CN108895934B - 一种深孔松动爆破装炸药方法 - Google Patents

一种深孔松动爆破装炸药方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种深孔松动爆破装炸药方法及装置，将炸药紧密固定排列在爆破筒内，并采用正向爆破的方法安设雷管，雷管炮线从爆破筒的天窗引出，爆破筒和送药杆相互配合，使炸药在钻孔内运移变得方便简洁，并通过观察送药杆上的刻度及软绳上的记号，可以时刻在钻孔外检测钻孔内的送药情况，确保可以将炸药送入指定位置；爆破筒前方的软绳设计方便在哑炮或爆破筒安放位置错误的情况下，将炸药从钻孔内取出，提高了松爆过程中的容错率，减小炸药使用过程的负面影响；送药杆与爆破筒可以分离的设计使送药杆可以在送药完成后回收，大大降低了松动爆破的材料使用成本。

Description

一种深孔松动爆破装炸药方法
技术领域
本发明涉及一种深孔爆破方法，具体涉及一种深孔松动爆破装炸药方法及装置，属于爆破技术领域。
背景技术
松动爆破技术是在突出煤层煤巷掘进中采取的一项爆破技术，炸药爆炸时，岩体被破碎松动但不抛掷，迫使煤体产生裂隙以释放应力和瓦斯，达到提高煤层透气性和防治突出的目的，松动爆破的爆堆比较集中，对爆区周围未爆部分的破坏范围较小。通过对煤层进行松动爆破，使煤体内产生大量的贯穿裂隙，提高煤层的透气性，并使得煤层内的应力集中向掘进工作面的深部转移，卸除了工作面前方的煤层应力，有效的防治了煤与瓦斯突出危险性。
现有的松动爆破技术多采用PVC管做炸药卷的装填药仓并使用黄泥等进行封填，后续进药采用1m左右长度的PVC空管进行对接、抵送的方法将最前端的炮管抵送至预定位置处，但由于孔壁粗糙、炮管质量大、PVC管材质较脆，往往在运送过程中出现炮管破裂，抵送杆互嵌等现象，导致哑炮、送炮位置错误、松爆效果差；并且在哑炮后，由于PVC管呈单节状，无法对哑炮进行快速回收，并且送入的PVC管都无法再次使用，导致哑炮危险性大，松爆成本高。
发明内容
为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种深孔松动爆破装炸药方法及装置，装药便捷稳定，可对预定位置精准送药，提高松爆炸药爆炸的成功率，降低松动爆破成本。
为了解决上述问题，本发明一种深孔松动爆破装炸药方法，包括以下步骤：
a.在掘进工作面向前按常规方法施工松爆钻孔，孔径和孔深根据需要选择，并在掘进头应力集中区前方设爆破松动预定位置；
b.根据所需松爆范围在爆破筒内依次紧密排列设置若干炸药，按正向爆破方式在爆破筒内最后一个炸药处安放雷管，并将炮线从爆破筒天窗处引出，利用爆破筒密封盖的螺纹结构对爆破筒内炸药进行压实、锁紧；
c.将送药杆插入爆破筒密封盖上的凹槽，使送药杆杆头恰好抵在凹槽内，利用送药杆将爆破筒整体送入钻孔预定位置；
d.根据掘进头应力集中区距离，在爆破筒软绳上设置记号，并在送药过程中注意观察送药杆上的刻度及软绳上的记号，通过软绳与送药杆同时进尺量判断爆破筒与送药杆位置是否一致没有出现脱杆等情况，确保送药杆和爆破筒同时同距离向预定位置送进；
e.如果送药时未能准确送达预定位置或者送药过程出现错误，则可通过爆破筒前方的软绳将爆破筒缓慢拉回，并重新按照步骤b～d进行送药，直至爆破成功或者爆破筒安放成功；
f.爆破筒送入预定位置后，拉拽送药杆使送药杆和爆破筒分离，观察送药杆上的刻度，当送药杆回收长度m时，轻拉软绳，由于爆破筒位置不变，软绳应该处于绷紧状态，若软绳松弛，说明爆破筒随送药杆一起拉回，则需重新进行送药，并重复此步骤；若软绳处于紧绷状态则说明送药杆与爆破筒分离成功，炸药成功送至预定位置；
g.送药成功后，快速回收送药杆，并在回收过程中将其盘卷放置以便下次使用；
