CN109506528A - 一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，包括活塞式抽水机，活塞式抽水机分别连接有排水管和进水管，活塞式抽水机包括壳体、压杆机构和压强机构，压强机构置于壳体内，压杆机构与壳体固定连接，压杆机构包括压力杆、连接杆以及支撑杆，压力杆端部与连接杆连接，支撑杆一端铰接于压力杆侧壁，其另一端与壳体固定连接，压强机构包括活塞盖、隔层以及由活塞盖、隔层和壳体形成的压力腔，壳体竖直设置，其上下两端分别设置有活塞盖和隔层，所述活塞盖上设有第一单向阀门，隔层上设有第二单向阀门。该排水装置操作简单，作业成本低，能够防止砂石堵塞，便于携带，能提高装药质量，降低露天爆破作业安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种爆破辅助器材，特别是一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置及方法。
背景技术
露天中深孔爆破是一种成熟的矿岩爆破技术，现在被广泛应用于露天矿开采、边坡工程、路桥工程等领域，而装药质量是影响露天中深孔爆破效果的重要因素之一。在露天中深孔爆破穿孔作业后，如未及时装药，则可能由于降雨或地下水涌入导致炮孔内积水。炮孔内积水，造成的弊端有：1.无法装填非防水炸药；2.装药效率降低；3.可能由于水间隔炸药而导致盲炮，增加安全隐患。为消除这些弊端，须进行炮孔排水作业。
中国发明专利“一种台阶爆破炮孔排水方法”（申请号CN201310216607.9）公开了一种炮孔排水方法，该发明利用虹吸原理对于积水炮孔进行排水,施工成本低,工人劳动强度小,但是需选取一根长度是炮孔深度二倍以上的柔性软管,且须将软管密封端放置于低于炮孔孔底水平处的储水容器中,该方法条件苛刻，效率较低，在爆破作业现场实用性不强。
中国发明专利“一种炮孔排水装置”（申请号CN201520370320.6）公开了一种炮孔排水装置，该发明由PVC管和设有永磁体的单向密封装置组成，作业时须将PVC管进水端沉入孔底，待积水进入PVC管后再由工人把PVC管提出炮孔，将PVC管中的水由出水端倾倒流出，该装置结构简单，具有一定的实用性，但反复的沉管、提管会使得工人劳动强度特别大，PVC管的直径固定不能适应不同孔径的炮孔，而且该装置容易被砂石堵塞，随着炮孔深度增加，使用时的难度也会增大。
中国发明专利“一种深孔爆破炮孔排水装置”（申请号CN201120299798.6）公开了一种深孔爆破炮孔排水装置，该发明由空气压缩机和橡胶软管组成，将橡胶软管的一端连接到空气压缩机的风管接头,橡胶软管的另一端放入炮孔底部,打开空气压缩机,由小到大向橡胶软管内通高压风,便可达到将炮孔内的积水排出的目的。该发明能快速、安全的将炮孔内的积水排出，效率较高，但是由于需要有空气压缩机的配套使用，施工成本较高，且排出的积水会四处飞溅，不利于爆破作业现场的安全管理。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于露天中深孔爆破的能有效排出炮孔积水，可防止被砂石堵塞，携带方便，作业成本低，通用性和安全性高的人工排水装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，包括活塞式抽水机，所述活塞式抽水机分别连接有排水管和进水管，所述活塞式抽水机包括壳体、压杆机构和压强机构，所述压强机构置于壳体内，所述压杆机构与壳体固定连接，所述压杆机构包括压力杆、连接杆以及支撑杆，所述压力杆端部与连接杆连接，所述支撑杆一端铰接于压力杆侧壁，其另一端与壳体固定连接，所述压强机构包括活塞盖、隔层以及由活塞盖、隔层和壳体形成的压力腔，所述壳体竖直设置，其上下两端分别设置有活塞盖和隔层，所述活塞盖上设有第一单向阀门，所述隔层上设有第二单向阀门。
本发明的工作原理为：向压力杆自由端施加向下的压力时，连接杆对活塞盖有向上的拉力，带动活塞盖沿壳体内部向上运动，使得压力腔内压强变小，在大气压的作用下，积水通过第二单向阀门进入压力腔内；再向压力杆自由端施加向上的拉力，连接杆对活塞盖有向下的压力，带动活塞盖沿壳体内部向下运动，使得压力腔内压强变大，第二单向阀门闭合，第一单向阀门开启，积水进入活塞盖上方；再向压力杆自由端施加向下的压力，带动活塞盖向上活动，第一单向阀门闭合，活塞盖上的积水从排水管流出。
