CN106907964B - 一种炮孔快速封堵方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炮孔快速封堵方法，利用快速封堵系统，将原料土烘干、破碎、过筛制备封堵用的土，过筛后的土计量造粒，最后将经过计量并制好的粘土颗粒用空压机吹入炮孔中实现封堵。本发明封堵效率高，每小时300～500kg，较人工封堵效率的100kg/h左右，提高了3～5倍；适用范围广，本发明的封堵技术适用于各种爆破场合，不仅适用于矿山井下爆破的狭小空间，也适用于大型露天矿山爆破，尤其对是水平与上向炮孔的封堵，效率高；环保安全，黄粘土经过喷水造粒，在喷射过程中不会出现返尘现象。

Description

一种炮孔快速封堵方法
技术领域
本发明涉及一种炮孔快速封堵方法，属于爆破技术领域。
背景技术
炮孔封堵在工程爆破中发挥了一定的作用，合理的封堵可以延长爆生气体作用时间，提高炸药爆炸能量利用率，减少飞石和有害气体，降低瓦斯粉尘等爆炸的风险，改善爆破效果。然而在实际应用中，一方面人们对炮孔封堵的作用认识不足，另一方面现有的炮孔封堵技术较为落后，导致炮孔封堵情况并不良好。很多爆破工程往往不封堵，而通过加大炸药量来实现预期的爆破效果，存在安全隐患。即使封堵，针对下向炮孔，也只是将钻孔过程中吹出的岩粉、砂子或粘土之类的材料直接人工填进炮孔中，比较容易操作。对于水平炮孔或倾斜上向炮孔，必须进行封堵的，则更多的是采用粘土进行封堵，先将粘土（添加少量水）捏成型，再人工往炮孔里塞，边塞边用棍捣紧。为提高工作效率，降低劳动强度，一些机械设备应运而生。目前用于炮孔封堵的机械化设备主要有炮泥机和炮孔填塞机。
炮泥机是一种机械化制作炮泥的专用设备，是将粘土制成圆柱状炮泥的设备，以代替手工捏制炮泥，降低操作人员的劳动强度，主要针对水平炮孔或倾斜炮孔，但没有配套的炮泥填塞机，无法实现机械填充，还需人工填充炮泥，操作繁琐，劳动量大，还存在操作难度系数大的问题。
炮孔填塞机（车）国外应用较多，主要是针对露天矿山爆破中下向炮孔的封堵，用机械代替人工将钻孔中吹出的岩粉、砂子或粘土之类的材料填进炮孔中，封堵效率高。国内关于炮孔填塞机的报道很少。由于炮孔填塞机是由机械车辆主体改装而成，只适用于露天矿山爆破的大规模封堵，除在某些大型工程中使用了炮孔填塞车外，封堵施工仍需人工操作，产品未实现系列化。
除了炮泥机和炮孔填塞机外，还有一些封堵装置，有的可以单独使用，有的是配合炮泥一起使用。如中国发明专利“快速炮孔堵塞方法”，专利公开号为CN1327187C，公布了一种快速封堵方法，以砂与粘土为封堵材料，配合一种装药器，代替人工炮棍装填方法，可以提高效率、降低劳动强度。但此方法机械化程度较低，不适应现代爆破技术的发展需要。
上述方法在一定程度上用机械代替了人工操作，提高了工作效率，降低了劳动强度，但整体机械化程度较低，适用范围较窄，不适应现代爆破技术的发展需要。
现代爆破技术正朝着精细化、数字化方向发展，要求我们对爆破有更加合理、更加精确的控制方法，这必然也对炮孔的封堵提出了更高的要求。与此同时，随着现场混装炸药技术的广泛应用，快速、高效的炸药装填技术必然要求有与之配套的炮孔封堵技术，因此，高效的炮孔封堵是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种安全、高效的炮孔快速封堵方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种炮孔快速封堵方法，利用快速封堵系统，将原料土烘干、破碎、过筛制备封堵用的土，过筛后的土计量造粒，最后将经过计量并制好的粘土颗粒用空压机吹入炮孔中实现封堵。
进一步的，所述土为粘土，烘干后的粘土堆积密度为1.35g/cm3，加湿后的堆积密度为1.45～1.55 g/cm3；