h.采用常规松爆钻孔密封方法对钻孔进行密封，密封后对钻孔进行爆破松动，松爆完成后，采用常规方法对松爆钻孔进行处理。
常规松爆钻孔密封方法大多采用胶囊封孔技术，封孔长度根据炸药用量和钻孔周围裂隙圈范围进行合理选取，松爆完成后拆除胶囊及时排出松爆瓦斯。
将炸药紧密固定排列在爆破筒内，并采用正向爆破的方法安设雷管，雷管炮线从爆破筒的天窗引出，这种集约化设计方便钻孔内炸药的运移，也最大程度上提高了炸药爆炸的成功率；通过爆破筒和送药杆的相互配合，使炸药在钻孔内运移变得方便简洁，并通过观察送药杆上的刻度及软绳上的记号，可以时刻在钻孔外检测钻孔内的送药情况，确保可以将炸药送入指定位置；爆破筒前方的软绳设计方便在哑炮或爆破筒安放位置错误的情况下，将炸药从钻孔内取出，大大提高了松爆过程中的容错率，减小炸药使用过程的负面影响；送药杆与爆破筒可以分离的设计使送药杆可以在送药完成后回收，大大降低了松动爆破的材料使用成本。
进一步的，a步骤中所施工的松爆钻孔的孔径为42—75mm，松爆钻孔的孔深大于掘进头应力集中区域3～5m。
松爆钻孔的孔径越大，装药量越多，爆破的能量越大，导向及补偿作用越明显，从而越有利于裂隙的形成和发展；但是松爆孔孔径增大到一定值后，透气性系数提高的幅度随着爆破孔的孔径的增大而逐渐减小，因此单纯依靠增大爆破孔孔径来提高透气性效果是有限的；本发明通过井下实测煤体松爆后孔隙率及瓦斯释放速率选择松爆孔的孔径范围在42—75mm之间。
松爆孔的孔深则需根据各采煤工作面应力集中区位置进行调整，一般孔深选择大于掘进头应力集中区域3～5m。
松动爆破应该选用的炸药要爆速低，爆力小，在突出煤层中应用松动爆破要选用爆速、爆热、爆力比较低且传爆好，安全性能佳的炸药。故而优选的，所述炸药采用三级煤矿许用乳化炸药；雷管采用矿用毫秒雷管。
为了保证送药杆回收时可以顺利地和爆破筒的密封盖分离，c步骤中，在送药杆插入密封盖的长凹槽之前，在密封盖的长凹槽内涂上润滑剂。
一种深孔松动爆破装炸药的装置，包括炸药和雷管，其特征在于，还包括爆破筒、软绳和送药杆，软绳的中间与爆破筒的底部相连，软绳的两端从爆破筒的两侧拉伸出至钻孔的外端，炸药依次排列布置在爆破筒内部，最后一个炸药的旁边设置雷管，爆破筒的侧壁上开设有天窗，雷管的炮线穿过天窗引至钻孔外端；爆破筒的端部设有爆破筒密封盖，炸药和雷管安装完毕后用密封盖压实、盖紧密封爆破筒内炸药；密封盖的外端开设有长凹槽，送药杆嵌入长凹槽内并与长凹槽尺寸相互配合。
进一步的，所述送药杆和软绳上均具有刻度标记。
为了便于爆破筒送入钻孔，进一步的，所述爆破筒入孔前端设置为锥形尖头形式。
进一步的，所述送药杆具有柔韧性，可以处于伸直状态和盘卷状态；当送药杆处于伸直状态时，抗弯强度大于σbc。
送药杆采用特殊材料制成，在送爆破筒入孔时，具有一定的抗弯强度保证爆破筒可以顺利送入，当回收送药杆时，同时具有一定柔韧性的送药杆可以盘卷回收，方便携带存放多次使用。
本发明通过送药杆与爆破筒的配合使送药位置可以更加准确，装药更加快捷稳定，提高了松动爆破成功率；当出现哑炮或者送药位置不正确可以收回重新布置，送药杆亦可回收再次利用，降低松动爆破成本；炸药紧密固定排列在爆破筒内并通过密封盖压紧密封，方便钻孔内炸药的运移，从而有效缩短了松爆破工作周期。
附图说明
图1为本发明中装置的结构示意图；
图中：1、爆破筒；2、软绳；3、炸药；4、雷管；5、天窗；6、炮线；7、密封盖；8、送药杆；9、钻孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的阐述。
如图1所示，一种深孔松动爆破装炸药方法，包括以下步骤：
a.在掘进工作面向前按常规方法施工松爆钻孔9，孔径和孔深根据需要选择，并在掘进头应力集中区前方设爆破松动预定位置；
