CN109539916B - 精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置及装填方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置及装填方法,包括炸药泵输送机、炸药输送管、高压气泵、高压气管和弹性球装填装置;高压气泵与高压气管的一端相连并输出高压气流,高压气管的另一端与弹性球装填装置相连,高压气管上设有过气阀门;所述弹性球装填装置为内部中空结构,且包括三个通口,右端通口与高压气管密封相连,左端通口与炸药输送管一相连,下端通口与炸药输送管二相连,弹性球装填装置的上端设有可启闭的舱门,通过舱门放入弹性球装填装置内腔一个弹性膨胀球。本发明将装药工序与封孔工序有效结合,可精确控制装药量,简化装药流程,防止浆状炸药回流,钻孔密封效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种炸药装填装置,具体涉及一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置及装填方法,属于煤矿爆破技术领域。
背景技术
煤炭资源一直以来都是我国能源消费的主体,但煤炭开采面临着多种多样的地质条件,如坚硬岩石巷道掘进、坚硬顶板工作面回采,尤其是煤炭开采逐渐向深部发展,面临着高地应力、坚硬煤岩引发的一系列复杂工程问题,一般需要利用爆破技术解决相关问题。
煤矿爆破作业过程中,目前采用的普通装药爆破技术存在以下三个技术难题:一、成孔难,随着钻孔深度的加长,尤其是煤层钻孔或高应力岩体钻孔,在钻杆拔出的同时钻孔随之塌孔,钻孔难以成型;二、装药难,伴随炮孔长度的增加,炮孔内装药量增大,深孔管状药卷装药阻力显著提高,且随着炮孔仰角的增大,炮孔内药卷难以固定、推送等难度较大,尤其当遇到钻孔塌孔情况,深孔装药几乎难以实现;三、封孔难,由于装填炸药很难固定在炮孔孔底,推送装置回撤后,装药段炸药往往会在自重的作用下向炮孔孔口偏移,装药位置达不到设计要求,尤其近年来采用的浆状炸药进行爆破,如何封孔与防止炸药回流成为爆破装药的突出问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的各种不足,本发明提供一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置及装填方法,将装药工序与封孔工序有效结合,可精确控制装药量,简化装药流程,防止浆状炸药回流,钻孔密封效果好。
为了实现上述发明目的,本发明一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置,包括炸药泵输送机和炸药输送管,炸药输送管将炸药泵输送机输出的浆状炸药输送至炮孔内部;炸药输送管上设有流量表、过浆阀门,还包括高压气泵、高压气管和弹性球装填装置;高压气泵与高压气管的一端相连并输出高压气流,高压气管的另一端与弹性球装填装置相连,高压气管上设有过气阀门;所述弹性球装填装置为内部中空结构,且包括三个通口,右端通口与高压气管密封相连,左端通口与炸药输送管一相连,下端通口与炸药输送管二相连,弹性球装填装置的上端设有可启闭的舱门,通过舱门放入弹性球装填装置内腔一个弹性膨胀球。
进一步的,所述弹性球装填装置的内部中空结构以舱门的旋转开启支点为界,其左端为由右至左内径逐渐缩小的圆锥形导向空间,其右端为内径不变的圆柱形空间。
这种直径渐缩的过渡结构更加便于高压气流将弹性膨胀球压缩至炸药输送管一中。
为了防止高压气流漏气造成压力不足,舱门与弹性球装填装置上端开口处安装有密封垫。
作为优选,弹性膨胀球选择高弹性、高变形能力的弹性材料制作,以保障封孔的密实性。
作为优选,所述的弹性膨胀球直径以大于弹性球装填装置最大内腔直径2~3mm,且大于炮孔内径8~12mm。
过浆阀门、过气阀门均为单向截止阀。
一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,包括以下步骤,
第一步,根据炮孔装药深度及孔径确定炸药输送管的规格,将炸药输送管二连接在炸药泵输送机与弹性球装填装置之间,并在安装管路的同时安装过浆阀门和流量表;将高压气管连接在高压气泵与弹性球装填装置之间,并在安装管路的同时安装过气阀门;将炸药输送管的一端连接在弹性球装填装置的左端通口处,另一端沿炮孔伸入至设计装药位置;所有阀门处于关闭状态,打开弹性球装填装置的舱门,放入弹性膨胀球并关闭舱门;
第二步,打开过浆阀门,开启炸药泵输送机,开始向炸药输送管内注入浆状炸药,通过流量表观察炸药输送管内浆状炸药达到设计装药量后关停浆状炸药输送机以及过浆阀门;