对于生产能力为300kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为18%，造粒后粘土堆积密度为1.53 g/cm3，所述空压机的风压为0.48 MPa，所述输料螺旋的转速为16r/min，产能为300kg/h，所述造粒机的转速位13r/min、倾角为43°、产能为300kg/h，所述计量喷雾装置的流量为54kg/h，所述计量螺旋的转速为12r/min，产能为246kg/h；
对于生产能力为400kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为15%，造粒后粘土堆积密度为1.5g/cm3，所述空压机的风压0.5 MPa，所述输料螺旋的转速22r/min，产能400kg/h，所述造粒机的转速15r/min、倾角45°、产能400kg/h，所述计量喷雾装置的流量60 kg/h，所述计量螺旋的转速17r/min，产能340kg/h；
对于生产能力为500kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为12%，造粒后粘土堆积密度为1.46g/cm3，所述空压机的风压为0.55 MPa，所述输料螺旋的转速为28r/min，产能为500kg/h，所述造粒机的转速为17r/min、倾角为48°、产能为500kg/h，所述计量喷雾装置的流量为60 kg/h，所述计量螺旋的转速为22r/min，产能为440kg/h。
进一步的，所述快速封堵系统包括烘干装置、破碎装置、过筛装置、提升装置、料箱、计量螺旋、计量喷雾装置、造粒机、输送螺旋、空压机；所述原料土先送入烘干装置烘干，而后由破碎装置破碎，最后送入过筛装置过10～20目筛制备封堵用的土；过筛后的土经过提升装置送入料箱，在料箱下部设置计量螺旋，计量螺旋埋在物料中，计量螺旋把土送入与料箱出料口连接的造粒装置中，根据计量螺旋输出的土质量确定计量喷雾装置的转速使其输出相应量的水，使加湿后土的含水率在10～20%之间，边喷雾边转动，将土制成直径3～6mm的颗粒；随着造粒机地旋转，粘土颗粒将沿造粒机边缘溢出，进入输送螺旋装置进料口内，造粒后的土进入输送螺旋装置，输送螺旋装置的螺距设置由小变大，使物料受力越来越小，确保物料一直保持松散状态，粘土颗粒在螺旋的推动及重力的作用下落入输料管，和压缩空气一起吹入炮孔。
更进一步的，所述输料管在吹料时先伸入炮孔底部，随着物料吹入炮孔，输料管按一定的速度从炮孔中退出。
更进一步的，所述快速封堵系统中，将料箱、计量螺旋、造粒机、计量喷雾装置、输送螺旋、空压机安装在一个独立的车上或者安装在现场混装炸药车上，设备动力来源于车上的发动机。
进一步的，所述输料管末端安装宝塔接头，在宝塔接头另一端安装环形网筛，为防止网筛把起爆器材的引线拔出，在网筛上设置一个缺口，缺口尺寸由起爆器材的种类来确定。
更进一步的，所述缺口尺寸的设置，当起爆器材为电雷管或导爆管雷管时:a≥5mm，b≥5mm；当起爆器材为导爆索时: a≥8mm，b≥8mm。
进一步的，所述计量喷雾装置由水箱、水管、过滤器、计量泵和喷头依次连接组成。
进一步的，所述炮孔的直径≥50mm，输料管的内径为32mm，空压机的输出风压为0.4～0.8MPa，所述宝塔铜接头公称直径为32mm，环形网筛的内径32.5mm，外径比炮孔直径略小，厚度是2mm，网眼直径是2mm，网眼的间距为3mm。
本发明与现有技术相比，所产生的有益效果是：
（1）封堵效率高，每小时300～500kg，较人工封堵效率的100kg/h左右，提高了3～5倍。
（2）适用范围广，本发明的封堵技术适用于各种爆破场合，不仅适用于矿山井下爆破的狭小空间，也适用于大型露天矿山爆破，尤其对是水平与上向炮孔的封堵，效率高。
（3）环保安全，黄粘土经过喷水造粒，在喷射过程中不会出现返尘现象。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
图1 为本发明局部结构示意图；
图2 为本发明环形网筛的结构示意图；
图3 为本发明宝塔接头的结构示意图。
