CN108917502A

CN108917502A - 一种爆破方法及剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物的应用

Info

Publication number: CN108917502A
Application number: CN201810688093.XA
Authority: CN
Inventors: 郭远军
Original assignee: Far Army Thermal Power Technology Co Ltd
Current assignee: Far Army Thermal Power Technology Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明公开了一种爆破方法及剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物的应用，包括步骤：在爆破炮孔内填充剪切增稠液体，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器；所述剪切增稠液体完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；引爆所述气体爆破器。本发明爆破方法应用剪切增稠液体作为堵塞炮孔的炮孔堵塞物质，炮孔的堵塞效果好，爆破过程中几乎不会产生飞石飞溅，爆破程度深，爆破效率高，也不受限于爆破炮孔的布置方式，爆破炮孔布置的自由度更大；爆破过程更加缓和，不会产生强大空气冲击波，不会对周边环境和工作人员造成伤害，爆破噪音小，爆破过程安全。

Description

一种爆破方法及剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物的应用

技术领域

本发明涉及一种爆破技术，尤其涉及一种炮孔堵塞技术。

背景技术

爆破施工，包括矿山、冶金、岩土工程以及道路、交通等爆破工程；爆破施工过程中会产生粉尘、土石飞溅、噪音及冲击波等。爆破产生的冲击波，是爆炸时产生的一种外部作用效应，在一定范围内，爆炸冲击波会对施工人员产生杀伤力，对周围的建筑物造成损伤。爆破产生的噪音虽然短促，但因其响声大且尖锐、频率高，容易给人们带来惊慌，对于连续不同的爆炸声，会给人们心理和生理上造成不良的影响。爆破产生的粉尘、土石飞溅等对周围环境都会造成一定的破坏和污染，也会对施工人员和周围建筑物产生危害。

另，爆破炮孔的布置方式对爆破效果具有很大影响，岩体中的裂隙包括断层、褶曲、层理、节理、不同岩层的接触面、裂隙等弱面。这些弱面对于爆破效果的影响有两重性：一方面，弱面可能导致爆生气体和压力的泄露，降低爆破能的作用，影响爆破效果；另一方面，这些弱面破坏了岩体的完整性，使岩体易于从弱面破裂、崩落。而且弱面又增加了爆破应力波的反射作用，有利于岩石的破碎，但是在岩体包含大块尺寸时，只有直接靠近爆破设备时，小部分岩石才能得到充分粉碎，而离爆破设备较远的大部分岩石，没有得到充分破碎，会在爆破震动或爆生气体的推力作用下，脱离岩体、移动、抛掷成大块。

如何提高爆破施工效率、保证爆破质量、提高爆破效率、降低炸药用量、节省工程成本、减少飞石和有害气体的问题，一直是爆破工作者长期研究的课题。而炮孔填塞是解决上述问题最有效的方法之一。

通常用于炮孔填塞的炮泥通常有固体、胶体、液体等常用材料以及新型材料。例如常用的固体炮泥有砂子、岩粉、黏土及其混合物，具有质量高、高摩擦系数、容易获得、成本低等优点，但强度较低、粒度过大则容易产生飞石，粒度过小则容易产生粉尘；胶体材料是指有机物和水形成的胶结物或者速凝胶结物，在减少有害气体、减低粉尘方面具有优势；水和空气也可以作为填塞材料，水或空气填入炮孔后实现布偶和炸药，可削弱爆压峰值，延长爆生气体作用时间，提高炸药爆炸能量利用率，且水还能降温、降尘、降震，但是水和空气密度小、强度低、与炮孔壁摩擦力弱，无法堵住炸药最初冲击，对炮孔的堵塞作用较弱；在工程爆破中，现在通常使用固体材料或胶体材料加水的新型混合炮泥，具有抗滑和抗剪切能力、炮孔中的运动形式、传递爆生气体压力的作用及吸收的爆炸能量等方面优于传统堵塞材料。

通常的炮泥材料，由于在爆生气体的巨大作用力下，炮孔堵塞物(炮泥)可能因为下述原因而失去阻挡作用：(1)强度过低，被爆压剪切并吹散；(2)与孔壁之间的阻力太小，整个炮孔堵塞物被爆压推出炮孔。例如，通用水泥，虽能满足炮孔堵塞材料的一般要求，但却不能满足及时起爆的要求，因为其硬化速度慢，即使参入速凝剂和早强剂，也不能在3～5小时内达到较高的强度；水玻璃和某些合成高分子材料，虽具有快硬高强的特性，但使用不便，且成本较高。

另外，2016年秦健飞申请了国家专利《一种水介质换能爆破方法及其装药腔》(CN201610121194.X)，该技术方案记载了水介质换能爆破方法，其步骤为在爆破介质的炸药装药腔中安装质量比大于或等于最优值的水介质和炸药，且将炸药和水介质相互隔离，引爆所述炸药装药腔中安装的炸药；该发明专利能够提高炸药能量有效利用率、改善炸药对爆破介质的爆破效果、减小爆破危害、减少爆破烟尘。但是该技术方案存在下述缺点：水和炸药隔离设置，结构复杂；爆破过程中水雾减少了爆破烟尘，但是爆破中的土石飞溅、噪音、冲击波等问题依然未被解决。

