孔，通孔圆周上设有弹簧（14，弹簧14上固定有撞针15。二级螺纹底座13为塑料材料。
二级爆破主体外壳19为子弹形状。
所述的轴向递进式二次高效爆破装置的安装方法，它包括：
步骤1、将所述爆破装置放入炮眼；
步骤2、通过压力泵向真空腔内注水；
步骤3、当导水管有水流出时，停止注水。
本发明工作原理：
本爆破装置放入炮眼23中，通过单向进水阀7压入水，使爆破筒21膨胀，直至把炮眼封闭，断绝钻孔内与外界的空气接触，形成水间隔爆破，点燃一级引爆线2，引起第一炸药室10内底部的一级导爆雷管3的爆炸，使聚能药柱从底部开始爆炸，产生起底爆破的效果。一级爆破主体引用孔底爆破的原理可以提高爆破效果和掘进速度，爆破安全性增大，岩体周围侧受到水耦合爆炸作用，硬力均匀分布，岩块小且更加均匀更加规律，爆破效果好，同时对周围岩体的应力场分布，岩体结构产生巨大作用，松动和裂缝等是其表现。在一级爆破主体爆破后对岩体已有一定的作用效果，出现裂缝，松动等现象，聚能爆炸冲击波的巨大压力在一级药罩4与钢性材料的隔绝块间的介质空气中传播，爆炸冲击波作用于刚性材料的隔绝块，使其把冲击波的能量转化为刚性材料隔绝块的巨大动能。刚性材料隔绝块会冲破钢管中固定初始位置，并撞击二级爆破主体，使二级爆破主体递进的钻进裂缝或松动岩体内，二级爆破主体与底座有致密的螺纹连接，底座材质为塑料材质起到缓冲、防止二级爆破主体受到撞击变形立即爆炸的作用，一次爆破时，刚性材料隔绝块撞击二级爆破主体底座，撞击到有弹簧14连接的撞针15，撞针15撞击到二级引燃雷管16产生局部热点，点燃二级引爆线17，最终引爆延期雷管18，使二级聚能药柱20爆炸，该装置会产生延时，会产生微差时间，从而二级爆破主体爆炸，产生微差爆破效果在延期雷管的作用下产生微差，在深部的岩体内进行二次爆炸，产生微差爆破效果，可降低振动的效果飞石减少，炸药能量利用率高，炮眼利用率高且具有减振效果。

Claims (9)

1.一种轴向递进式二次高效爆破装置，它包括爆破筒（21），其特征在于：爆破筒（1）内设有一级爆破主体和二件爆破主体，一级爆破主体和二级爆破主体之间为钢管（5），钢管（5）内有刚性材料（6），爆破筒入口端通过第一级底座（1）密封。
2.根据权利要求1所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：所述爆破筒（21）为塑胶材料，爆破筒（21）为双层中空腔结构。
3.根据权利要求1所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：所述第一级底座（1）为螺纹底座，在底座上进水孔，进水孔上安装进水管，进水管上有单相进水阀（7）和压力泵（22）。
4.根据权利要求1所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：第一级底座（1）上设有出水口，出水口与爆破筒（21）顶端设置有导气管（11），导气管（11）与爆破筒（21）顶端连接处设置有单向出气阀（8）和透气罩（9）。
5.根据权利要求1所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：所述一级爆破主体包括位于第一级底座（1）上的第一炸药室（10），第一炸药室（10）与钢管（5）连接处设有一级药罩（4），第一炸药室（10）内安装有第一聚能药柱(12)，第一聚能药柱(12)内部安装有一级导爆雷管（3），一级导爆雷管（3）与一级引线（2）的一端连接，一级引线（2）的另一端伸出第一级底座（1）外部。
6.根据权利要求5所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：一级药罩（4）为漏斗形结构，漏斗形结构的下底面与钢管（5）接触，上底面与第一聚能药柱(12)接触。
7.根据权利要求1所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：二件爆破主体包括二级螺纹底座（13），二级螺纹底座（13）上固定有二级爆破主体外壳(19)，二级爆破主体外壳(19)内为二级聚能药柱（20），二级聚能药柱（20）内设有延期雷管（18），延期雷管（18）通过二级引爆线（17）与二级引燃雷管（16）连接，二级引燃雷管（16）固定在二级螺纹底座（13）上，二级螺纹底座（13）上与二级引燃雷管（16）连接处开有一个通孔，通孔圆周上设有弹簧（14），弹簧（14）上固定有撞针（15）。
8.根据权利要求7所述的一种轴向递进式二次高效爆破装置，其特征在于：二级爆破主体外壳(19)为子弹形状。
9.如权利要求1-8所述的轴向递进式二次高效爆破装置的安装方法，它包括：
步骤1、将所述爆破装置放入炮眼；
步骤2、通过压力泵向真空腔内注水；
步骤3、当导水管有水流出时，停止注水。
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