CN110108175B - 一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置及装药方法 - Google Patents
一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置及装药方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置及装药方法，装置包括分别设在炮孔装药段上下两端的上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒；上部炸药能量均化筒通过容器结构的圆锥罩构成上部炸药能量均化结构，下部能量均化筒通过容器结构的圆锥台筒构成下部炸药能量均化结构；圆锥罩和圆锥台筒两者的大端呈相向设置；优选，两个均化筒都具有导向筒。装药方法基于前述装置实施，并通过容器结构的上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒罩在药柱两端。本发明的有益效果是，能够在不改变装药结构的情况下，实现炸药能量优化分布和利用，可有效解决露天中深孔台阶爆破孔口大块和根底的难题。装置结构简单；装药方法操作方便、施工效率高。
Description
技术领域
本发明属于工程爆破技术领域，特别涉及一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置及装药方法。
背景技术
目前，露天爆破主要以中深孔台阶爆破方式为主，传统装药结构有两种，分别为连续装药和间隔装药，但连续装药最为常见。炸药爆炸是一个高温、高压、高速的瞬时过程，岩石破碎主要依靠爆轰气体膨胀压力的推力作用和尖劈作用。实践表明，采用传统的连续装药结构，往往会产生过多的孔口大块以及根底，甚至底板大面积抬高(二层台)等质量问题。对于孔口大块问题，目前解决办法是增加炸药单耗或者在四个炮孔中间打浅孔；对于下部根底问题，解决办法就是增加超深，显而易见，对于孔口大块和根底的解决办法在一定程度上都增加了成本和施工量，鉴于此，ZL201410482088.5专利公布了一种关于爆破炮孔的堵塞方法，虽然在一定程度可消除上述问题，但是操作起来比较繁琐。因此，在不改变装药结构的情况如何去解决露天中深孔台阶爆破孔口大块及根底问题成为亟待解决的技术难题之一。
发明内容
本发明的第一目的就是针对现有技术中的露天中深孔台阶爆破孔口大块及根底问题，提供一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置，该能量均化装置由两个具有锥度部分的均化筒组成，通过两个均化筒使炮孔中的药柱两端形成锥体结构，达到炸药能量均化目的，以有效解决露天中深孔台阶爆破孔口大块及根底问题。其结构简单、装药操作方便，炸药能量均化效果好。本发明的第二目的是提供一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置及装药方法，该方法基于前述装置实施，并在药柱两端形成药量逐渐减小的能量均化段，从而在炮孔爆破后，可有效减小或消除孔口大块及根底现象。
为了第一上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置，包括分别设在炮孔装药段上下两端的上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒；上部炸药能量均化筒通过容器结构的圆锥罩构成上部炸药能量均化结构，下部能量均化筒通过容器结构的圆锥台筒构成下部炸药能量均化结构；圆锥罩和圆锥台筒两者的大端呈相向设置。
采用前述技术方案的本装置，在炮孔装药过程中，分别通过上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒容器结构的圆锥罩和圆锥台筒，使药柱形成两端具有锥度的结构，并被两个均化筒罩在两端。上部炸药能量均化筒锥形罩上部呈密封状态，将堵塞材料和炸药分开，避免两者相互混合，影响炸药质量和爆炸效力，有效避免爆破出现残药的现象。且锥形结构，具有一定的承载能力，避免在密塞堵实段充填过程中，均化筒破损。炮孔中药柱两端形成的锥形段构成炸药能量均化药包。在爆轰过程中，炸药能量均化药包的爆轰产生的压力形成沿着锥面法向向外作用，并在作用于孔壁后分解成沿炮孔轴线方向和孔壁法线方向的两部分。在炮孔底部，该部分压力形成斜向下的综合作用，可有效减小孔底两相邻爆破孔之间的爆破弱区，相应减少或避免根底现象；在炮孔孔口，该部分压力斜向上倾斜，以形成具有垂直作用与孔壁的部分，利于减少或消除孔口大块形成；同时，上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒的容器结构设置，能够将圆柱段药包的部分爆轰能量向锥面引导，从而与锥形段的炸药能量均化药包共同形成能量均化效果，达到减少根底和孔口大块的目的。且结构简单、装药操作方便，炸药能量均化效果好。
