CN109238049A - 爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法及其信号设置装置 - Google Patents

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张艳
胡良伟
罗非非
李艺
杨敏会
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谭盛华
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    • G01P3/66—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using electric or magnetic means

Abstract

本发明公开了一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法及其信号设置装置，方法方案挖掘炮孔、设置信号接收装置、设置信号线、装入炸药和起爆五个步骤，直接在需要爆破的炮孔内进行，相对于现有技术避免了现有测定方法中专门找试验场地、专门爆破、环境污染、扰民、无法测定多段爆速和无法真实反映爆破使用条件的问题。信号设置装置用于方法方案中的爆轰波测定位点设置，结构简单，且容易制作，使用效果良好。

Description

爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法及其信号设置装置
技术领域
本发明涉及爆破技术领域，特别涉及一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法。
背景技术
现场混装炸药(主要包括乳化、铵油、重铵油三种)应用技术是集原材料运输、炸药现场混制、机械化装药于一体的先进炸药生产和使用技术。我国自20世纪六十年代初由国外引进后，现已大量应用到矿山、水利水电、基础设施建设的土石方开挖施工中，大大加快了施工进度、提高了施工质量、降低了工人的劳动强度，使爆破作业的经济性、安全性、可靠性得到了大大的提高。
炸药爆速(爆轰波在炸药中稳定传播的速度)是衡量炸药质量的关键性能指标，一般而言，爆速大者其爆炸产生的压力也大，猛度也大，亦即对岩石的碎裂能力强。炸药爆速常用的测定方法有导爆索法、测时仪法、光导纤维法等。导爆索法只能在地表进行，测试仪通常只在地表进行，光导纤维法测试仪器较昂贵，使用成本也很高，一般多在进行研究中使用。
其中以测时仪法因操作简单、成本较低而应用最为广泛。
民爆行业的推荐标准《工业炸药爆速测定方法》(GB/T 13228-2015)也是使用的测时仪法；测试仪法的基本工作原理是：设置靶距为L，利用爆速仪测得炸药爆炸后爆轰波阵面从靶Ⅰ到靶Ⅱ的时间为△t，则炸药爆速为：L/△t。测时仪法通常是在露天地表上进行，存在如下缺点：
1.需要专门的试验场地；
2.需要单独进行一次爆破，所需要的人员、设备和时间消耗较多，同时爆破时挖运等其它工序的人员设备需要撤离，因而需额外消耗较多的成本；
3.进行检测时会产生较大的爆炸有害效应：冲击波、噪音、有毒有害气体等，因而造成环境污染；
4.进行检测时产生的有害效应严重扰民，易引起周边居民抗议，因而选择合适的专门场地越来越困难；
5.检测时的约束条件(一般为PVC管)与炸药用于爆破时的真实约束条件(岩石)存在较大差别，难以真实反应炸药在岩石中爆破时的爆速；
6.在露天地表测定时,限于条件，一般只能进行单段爆速测定(如果进行连续多段爆速测定，需要增加PVC管的长度，PVC管太长，装药量太大时，操作难度大大增加；同时也增加一次爆炸的炸药量，则造成的爆炸有害效应相应增加，在空气中爆炸造成的危害将十分巨大)。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的之一是提供一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法以克服现有技术的缺陷。
本发明的技术方案如下：一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)挖掘炮孔；
2)在所述炮孔中设置爆轰信号接收装置，该爆轰信号接收装置上设置有至少两个靶位件，且该两个靶位件的连线与所述炮孔的轴线平行，相邻靶位件的间距不少于50cm，该信号线设置装置的底部还设置有起爆体，且该起爆体距离最近的一个所述靶位件距离不少于3m；