因此，有必要提供一种爆破方法，可以解决土石飞溅、噪音、冲击波、提高爆破施工效率、保证爆破质量、降低炸药用量等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种爆破方法及剪切增稠液体作为炮孔堵塞物的爆破方法，以克服现有的炮孔堵塞物的抗剪切强度和孔壁间阻力不均衡的问题，同时达到降尘、降震的技术效果。

为实现上述目的，本发明提出的爆破方法，所述方法包括以下步骤：

在爆破炮孔内填充剪切增稠液体，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器；所述剪切增稠液体完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

进一步地，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器的步骤中，具体为：在所述爆破炮孔中放置气体爆破器，将剪切增稠液体填充于爆破炮孔中。

进一步地，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器的步骤中，具体为：将剪切增稠液体填充于爆破炮孔中，将所述气体爆破器推入所述爆破炮孔中的剪切增稠液体中。

进一步地，还包括步骤：根据岩层的爆破方向，设置所述气体爆破器的爆破方向与所述岩层的爆破方向一致；

其中，在所述气体爆破器的爆破方向相背的一侧包覆有所述剪切增稠液体。

进一步地，还包括步骤：在所述气体爆破器的爆破方向相背的一侧包覆有剪切增稠液体的厚度至少为20cm。

进一步地，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体的步骤中，具体为：

在所述气体爆破器的四周全部填充所述剪切增稠液体。

在所述气体爆破器靠近所述爆破炮孔出口的一侧填充剪切增稠液体厚度至少为20cm。

在所述气体爆破器靠近所述爆破炮孔出口的一侧以及所述爆破炮孔与所述气体爆破器的四周侧面之间填充剪切增稠液体。

在所述气体爆破器靠近所述爆破炮孔出口的一侧以及所述爆破炮孔与所述气体爆破器的未紧贴爆破炮孔的侧面之间填充剪切增稠液体。

本发明还提供一种剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物的应用，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器。

本发明具有以下有益效果：

本发明中所述的剪切增稠液体是属于非牛顿流体中的一种，剪切应力与剪切应变率之间不是线性关系，静止时分散相颗粒间的空隙最小，随着剪切流动的行进，在低应变速度时，保持较小的颗粒间空隙，流动呈牛顿型，但当剪切变形速度增大时，剪切增稠液体在相邻层的平面上滑动，分散相颗粒不再陷落在邻层间的凹坑内，这样在空隙间起润滑作用的分散介质由于空隙增大而显得少了，即稠化了，随着剪切速率的增大，剪切应力的增加速率会越来越大，剪切增稠液体的表观粘度会随着剪切速率的增大而增大。

爆破过程一般分为两个阶段，第一阶段是气体爆破器的能量以一定的形式转变为强压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起被爆破物变形、移动和破坏。

本发明中使用剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物，爆破过程在第一阶段产生强压缩能，剪切增稠液体在受到强压缩能的同时，会反作用于气体爆破器，给与气体爆破器后坐力。因为在所述气体爆破器的爆破方向相背的一侧包覆有厚度至少为20cm的剪切增稠液体，此处的剪切增稠液体给与气体爆破器反作用力，与爆破方向相背一侧的强压缩能被抵消；

在所述气体爆破器靠近所述爆破炮孔出口的一侧填充剪切增稠液体厚度至少为20cm，此处的剪切增稠液体给与气体爆破器反作用力，与爆破方向相背一侧的强压缩能被抵消，在爆破炮孔出口的方向不会产生冲击波，爆破过程更安全；而由于气体爆破器四周侧面填充的剪切增稠液体的厚度小，甚至气体爆破器的四周侧面没有填充剪切增稠液体，所以气体爆破器在四周侧壁的强压缩能不会被抵消，爆破方向集中在爆破炮孔四周侧壁的方向和气体爆破器远离爆破炮孔出口的方向，且由于所述气体爆破器的爆破方向相背的一侧包覆的剪切增稠液体给与气体爆破器以后坐力，气体爆破器在爆破方向上威力更集中。

气体爆破器释放出的能量被强化，周围被爆破物被破坏的程度加深，被爆破物的被破坏的程度是普通爆破的5—15倍，爆破效率高，且周围被爆破物被破坏后的块度均匀性高、大块率低，且爆破效率不受被爆破物中的断层、褶曲、层理、节理等弱面因素影响；爆破效果也不受限于爆破炮孔的布置方式，即不受限于爆破炮孔的位置、角度布置，爆破炮孔布置的自由度更大。在第二阶段强压缩能对剪切增稠液体做功，剪切增稠液体受到强压缩能的高速冲击，表观粘度迅速增加，剪切增稠液体由可流动的液相转变为类固相，类固相表现为坚硬且有弹性，剪切增稠液体的状态变化响应速度快，呈现出很强的抗冲击性能，强压缩能的高速冲击力消除之后，又迅速从类固相转变成液相，过程可逆。

另一方面，剪切增稠液体受到强压缩能的高度压缩和能量传递，积蓄了巨大内能，剪切增稠液体将内能传递给周围被爆破物，爆破过程被延缓，爆破过程更加缓和。由于剪切增稠液体的粘性，在爆破过程中产生的飞石，会粘在剪切增稠液体中，不会造成土石飞溅，进一步增加了爆破过程的安全性。

