CN107843159B - 岩石爆破装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了岩石爆破装置及其使用方法，属于岩石爆破技术领域，其包括主弹体以及主弹体发射装置；主弹体包括有装填有发射药的主药腔，主药腔于其开口处装配有第一封闭盖体，主药腔的另一端设置有主底火；主弹体发射装置包括发射体以及用于击发主弹体的击发机构，发射体包括有发射管，发射体内还设置有发射腔，发射腔的底端与发射管内孔的顶端相连通，主弹体装纳于发射腔内，且其主药腔设置有开口的一端正对于发射管内孔的顶端。本发明所提供的岩石爆破装置及其使用方法，主要利用具有不可压缩性质的液体水作为冲击载体，有效解决了岩石碎块的飞溅问题，并避免了对周围其他山体岩石造成冲击和扰动，保障了山体、人员的安全。
Description
技术领域
本发明涉及岩石爆破技术领域，主要涉及岩石爆破装置及其使用方法。
背景技术
常规的岩石爆破方案主要是在待爆破的岩石中插入爆炸物，引爆爆炸物，利用爆炸时所产生的气体膨胀冲击炸碎岩石。但由于传统的爆破方案主要利用膨胀气体作为冲击载体，破坏性极强，往往会产生大量飞溅的岩石碎块，并对其周围的山体造成冲击和扰动，具有严重的安全隐患。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：提供一种岩石爆破装置及其使用方法，可解决传统爆破方法中岩石碎块的飞溅问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的方案是：岩石爆破装置，包括主弹体以及主弹体发射装置；所述主弹体包括有装填有发射药的主药腔，所述主药腔的一端设置有开口，所述主药腔于其开口处装配有第一封闭盖体，所述主药腔的另一端设置有主底火；所述主弹体发射装置包括发射体以及用于击发主弹体的击发机构，所述发射体包括有发射管，所述发射体内还设置有发射腔，所述发射腔的底端与发射管内孔的顶端相连通，所述主弹体装纳于所述发射腔内，且其主药腔设置有开口的一端正对于所述发射管内孔的顶端。
进一步的，还包括与主弹体相对应的辅助弹体，所述辅助弹体包括有装填有发射药的副药腔，所述副药腔的一端处设置有开口，所述副药腔于其开口处还装配有第二封闭盖体，所述第二封闭盖体上开设有引孔，所述引孔的底部设置有用于击发副药腔内发射药的副底火，所述引孔内还设置有正对于副底火的副撞针，所述副撞针与第二封闭盖体之间可断裂连接。
进一步的，所述击发机构包括有与发射体固定连接的击发体，所述击发体内设置有同轴向设置的击发腔和击杆，所述击杆的首端贯穿击发腔的底壁并插入于击发腔内且可沿击发腔的轴向滑动，所述击杆的首端呈较小端靠内的圆锥体形状；所述击发体内还设置有撞针和撞针腔，所述撞针设置于撞针腔内且可沿其轴向滑动，所述撞针和撞针腔的轴向均垂直于击发腔的轴向，所述撞针腔的顶端与击发腔相连通，所述撞针的顶端与击杆首端圆锥形部位的侧部相抵接，所述撞针腔的底端与发射腔的顶端之间通过导向盖相隔断，所述撞针的底端贯穿该导向盖并延伸至发射腔内，所述撞针的底端正对于主弹体的主底火并与其相抵接，所述击杆插入于击发腔内的部位上还设置有凸缘，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧套于击杆上，且其两端分别固定在凸缘和击发腔的底壁上。
进一步的，所述击发体还包括有套筒，所述套筒的内孔与击杆的轴线共线，所述击杆延伸出底壁外侧的部位插入于套筒内孔中且可沿其轴向移动，所述击杆与套筒内孔之间留有空隙，还包括球体，所述击杆插入于套筒内孔内的部位上设置有径向凸起，所述球体置于该径向凸起的内侧并卡入径向凸起与空隙所形成的容腔内，所述击杆于击发腔内的滑动行程大于该套筒内孔的轴向长度，所述球体连接有拉绳。
进一步的，所述发射管呈较大端靠近发射腔的圆锥体形状。
岩石爆破装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤A、在待爆破岩石上钻出其直径与发射管外径相匹配的盲孔；
步骤B、往盲孔中注入水，将发射管插入至盲孔内，使水漫过发射管内孔的底端；
步骤C、利用击发机构击发主弹体。
进一步的，在步骤A与步骤B之间，在盲孔中布置辅助弹体，在步骤B中，使水漫过辅助弹体的引孔。