图中：1、料箱，2、计量螺旋，3、出料管，4、造粒机，5、水箱，6、水管，7、过滤器，8、计量泵，9、喷头，10、导料槽，11、进料槽，12、输料螺旋，13、出料管，14、空压机，15、气管，16、转换接头，17、输料管，18、炮孔，19、宝塔接头，20、网筛，21、炸药，22、雷管脚线。
具体实施方式
实施例1
一种炮孔快速封堵方法，利用快速封堵系统，将原料土烘干、破碎、过筛制备封堵用的土，过筛后的土计量造粒，最后将经过计量并制好的粘土颗粒用空压机吹入炮孔中实现封堵。
所述土为粘土，烘干后的粘土堆积密度为1.35g/cm3，加湿后的堆积密度为1.45～1.55 g/cm3；
对于生产能力为300kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为18%，造粒后粘土堆积密度为1.53 g/cm3，所述空压机的风压为0.48 MPa，所述输料螺旋的转速为16r/min，产能为300kg/h，所述造粒机的转速位13r/min、倾角为43°、产能为300kg/h，所述计量喷雾装置的流量为54kg/h，所述计量螺旋的转速为12r/min，产能为246kg/h；
对于生产能力为400kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为15%，造粒后粘土堆积密度为1.5g/cm3，所述空压机的风压0.5 MPa，所述输料螺旋的转速22r/min，产能400kg/h，所述造粒机的转速15r/min、倾角45°、产能400kg/h，所述计量喷雾装置的流量60 kg/h，所述计量螺旋的转速17r/min，产能340kg/h；
对于生产能力为500kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为12%，造粒后粘土堆积密度为1.46g/cm3，所述空压机的风压为0.55 MPa，所述输料螺旋的转速为28r/min，产能为500kg/h，所述造粒机的转速为17r/min、倾角为48°、产能为500kg/h，所述计量喷雾装置的流量为60 kg/h，所述计量螺旋的转速为22r/min，产能为440kg/h。
所述快速封堵系统包括烘干装置、破碎装置、过筛装置、提升装置、料箱、计量螺旋、计量喷雾装置、造粒机、输送螺旋、空压机；所述原料土先送入烘干装置烘干，而后由破碎装置破碎，最后送入过筛装置过10～20目筛制备封堵用的土；过筛后的土经过提升装置送入料箱，在料箱下部设置计量螺旋，计量螺旋埋在物料中，计量螺旋把土送入与料箱出料口连接的造粒装置中，根据计量螺旋输出的土质量确定计量喷雾装置的转速使其输出相应量的水，使加湿后土的含水率在10～20%之间，边喷雾边转动，将土制成直径3～6mm的颗粒；随着造粒机地旋转，粘土颗粒将沿造粒机边缘溢出，进入输送螺旋装置进料口内，造粒后的土进入输送螺旋装置，输送螺旋装置的螺距设置由小变大，使物料受力越来越小，确保物料一直保持松散状态，粘土颗粒在螺旋的推动及重力的作用下落入输料管，和压缩空气一起吹入炮孔。
所述输料管在吹料时先伸入炮孔底部，随着物料吹入炮孔，输料管按一定的速度从炮孔中退出。
所述快速封堵系统中，将料箱、计量螺旋、造粒机、计量喷雾装置、输送螺旋、空压机安装在一个独立的车上或者安装在现场混装炸药车上，设备动力来源于车上的发动机。
所述输料管末端安装宝塔接头，在宝塔接头另一端安装环形网筛，为防止网筛把起爆器材的引线拔出，在网筛上设置一个缺口，缺口尺寸由起爆器材的种类来确定。
当起爆器材为电雷管或导爆管雷管时:a≥5mm，b≥5mm; 当起爆器材为导爆索时:a≥8mm，b≥8mm。
所述计量喷雾装置由水箱、水管、过滤器、计量泵和喷头依次连接组成。
所述炮孔的直径≥50mm，输料管的内径为32mm，空压机的输出风压为0.4～0.8MPa，所述宝塔铜接头公称直径为32mm，环形网筛的内径32.5mm，外径比炮孔直径略小，厚度是2mm，网眼直径是2mm，网眼的间距为3mm。
实施例2