第三步,打开过气阀门,开启高压气泵,高压气流进入弹性球装填装置右腔,并推动弹性膨胀球冲出弹性球装填装置进入炸药输送管一内,并在高压气流的推动力下与浆状炸药同步前移动,使浆状炸药流出炸药输送管一的出口并充满炮孔装药段,当炸药输送管一内浆状炸药流尽的同时,弹性膨胀球被挤出输送软管出口并在弹性恢复力作用下膨胀贴紧孔壁,防止浆状炸药沿炮孔回流,关停高压气泵以及过气阀门;
第四步,拔出炮孔内的炸药输送管一,用炮泥填充从弹性膨胀球至炮孔孔口段,并捣实进行封孔。
优选的,炸药输送管的外径小于炮孔孔径4~8mm。
本发明解决了浆状炸药难以送达较深炮孔孔底的问题,通过高压气流推送浆状炸药注入炮孔,注药速度快,压力稳定,对炮孔成型要求低,可使浆状炸药顺利到达炮孔孔底;本发明解决了管式装药连续输送的问题,变传统固体炸药为浆状炸药,流动性好,充填密实,通过泵送实现炸药的连输输送和连续装填,工艺简单,装填效果好;本发明实现了装药量精确、装药位置易于精准控制,且输送机泵压及注入流量稳定,还可通过输送时间及流量精确控制输送的药量;本发明同时使用弹性膨胀球封孔,封孔位置与输送软管出口位置一致,通过调节输送软管伸入炮孔长度实现装药位置的精确控制;本发明通过高压气流作用于弹性膨胀球推动浆状炸药同步输送,在弹性膨胀球到达炮孔的一瞬间,在推送浆液前移的同时膨胀变形停留在封孔位置,紧贴孔壁,防止浆状炸药回流,从而实现了装药工艺与防止浆状炸药回流工艺一体化。
附图说明
图1是本发明结构系统装配示意图;
图2是本发明中弹性球装填装置及其连接装置剖面图;
图3是炮孔最终结构剖面图;
图中:1、炸药泵输送机,2、流量表,3、过浆阀门,4、炸药输送管,4-1、炸药输送管一,4-2、炸药输送管二,5、高压气泵,6、过气阀门,7、高压气管,8、弹性球装填装置,8-1、舱门,9、弹性膨胀球,10、浆状炸药,11、炮孔,12、炮泥。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的阐述。为了便于描述,将图2中上端定义为上,下端定义为下,左端定义为左,右端定义为右。
如图1和图2所示,一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置,包括炸药泵输送机1和炸药输送管4,炸药输送管4将炸药泵输送机输出的浆状炸药输送至炮孔内部11;炸药输送管4上设有流量表2、过浆阀门3,还包括高压气泵5、高压气管7和弹性球装填装置8;高压气泵5与高压气管7的一端相连并输出高压气流,高压气管7的另一端与弹性球装填装置8相连,高压气管7上设有过气阀门6;所述弹性球装填装置8为内部中空结构,且包括三个通口,右端通口与高压气管7密封相连,左端通口与炸药输送管一4-1相连,下端通口与炸药输送管二4-2相连,弹性球装填装置的上端设有可启闭的舱门8-1,通过舱门8-1放入弹性球装填装置内腔一个弹性膨胀球9。
进一步的,所述弹性球装填装置8的内部中空结构以舱门8-1的旋转开启支点为界,其左端为由右至左内径逐渐缩小的圆锥形导向空间,其右端为内径不变的圆柱形空间。
这种直径渐缩式的过渡结构更加便于高压气流将弹性膨胀球压缩至炸药输送管一4-1中。
为了防止高压气流漏气造成压力不足,舱门8-1与弹性球装填装置上端开口处安装有密封垫。
作为优选,弹性膨胀球9选择高弹性、高变形能力的弹性材料制作,以保障封孔的密实性。
过浆阀门3、过气阀门6均为单向截止阀。
优选的,所述的弹性膨胀球9直径以大于弹性球装填装置8最大内腔直径2~3mm,且大于炮孔11内径8~12mm。
以沿空巷道内坚硬顶板爆破切顶卸压作业为例,对本方法的具体实施过程做详尽的阐述,一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,包括以下步骤,
如图1所示,第一步,在沿空巷道内向采空区侧带20°仰角施工长28m的炮孔11,孔径75mm,其水平投影垂直于巷道走向,装药段长12m,位于坚硬顶板内,封孔位置位于炮孔11内16m处;
根据炮孔11装药深度及孔径选择外径70mm的炸药输送管4,并将炸药输送管二4-2连接在炸药泵输送机1与弹性球装填装置8之间,并在安装管路的同时安装过浆阀门3和流量表2;将高压气管7连接在高压气泵与弹性球装填装置8之间,并在安装管路的同时安装过气阀门6;将炸药输送管的一端连接在弹性球装填装置8的左端通口处,另一端沿炮孔伸入炮孔1116m至设计装药位置;所有阀门处于关闭状态,如图2所示,打开弹性球装填装置8的舱门8-1,放入弹性膨胀球9并关闭舱门8-1;
第二步,打开过浆阀门3,开启炸药泵输送机1,开始向炸药输送管4内注入浆状炸药10,通过流量表2观察炸药输送管4内浆状炸药10达到设计装药量后关停浆状炸药输送机1以及过浆阀门3;