本发明的有益效果是：本发明所提供的岩石爆破装置及其使用方法，主要利用具有不可压缩性质的液体水作为冲击载体，相较传统爆破方案中以气体作为冲击载体，有效解决了岩石碎块的飞溅问题，并避免了对周围其他山体岩石造成冲击和扰动，保障了山体、人员的安全。
附图说明
图1为本发明所提供的岩石爆破装置的结构示意图；
图2为本发明所提供的岩石爆破装置使用时的示意图；
图3为主弹体的结构示意图；
图4为辅助弹体的结构示意图。
【具体符号说明】
1-主弹体，2-辅助弹体，3-发射体，4-主药腔，5-第一封闭盖体，6-发射腔，7-发射管，8-副药腔，9-第二封闭盖体，10-引孔，11-副撞针，12-击发体，13-击杆，14-击发腔，15-底壁，16-撞针，17-撞针腔，18-导向盖，19-套筒，20-径向凸起，21-球体，22-拉绳，23-凸缘，24-主底火，25-副底火。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明所提供的岩石爆破装置及其使用方法作详细介绍。
如图1所示，本发明所提供的岩石爆破装置，其包括主弹体1以及主弹体发射装置；所述主弹体1包括有装填有发射药的主药腔4，所述主药腔4的一端设置有开口，所述主药腔4于其开口处装配有第一封闭盖体5，所述主药腔4的另一端设置有主底火24；所述主弹体发射装置包括发射体3以及用于击发主弹体1的击发机构，所述发射体3包括有发射管7，所述发射体3内还设置有发射腔6，所述发射腔6的底端与发射管7内孔的顶端相连通，所述主弹体1装纳于所述发射腔6内，且其主药腔4设置有开口的一端正对于所述发射管7内孔的顶端。
在使用本发明所提供的岩石爆破装置时，如图2所示，操作人员应在待爆破岩石上钻出在其直径与发射管7外径相匹配的盲孔，其中，盲孔直径与发射管7外径相匹配即指：在插入盲孔后，发射管7外壁能与盲孔内壁紧密相贴，从而封闭盲孔。钻孔后，操作人员往盲孔中注入水，并将主弹体1击发装置的发射管7插入至盲孔内，并使水漫过发射管7内孔的底端。之后，操作人员操作击发机构，击发主弹体1的主底火24，如图3所示，主底火24击发装有发射药的主药腔4，主药腔4于发射腔6中爆炸，发射第一封闭盖体5，发射管7以及发射腔6内的气体剧烈膨胀，爆炸气体和第一封闭盖体5于发射管7内孔的底端射出，压迫孔内水，从而使孔内水产生震荡冲击波。而由于液体水具有不可压缩、密度较高和流动粘度较大的特性，震荡冲击波使孔内水对孔壁产生瞬间高压冲击，冲击孔壁，从而碎裂岩石。且在岩石分裂开后，孔内水于其开裂处流出，其压力得到释放，即不再向孔壁施加冲击力，岩石碎块并不会产生飞溅。本发明所提供的岩石爆破装置，主要利用具有不可压缩性质的液体水作为冲击载体，相较传统爆破方案中以气体作为冲击载体，有效解决了岩石碎块的飞溅问题，并避免了对周围其他山体岩石造成冲击和扰动，保障了山体、人员的安全。此外，在本实施方式当中，为保证主药腔4的封闭性，第一封闭盖体5过盈装配于主药腔4的开口处。
在上述实施方式的基础上，为提高本装置应用于大、中型岩石的适用性，作为优选方式，本实施方式当中，还包括与主弹体1相对应的辅助弹体2，所述辅助弹体2包括有装填有发射药的副药腔8，所述副药腔8的一端处设置有开口，所述副药腔8于其开口处还装配有第二封闭盖体9，所述第二封闭盖体9上开设有引孔10，所述引孔10的底部设置有用于击发副药腔8内发射药的副底火25，所述引孔10内还设置有正对于副底火25的副撞针11，所述副撞针11与第二封闭盖体9之间可断裂连接。其中，辅助弹体2与主弹体1相对应即指，辅助弹体2由主弹体1击发。如图2所示，操作人员于盲孔注水前，将辅助弹体2布置于盲孔当中，在注水时，使液体水漫过辅助弹体2的引孔10。其中，副撞针11与第二封闭盖体9之间可采用薄板连接、塑料点相接等在使副撞针11受到液体水的高压冲击时可断裂的连接形式。如图4所示，副撞针11在受到冲击时，能与第二封闭盖体9相分离并击发副底火25，从而引爆装有发射药的副药腔8，对孔内水产生震荡冲击波，提高孔内水对孔壁产生的高压冲击，以对大、中型岩石进行碎裂。此外，在本实施方式当中，副药腔8和主药腔4内装填的发射药均为单基发射药，含能部分为纤维素硝酸酯。