3)每个所述靶位件对应设置有一根信号线，且将该信号线对折形成四个连接端，并分别将对折的信号线两段在弯折处附近绞合，以将弯折段形成环状；将两根信号线的四个连接端分别接到爆速仪对应端子上，形成导通的信号通道；将各信号线绞成的环剪断，并使得各信号线的芯线断面靠近，同时保证相邻两根信号线的断口处间距与对应靶位件的间距相同；
4)向炮孔中按照爆破装药程序装入待测现场混装炸药；
5)在设置好爆速仪后起爆，并通过爆速仪获取测定数据。
采用以上技术方案，爆轰信号接收装置用来设置靶位件进行位置定位，相邻两个靶位件之间的距离为提前要求的固定距离，在各个靶位件上设置有剪断的信号线，在爆轰波的冲击下可以实现接通，将爆轰波的信号反映成爆速仪的电信号进行读取，主要是读取其间隔时间，通过提前知道的固定距离，则可以通过距离除以间隔时间来获得速度。由于爆轰波的移动方向会沿着炮孔的方向，因此要保证靶位件之间的连线要和对应炮孔段的轴线是平行的，如此测定的时间间隔才是对应到相邻两个位置点距离的时间间隔。起爆体距离最近的靶位件3米以上，以保证捕获的爆轰波是稳定的。相邻两个靶位件的距离大于50厘米，以保证间隔时间够长，才能够减少测定误差，如果距离太短，测定误差增大；如果爆速仪的灵敏度不够的话，则可能会造成时间间隔太短，无法通过仪器测出。
本技术方案的有益效果在于相对于现有技术的专门挖孔用于测定爆速，本技术方案可直接利用爆破现场的炮孔进行测定，在实际使用爆破的同时也将炸药的爆速测定出来了。也就避免了现有测定方法中专门找试验场地、专门爆破、环境污染、扰民、无法测定多段爆速和无法真实反映爆破使用条件的问题。
进一步，所述靶位件的数量为两个。本改进中是为了单段测定，因此只需要一个距离数据就能实现，所以只需要两个靶位件。
进一步，所述信号线为单芯的BV铜芯聚氯乙烯绝缘线。由于要利用导线自身的弹性，在绞成环后还要能够使得断口面靠近，在爆轰波的作用下再次容易地实现接通，采用单芯的BV铜芯聚氯乙烯绝缘线就能很好地实现个效果。
本发明的目的之二是提供一种爆轰信号接收装置，用于前述现场混装炸药爆速测定方法，通过设在炮孔内，接收爆轰信号并传输到爆速仪；包括中柱管，中柱管上设有至少两个靶位件和一个起爆体，所述中柱管上横贯有至少两个固定限位件，固定限位件用于横向支撑所述中柱管，以使中柱管轴线与炮孔轴线方向一致，且所述靶位件位于相邻两固定限位件之间。
本爆轰信号接收装置的方案中，中柱管起到支撑的作用，并用来设置靶位件，固定限位件用来在炮孔中对中柱起到支撑的作用，以使得中柱管轴线与炮孔轴线方向一致。因为在爆破中爆轰波的走向是沿着炮孔走的，而对应的测定位点是设置在中柱上的，因此只有中柱管轴线与炮孔轴线方向一致的情况下，测定的结果才是准确的。同样的原理，将起爆体设置在中柱上，也是为了爆轰波传递方向与测定位点的连线，以及中柱的走向一致，以获得更加准确的结果。
进一步，为了在使用时起到稳定支撑的作用，所述固定限位件由杆状构件形成固定限位杆，相邻固定限位杆呈90度交叉。
进一步，为了便于整个装置放入，不发生抵触和干涉，所述固定限位杆的两端分别距离炮孔内壁2.5cm～4.5cm。
进一步，为了部件材料简单易得，所述中柱管由热水型PPR管制成；所述固定限位件和靶位件均采用竹签制成。
进一步，为了简单又稳定地设置起爆体，所述起爆体电工胶布固定在中柱管上，并在电工胶布外部用尼龙扎带紧固。
进一步，作为一个用于单段测定的信号接收装置，所述固定限位件由第一固定限位杆和第二固定限位杆组成；所述靶位件由第一靶位件和第二靶位件组成。
进一步，由于爆轰波的速度很快，包括靶位件和固定件相互之间的间距要足够，以获得稳定的支撑，和稳定的时间数据，所述第一靶位件位于所述第一固定限位杆的上方，且间距范围为18cm～22cm；所述第二固定限位杆位于所述第二靶位件的上方，且间距范围为18cm～22cm；所述起爆体位于第一固定限位杆下方，且距离第一靶位件3m以上；所述中柱管伸出炮孔1m～1.4m。
有益效果：本发明构思新颖、设计合理且便于操作，一方面给出了一种可直接在炮孔中测定爆速的方法，相对于现有技术的专门设置试验场用于测定爆速，本技术方案可直接利用爆破现场的炮孔进行测定，在实际使用爆破的同时也将炸药的爆速测定出来了。也就避免了现有测定方法中专门找试验场地、专门爆破、环境污染、扰民、无法测定多段爆速和无法真实反映爆破使用条件的问题；另一方面针对该方法提供了一种爆轰信号接收装置，用于设置爆轰波测定的位点，结构简单，且容易制作，使用效果良好。
附图说明
图1是本发明中信号接收装置结构的示意图；本图也用于说明本发明的爆速测定方法。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例一