炮孔直径70mm，孔深7m，封堵长度为2.6m，倾斜上向炮孔35°（炮孔与垂直面的夹角），数量23个，封堵系统的生产能力为300kg/h。将制备好的备用粘土1t装入料箱，驶往爆破现场，开启空压机达到0.48MPa，把输药管送入炮孔底部，依次开启输送螺旋，造粒机，计量螺旋，待计量螺旋出料后开启喷雾计量装置。计量螺旋将干粘土输送到造粒机中，螺旋内充满物料，保证了计量准确。计量喷雾装置喷出水雾，造粒完成的粘土输送到输送螺旋内，粘土颗粒在螺旋的推动及重力的作用下落入输料管，和压缩空气一起吹入炮孔，输料管缓缓退出炮孔，炮孔封堵完成后，暂停输料螺旋，移到下一个炮孔，重复上述步骤，所有炮孔封堵完成后，依次关闭计量螺旋、计量喷雾装置、造粒机、输送螺旋、空压机。封堵23个孔用时75min，用土371 kg。爆破过程中无冲孔和飞石现象，爆破后，物料块度适中，无大块现象，爆破效果良好。
实施例3
炮孔直径90mm，孔深8.5m，封堵长度为3.6m，倾斜上向炮孔47°（炮孔与垂直面的夹角），数量20个，封堵系统的生产能力设置为400kg/h。将制备好的备用粘土1.5t装入料箱，驶往爆破现场，开启空压机达到0.5 MPa，把输药管送入炮孔底部，依次开启输送螺旋，造粒机，计量螺旋，待计量螺旋出料后开启喷雾计量装置。计量螺旋将干粘土输送到造粒机中，计量喷雾装置喷出水雾，造粒完成的粘土输送到输送螺旋内，粘土颗粒在螺旋的推动及重力的作用下落入输料管，和压缩空气一起吹入炮孔，输料管缓缓退出炮孔，炮孔封堵完成后，暂停输料螺旋，移到下一个炮孔，重复上述步骤，所有炮孔封堵完成后，依次关闭计量螺旋、计量喷雾装置、造粒机、输送螺旋、空压机。封堵20个孔用时107min，用的土量705 kg。爆破过程中无冲孔和飞石现象，爆破后，物料块度适中，无大块现象，爆破效果良好。
实施例4
炮孔直径115mm，孔深9.5m，封堵长度为3.8m，水平炮孔，数量21个，封堵系统的生产能力设置为500kg/h。将制备好的备用粘土2t装入料箱，驶往爆破现场，开启空压机达到0.55 MPa，把输药管送入炮孔底部，依次开启输送螺旋，造粒机，计量螺旋，待计量螺旋出料后开启喷雾计量装置。计量螺旋将干粘土输送到造粒机中，计量喷雾装置喷出水雾，造粒完成的粘土输送到输送螺旋内，粘土颗粒在螺旋的推动及重力的作用下落入输料管，和压缩空气一起吹入炮孔，输料管缓缓退出炮孔，炮孔封堵完成后，暂停输料螺旋，移到下一个炮孔，重复上述步骤，所有炮孔封堵完成后，依次关闭计量螺旋、计量喷雾装置、造粒机、输送螺旋、空压机。封堵21个孔用时149min，用的土量1220 kg。爆破过程中无冲孔和飞石现象，爆破后，物料块度适中，无大块现象，爆破效果良好。
本发明与现有技术相比，所产生的有益效果是：
（1）封堵效率高，每小时300～500kg，较人工封堵效率的100kg/h左右，提高了3～5倍。
（2）适用范围广，本发明的封堵技术适用于各种爆破场合，不仅适用于矿山井下爆破的狭小空间，也适用于大型露天矿山爆破，尤其对是水平与上向炮孔的封堵，效率高。
（3）环保安全，黄粘土经过喷水造粒，在喷射过程中不会出现返尘现象。
上述给出的实施例和验证实施例只是对本发明技术方案的解释，并不作为对本发明技术方案的限定，在本领域技术人员通过本发明公开后对本发明技术方案的等同变化，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种炮孔快速封堵方法，利用快速封堵系统，将原料土烘干、破碎、过筛制备封堵用的土，过筛后的土计量造粒，最后将经过计量并制好的粘土颗粒用空压机吹入炮孔中实现封堵；所述快速封堵系统包括烘干装置、破碎装置、过筛装置、提升装置、料箱、计量螺旋、计量喷雾装置、造粒机、输送螺旋、空压机；所述原料土先送入烘干装置烘干，而后由破碎装置破碎，最后送入过筛装置过10～20目筛制备封堵用的土；过筛后的土经过提升装置送入料箱，在料箱下部设置计量螺旋，计量螺旋埋在物料中，计量螺旋把土送入与料箱出料口连接的造粒装置中，根据计量螺旋输出的土质量确定计量喷雾装置的转速使其输出相应量的水，使加湿后土的含水率在10～20%之间，边喷雾边转动，将土制成直径3～6mm的颗粒；随着造粒机地旋转，粘土颗粒将沿造粒机边缘溢出，进入输送螺旋装置进料口内，造粒后的土进入输送螺旋装置，输送螺旋装置的螺距设置由小变大，使物料受力越来越小，确保物料一直保持松散状态，粘土颗粒在螺旋的推动及重力的作用下落入输料管，和压缩空气一起吹入炮孔。