本发明由于应用剪切增稠液体堵塞爆破炮孔，爆破炮孔被严密堵塞，也大大减弱了爆破噪音。相比目前的水封爆破，在爆破装置上覆水袋，虽然可以在一定程度上降噪，防尘，但是考虑到水不能和爆破装置直接接触，需要独立设置水封装置，装置更为复杂；且爆破岩石中的缝隙较多，在爆破过程中水流失于岩石中较多，减弱了降噪防尘效果。

另外，本发明应用水淀粉作为爆破炮孔堵塞物，水淀粉可以分为两部分，一是为靠近气体爆破器的水淀粉，二是远离气体爆破器的水淀粉；

靠近气体爆破器的水淀粉，此部分水淀粉距离气体爆破器较近，爆破过程中，爆破瞬间产生高温，高达1800℃以上，靠近气体爆破器的水淀粉中的水在高温高压下内能急剧升高，部分水汽化为水蒸气，部分水断键分解、成键结合为氢气和氧气，水蒸气、氢气、氧气和空气的气态混合物积蓄巨大势能对被爆破物做功，延缓了爆破过程；水淀粉中的水蒸发后，水淀粉中的淀粉在高温下燃烧，部分淀粉发生粉尘爆炸，相当于爆破过程中发生了二次爆炸，增加了爆破威力，而气态混合物做功释放能量后，氢气和氧气断键、成键重新合成为水；水起到水封爆破的作用，可以降噪防尘；此部分水淀粉形态改变，不再为剪切增稠液体；

远离气体爆破器的水淀粉，仍为剪切增稠液体，在爆破过程中起到两个作用，一是抵消爆破方向相背一侧的强压缩能；二是爆破过程中产生的飞石，会粘在水淀粉中，不会造成土石飞溅，进一步增加了爆破过程的安全性；且严密堵塞爆破炮孔，降低降噪防尘。

附图说明

图1为本发明剪切增稠液体填充于爆破炮孔内的位置示意图之一；

图2为本发明剪切增稠液体填充于爆破炮孔内的位置示意图之二；

图3为本发明剪切增稠液体填充于爆破炮孔内的位置示意图之三；

图4为本发明剪切增稠液体填充于爆破炮孔内的位置示意图之四；

图5为本发明剪切增稠液体填充于爆破炮孔内的位置示意图之五。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种爆破方法，所述方法包括以下步骤：

在爆破炮孔1内填充剪切增稠液体3，所述剪切增稠液体3全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔1内的气体爆破器2；所述剪切增稠液体3完全封闭所述爆破炮孔1，以将所述气体爆破器2完全填埋在所述爆破炮孔1内；

引爆所述气体爆破器2。

进一步地，在所述爆破炮孔1内填充剪切增稠液体3，所述剪切增稠液体3全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔1内的气体爆破器2的步骤中，具体为：在所述爆破炮孔1中放置气体爆破器2，将剪切增稠液体3填充于爆破炮孔1中。

进一步地，在所述爆破炮孔1内填充剪切增稠液体3，所述剪切增稠液体3全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔1内的气体爆破器2的步骤中，具体为：将剪切增稠液体3填充于爆破炮孔1中，将所述气体爆破器2推入所述爆破炮孔1中的剪切增稠液体3中。

进一步地，还包括步骤：根据岩层的爆破方向，设置所述气体爆破器2的爆破方向与所述岩层的爆破方向一致；

其中，在所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆有所述剪切增稠液体3。

进一步地，还包括步骤：在所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆有剪切增稠液体3的厚度至少为20cm。

进一步地，在所述爆破炮孔1内填充剪切增稠液体3的步骤中，具体为：

在所述气体爆破器2的四周全部填充所述剪切增稠液体3。

在所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧填充剪切增稠液体3厚度至少为20cm。

在所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧以及所述爆破炮孔1与所述气体爆破器2的四周侧面之间填充剪切增稠液体3。

在所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧以及所述爆破炮孔1与所述气体爆破器2的未紧贴爆破炮孔1的侧面之间填充剪切增稠液体3。

本发明中所述的剪切增稠液体3属于非牛顿流体中的一种，剪切应力与剪切应变率之间不是线性关系，静止时分散相颗粒间的空隙最小，随着剪切流动的行进，在低应变速度时，保持较小的颗粒间空隙，流动呈牛顿型，但当剪切变形速度增大时，剪切增稠液体3在相邻层的平面上滑动，分散相颗粒不再陷落在邻层间的凹坑内，这样在空隙间起润滑作用的分散介质由于空隙增大而显得少了，即稠化了，随着剪切速率的增大，剪切应力的增加速率会越来越大，剪切增稠液体3的表观粘度会随着剪切速率的增大而增大。

本发明所述气体爆破器，是指用于爆破的设备，可以是适用于矿山、冶金、岩土工程以及道路、交通等工程爆破中的任意一种爆破设备。

例如使用具有方向性的气体爆破器时，根据岩层的走向，爆破的需求，可以任意调整爆破炮孔1的形状和/或走向，同时相应的设置所述气体爆破器2的爆破方向与所述岩层的爆破方向一致。所述气体爆破设备可以是二氧化碳爆破器；也可以是CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”，该爆破器具有威力大，同时方向性可控等优点。

