CN108844424A - 炮孔堵塞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种炮孔堵塞方法，能够延长爆生气体作用时间，提高炮孔堵塞质量，其特征在于，包括以下步骤：将炸药装入炮孔装药段内，若炮孔装药段与堵塞段存有空气间隔，则在空气间隔上部设置空气间隔物；将炮孔堵塞段由下至上分成三个部分，依次为：缓冲部分、注浆部分、和防护部分；在缓冲部分内填充岩屑形成缓冲结构；将注浆管伸入注浆部分内，距离缓冲结构上表面50～100cm的位置处，接着在注浆部分内填充粒径为1～20mm岩渣或碎石，然后用注浆机开始注浆，所注浆液采用无声破碎剂及早强水泥与水配置，边提升注浆管边注浆，直至浆液充满注浆段内岩渣或碎石的空隙，形成注浆结构；拔出注浆管后，在防护部分内填充岩屑形成防护结构。
Description
技术领域
本发明属于工程爆破技术领域，具体涉及一种可用于矿山、水利水电、交通等领域的岩体爆破施工中的炮孔堵塞方法。
背景技术
炮孔堵塞是爆破施工中的一个重要环节。炮孔堵塞与不堵塞对爆炸冲击波的波峰值影响并不明显，但其后压力的降低，特别是爆生气体压力的降低及其对岩石产生破裂作用的时间，都与是否堵塞有关，炮孔堵塞物因具有一定的质量，炸药爆炸后产生的气体在瞬间将加速到很高的速度，气体想要冲出炮孔口，必须克服堵塞物的惯性阻力及其与炮孔壁之间的粘结力和摩擦阻力，正是由于堵塞物阻力炮孔内高温高压状态的维持时间相对延长，增加炸药化学反应的完全程度，可得到更充分的爆炸能同时，堵塞物阻力延长了孔内高压气体的作用时间，使得先前由应力波作用生成的裂隙在受到高压气体的气楔作用后加速发展，高压气体向裂隙中楔入，不仅提高了破岩效果，而且减小了岩石的抛掷距离，降低了空气冲击波强度。优良的炮孔堵塞能防止爆炸产生的气体过早逸出炮孔，可有效延长其作用于岩体上压力的时间，更充分利用爆炸产生的能量，提升岩石的破碎程度，也更利于裂缝的形成。
公知的钻孔爆破堵塞都需要专用的炮泥或黏土，然而现场实际操作基本上都是就地取材，而对于爆破现场来说由于都是岩石，细颗粒及黏土很少，于是堵塞段大都采用岩屑、泥巴、碎石、纸片等材料填充密实；目前也出现许多新颖的炮孔堵塞方法，基本可以归结为两大类，其一是“机械构件类”炮孔堵塞方法，即利用机械构件来增大爆破过程中堵塞物运动的阻力，实现炮孔堵塞，如：CN 103453808 A公开的“含内凹弧形部构件”、CN102735125 A公开的“伞状下向炮孔堵塞装置”、CN 205980972 U公开的“露天采矿用炮孔堵塞器”、CN 105526834 A公开的“柱锥体构件”等；其二是“材料类”炮孔堵塞方法，即利用某类特殊材料制成的堵塞物实现炮孔堵塞，如：CN 205192358 U公开的“柔性阻燃EVA炮孔塞”、CN 105066804 A公开的“矿用水炮泥袋”等。显然对于直径和深度都比较大的炮孔而言，用一些当地材料堵塞炮孔，堵塞材料用量比较大，而堵塞作业通常采用人工作业方式，这样导致工人劳动强度非常大，且由于堵塞长度较大，难以保证堵塞的密实效果，堵塞材料在爆轰波的高压破坏作用下，经常冲出炮孔，形成“冲炮”现象，这样不仅使得炮孔内爆轰气体的压力迅速下降，从而严重影响爆破效果，而且“冲炮也会产生大量爆破飞石，从而影响爆破作业安全”还是用上述提及的两类炮孔堵塞方法；采用“机械构件类”炮孔堵塞方法和“材料类”炮孔堵塞方法难以协调经济性与适用性之间的关系。
中国专利CN 1458496A公开了“一种快速炮孔堵塞方法”，堵孔效率和质量都有了一定提高，但堵塞材料整体特性相对较差，且如果对大直径炮孔采用此方法，堵塞材料用量将会很大。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种炮孔堵塞方法，能够延长爆生气体作用于岩体上的时间，提高炮孔堵塞质量。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：