在上述实施方式当中，击发机构可以采用枪械中的子弹击发机构，而常规的击发机构结构较为复杂，实施成本较高，所以为简化击发机构，降低实施成本，作为优选方式，本实施方式当中，所述击发机构包括有与发射体3固定连接的击发体12，所述击发体12内设置有同轴向设置的击发腔14和击杆13，所述击杆13的首端贯穿击发腔14的底壁15并插入于击发腔14内且可沿击发腔14的轴向滑动，所述击杆13的首端呈较小端靠内的圆锥体形状；所述击发体12内还设置有撞针16和撞针腔17，所述撞针16布置于撞针腔17内且可沿其轴向滑动，所述撞针16和撞针腔17的轴向均垂直于击发腔14的轴向，所述撞针腔17的顶端与击发腔14相连通，所述撞针16的顶端与击杆13首端圆锥形部位的侧部相抵接，所述撞针腔17的底端与发射腔6的顶端之间通过导向盖18相隔断，所述撞针16的底端贯穿该导向盖18并延伸至发射腔6内，所述撞针16的底端正对于主弹体1的主底火24并与其相抵接，所述击杆13插入于击发腔14内的部位上还设置有凸缘23，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧套于击杆13上，且其两端分别固定在凸缘23和击发腔14底壁15上。在需要击发主弹体1时，操作人员向外拉动击杆13，压缩弹簧随着击杆13向外的移动而集聚弹性势能。随后，操作人员释放击杆13，击杆13在压缩弹簧的带动下向内运动，随着击杆13向内运动，其圆锥形状的顶端带动撞针16沿撞针腔17的轴向朝撞针腔17的底端移动，撞针16从而击发位于发射腔6内的主弹体1的主底火24。其中，击杆13靠内一侧即指其远离底壁15一侧，导向孔避免撞针16发生弯折致使其难以击发主底火24的情况的发生。
在上述实施方式的基础上，为方便操作人员于较远距离处拉动、释放击杆13，作为优选方式，本实施方式当中，所述击发体12还包括有套筒19，所述套筒19的内孔与击杆13的轴线共线，所述击杆13延伸出底壁15外侧的部位置于套筒19内孔中且可沿其轴向移动，所述击杆13与套筒19内孔之间留有空隙，还包括球体21，所述击杆13插入于套筒19内孔内的部位上设置有径向凸起20，所述球体21置于该径向凸起20的内侧并卡入径向凸起20与空隙所形成的容腔内，所述击杆13于击发腔14内的滑动行程大于该套筒19内孔的轴向长度，所述球体21连接有拉绳22。操作人员可以于较远距离处向外侧拉动拉绳22，球体21抵住径向凸起20，从而带动击杆13向外侧移动，而由于击杆13于击发腔14内的滑动行程大于该套筒19内孔的轴向长度，所以随着击杆13的不断移动，径向凸起20逐渐移动至套筒19内孔之外，容腔从而形成一个供球体21脱离的开口，球体21随即从容腔当中脱离，从而释放击杆13，击杆13在压缩弹簧的带动下向内侧滑动，使撞针16击发主弹体1。其中，径向凸起20内侧即指其靠近底壁15的一侧。
而在实际操作当中，受限于现有钻孔技术，待爆破岩石上钻出孔的具有误差，致使插入盲孔中的发射管7难以与盲孔紧密相贴。所以作为优选方式，本实施方式当中，所述发射管7呈较大端靠近发射腔6的圆锥体形状。发射管7的外径由其底端逐渐增大，使其在插入于不同大小的盲孔当中时，均可以与盲孔紧密相贴，从而提高了本装置的适用性。
本发明还提供了一种上述的岩石爆破装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤A、在待爆破岩石上钻出其直径与发射管7外径相匹配的盲孔；
步骤B、往盲孔中注入水，将发射管7插入至盲孔内，使水漫过发射管7内孔的底端；
步骤C、利用击发机构击发主弹体1。
如图2所示，发射管7的外径与盲孔直径相匹配即指：在插入盲孔后，发射管7外壁能与盲孔内壁紧密相贴，从而封闭盲孔。而在主弹体1击发后，第一封闭盖体5和气体于发射管7内孔的底端射出，压迫孔内水，使孔内水产生震荡冲击波。而由于液体水具有不可压缩的性质，震荡冲击波使孔内水对孔壁产生瞬间高压冲击，冲击孔壁的脆弱部位，从而碎裂岩石。本发明所提供的岩石爆破装置的使用方法，主要利用具有不可压缩性质的液体水作为冲击载体，相较传统炸药产生的气体作为冲击载体，有效解决了岩石碎块的飞溅问题，并避免了对周围其他山体岩石造成冲击和扰动，保障了山体、人员的安全。
此外，为提高岩石爆破装置对于大、中型岩石的适用性，作为优选方式，本实施方式当中，在步骤A与步骤B之间，在盲孔中布置辅助弹体2，在步骤B中，使水漫过辅助弹体2的引孔10。如图2所示，辅助弹体2中的副药腔8在受到水所传递的由主弹体1所引发的震荡冲击波后引爆，从而提高孔内水对孔壁产生的高压冲击力，以对大、中型岩石爆破。
Claims (5)