进一步的，所述隔层在所述第二单向阀门处对应设置有固定桩，所述进水管为软橡胶管体，所述进水管一端套设于所述固定桩上，其另一端设置有重垂端，且临近重垂端的管壁上设有若干进水孔。
该进水管设置重垂端可以增加重量，避将免进水管放进深孔时，出现偏离的问题引起的操作不便，设置若干个进水孔，既可以提高进水效率，又有效避免进水孔被堵塞造成的进水困难问题。
进一步的，所述连接杆包括弧形杆体和设置于杆体中端的连接端，所述弧形杆体两端与活塞盖连接，所述连接端与压力杆端部铰接。
该连接杆的弧形杆体两端连接活塞杆，一是使得结成机构更加牢固，二是不会阻挡第一单向阀门的开闭运动。
进一步的，所述固定桩为管体机构，且其外侧设有螺纹。
固定桩使用管体机构才能作为连通活塞式抽水机和进水管的媒介，进水管可能存在因为规格不适合现场或使用较久有破损等情况需要更换，因而设计进水管套设在固定桩外侧以方便更换，而螺纹设计则可以加大连接的牢固性。
进一步的，还包括三脚架，所述三脚架与所述壳体通过螺栓固定连接。
一般爆破现场地面参次不齐，直接将该活塞式抽水机置于地上，可能会造成损坏和不便于操作的情况，该三脚架使用三角架构，在与地面最小的接触面积的情况下保证装置的牢固性。
进一步的，所述压力杆和连接杆连接端呈半圆弧状。
该半圆弧状机构为省力机构。
进一步的，所述压力杆与支撑杆通过铰链铰接。
该压力杆有一端为自由端，是可活动机构，通过铰链与支撑杆铰接可以实现此目的。
进一步的，所述进水孔均覆盖有防堵塞纱网。
该防堵塞纱网有效避免深孔中砂石进入进水管造成管体的损坏和堵塞。
进一步的，所述进水管材料为软质橡胶。
该进水管长度要大于爆破深孔的深度，因而采用软质橡胶材料方便收纳及安装。
一种用于露天中深孔爆破的人工排水方法，包括如下步骤：
S1：选取位置架设三脚架，将排水装置组装完毕；
S2：将进水管设置有重垂端的一端伸入炮孔中，直至重垂端沉入炮孔底部；
S3：在活塞式抽水机的壳体内部与活塞盖的顶部形成的槽中导入少量水，增加活塞盖的密封效果；
S4：抬起压力杆的自由端，使压力杆另一端带动连接杆压迫活塞盖向下运动，压缩压力腔内空气，由气压作用于第一单向阀门，将阀门顶开后排出气体；
S5：压下压力杆的自由端，使压力杆另一端带动连接杆带动活塞盖向上运动并扩张压力腔空间，使压力腔内气压低于大气压强，受大气压强作用将炮孔中的水沿进水口挤入进水管中；
S6：重复操作S4和S5步骤，至水沿进水管顶开第二单向阀门后进入压力腔中；
S7：继续重复操作S4和S5步骤，至水填满压力腔；
S8：重复S4步骤，活塞盖向下运动，压力腔内的水顶开第一单向阀门，积于壳体与活塞盖形成的槽中；
S9：重复S5步骤，活塞盖向上运动，提升活塞盖顶部槽中水位高度至排水管的管口处，将水排出；
S10：重复S4和S5步骤，至炮孔中积水全部抽离。
本发明的有益效果是：针对现有的技术问题，提供一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，该排水装置操作简单，作业成本低，能够防止砂石堵塞，便于携带，适用于各种中小型露天中深孔爆破工程，能提高装药质量，降低露天爆破作业安全隐患。
附图说明
为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关部分而非全部机构，且附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。
图1为本发明具体实施提供的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置示意图。
图2为本发明具体实施提供的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置活塞式抽水机示意图。
图3为本发明具体实施提供的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置的压杆机构示意图。