强压缩能对剪切增稠液体3做功，剪切增稠液体3受到强压缩能的高速冲击，表观粘度迅速增加，剪切增稠液体3由可流动的液相转变为类固相，类固相表现为坚硬且有弹性，剪切增稠液体3响应速度快，呈现出很强的抗冲击性能，强压缩能的高速冲击力消除之后，又迅速从固相转变成液相，过程可逆。

另一方面，剪切增稠液体3受到强压缩能的高度压缩和能量传递，积蓄了巨大内能，剪切增稠液体3将内能传递给周围被爆破物，爆破过程被延缓，爆破过程更加缓和。且由于剪切增稠液体3的的粘性，在爆破过程中产生的飞石，会粘在剪切增稠液体3中，不会造成土石飞溅，进一步增加了爆破过程的安全性。

另外，为了增大炮孔堵塞物与所述爆破炮孔1的内壁之间的阻力，防止整个炮孔堵塞物被爆压推出炮孔，在所述爆破炮孔1的侧壁上开设多个用于增强所述爆破炮孔1的内壁与所述剪切增稠液体3之间的摩擦阻力的凹凸部。具体的，所述凹凸部可以是凹孔，小凸起或者间隔设置的凸肋等结构。

本发明中，所述气体爆破器2和剪切增稠液体3填充于所述爆破炮孔1的方式可以有下述方式：

其中一种填充方式，将所述剪切增稠液体3填充于所述爆破炮孔1中，将气体爆破器2推进所述爆破炮孔1中，剪切增稠液体3全部覆盖气体爆破器2；在将气体爆破器2推进所述爆破炮孔1的过程中，气体爆破器2靠近爆破炮孔1出口的一侧，以及所述爆破炮孔1与所述气体爆破器2的四周侧面之间均填充剪切增稠液体3，所述爆破炮孔1的岩石缝隙被剪切增稠液体3所填充；在爆破过程中，气体爆破器2产生的能量不会通过岩石缝隙逸散，爆破威力大。

另一种填充方式，将所述剪切增稠液体3填充于所述爆破炮孔1中，将气体爆破器2紧贴爆破炮孔1的侧壁推进所述爆破炮孔1中，剪切增稠液体3部分覆盖气体爆破器2；在将气体爆破器2推进所述爆破炮孔1的过程中，气体爆破器2靠近爆破炮孔1出口的一侧，以及所述气体爆破器2与所述爆破炮孔1未紧贴的侧壁之间均填充剪切增稠液体3，爆破过程中，气体爆破器2直接作用于紧贴的侧壁，在未紧贴的侧壁方向和靠近爆破炮孔1出口的一侧的剪切增稠液体3给与气体爆破器2以后坐力。

另一种填充方式，将气体爆破器2放置于所述爆破炮孔1中；将剪切增稠液体3填装于软袋中，保证剪切增稠液体3不会流出软袋，所述软袋具有弹性，可拉伸变形，可以是薄膜软袋，但不限于薄膜软袋；将填装有剪切增稠液体3的软袋置于爆破炮孔1中，覆盖于所述气体爆破器2靠近爆破炮孔1出口的一侧，填装有剪切增稠液体3的软袋严密封堵爆破炮孔1；

其他填充方式，将气体爆破器2放置于所述爆破炮孔1中，将剪切增稠液体3填充于爆破炮孔1中，所述剪切增稠液体3全部覆盖气体爆破器2；

本发明中，可根据爆破炮孔1打孔的质量，来选择剪切增稠液体3的填充顺序；爆破炮孔1的孔质量低，岩石缝隙多，可先填充剪切增稠液体3，再将气体爆破器2放置于爆破炮孔1中，剪切增稠液体3填充岩石缝隙，减少爆破过程中的能量逸散；爆破炮孔1的孔质量高，岩石缝隙少，可先填充剪切增稠液体3，再将气体爆破器2放置于爆破炮孔1中，也可先将气体爆破器2放置于爆破炮孔1中，填充剪切增稠液体3。

进一步地，所述剪切增稠液体3为水淀粉、泥浆、混凝土浆、沥青、碳酸钙/聚乙二醇悬浮液或二氧化硅/聚乙二醇悬浮液。所述水淀粉为淀粉和水的混合悬浮液，由以下步骤制备：在水中加入淀粉，搅拌均匀，制备得到水淀粉；

所述淀粉和水的体积比为1.5～7:1。

进一步地，所述淀粉和水的体积比为1.5-5.5：1；

进一步地，所述淀粉和水的体积比为1.6-4.5：1；

进一步地，所述淀粉和水的体积比为2-4.5：1；

进一步地，所述淀粉和水的体积比为2.5-4：1；

进一步地，所述淀粉和水的体积比为2-3.5:1；

进一步地，所述淀粉和水的体积比为2.5-3:1；

进一步地，所述淀粉和水的体积比可以为下述任意一种比例1.5：1；1.6：1；2：1；2.5：1；3：1；3.5：1；4：1；4.5：1；5：1；5.5：1；6：1；6.5：1；或7：1。

进一步地，所述剪切增稠液体优选为水淀粉、碳酸钙/聚乙二醇悬浮液或二氧化硅/聚乙二醇悬浮液；在上述所述填充步骤之后，在剪切增稠液体3靠近所述爆破炮孔1出口的一侧覆盖现有技术中用于炮孔堵塞的炮泥；所述炮泥的厚度为5～10cm。所述炮泥可以是砂子、岩粉或黏土中的一种或两种以上，但不限于上述所列炮泥种类，所述炮泥可以是是现有技术中已知的用于封堵爆破炮孔1的任意一种炮泥；在剪切增稠液体3外侧填充炮泥，进一步增强炮孔堵塞效果。