参照图1，一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，包括如下步骤：
1)挖掘炮孔；
2)在所述炮孔中设置爆轰信号接收装置，该爆轰信号接收装置上设置有至少两个靶位件，在本实施例中作为优选，所述靶位件的数量为两个，且该两个靶位件的连线与所述炮孔的轴线平行，相邻靶位件的间距不少于50cm，在本实施例中为60cm，该信号线设置装置的底部还设置有起爆体，且该起爆体距离最近的一个所述靶位件距离不少于3m，在本实施例中为3.5m；
3)每个所述靶位件对应设置有一根信号线，且将该信号线对折形成四个连接端，并分别将对折的信号线两段在弯折处附近绞合，以将弯折段形成环状，在本实施例中，所述信号线优选为单芯的BV铜芯聚氯乙烯绝缘线；将两根信号线的四个连接端分别接到爆速仪对应端子上，形成导通的信号通道；将各信号线绞合成的环剪断，并使得各信号线的芯线断面靠近，同时保证相邻两根信号线的断口处间距与对应靶位件的间距相同；
4)向炮孔中按照爆破装药程序装入待测现场混装炸药；
5)在设置好爆速仪后起爆，并通过爆速仪获取测定数据。
实施例二
结合图1，一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，包括如下步骤：
1)挖掘炮孔；
2)在所述炮孔中设置爆轰信号接收装置，该爆轰信号接收装置上设置有至少两个靶位件，在本实施例中作为优选，所述靶位件的数量为三个，且该三个靶位件的连线与所述炮孔的轴线平行，相邻靶位件的间距不少于50cm，在本实施例中为55cm，该信号线设置装置的底部还设置有起爆体，且该起爆体距离最近的一个所述靶位件距离不少于3m，在本实施例中为3.2m；
3)每个所述靶位件对应设置有一根信号线，且将该信号线对折形成四个连接端，并分别将对折的信号线两段在弯折处附近绞合，以将弯折段形成环状，在本实施例中，所述信号线优选为单芯的BV铜芯聚氯乙烯绝缘线；将两根信号线的四个连接端分别接到爆速仪对应端子上，形成导通的信号通道；将各信号线绞合成的环剪断，并使得各信号线的芯线断面靠近，同时保证相邻两根信号线的断口处间距与对应靶位件的间距相同；
4)向炮孔中按照爆破装药程序装入待测现场混装炸药；
5)在设置好爆速仪后起爆，并通过爆速仪获取测定数据。
实施例三
参照图1的一种爆轰信号接收装置，用于本发明中各个方法技术方案，通过设在炮孔内接收爆轰信号并传输到爆速仪。包括中柱管1，中柱管1上设有至少两个靶位件和一个起爆体，起爆体电工胶布固定在中柱管1上，并在电工胶布外部用尼龙扎带紧固。中柱管1上横贯有至少两个固定限位件，作为优选，固定限位件由杆状构件形成固定限位杆，相邻固定限位杆呈90度交叉。固定限位杆的两端分别距离炮孔内壁2.5cm～4.5cm，本实施例中优选为3cm。固定限位件用于横向支撑中柱管1，以使中柱管1轴线与炮孔轴线方向一致，且靶位件位于相邻两固定限位件之间。作为优选中柱管1由热水型PPR管制成；固定限位件和靶位件均采用竹签制成。作为单段测定的优选，固定限位件由第一固定限位杆2和第二固定限位杆5组成；靶位件由第一靶位件3和第二靶位件4组成。第一靶位件3位于第一固定限位杆2的上方，且间距范围为18cm～22cm，本实施例中优选为20cm；第二固定限位杆5位于第二靶位件4的上方，且间距范围为18cm～22cm，本实施例中优选为20cm；起爆体位于第一固定限位杆2下方，且距离第一靶位件3m以上，本实施例中优选为3.5m。
实施例四
参照图1的一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，包括如下步骤：
1)挖掘炮孔，炮孔的深度为8m；
2)在所述炮孔中设置爆轰信号接收装置，该爆炸轰信号接收装置包括中柱管1，中柱管1上设有至少两个靶位件和一个起爆体，在本实施例中为单段测定，因此优选为两个靶位件，分别为第一靶位件3和第二靶位件4。起爆体电工胶布固定在中柱管1上，并在电工胶布外部用尼龙扎带紧固。中柱管1上横贯有至少两个固定限位件，在本实施例中作为优选，固定限位件的数量为两个，分别为第一固定限位杆2和第二固定限位杆5，且固定限位件由杆状构件形成固定限位杆，相邻固定限位杆呈90度交叉。第一靶位件3位于第一固定限位杆2的上方，且间距范围为18cm～22cm，本实施例中优选为20cm；第二固定限位杆5位于第二靶位件4的上方，且间距范围为18cm～22cm，本实施例中优选为20cm；起爆体位于第一固定限位杆2下方，且距离第一靶位件3m以上，本实施例中优选为3.5m。固定限位杆的两端分别距离炮孔内壁2.5cm～4.5cm，本实施例中优选为3cm。固定限位件用于横向支撑中柱管1，以使中柱管1轴线与炮孔轴线方向一致，且靶位件位于相邻两固定限位件之间。作为优选中柱管1由热水型PPR管制成；固定限位件和靶位件均采用竹签制成；中柱管伸出炮孔1m～1.4m，在本实施例中伸出1.2m；