图4为本发明具体实施提供的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置的压强机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，包括活塞式抽水机1、排水管2和进水管3，所述排水管2与活塞式抽水机1固定连接，所述进水管3与所述活塞式抽水机1可拆卸连接，所述活塞式抽水机1包括壳体11、压杆机构12和压强机构13，所述压强机构13置于壳体11内，所述压杆机构12与壳体11固定连接，所述压杆机构12包括压力杆121、连接杆123以及支撑杆122，所述压力杆121端部与连接杆123连接，所述支撑杆122一端铰接于压力杆121侧壁，其另一端与壳体11固定连接，所述压强机构13包括活塞盖113、隔层14以及由活塞盖113、隔层14和壳体11形成的压力腔，所述壳体11竖直设置，其上下两端分别设置有活塞盖113和隔层14，所述活塞盖113上设有第一单向阀门111，所述隔层14上设有第二单向阀门112，所述排水管2设置于壳体11外侧，所述进水管3与所述隔层14固定连接，所述隔层14在所述第二单向阀门112处对应设置有固定桩115，所述进水管3一端套设于所述固定桩115上。
本发明的工作原理为：向压力杆121自由端施加向下的压力时，连接杆123对活塞盖113有向上的拉力，带动活塞盖113沿壳体11内部向上运动，使得压力腔内压强变小，在大气压的作用下，积水通过第二单向阀门112进入压力腔内；再向压力杆121自由端施加向上的拉力，连接杆123对活塞盖113有向下的压力，带动活塞盖113沿壳体11内部向下运动，使得压力腔内压强变大，第二单向阀门112闭合，第一单向阀门111开启，积水进入活塞盖113上方；再向压力杆121自由端施加向下的压力，带动活塞盖113向上活动，第一单向阀门111闭合，活塞盖113上的积水从排水管2流出。
进一步的，所述进水管3另一端设置为重垂端31，且临近重垂端31的管壁上设有若干个进水孔。
该进水管3设置重垂端31可以增加重量，避将免进水管3放进深孔时，出现偏离的问题引起的操作不便，设置若干个进水孔，既可以提高进水效率，又有效避免进水孔被堵塞造成的进水困难问题。
进一步的，所述连接杆123包括弧形杆体和设置于杆体中端的连接端，所述弧形杆体两端与活塞盖113连接，所述连接端与压力杆121端部铰接。
该连接杆123的弧形杆体两端连接活塞杆，一是使得结成机构更加牢固，二是不会阻挡第一单向阀门111的开闭运动。
进一步的，所述固定桩115为管体机构，且其外侧设有螺纹。
固定桩115使用管体机构才能作为连通活塞式抽水机1和进水管3的媒介，进水管3可能存在因为规格不适合现场或使用较久有破损等情况需要更换，因而设计进水管3套设在固定桩115外侧以方便更换，而螺纹设计则可以加大连接的牢固性。
进一步的，还包括三脚架4，所述三脚架4与所述壳体11通过螺栓固定连接。
一般爆破现场地面参次不齐，直接将该活塞式抽水机1置于地上，可能会造成损坏和不便于操作的情况，该三脚架4使用三角架构，在与地面最小的接触面积的情况下保证装置的牢固性。
进一步的，所述压力杆121和连接杆123连接端呈半圆弧状。
该半圆弧状机构为省力机构。
进一步的，所述压力杆121与支撑杆122通过铰链铰接。
该压力杆121有一端为自由端，是可活动机构，通过铰链与支撑杆122铰接可以实现此目的。
进一步的，所述进水孔均覆盖有防堵塞纱网。
该防堵塞纱网有效避免深孔中砂石进入进水管3造成管体的损坏和堵塞。
进一步的，所述进水管3材料为软质橡胶。
该进水管3长度要大于爆破深孔的深度，因而采用软质橡胶材料方便收纳及安装。
一种用于露天中深孔爆破的人工排水方法，包括如下步骤：
S1：选取位置架设三脚架4，将排水装置组装完毕；
S2：将进水管3设置有重垂端31的一端伸入炮孔中，直至重垂端31沉入炮孔底部；
S3：在活塞式抽水机1的壳体11内部与活塞盖113的顶部形成的槽中导入少量水，增加活塞盖113的密封效果；
S4：抬起压力杆121的自由端，使压力杆121另一端带动连接杆123压迫活塞盖113向下运动，压缩压力腔内空气，由气压作用于第一单向阀门111，将阀门顶开后排出气体；
S5：压下压力杆121的自由端，使压力杆121另一端带动连接杆123带动活塞盖113向上运动，并扩张压力腔空间，使压力腔内气压低于大气压强，受大气压强作用将炮孔中的水沿进水口挤入进水管3中；
S6：重复操作S4和S5步骤，至水沿进水管3顶开第二单向阀门112后进入压力腔中；
S7：继续重复操作S4和S5步骤，至水填满压力腔；
S8：重复S4步骤，活塞盖113向下运动，压力腔内的水顶开第一单向阀门111，积于壳体11与活塞盖113形成的槽中；
S9：重复S5步骤，活塞盖向上运动，提升活塞盖113顶部槽中水位高度至排水管2的管口处，将水排出；
S10：重复S4和S5步骤，至炮孔中积水全部抽离。