所述剪切增稠液体3与所述炮泥之间覆盖一层隔离物，所述隔离物可以是薄膜或纸板，用于隔离剪切增稠液体3和炮泥，防止炮泥漏到剪切增稠液体3中。

本发明中，爆破炮孔1的设置可以为以下方式：

在隧道爆破工程中，所述爆破炮孔1设置为横向爆破炮孔，将气体爆破器2放置于所述爆破炮孔1后；在气体爆破器2靠近爆破炮孔1出口的一侧覆盖填装有剪切增稠液体3的软袋；

在爆破施工中，爆破炮孔1设置为竖向朝上的炮孔，将气体爆破器2放置于所述爆破炮孔1后；在气体爆破器2靠近爆破炮孔1出口的一侧覆盖剪切增稠液体3，剪切增稠液体3完全堵塞炮孔，爆破过程中，剪切增稠液体3不会冲出爆破炮孔，在爆破过程中，爆破产生的强压缩能对剪切增稠液体3做功，剪切增稠液体3给与气体爆破器以反作用力，气体爆破器2释放出的能量在纵向方向被抵消，在横向方向被强化，横向周围被爆破物被破坏的程度加深。

在爆破施工中，爆破炮孔1设置为竖向朝下的炮孔，将气体爆破器2放置于所述爆破炮孔1后；在气体爆破器2靠近爆破炮孔1出口的一侧覆盖填装有剪切增稠液体3的软袋，在软袋靠近爆破炮孔1出口的一侧设置可压缩变形装置，用于支撑软袋，并进一步堵塞爆破炮孔1。

爆破炮孔1布置的自由度更大，爆破效果不受限于爆破炮孔1布置方式，即不受限于爆破炮孔1的位置、角度布置。

本发明中，所述爆破炮孔的孔径根据爆破工程需求进行设置，在爆破需要更大范围和程度进行爆破时，所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆的剪切增稠液体3的厚度越大，给与气体爆破器2反作用力更强，抵消气体爆破器2的爆破方向相背一侧的强压缩能。进一步地，所述爆破孔径设置为30—120mm。

在所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆有剪切增稠液体3的厚度至少为20cm，优选为20～500cm，可以为20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、90cm、95cm、100cm、110cm、120cm、130cm、140cm、150cm、160cm、170cm、180cm、200cm、250cm、300cm、350cm、400cm或500cm；但不限于以上厚度，可以是20-500cm中的任一厚度。

在所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧填充剪切增稠液体3厚度至少为20cm，优选为20～500cm，可以为20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、90cm、95cm、100cm、110cm、120cm、130cm、140cm、150cm、160cm、170cm、180cm、200cm、250cm、300cm、350cm、400cm或500cm；但不限于以上厚度，可以是20-500cm中的任一厚度；此处的水淀粉3用于抵消所述爆破炮孔1出口一侧的强压缩能，不会产生冲击波，爆破力不会冲出爆破炮孔1，爆破过程更安全。

本发明中，所述爆破炮孔1的侧壁与气体爆破器2之间填充的剪切增稠液体3的厚度为1-5mm；填充岩石缝隙，防止强压缩能的逸散。

进一步地，所述爆破炮孔1的侧壁与气体爆破器2之间填充的剪切增稠液体3的厚度为1-2mm；完全填充到岩石缝隙，防止强压缩能的逸散；气体爆破器2给与爆破炮孔1的侧壁的强压缩能不会被剪切增稠液体3以反作用力的形式抵消。

本发明，由于应用剪切增稠液体3堵塞爆破炮孔1，爆破炮孔1被严密堵塞，大大减弱了爆破噪音。相比目前的水封爆破，在爆破装置上覆水袋，虽然可以在一定程度上降噪，防尘，但是考虑到水不能和爆破装置直接接触，需要独立设置水封装置，且爆破岩石中的缝隙较多，在爆破过程中水流失于岩石中较多，减弱了降噪防尘效果。

在图1所示的示意图中，在所述爆破炮孔1内填充剪切增稠液体3；所述气体爆破器2爆炸时释放的能量作用于气体爆破器2四周的剪切增稠液体3上，所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆的剪切增稠液体3的厚度至少为20mm；爆破方向为远离爆破炮孔1开孔的方向，爆破过程中，所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆的剪切增稠液体3给与气体爆破器2以反作用力，抵消爆破炮孔1开孔方向的强压缩能，爆破炮孔1开孔方向不会产生冲击波，爆破过程更安全；在爆破炮孔1四周侧壁，剪切增稠液体3填充于岩石缝隙中，防止爆破强压缩能的逸散，爆破威力更为集中。