优选的，所述上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒上均形成有圆形导向筒，两个圆形导向筒分别由对应的锥度大端向相向方向延伸。以利用导向段使上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒，能够与对正炮孔地装入炮孔内，进一步提高操作方便性和安装两个均化筒的效率。
进一步优选的，所述上部炸药能量均化筒的圆锥罩与对应圆形导向筒呈一体成型结构。为确保爆破安全，能量均化筒材料通常采用强度相对较低的塑料类材料，从而方便通过注塑方式一体形成。相应的，所述下部能量均化筒的圆锥台筒与对应圆形导向筒呈一体成型结构。
进一步优选的，所述上部炸药能量均化筒的圆形导向筒外径为炮孔直径的0.80～0.95倍，长度为炮孔直径的0.80～1.50倍；圆锥罩的高度为炮孔直径的0.50～1.20倍；所述上部炸药能量均化筒的壁厚为2mm～5mm。以通过合理的参数选择，形成上部爆炸能量均化结构，并确保安装过程导向准确，并在直径方向适当小于炮孔，避免出现卡阻；同时通过厚度的合理设置，确保在使用塑料类材料时，通过封堵段挤压上部均化筒的过程中，上部均化筒不破损，确保上部能量均化效果。
进一步优选的，所述下部能量均化筒的圆形导向筒外径为炮孔直径的0.80～0.95倍，长度为炮孔直径的0.80～1.50倍；圆锥台筒的高度为炮孔直径的0.50～1.20倍，圆锥台筒的小端外径为炮孔直径的0.50～0.70倍，圆锥台筒的锥角为45°～65°；所述下部能量均化筒的壁厚为2mm～5mm。以通过合理的参数选择，形成下部爆炸能量均化结构，并确保安装过程导向准确，并在直径方向适当小于炮孔，避免出现卡阻；同时通过厚度的合理设置，确保在使用塑料类材料时，在装药和填充封堵段的过程中，以及爆破前，下部均化筒不破损，确保下部能量均化效果。
优选的，所述上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒均通过PVC或ABS注塑形成。以配合适当的厚度，确保爆破前药柱整体形状，并在爆炸破损后便于和岩土一起清理，无施工安全隐患和环境污染隐患。
为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。
一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，该方法基于实现第一发明目的的装置实施，并在装药前将下部能量均化筒大端朝上，通过向炮孔内装药，使圆锥台筒内充满炸药形成下部炸药能量均化药包；继续装药至设定量后，按锥尖朝上的方式将上部炸药能量均化筒扣在药柱上；利用堵塞材料堵塞炮孔并向下挤压上部炸药能量均化筒，使上部炸药能量均化筒的圆锥罩内填充有炸药，从而分别形成上部炸药能量均化药包和密塞堵实段。
采用前述方案的本方法，在实施过程中，通过容器结构的上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒罩在药柱两端。并通过钻屑密塞堵实，在爆轰过程中，炸药能量均化药包的爆轰产生的压力形成沿着锥面法向向外作用，并在作用于孔壁后分解成沿炮孔轴线方向和孔壁法线方向的两部分。在炮孔底部，该部分压力形成斜向下的综合作用，可有效减小孔底两相邻爆破孔之间的爆破弱区，相应减少或避免根底现象；在炮孔孔口，该部分压力斜向上倾斜，以形成具有垂直作用与孔壁的部分，利于减少或消除孔口大块形成；同时，上部炸药能量均化筒和下部能量均化筒的容器结构设置，能够将圆柱段药包的部分爆轰能量向锥面引导，从而与锥形段的炸药能量均化药包共同形成能量均化效果，达到减少根底和孔口大块的目的。本方法，操作简单、施工效率高，并可有效解决露天中深孔台阶爆破孔口大块和根底的难题。
优选的，在下部能量均化筒和上部炸药能量均化筒的置入过程中，利用圆形导向筒自动导正。以充分利用均化筒自身结构提高装设方便性。
本发明与现有的技术相比具有以下有益效果：能够在不改变装药结构的情况下，实现炸药能量优化分布和利用，提高炸药能量利用率。其中，装置通过PVC或ABS注塑形成，并呈圆锥或截锥台状的容器结构，且可压缩性小，锥壁面上爆轰产生的压力沿着炮孔轴线方向和孔壁法线方向分解，更多的能量都能够作用于爆破作用弱区，使岩石破碎更加均匀，且结构简单，炸药能量均化效果好。装药方法操作方便、施工效率高，并可有效解决露天中深孔台阶爆破孔口大块和根底的难题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，该图还用于说明本发明的方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，实施例是示例性的，仅用于揭示和解释本发明，以便充分理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。