本发明提供一种炮孔堵塞方法，其特征在于，包括以下步骤：装药步骤.将炸药装入炮孔装药段内，若炮孔装药段与堵塞段存有空气间隔，则在空气间隔上部设置空气间隔物，空气间隔物可以是缓冲气囊；堵塞段预划分步骤.将炮孔堵塞段由下至上分成三个部分，分别为：位于炮孔堵塞段底部的缓冲部分、位于炮孔堵塞段中部的注浆部分、和位于炮孔堵塞段顶部的防护部分；缓冲部分填充步骤.在缓冲部分内填充岩屑形成缓冲结构；注浆部分填充步骤.将注浆管伸入注浆部分内，距离缓冲结构上表面50～100cm的位置处；接着，在注浆部分内填充粒径为1～20mm岩渣或碎石；然后，用注浆机开始注浆，所注浆液采用无声破碎剂及早强水泥与水配置，边提升注浆管边注浆，直至浆液充满注浆段内岩渣或碎石的空隙，形成注浆结构；防护部分填充步骤.拔出注浆管后，在防护部分内填充岩屑形成防护结构，其中，装药步骤和堵塞段预划分步骤不存在先后顺序。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：在堵塞段预划分步骤中，划分的缓冲部分长度为堵塞段长度的0.3～0.4倍，注浆部分长度为堵塞段长度的0.3～0.5倍，防护部分长度为堵塞段长度的0.2～0.5倍，这样设置效果更好。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：在注浆部分填充步骤中，无声破碎剂、早强水泥、和水的重量比依次为1：3～7：8～12，该比例范围内注浆效果更好。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：在注浆部分填充步骤中，无声破碎剂、早强水泥、和水的重量比依次为1：5：10，这样效果最佳。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：在注浆部分填充步骤中，注浆速度优选为15～30L/min。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：在注浆部分填充步骤中，注浆速度最佳为20L/min。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：在注浆部分填充步骤中，注浆压力优选为0.3～0.5Mpa。
进一步，本发明提供的炮孔堵塞方法，还可以具有以下特征：注浆结构在30分钟内的强度达到0.3MPa，膨胀压力达到0.5MPa以上，3小时内的膨胀压力不大于1.0MPa，这样效果最佳。
发明的作用与效果
本发明所提供的炮孔堵塞方法，先将炮孔堵塞段分成底部缓冲部分、中部注浆部分、顶部防护部分三部分，然后在缓冲部分中填充岩屑形成缓冲结构，接着在注浆部分中填充岩渣或碎石并进行注浆形成注浆结构，最后在防护部分中填充岩屑形成顶部防护结构；这样，由于所注浆液中含有早强水泥及破碎剂相关成分，因此浆液凝固后的注浆结构体具有较高的抗剪强度和较大的膨胀压力，再结合底部缓冲结构和顶部防护结构协同作用，可以有效地延长堵塞段的作用时间，防止爆炸产生的气体过早逸出炮孔，进而有效延长其作用于岩体上的时间，并可减小堵塞段长度，增加爆炸荷载的作用范围，提升爆破效果，具有施工便捷、经济环保的优势。
附图说明
图1为本发明实施例中炮孔堵塞方法的施工过程示意图。
图中各部件标号如下：
10-炮孔，11-装药段，12-堵塞段，12a-缓冲部分，12b-注浆部分，12c-防护部分，13-缓冲气囊，14-缓冲结构，15-注浆管，16-岩渣或碎石，17-注浆机，18-注浆结构，19-防护结构。
具体实施方式
以下结合附图对本发明涉及的炮孔堵塞方法的具体实施方案进行详细说明。
<实施例>
本实施例中，爆破对象为某铜矿，矿体主要采矿方法为大直径深孔爆破，炮孔直径110mm，炮孔深度20m，堵塞长度3.0m，如图1所示，炮孔堵塞方法包括如下步骤：
步骤1.进行炮孔10装药，装药段11与堵塞段12存有空气间隔，在空气间隔上部设置缓冲气囊13。
步骤2.将堵塞段12由下至上分成三个部分，依次为：缓冲部分12a、注浆部分12b、和防护部分12c。本实施例中，缓冲部分12a长度为1.0m，注浆部分12b长度为1.2m，防护部分12c长度为0.8m，这三部分长度与堵塞段12总长的比例关系为最优比。