在图2所示的示意图中，所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧以及所述爆破炮孔1与所述气体爆破器2的四周侧面之间填充剪切增稠液体3厚度至少为20mm；在其他方向不设置剪切增稠液体3；也就是说，在气体爆破器2远离所述爆破炮孔1出口的一侧不设置所述剪切增稠液体3，所述气体爆破器2爆炸时释放的能量直接作用于远离爆破炮孔1出口一侧的内壁上，在其他方向上，则作用于所述剪切增稠液体3；爆破方向为远离爆破炮孔1开孔的方向，爆破过程中，所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆的剪切增稠液体3给与气体爆破器2以反作用力，抵消爆破炮孔1开孔方向的强压缩能，爆破炮孔1开孔方向不会产生冲击波，爆破过程更安全；在爆破炮孔1四周侧壁及爆破炮孔1底面，剪切增稠液体3填充于岩石缝隙中，防止爆破强压缩能的逸散，爆破威力更为集中。

在图3所示的示意图中，所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧以及所述爆破炮孔1与所述气体爆破器2的未紧贴爆破炮孔1的侧面之间填充剪切增稠液体3的厚度至少为20mm；其他方向不设置剪切增稠液体3；也就是说，在气体爆破器2远离所述爆破炮孔1出口的一侧，以及气体爆破器2与爆破炮孔1的侧面相接触的地方不设置所述剪切增稠液体3，爆破方向为远离爆破炮孔出口的一侧以及气体爆破器2与爆破炮孔1的侧面相接触的一侧，爆破过程中，所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧以及所述爆破炮孔1与所述气体爆破器2的未紧贴爆破炮孔1的侧面之间填充剪切增稠液体3给与气体爆破器2以反作用力，抵消这两个方向的强压缩能；爆破产生的强压缩能作用于远离爆破炮孔出口的一侧以及气体爆破器2与爆破炮孔1的侧面相接触的一侧；此爆破过程可适用于定向爆破工程。

在图4所示的示意图中，所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔出口的一侧填充剪切增稠液体3厚度至少为20mm；；在其他方向不设置剪切增稠液体3；所述气体爆破器2爆炸时释放的能量直接作用于远离爆破炮孔1的出口一侧的内壁上和爆破炮孔1的侧面上，在所述气体爆破器2靠近所述爆破炮孔1出口的一侧，则作用于所述剪切增稠液体3，靠近所述爆破炮孔1出口的一侧的剪切增稠液体3给与气体爆破器2以反作用力，抵消爆破炮孔1开孔方向的强压缩能，爆破炮孔1开孔方向不会产生冲击波，爆破过程更安全。

在图5所示的示意图中，在靠近所述爆破炮孔1出口一侧填充剪切增稠液体3至少为20mm，所述剪切增稠液体3可以为水淀粉、碳酸钙/聚乙二醇悬浮液或二氧化硅/聚乙二醇悬浮液；在靠近所述爆破炮孔1出口一侧的剪切增稠液体3外侧设置有炮泥，所述炮泥的厚度为5～10cm，所述炮泥进一步封堵爆破炮孔。

爆破过程中，爆破产生的强压缩能作用于剪切增稠液体3，所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆的所述剪切增稠液体3，会反作用于气体爆破器2，给与气体爆破器2后坐力。因为在所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆有厚度至少为20cm的剪切增稠液体3，此处的剪切增稠液体3给与气体爆破器2反作用力，将气体爆破器2的纵向力进行抵消，在爆破炮孔1开孔的方向不会产生冲击波，爆破过程更安全；而由于气体爆破器2四周填充的剪切增稠液体3的厚度小，甚至气体爆破器2的四周没有填充剪切增稠液体3，所以气体爆破器2的横向力不会被抵消，爆破方向集中在横向方向和气体爆破器远离爆破炮孔的方向，且由于所述气体爆破器2的爆破方向相背的一侧包覆的剪切增稠液体给与气体爆破器2以后坐力，气体爆破器2在爆破方向上威力更集中，气体爆破器2释放出的能量被强化，周围被爆破物被破坏的程度加深，被爆破物的被破坏的程度是普通爆破的5—15倍，爆破效率高。

以下通过具体实施例对本发明提出的爆破方法及剪切增稠液体3作为爆破炮孔1堵塞物中的应用进行具体说明：

实施例一

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为1.5:1；

将淀粉加入到水中，搅拌均匀，大约5-15分钟后，制备得到水淀粉，将水淀粉倒入爆破炮孔中；

在爆破炮孔中放置所述气体爆破器，将所述气体爆破器推入水淀粉中；所述水淀粉完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；例如，在一可选地实施例中，可以选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”，该爆破器具有威力大，同时方向性可控等优点；

在靠近爆破炮孔出口一侧的水淀粉外侧填充5cm炮泥；所述炮泥与水淀粉之间设置有纸板；

引爆所述气体爆破器。

实施例二

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为2:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例三

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为2.5:1；

在靠近爆破炮孔出口一侧的水淀粉外侧填充10cm炮泥；所述炮泥与水淀粉之间设置有纸板；

引爆所述气体爆破器。

实施例四

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为3:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例五

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为3.5:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例六

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为4:1；

气体爆破器，例如，在一可选地实施例中，可以选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”，该爆破器具有威力大，同时方向性可控等优点；

在欲进行爆破的位置挖掘爆破炮孔，在爆破炮孔中放置所述气体爆破设备；

按照上述比例将淀粉加入到水中，搅拌均匀，大约5-15分钟后，制备得到水淀粉，将水淀粉倒入所述安置有气体爆破设备的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述气体爆破设备之间填充水淀粉；其中，所述水淀粉完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

实施例七

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为4.5:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例八

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为5:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例九