松爆钻孔9的孔径越大，装药量越多，爆破的能量越大，导向及补偿作用越明显，从而越有利于裂隙的形成和发展；但是松爆孔孔径增大到一定值后，透气性系数提高的幅度随着爆破孔的孔径的增大而逐渐减小，因此单纯依靠增大爆破孔孔径来提高透气性效果是有限的；本发明通过井下实测煤体松爆后孔隙率及瓦斯释放速率选择松爆钻孔9的孔径范围在42—75mm之间；本实施例优选孔径60mm的钻孔进行松动爆破；
松爆孔的孔深则需根据各采煤工作面应力集中区位置进行调整，一般孔深选择大于掘进头应力集中区域3～5m；
b.根据所需松爆范围在爆破筒1内依次紧密排列设置若干炸药3，按正向爆破方式在爆破筒内最后一个炸药3处安放雷管4，并将炮线6从爆破筒天窗5处引出，利用爆破筒密封盖的螺纹结构对爆破筒内炸药进行压实、锁紧；
爆破筒密封盖与爆破筒之间螺纹相连且过盈配合，方便在爆破筒密封盖配合爆破筒时对筒内炸药进行压实、紧密排列。
松动爆破应该选用的炸药要爆速低，爆力小，在突出煤层中应用松动爆破要选用爆速、爆热、爆力比较低且传爆好，安全性能佳的炸药，故而优选的，所述炸药采用三级煤矿许用乳化炸药；雷管采用矿用毫秒雷管；
炸药药卷的直径为Φ32mm，单根质量为150g，炸药每1800g为一组，本实施例按如图1所示爆破筒内装填炸药，单个爆破筒装药量根据所需实际爆破当量选取，一般为3～5组药卷；药卷装填时采用正向装药，并确保药卷在筒内固定且紧密接触；从爆破筒1天窗5处将炮线6引出时需注意保护雷管脚线，严禁出现雷管脚线损伤及折断现象；
c.为了保证送药杆回收时可以顺利地和爆破筒1的密封盖7分离，在送药杆8插入密封盖7的长凹槽之前，可在密封盖7的长凹槽内涂上润滑剂；然后将送药杆8插入爆破筒密封盖7上的凹槽，使送药杆8杆头恰好抵在凹槽内，利用送药杆8将爆破筒1整体送入钻孔预定位置；
d.根据掘进头应力集中区距离，在爆破筒软绳2上设置记号，并在送药过程中注意观察送药杆8上的刻度及软绳2上的记号，通过软绳2与送药杆8同时进尺量判断爆破筒1与送药杆8位置是否一致没有出现脱杆等情况，确保送药杆8和爆破筒1同时同距离向预定位置送进；
e.如果送药时未能准确送达预定位置或者送药过程出现错误，则可通过爆破筒1前方的软绳2将爆破筒1缓慢拉回，并重新按照步骤b～d进行送药，直至爆破成功或者爆破筒1安放成功；
f.爆破筒1送入预定位置后，拉拽送药杆8使送药杆和爆破筒1分离，观察送药杆1上的刻度，当送药杆1回收长度1m时，轻拉软绳2，由于爆破筒1位置不变，软绳2应该处于绷紧状态，若软绳松弛，说明爆破筒1随送药杆8一起拉回，则需重新进行送药，并重复此步骤；若软绳1处于紧绷状态则说明送药杆8与爆破筒1分离成功，炸药3成功送至预定位置；
g.送药成功后，快速回收送药杆8，并在回收过程中将其盘卷放置以便下次使用；
h.采用常规松爆钻孔密封方法对钻孔9进行密封，密封后对钻孔9进行爆破松动，松爆完成后，采用常规方法对松爆钻孔9进行处理。
采用常规胶囊密封手段对松爆钻孔9进行封孔处理，封孔长度根据炸药3用量和钻孔9周围煤体裂隙带长度进行合理选取，松爆完成后快速将密封胶囊拆除以便及时排出松爆瓦斯。
将炸药3紧密固定排列在爆破筒1内，并采用正向爆破的方法安设雷管4，雷管炮线6从爆破筒的天窗5引出，这种集约化设计方便钻孔内炸药的运移，也最大程度上提高了炸药爆炸的成功率；通过爆破筒1和送药杆8的相互配合，使炸药3在钻孔9内运移变得方便简洁，并通过观察送药杆8上的刻度及软绳2上的记号，可以时刻在钻孔9外检测钻孔内的送药情况，确保可以将炸药3送入指定位置；爆破筒1前方的软绳2可以方便在哑炮或爆破筒安放位置错误的情况下，将炸药3从钻孔9内取出，大大提高了松爆过程中的容错率，减小炸药3使用过程的负面影响；送药杆6与爆破筒1可以分离的设计使送药杆6可以在送药完成后回收，大大降低了松动爆破的材料使用成本。