第三步,打开过气阀门6,开启高压气泵5,高压气流进入弹性球装填装置8右腔,并推动弹性膨胀球9冲出弹性球装填装置8进入炸药输送管一4-1内,并在高压气流的推动力下与浆状炸药10同步前移动,使浆状炸药10流出炸药输送管一4-1的出口并充满炮孔11装药段,当炸药输送管一4-1内浆状炸药10流尽的同时,弹性膨胀球9被挤出输送软管4出口并在弹性恢复力作用下膨胀贴紧孔壁,防止浆状炸药10沿炮孔回流,关停高压气泵5以及过气阀门6;
如图3所示,第四步,拔出炮孔11内的炸药输送管一4-1,用炮泥12填充从弹性膨胀球9至孔口段,并捣实进行封孔;
重复上述过程,进行下一个炮孔的装药与封孔工作。
Claims (7)
1.一种精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,包括以下步骤,
第一步,根据炮孔(11)装药深度及孔径确定炸药输送管(4)的规格,将炸药输送管二
(4-2)连接在炸药泵输送机(1)与弹性球装填装置(8)之间,并在安装管路的同时安装过浆阀门(3)和流量表(2);将高压气管(7)连接在高压气泵与弹性球装填装置(8)之间,并在安装管路的同时安装过气阀门(6);将炸药输送管一(4-1)的一端连接在弹性球装填装置(8)的左端通口处,另一端沿炮孔(11)伸入至设计装药位置;所有阀门处于关闭状态,打开弹性球装填装置(8)的舱门(8-1),放入弹性膨胀球(9)并关闭舱门(8-1);
第二步,打开过浆阀门(3),开启炸药泵输送机(1),开始向炸药输送管(4)内注入浆状炸药(10),通过流量表(2)观察炸药输送管(4)内浆状炸药(10)达到设计装药量后关停炸药泵输送机(1)以及过浆阀门(3);
第三步,打开过气阀门(6),开启高压气泵(5),高压气流进入弹性球装填装置(8)右腔,并推动弹性膨胀球(9)冲出弹性球装填装置(8)进入炸药输送管一(4-1)内,并在高压气流的推动力下与浆状炸药(10)同步前移动,使浆状炸药(10)流出炸药输送管一(4-1)的出口并充满炮孔(11)装药段,当炸药输送管一(4-1)内浆状炸药(10)流尽的同时,弹性膨胀球(9)被挤出炸药输送管一(4-1)出口并在弹性恢复力作用下膨胀贴紧孔壁,防止浆状炸药(10)沿炮回流,关停高压气泵(5)以及过气阀门(6);
第四步,拔出炮孔(11)内的炸药输送管一(4-1),用炮泥(12)填充从弹性膨胀球(9)至炮孔(11)孔口段,并捣实进行封孔;
精确控制装药量和装药位置的炸药装填装置包括炸药泵输送机(1)和炸药输送管(4),炸药输送管(4)将炸药泵输送机输出的浆状炸药输送至炮孔(11)内部;炸药输送管(4)上设有流量表(2)、过浆阀门(3),还包括高压气泵(5)、高压气管(7)和弹性球装填装置(8);高压气泵(5)与高压气管(7)的一端相连并输出高压气流,高压气管(7)的另一端与弹性球装填装置(8)相连,高压气管(7)上设有过气阀门(6);所述弹性球装填装置(8)为内部中空结构,且包括三个通口,右端通口与高压气管(7)密封相连,左端通口与炸药输送管一(4-1)相连,下端通口与炸药输送管二(4-2)相连,弹性球装填装置(8)的上端设有可启闭的舱门(8-1),通过舱门(8-1)放入弹性球装填装置内腔一个弹性膨胀球(9)。
2.根据权利要求1所述的精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,炸药输送管(4)的外径小于炮孔孔径4~8mm。
3.根据权利要求1所述的精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,所述弹性球装填装置(8)的内部中空结构以舱门(8-1)的旋转开启支点为界,其左端为由右至左内径逐渐缩小的圆锥形导向空间,其右端为内径不变的圆柱形空间。
4.根据权利要求3所述的精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,舱门(8-1)与弹性球装填装置(8)上端开口处安装有密封垫。
5.根据权利要求3所述的精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,弹性膨胀球(9)选择高弹性、高变形能力的弹性材料制作,以保障封孔的密实性。
6.根据权利要求4所述的精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,所述的弹性膨胀球(9)直径以大于弹性球装填装置(8)最大内腔直径2~3mm,且大于炮孔(11)内径8~12mm。
7.根据权利要求1所述的精确控制装药量和装药位置的炸药装填方法,其特征在于,过浆阀门(3)、过气阀门(6)均为单向截止阀。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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