本发明的有益效果是：针对现有的技术问题，提供一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，该排水装置操作简单，作业成本低，能够防止砂石堵塞，便于携带，适用于各种中小型露天中深孔爆破工程，能提高装药质量，降低露天爆破作业安全隐患。
Claims (8)
1.一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：包括活塞式抽水机，所述活塞式抽水机分别连接有排水管和进水管，所述活塞式抽水机包括壳体、压杆机构和压强机构，所述压强机构置于壳体内，所述压杆机构与壳体固定连接，所述压杆机构包括压力杆、连接杆以及支撑杆，所述压力杆端部与连接杆连接，所述支撑杆一端铰接于压力杆侧壁，其另一端与壳体固定连接，所述压强机构包括活塞盖、隔层以及由活塞盖、隔层和壳体形成的压力腔，所述壳体竖直设置，其上下两端分别设置有活塞盖和隔层，所述活塞盖上设有第一单向阀门，所述隔层上设有第二单向阀门。
2.根据权利要求1所述的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：所述隔层在所述第二单向阀门处对应设置有固定桩，所述进水管为软橡胶管体，所述进水管一端套设于所述固定桩上，其另一端设置有重垂端，且临近重垂端的管壁上设有若干进水孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：所述进水孔设置有防堵塞纱网。
4.根据权利要求1所述的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：所述连接杆包括弧形杆体和设置于弧形杆体上的连接端，所述弧形杆体端部与活塞盖连接，所述连接端与压力杆端部铰接。
5.根据权利要求4所述的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：所述压力杆一端呈半圆弧状。
6.根据权利要求1所述的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：所述压力杆与支撑杆通过铰链铰接。
7.根据权利要求1所述的一种用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于：还包括三脚架，所述三脚架与所述壳体通过螺栓固定连接。
8.一种用于露天中深孔爆破的人工排水方法，包括权利要求1-7所述的用于露天中深孔爆破的人工排水装置，其特征在于，包括如下步骤：
S1：选取位置架设三脚架，将排水装置组装完毕；
S2：将进水管设置有重垂端的一端伸入炮孔中，直至重垂端沉入炮孔底部；
S3：在活塞式抽水机的壳体内部与活塞盖的顶部形成的槽中导入少量水，增加活塞盖的密封效果；
S4：抬起压力杆的自由端，使压力杆另一端带动连接杆压迫活塞盖向下运动，压缩压力腔内空气，由气压作用于第一单向阀门，将阀门顶开后排出气体；
S5：压下压力杆的自由端，使压力杆另一端带动连接杆带动活塞盖向上运动并扩张压力腔空间，使压力腔内气压低于大气压强，受大气压强作用将炮孔中的水沿进水口挤入进水管中；
S6：重复操作S4和S5步骤，至水沿进水管顶开第二单向阀门后进入压力腔中；
S7：继续重复操作S4和S5步骤，至水填满压力腔；
S8：重复S4步骤，活塞盖向下运动，压力腔内的水顶开第一单向阀门，积于壳体与活塞盖形成的槽中；
S9：重复S5步骤，活塞盖向上运动，提升活塞盖顶部槽中水位高度至排水管的管口处，将水排出；
S10：重复S4和S5步骤，至炮孔中积水全部抽离。
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| CN110487137B (zh) * | 2019-08-27 | 2021-07-23 | 山东科技大学 | 一种深孔预裂水耦合爆破装药结构及施工方法 |
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| CN113639602A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-12 | 中铁二局集团有限公司 | 一种露天浅孔爆破含水炮孔多功能快速排水装置 |
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