2.根据权利要求1所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述土为粘土，烘干后的粘土堆积密度为1.35g/cm3，加湿后的堆积密度为1.45～1.55 g/cm3；
对于生产能力为300kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为18%，造粒后粘土堆积密度为1.53 g/cm3，所述空压机的风压为0.48 MPa，所述输送螺旋的转速为16r/min，产能为300kg/h，所述造粒机的转速为13r/min、倾角为43°、产能为300kg/h，所述计量喷雾装置的流量为54kg/h，所述计量螺旋的转速为12r/min，产能为246kg/h；
对于生产能力为400kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为15%，造粒后粘土堆积密度为1.5g/cm3，所述空压机的风压0.5 MPa，所述输送螺旋的转速22r/min，产能400kg/h，所述造粒机的转速15r/min、倾角45°、产能400kg/h，所述计量喷雾装置的流量60 kg/h，所述计量螺旋的转速17r/min，产能340kg/h；
对于生产能力为500kg/h的快速封堵系统，所述粘土含水量为12%，造粒后粘土堆积密度为1.46g/cm3，所述空压机的风压为0.55 MPa，所述输送螺旋的转速为28r/min，产能为500kg/h，所述造粒机的转速为17r/min、倾角为48°、产能为500kg/h，所述计量喷雾装置的流量为60 kg/h，所述计量螺旋的转速为22r/min，产能为440kg/h。
3.根据权利要求1所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述输料管在吹料时先伸入炮孔底部，随着物料吹入炮孔，输料管按一定的速度从炮孔中退出。
4.根据权利要求1所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述快速封堵系统中，将料箱、计量螺旋、造粒机、计量喷雾装置、输送螺旋、空压机安装在一个独立的车上，设备动力来源于车上的发动机。
5.根据权利要求1所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述输料管末端安装宝塔接头，在宝塔接头另一端安装环形网筛，为防止网筛把起爆器材的引线拔出，在网筛上设置一个缺口，缺口尺寸由起爆器材的种类来确定。
6.根据权利要求5所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述缺口尺寸的设置，当起爆器材为电雷管或导爆管雷管时:缺口宽a≥5mm，缺口高b≥5mm；当起爆器材为导爆索时:缺口宽a≥8mm，缺口高b≥8mm。
7.根据权利要求1所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述计量喷雾装置由水箱、水管、过滤器、计量泵和喷头依次连接组成。
8.根据权利要求5所述的炮孔快速封堵方法，其特征在于：所述炮孔的直径≥50mm，输料管的内径为32mm，空压机的输出风压为0.4～0.8MPa，所述宝塔接头公称直径为32mm，环形网筛的内径32.5mm，外径比炮孔直径略小，厚度是2mm，网眼直径是2mm，网眼的间距为3mm。
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