实施例1，参见图1，一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置，包括分别设在炮孔装药段上下两端的上部炸药能量均化筒1和下部能量均化筒2；上部炸药能量均化筒1通过容器结构的圆锥罩1a构成上部炸药能量均化结构，下部能量均化筒2通过容器结构的圆锥台筒2a构成下部炸药能量均化结构；圆锥罩1a和圆锥台筒2a两者的大端呈相向设置。
其中，所述上部炸药能量均化筒1和下部能量均化筒2上均形成有圆形导向筒，两个圆形导向筒分别由对应的锥度大端向相向方向延伸。所述上部炸药能量均化筒1的圆锥罩1a与对应圆形导向筒呈一体成型结构。所述上部炸药能量均化筒1的圆形导向筒外径为炮孔直径的0.80～0.95倍，长度为炮孔直径的0.80～1.50倍；圆锥罩1a的高度为炮孔直径的0.50～1.20倍；所述上部炸药能量均化筒1的壁厚为2mm～5mm。所述下部能量均化筒2的圆形导向筒外径为炮孔直径的0.80～0.95倍，长度为炮孔直径的0.80～1.50倍；圆锥台筒2a的高度为炮孔直径的0.50～1.20倍，圆锥台筒2a的小端外径为炮孔直径的0.50～0.70倍，圆锥台筒2a的锥角为45°～65°；所述下部能量均化筒2的壁厚为2mm～5mm。所述上部炸药能量均化筒1和下部能量均化筒2均通过PVC或ABS注塑形成。
实施例2，一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化方法，该方法基于实施例1的装置实施，并在装药前将下部能量均化筒2大端朝上，通过向炮孔内装药，使圆锥台筒2a内充满炸药形成下部炸药能量均化药包；继续装药至设定量后，按锥尖朝上的方式将上部炸药能量均化筒1扣在药柱上，使药柱形成两端具有锥度的结构，且上端具有锥形塔尖，下端呈小端朝下的截锥台结构；利用堵塞材料堵塞炮孔并向下挤压上部炸药能量均化筒1，使上部炸药能量均化筒1的圆锥罩1a内填充有炸药，从而分别形成上部炸药能量均化药包和密塞堵实段4。其中，在下部能量均化筒2和上部炸药能量均化筒1的置入过程中，利用圆形导向筒自动导正。
下面结合工程实际案例进行进一步的说明。
案例1：某石灰石矿需进行深孔台阶爆破开采，采用连续装药结构，台阶高度为12m，炮孔直径为200mm，炮孔深度13m，装药段长度为8.5m，连续装填铵油炸药，堵塞段长度4.5m。
采用实施例2的装药施工方法进行装药，并按如下步骤进行操作。
a、获取露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置的上部炸药能量均化筒和下部炸药能量均化筒，其中，下部炸药能量均化筒2的导向筒的外径为185mm，长度为240mm；圆锥台筒2a高度为240mm；导向筒和圆锥台筒的厚度为3mm并通过PVC或ABS塑料注塑形成一体，圆锥台筒的锥角为55°；圆锥台筒2a小端封闭形成容器结构；圆锥台筒2a小端外径为130mm，大端外径为190mm；上部炸药能量均化筒1的导向筒的外径为的190mm，长度为240mm；圆锥罩1a高度为240mm，圆锥罩1a和对应导向筒的厚度为3mm，并通过PVC或ABS塑料注塑形成一体。
b、将下部炸药能量均化筒2置入炮孔孔底，在炮孔下部装入炸药，充满下部炸药能量均化筒，形成下部炸药能量均化药包。
c、继续在炮孔中装入炸药形成装药段。
d、将上部炸药能量均化筒按导向筒朝下的方式扣在装入炸药段上，通过上部填充堵塞材料挤压，使得上部炸药能量均化筒的圆锥罩1a内填充有炸药，形成上部炸药能量均化药包。
e、最后采用孔口处的钻屑堵塞炮孔，形成密塞堵实段。
本案例的炮孔爆破后岩石块度均匀，平均根底下降约24％左右，表面大块率降低17％左右，且无冲孔现象。
案例2：某铁石矿需进行深孔台阶爆破开采，采用连续装药结构，台阶高度为15m，炮孔直径为250mm，炮孔深度16m，装药段长度为10.5m，连续装填铵油炸药，堵塞段长度5.5m。
采用实施例2方法进行装药，并按如下步骤进行操作。
a、露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装置的上部炸药能量均化筒和下部炸药能量均化筒，其中，下部炸药能量均化筒2的导向筒的外径为240mm，长度为300mm；圆锥台筒的高度为300mm；导向筒和圆锥台筒的厚度为4mm并通过PVC或ABS塑料注塑形成一体，圆锥台筒的锥角为60°；圆锥台筒2a小端封闭形成容器结构，圆锥台筒2a小端外径为165mm，大端下部外径为240mm。上部炸药能量均化筒1的导向筒的外径为的240mm，长度为300mm；圆锥罩1a高度为300mm；圆锥罩1a和对应导向筒的厚度为4mm并通过PVC或ABS塑料注塑形成一体。