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为5.5:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例十

剪切增稠液体选用水淀粉，其中淀粉和水的体积比为6:1；

引爆所述气体爆破器。

实施例十一

剪切增稠液体选用泥浆；泥浆的的制备方法为现有技术中公开的制备方法；

将泥浆倒入所述安置有气体爆破设备的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述气体爆破设备之间填充泥浆；其中，所述泥浆完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

实施例十二

剪切增稠液体选用混凝土浆；混凝土浆的制备方法为现有技术中公开的制备方法；

将混凝土浆倒入所述安置有气体爆破设备的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述气体爆破设备之间填充混凝土浆；其中，所述混凝土浆完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

实施例十三

剪切增稠液体选用沥青；沥青的制备方法为现有技术中公开的制备方法；

将沥青倒入所述安置有气体爆破设备的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述气体爆破设备之间填充沥青；其中，所述沥青完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

实施例十四

剪切增稠液体选用碳酸钙/聚乙二醇悬浮液；碳酸钙/聚乙二醇悬浮液的制备为现有技术中公开的制备方法；

将碳酸钙/聚乙二醇悬浮液倒入所述安置有气体爆破设备的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述气体爆破设备之间填充碳酸钙/聚乙二醇悬浮液；其中，所述碳酸钙/聚乙二醇悬浮液完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

实施例十五

剪切增稠液体选用二氧化硅/聚乙二醇悬浮液；二氧化硅/聚乙二醇悬浮液的制备方法为现有技术中公开的制备方法；

将二氧化硅/聚乙二醇悬浮液倒入所述安置有气体爆破设备的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述气体爆破设备之间填充二氧化硅/聚乙二醇悬浮液；其中，所述二氧化硅/聚乙二醇悬浮液完全封闭所述爆破炮孔，以将所述气体爆破器完全填埋在所述爆破炮孔内；

引爆所述气体爆破器。

对比实施例一

采用普通水泥作为炮孔堵塞物；

爆破设备选用普通TNT炸药包；

在与实施例一～实施例十五相同的爆破地，选择与上述实施例中的爆破环境接近的位置，挖掘爆破炮孔，在爆破炮孔中放置所述普通TNT炸药包；

将普通水泥倒入所述安置有普通TNT炸药包的爆破炮孔中，以在所述爆破炮孔与所述普通TNT炸药包之间填充普通水泥；

待3-5小时后，水泥基本干透后，在爆破炮孔上覆盖废旧轮胎或者橡胶垫等覆盖物；

引爆所述普通TNT炸药包。

对比实施例二

采用普通水泥作为炮孔堵塞物；

在与实施例一～实施例十五相同的爆破地，选择与上述实施例种的爆破环境接近的位置，挖掘爆破炮孔，在爆破炮孔中放置所述普通TNT炸药包；

引爆所述气体爆破器。

对上述各实施例和对比实施例爆破后的被爆破物被爆破后的块度分布，进行统计分析，其中被爆破物爆破程度选用被爆破物的爆破宽度为指标；爆破效果选用被爆破物爆破后碎石的分布范围大小、块度均匀程度，大块率作为指标。

结果如下：

1、对比实施例一块度分布表

对比实施例一，在爆破工艺中应用普通水泥作为炮孔堵塞物，爆破设备选用普通TNT炸药包。

根据上述对比实施例一块度分布表，可以得知，爆破后只有27.6％的碎石分布在10-50cm之间，碎石分布范围广，块度均匀性低，爆破后的大块率高；爆破后的平均块度为50.1cm，最大块度为126.5cm。

2、对比实施例二块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	＞125
										百分比/％	16.5	2.1	3.3	4.5	20.2	35.4	15.2	2.8	0

对比实施例二，在爆破工艺中应用普通水泥作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述对比实施例二块度分布表，可以得知，爆破后只有28％的碎石分布在10-50cm之间，碎石分布范围广，块度均匀性低，爆破后的大块率高；爆破后的平均块度为48cm，最大块度为108.5cm。

3、实施例一到实施例十的平均块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	>125
										百分比/％	11.5	8.1	13.3	53.3	13.6	0.2	0	0	0

实施例一到实施例十，在爆破工艺中应用水淀粉作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述实施例一到实施例十的平均块度分布表，可以得知，没有大于75cm的碎石，爆破后的大块率低；爆破后53.3％的碎石分布在15-25cm之间，80.2％的碎石分布在10-50cm之间，爆破后的块度均匀性高；爆破后的平均块度为18.4cm，爆破后的平均块度小，最大块度为51.2cm。被爆破物被破坏的程度是对比实施例爆破程度的10—15倍，爆破后的块度均匀性更高，大块率低，爆破效果好，爆破效率高。

4、实施例十一块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	>125
										百分比/％	12.1	8.2	16.9	44.7	15.8	2.3	0	0	0

实施例十一，在爆破工艺中应用泥浆作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述实施例十一块度分布表，可以得知，没有大于75cm的碎石，爆破后的大块率低；爆破后44.7％的碎石分布在15-25cm之间，77.4％的碎石分布在10-50cm之间，爆破后的块度均匀性高；爆破后的平均块度为19.33cm，爆破后的平均块度小，最大块度为65.8cm，被爆破物被破坏的程度是对比实施例爆破程度的6—10倍。