步骤3.在缓冲部分12a内填充岩屑形成底部缓冲结构14。
步骤4.将注浆管15伸入至注浆部分12b内，位于距离缓冲结构14上表面50cm的位置处；在注浆部分12b内填充粒径为1～20mm岩渣或碎石16后用注浆机17开始注浆，所注浆液利用无声破碎剂及早强水泥与水配置，无声破碎剂及早强水泥与水的重量配比依次为0.1：0.5：1，注浆压力为0.3～0.5Mpa，边提升注浆管15边以20L/min速度进行注浆，直至浆液充满注浆部分12b岩渣或碎石16的空隙，形成中部注浆结构18。
本实施例中，早强水泥采用32.5R复合硅酸盐水泥；无声破碎剂由以下质量份数的原料混合而成：氧化钙85-95份，粉煤灰2～10份，水泥熟料2～8份，减水剂0.2～0.8份，柠檬酸钠0.1～0.7份。
步骤5.拔出注浆管15后在防护部分12c内填充岩屑形成顶部防护结构19。
经测试，注浆结构18在30分钟内的强度达到0.3MPa，膨胀压力达到0.5MPa以上，3小时内的膨胀压力不大于1.0MPa。
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的炮孔堵塞段作用持续时间的测试方法并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。
Claims (8)
1.一种炮孔堵塞方法，其特征在于，包括以下步骤：
装药步骤.将炸药装入炮孔装药段内，若炮孔装药段与堵塞段存有空气间隔，则在空气间隔上部设置空气间隔物；
堵塞段预划分步骤.将炮孔堵塞段由下至上分成三个部分，分别为：位于炮孔堵塞段底部的缓冲部分、位于炮孔堵塞段中部的注浆部分、和位于炮孔堵塞段顶部的防护部分；
缓冲部分填充步骤.在缓冲部分内填充岩屑形成缓冲结构；
注浆部分填充步骤.将注浆管伸入注浆部分内，距离缓冲结构上表面50～100cm的位置处；接着，在注浆部分内填充粒径为1～20mm岩渣或碎石；然后，用注浆机开始注浆，所注浆液采用无声破碎剂及早强水泥与水配置，边提升注浆管边注浆，直至浆液充满注浆段内岩渣或碎石的空隙，形成注浆结构；
防护部分填充步骤.拔出注浆管后，在防护部分内填充岩屑形成防护结构，
其中，装药步骤和堵塞段预划分步骤不存在先后顺序。
2.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，在堵塞段预划分步骤中，划分的缓冲部分长度为堵塞段长度的0.3～0.4倍，注浆部分长度为堵塞段长度的0.3～0.5倍，防护部分长度为堵塞段长度的0.2～0.5倍。
3.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，在注浆部分填充步骤中，无声破碎剂、早强水泥、和水的重量比依次为1：3～7：8～12。
4.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，在注浆部分填充步骤中，无声破碎剂、早强水泥、和水的重量比依次为1：5：10。
5.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，在注浆部分填充步骤中，注浆速度为15～30L/min。
6.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，在注浆部分填充步骤中，注浆速度为20L/min。
7.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，在注浆部分填充步骤中，注浆压力为0.3～0.5Mpa。
8.根据权利要求1所述的炮孔堵塞方法，其特征在于：
其中，注浆结构在30分钟内的强度达到0.3MPa，膨胀压力达到0.5MPa以上，3小时内的膨胀压力不大于1.0MPa。
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