b、将下部炸药能量均化筒2置入炮孔孔底，在炮孔下部装入炸药，充满下部炸药能量均化筒，形成下部炸药能量均化药包。
c、继续在炮孔中装入炸药形成装药段。
d、将上部炸药能量均化筒按导向筒朝下的方式扣在装入炸药段上，通过上部填充堵塞材料挤压，使得上部炸药能量均化筒的圆锥罩1a内填充有炸药，形成上部炸药能量均化药包。
e、最后采用孔口处的钻屑堵塞炮孔，形成密塞堵实段。
本案例的炮孔爆破后岩石块度均匀，平均根底下降约32％左右，表面大块率降低24％左右，且无冲孔现象。
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 (7)
1.一种露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：基于能量均化装置实施，该装置包括分别设在炮孔装药段上下两端的上部炸药能量均化筒（1）和下部能量均化筒（2）；上部炸药能量均化筒（1）通过容器结构的圆锥罩（1a）构成上部炸药能量均化结构，下部能量均化筒（2）通过容器结构的圆锥台筒（2a）构成下部炸药能量均化结构;圆锥罩（1a）和圆锥台筒（2a）两者的大端呈相向设置；在装药前将下部能量均化筒（2）大端朝上，通过向炮孔内装药，使圆锥台筒（2a）内充满炸药形成下部炸药能量均化药包，并在炮孔底部形成环绕圆锥台筒的环形空间；继续装药至设定量后，按锥尖朝上的方式将上部炸药能量均化筒（1）扣在药柱上；利用堵塞材料堵塞炮孔并向下挤压上部炸药能量均化筒（1），使上部炸药能量均化筒（1）的圆锥罩（1a）内填充有炸药，从而分别形成上部炸药能量均化药包和密塞堵实段。
2.根据权利要求1所述的露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：所述上部炸药能量均化筒（1）和下部能量均化筒（2）上均形成有圆形导向筒，两个圆形导向筒分别由对应的锥度大端向相向方向延伸；在下部能量均化筒（2）和上部炸药能量均化筒（1）的置入过程中，利用圆形导向筒自动导正。
3.根据权利要求2所述的露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：所述上部炸药能量均化筒（1）的圆锥罩（1a）与对应圆形导向筒呈一体成型结构。
4.根据权利要求2所述的露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：所述下部能量均化筒（2）的圆锥台筒（2a）与对应圆形导向筒呈一体成型结构。
5.根据权利要求2所述的露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：所述上部炸药能量均化筒（1）的圆形导向筒外径为炮孔直径的0.80～0.95倍，长度为炮孔直径的0.80～1.50倍；圆锥罩（1a）的高度为炮孔直径的0.50～1.20倍；所述上部炸药能量均化筒（1）的壁厚为2 mm ～5mm。
6.根据权利要求2所述的露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：所述下部能量均化筒（2）的圆形导向筒外径为炮孔直径的0.80～0.95倍，长度为炮孔直径的0.80～1.50倍；圆锥台筒（2a）的高度为炮孔直径的0.50～1.20倍，圆锥台筒（2a）的小端外径为炮孔直径的0.50～0.70倍，圆锥台筒（2a）的锥角为45°～65°；所述下部能量均化筒（2）的壁厚为2 mm ～5mm。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的露天台阶爆破炮孔炸药能量均化装药方法，其特征在于：所述上部炸药能量均化筒（1）和下部能量均化筒（2）均通过PVC或ABS注塑形成。
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Effective date of registration: 20230927 Address after: 545002 No. 20, Liuchang Road, Liuzhou City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: Gezhouba Yipuli Guangxi Weiqi Chemical Co.,Ltd. Address before: 545002 No. 20, Liuchang Road, Liuzhou City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee before: Liuzhou Weiyu Blasting Engineering Co.,Ltd. |