1.岩石爆破装置，其特征在于：包括主弹体(1)以及主弹体发射装置；所述主弹体(1)包括有装填有发射药的主药腔(4)，所述主药腔(4)的一端设置有开口，所述主药腔(4)于其开口处装配有第一封闭盖体(5)，所述主药腔(4)的另一端设置有主底火(24)；所述主弹体发射装置包括发射体(3)以及用于击发主弹体(1)的击发机构，所述发射体(3)包括有发射管(7)，所述发射体(3)内还设置有发射腔(6)，所述发射腔(6)的底端与发射管(7)内孔的顶端相连通，所述主弹体(1)装纳于所述发射腔(6)内，且其主药腔(4)设置有开口的一端正对于所述发射管(7)内孔的顶端；
所述岩石爆破装置还包括与主弹体(1)相对应的辅助弹体(2)，所述辅助弹体(2)被设置为由所述主弹体(1)击发，所述辅助弹体(2)包括有装填有发射药的副药腔(8)，所述副药腔(8)的一端处设置有开口，所述副药腔(8)于其开口处还装配有第二封闭盖体(9)，所述第二封闭盖体(9)上开设有引孔(10)，所述引孔(10)的底部设置有用于击发副药腔(8)内发射药的副底火(25)，所述引孔(10)内还设置有正对于副底火(25)的副撞针(11)，所述副撞针(11)与第二封闭盖体(9)之间可断裂连接；
其中，所述击发机构包括有与发射体(3)固定连接的击发体(12)，所述击发体(12)内设置有同轴向设置的击发腔(14)和击杆(13)，所述击杆(13)的首端贯穿击发腔(14)的底壁(15)并插入于击发腔(14)内且可沿击发腔(14)的轴向滑动，所述击杆(13)的首端呈较小端靠内的圆锥体形状；所述击发体(12)内还设置有撞针(16)和撞针腔(17)，所述撞针(16)设置于撞针腔(17)内且可沿其轴向滑动，所述撞针(16)和撞针腔(17)的轴向均垂直于击发腔(14)的轴向，所述撞针腔(17)的顶端与击发腔(14)相连通，所述撞针(16)的顶端与击杆(13)首端圆锥形部位的侧部相抵接，所述撞针腔(17)的底端与发射腔(6)的顶端之间通过导向盖(18)相隔断，所述撞针(16)的底端贯穿所述导向盖(18)并延伸至发射腔(6)内，所述撞针(16)的底端正对于主弹体(1)的主底火(24)并与其相抵接，所述击杆(13)插入于击发腔(14)内的部位上还设置有凸缘(23)，所述击发机构还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧套于击杆(13)上，且所述压缩弹簧两端分别固定在凸缘(23)和击发腔(14)的底壁(15)上。
2.按照权利要求1所述的岩石爆破装置，其特征在于：所述击发体(12)还包括有套筒(19)，所述套筒(19)的内孔与击杆(13)的轴线共线，所述击杆(13)延伸出底壁(15)外侧的部位置于套筒(19)内孔中且可沿其轴向移动，所述击杆(13)与套筒(19)内孔之间留有空隙，所述击发体(12)还包括球体(21)，所述击杆(13)插入于套筒(19)内孔内的部位上设置有径向凸起(20)，所述球体(21)置于该径向凸起(20)的内侧并卡入径向凸起(20)与空隙所形成的容腔内，所述击杆(13)于击发腔(14)内的滑动行程大于该套筒(19)内孔的轴向长度，所述球体(21)连接有拉绳(22)。
3.按照权利要求1所述的岩石爆破装置，其特征在于：所述发射管(7)呈较大端靠近发射腔(6)的圆锥体形状。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的岩石爆破装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、在待爆破岩石上钻出其直径与发射管(7)外径相匹配的盲孔；
步骤B、往盲孔中注入水，将发射管(7)插入至盲孔内，使水漫过发射管(7)内孔的底端；
步骤C、利用击发机构击发主弹体(1)。
5.按照权利要求4所述的岩石爆破装置的使用方法，其特征在于：在步骤A与步骤B之间，在盲孔中布置辅助弹体(2)，在步骤B中，使水漫过辅助弹体(2)的引孔(10)。
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2017
- 2017-12-04 CN CN201711260556.4A patent/CN107843159B/zh active Active
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