本方法中所用的一种深孔松动爆破装炸药的装置，包括炸药3、雷管4、爆破筒1、软绳2和送药杆8，软绳2的中间与爆破筒1的底部相连，软绳2的两端从爆破筒1的两侧拉伸出至钻孔9的外端，炸药3依次排列布置在爆破筒1内部，最后一个炸药3的旁边设置雷管4，爆破筒1的侧壁上开设有天窗5，雷管4的炮线6穿过天窗5引至钻孔9外端；爆破筒1的端部设有爆破筒密封盖7，炸药3和雷管4安装完毕后用密封盖7压实、盖紧密封爆破筒1内炸药3；密封盖7的外端开设有长凹槽，送药杆8嵌入长凹槽内并与长凹槽尺寸相互配合。
进一步的，所述送药杆8和软绳2上均具有刻度标记。
为了便于爆破筒1送入钻孔，进一步的，所述爆破筒1入孔前端设置为锥形尖头形式。
进一步的，所述送药杆8具有柔韧性，可以处于伸直状态和盘卷状态；当送药杆8处于伸直状态时，抗弯强度大于σbc。
所述σbc根据以下公式计算：
Figure GDA0002476574990000051
假设炮筒水平送入，摩擦力f为炮筒进入方向相反方向，其中：σbc为送药杆抗压强度；M为炮筒重量；x为送药杆进入钻孔最大长度；A为送药杆横截面积；ρ为送药杆密度；μ为送药杆和炮筒相对钻孔壁的平均摩擦力。
送药杆8采用特殊材料制成，在送爆破筒1入孔时，具有一定的抗弯强度保证爆破筒1可以顺利送入，当回收送药杆8时，同时具有一定柔韧性的送药杆可以盘卷回收，方便携带存放多次使用。

Claims (4)

1.一种深孔松动爆破装炸药方法，包括以下步骤：
a.在掘进工作面向前按常规方法施工松爆钻孔(9)，孔径和孔深根据需要选择，并在掘进头应力集中区前方设爆破松动预定位置；
b.根据所需松爆范围在爆破筒内依次紧密排列设置若干炸药(3)，按正向爆破方式在爆破筒内最后一个炸药(3)处安放雷管(4)，并将炮线(6)从爆破筒天窗(5)处引出，利用爆破筒密封盖(7)压实、密封爆破筒(1)；
c.将送药杆(8)插入爆破筒密封盖(7)上的凹槽，使送药杆(8)杆头恰好抵在凹槽内，利用送药杆(8)将爆破筒(1)整体送入钻孔(9)预定位置；
d.根据掘进头应力集中区距离，在爆破筒软绳(2)上设置记号，并在送药过程中注意观察送药杆(8)上的刻度及软绳(2)上的记号，通过软绳(2)与送药杆(8)同时进尺量判断爆破筒(1)与送药杆(8)位置是否一致，没有出现脱杆的情况，确保送药杆(8)和爆破筒(1)同时同距离向预定位置送进；
e.如果送药时未能准确送达预定位置或者送药过程出现错误，则可通过爆破筒(1)前方的软绳(2)将爆破筒(1)缓慢拉回，并重新按照步骤b～d进行送药，直至爆破筒(1)安放成功；
f.爆破筒(1)送入预定位置后，拉拽送药杆(8)使送药杆和爆破筒(1)分离，观察送药杆(1)上的刻度，当送药杆(1)回收长度1m时，轻拉软绳(2)，由于爆破筒(1)位置不变，软绳(2)应该处于绷紧状态，若软绳松弛，说明爆破筒(1)随送药杆(8)一起拉回，则需重新进行送药，并重复此步骤；若软绳(1)处于紧绷状态则说明送药杆(8)与爆破筒(1)分离成功，炸药(3)成功送至预定位置；
g.送药成功后，快速回收送药杆(8)，并在回收过程中将其盘卷放置以便下次使用；
h.采用常规松爆钻孔密封方法对钻孔(9)进行密封，密封后对钻孔(9)进行爆破松动，松爆完成后，采用常规方法对松爆钻孔(9)进行处理。
2.根据权利要求1所述的深孔松动爆破装炸药方法，其特征在于，a步骤中所施工的松爆钻孔(9)的孔径为42—75mm，松爆钻孔(9)的孔深大于掘进头应力集中区域3～5m。
3.根据权利要求1所述的深孔松动爆破装炸药方法，其特征在于，所述炸药(3)采用三级煤矿许用乳化炸药；雷管(4)采用矿用毫秒雷管。
4.根据权利要求1所述的深孔松动爆破装炸药方法，其特征在于，c步骤中，在送药杆(8)插入密封盖(7)的凹槽之前，在密封盖(7)的凹槽内涂上润滑剂。
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