3)每个所述靶位件对应设置有一根信号线，且将该信号线对折形成四个连接端，并分别将对折的信号线两段在弯折处附近绞合，以将弯折段形成环状，在本实施例中，所述信号线优选为单芯的BV铜芯聚氯乙烯绝缘线；将两根信号线的四个连接端分别接到爆速仪对应端子上，形成导通的信号通道；将各信号线绞合成的环剪断，并使得各信号线的芯线断面靠近，同时保证相邻两根信号线的断口处间距与对应靶位件的间距相同；
4)向炮孔中按照爆破装药程序装入待测现场混装炸药；
5)在设置好爆速仪后起爆，并通过爆速仪获取测定数据。
本发明的优点有：
经济性，测定作业与结合生产作业进行，节省了在地表孔外测试所需要的额外成本：车辆、人员、炸药及其它工序的车辆、人员撤离的成本；也最大程度减少了对其它工序(如挖运、安装等)的影响；
安全性，由孔外爆炸转到孔内爆炸进行爆速测定，爆炸产生的有害效应大部分被限制在炮孔内，从而大大减轻了可能的对人员、设备、环境的危害，安全性大大提高；
准确性，由孔外转到孔内进行爆速测定，能测定到正常生产作业时炸药的真实爆速；同时使用了固定限位件和靶位件，使测定时的靶距更加精确，测定的爆速也更加准确。
方便性，使用刚性的PPR管固定信号接收、传递系统，并在地表将装置加工好，很方便放入炮孔内；用BV铜芯聚氯乙烯绝缘线代替了常规使用的漆包圆铜线作为传感探针；用靶位件代替常规的探针穿孔方式固定探针，大大提升了操作的便捷性。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)挖掘炮孔；
2)在所述炮孔中设置爆轰信号接收装置，该爆轰信号接收装置上设置有至少两个靶位件，且该两个靶位件的连线与所述炮孔的轴线平行，相邻靶位件的间距不少于50cm，该信号线设置装置的底部还设置有起爆体，且该起爆体距离最近的一个所述靶位件距离不少于3m；
3)每个所述靶位件对应设置有一根信号线，且将该信号线对折形成四个连接端，并分别将对折的信号线两段在弯折处附近绞合，以将弯折段形成环状；将两根信号线的四个连接端分别接到爆速仪对应端子上，形成导通的信号通道；将各信号线绞成的环剪断，并使得各信号线的芯线断面靠近，同时保证相邻两根信号线的断口处间距与对应靶位件的间距相同；
4)向炮孔中按照爆破装药程序装入待测现场混装炸药；
5)在设置好爆速仪后起爆，并通过爆速仪获取测定数据。
2.如权利要求1所述的一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，其特征在于：所述靶位件的数量为两个。
3.如权利要求1或2所述的一种爆破孔内测定现场混装炸药爆速的方法，其特征在于：所述信号线为单芯的BV铜芯聚氯乙烯绝缘线。
4.一种爆轰信号接收装置，其特征在于：用于权利要求1～3中任意一项所述的方法，通过设在炮孔内，接收爆轰信号并传输到爆速仪；包括中柱管(1)，中柱管(1)上设有至少两个靶位件和一个起爆体，所述中柱管(1)上横贯有至少两个固定限位件，固定限位件用于横向支撑所述中柱管(1)，以使中柱管(1)轴线与炮孔轴线方向一致，且所述靶位件位于相邻两固定限位件之间。
5.如权利要求4所述的爆轰信号接收装置，其特征在于：所述固定限位件由杆状构件形成固定限位杆，相邻固定限位杆呈90度交叉。
6.如权利要求5所述的爆轰信号接收装置，其特征在于：所述固定限位杆的两端分别距离炮孔内壁2.5cm～4.5cm。
7.如权利要求4所述的爆轰信号接收装置，其特征在于：所述中柱管(1)由热水型PPR管制成；所述固定限位件和靶位件均采用竹签制成。
8.如权利要求4所述的爆轰信号接收装置，其特征在于：所述起爆体电工胶布固定在中柱管(1)上，并在电工胶布外部用尼龙扎带紧固。
9.如权利要求4～8中任意一项所述的爆轰信号接收装置，其特征在于：所述固定限位件由第一固定限位杆(2)和第二固定限位杆(5)组成；所述靶位件由第一靶位件(3)和第二靶位件(4)组成。
10.如权利要求9所述的爆轰信号接收装置，其特征在于：所述第一靶位件(3)位于所述第一固定限位杆(2)的上方，且间距范围为18cm～22cm；所述第二固定限位杆(5)位于所述第二靶位件(4)的上方，且间距范围为18cm～22cm；所述起爆体位于第一固定限位杆(2)下方，且距离第一靶位件(3)3m以上；所述中柱管(1)伸出炮孔1m～1.4m。
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