5、实施例十二块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	>125
										百分比/％	12.8	6.5	15.7	43.6	16.2	5.2	0	0	0

实施例十二，在爆破工艺中应用混凝土浆作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述实施例十二块度分布表，可以得知，没有大于75cm的碎石，爆破后的大块率低；爆破后43.6％的碎石分布在15-25cm之间，75.5％的碎石分布在10-50cm之间，爆破后的块度均匀性高；爆破后的平均块度为20.8cm，爆破后的平均块度小，最大块度为74.6cm，被爆破物被破坏的程度是对比实施例爆破程度的6—7倍。

6、实施例十三块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	>125
										百分比/％	13	7.3	16.9	42.7	15.5	4.6	0	0	0

实施例十三，在爆破工艺中应用沥青作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述实施例十三块度分布表，可以得知，没有大于75cm的碎石，爆破后的大块率低；爆破后42.7％的碎石分布在15-25cm之间，75.1％的碎石分布在10-50cm之间，爆破后的块度均匀性高；爆破后的平均块度为20.2cm，爆破后的平均块度小，最大块度为72.1cm，被爆破物被破坏的程度是对比实施例爆破程度的7—8倍。

7、实施例十四块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	>125
										百分比/％	11.3	8.1	16.8	41.7	16.7	5.4	0	0	0

实施例十四，在爆破工艺中应用碳酸钙/聚乙二醇悬浮液作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述实施例十四块度分布表，可以得知，没有大于75cm的碎石，爆破后的大块率低；爆破后41.7％的碎石分布在15-25cm之间，75.2％的碎石分布在10-50cm之间，爆破后的块度均匀性高；爆破后的平均块度为21cm，爆破后的平均块度小，最大块度为69.2cm，被爆破物被破坏的程度是对比实施例爆破程度的6—8倍。

8、实施例十五块度分布表

块度/cm	0-5	5-10	10-15	15-25	25-50	50-75	75-100	100-125	>125
										百分比/％	10.4	9.1	17.2	41.3	16.8	5.2	0	0	0

实施例十五，在爆破工艺中应用二氧化硅/聚乙二醇悬浮液作为炮孔堵塞物，气体爆破器，选用CN106643314A，申请人郭远军于2016年12月21日申请的发明名称为“一种充气锁气一体式爆破器”。

根据上述实施例十五块度分布表，可以得知，没有大于75cm的碎石，爆破后的大块率低；爆破后41.3％的碎石分布在15-25cm之间，75.3％的碎石分布在10-50cm之间，爆破后的块度均匀性高；爆破后的平均块度为20.9cm，爆破后的平均块度小，最大块度为72.3cm，被爆破物被破坏的程度是对比实施例爆破程度的5—7倍。

根据爆破结果可以发现实施例一至实施例十五使用水淀粉、泥浆、混凝土浆、沥青、碳酸钙/聚乙二醇悬浮液或二氧化硅/聚乙二醇悬浮液作为炮孔堵塞物，爆破炮孔被严密堵塞，可大大减弱爆破噪音，爆破过程中几乎不会产生飞石飞溅，产生的噪音小，而普通水泥作为炮孔堵塞物则存在大量的水泥块飞石，噪音尖锐刺耳。

靠近气体爆破器的水淀粉，此部分水淀粉距离气体爆破器较近，爆破过程中，爆破瞬间产生高温，高达1800℃以上，靠近气体爆破器的水淀粉中的水在高温高压下内能急剧升高，部分水汽化为水蒸气，部分水断键分解、成键结合为氢气和氧气，水蒸气、氢气、氧气和空气的气态混合物积蓄巨大势能对被爆破物做功，延缓了爆破过程；水淀粉中的水蒸发后，水淀粉中的淀粉在高温下燃烧，部分淀粉发生粉尘爆炸，相当于爆破过程中产生了二次爆炸，增加了爆破威力，而气态混合物做功释放能量后，氢气和氧气断键、成键重新合成为水；水起到水封爆破的作用，可以降噪防尘；此部分水淀粉形态改变，不再为剪切增稠液体；

另外，使用剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物的爆破程度是对比实施例使用普通水泥作为炮孔堵塞物的爆破程度的5—15倍。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

引爆所述气体爆破器。

2.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器的步骤中，具体为：在所述爆破炮孔中放置气体爆破器，将剪切增稠液体填充于爆破炮孔中。

3.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器的步骤中，具体为：将剪切增稠液体填充于爆破炮孔中，将所述气体爆破器推入所述爆破炮孔中的剪切增稠液体中。

4.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，还包括步骤：

根据岩层的爆破方向，设置所述气体爆破器的爆破方向与所述岩层的爆破方向一致；

5.如权利要求4所述的爆破方法，其特征在于，在所述气体爆破器的爆破方向相背的一侧包覆有剪切增稠液体的厚度至少为20cm。

6.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体的步骤中，具体为：

在所述气体爆破器的四周全部填充所述剪切增稠液体。

7.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体的步骤中，具体为：

8.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体的步骤中，具体为：

9.如权利要求1所述的爆破方法，其特征在于，在所述爆破炮孔内填充剪切增稠液体的步骤中，具体为：

10.一种剪切增稠液体作为爆破炮孔堵塞物的应用，其特征在于，所述剪切增稠液体全部包覆或部分包覆所述爆破炮孔内的气体爆破器。