CN110487137A - 一种深孔预裂水耦合爆破装药结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种深孔预裂水耦合爆破装药结构及施工方法,其结构包括封堵段和装药段,所述的装药段为多节PVC装药管连接,管内交错捆绑炸药;装药底端两卷炸药分别插入电雷管,装药顶端一卷炸药插入电雷管,所设置的三只电雷管串联;所述的封堵段设置限流封堵装置,封堵装置包括限流水管、膨胀止水条、防水锡箔纸和锥形套管,限流水管为“L”形PVC细管,当限流水管孔外端口向下时,膨胀止水条下半部包裹防水锡箔纸;膨胀止水条出口侧设置锥形套管。施工时边装药边连接PVC装药管并伸入炮孔,根据含水地层及非含水地层调整封堵方法。本发明借助水压爆破优势优化装药结构,也适用于解决含水地层封堵困难。

Description

一种深孔预裂水耦合爆破装药结构及施工方法
技术领域
本发明涉及深孔爆破装药结构,具体涉及一种深孔预裂水耦合爆破装药结构。
背景技术
深孔预裂爆破广泛应用于岩土工程中,其目的是充分增加岩体中的裂隙,以满足工程需求。深孔预裂爆破炮孔深度可达10m以上,传统装药方法是利用炮棍将捆绑好的条形药包顶入炮孔底部,再填塞足够的炮泥,主要弊端在于:(1)填塞炮泥段长,反复装填炮泥易捣坏雷管连接线;(2)发生拒爆、残药处理困难,由于炸药安置位置深、炮泥封孔量大,利用高压水枪冲出炸药费时费力;(3)含水岩层堵孔困难,由于岩层水从孔内涌出,完全封闭炮孔时水压作用下易冲出炮泥,形成裸露爆破。
水压爆破相比传统空气介质爆破能显著提高爆破效果,以水作为不耦合介质时,受爆轰波和高温高压爆生气体产物的冲击压缩作用,炸药爆炸在水介质中激起爆炸冲击波,由于水的可压缩性远小于空气,且密度高,具有较大的流动粘度,爆破时水中爆炸冲击波对孔壁的作用强度和作用时间得到增强,爆轰产物的膨胀速度变慢,形成了高压力、持续时间的“水楔效应”,使得岩体中爆破裂缝扩展密度、范围增加。
目前针对水压爆破装药及封堵结构的设计存在诸多弊端,如向炮孔内填塞水袋作为封堵的一部分(专利号:CN201620632028.1、CN201810814425.4、CN201810812578.5等),此类方法并不能完全将水介质充满炮孔,由于爆破裂隙主要发生在装药段,对于装药段较长的深孔预裂爆破,不耦合介质仍为空气;再如发明专利:一种矿体水压爆破系统与矿体水压爆破方法(CN201611155107.9)提出采用注水管注水,炮泥堵孔的封堵结构,借助压力计检测水压,当压力达到额定值后进行起爆,但该方法使用的压力计等设备均为一次性设备,爆破成本高,当进行多孔同时起爆时装药耗时长,孔内积水长时间侵蚀炮泥影响封堵质量;此外,现有研究成果对于含水地层装药封堵还没有较好的解决措施。
发明内容
本发明针对目前深孔预裂爆破采用水压爆破形式,出现装药封堵困难的难题,提出一种深孔预裂爆破装药优化结构,也适用于解决含水地层封堵困难。
本发明一种深孔预裂水耦合爆破装药结构,包括封堵段和装药段。
所述的装药段为多节PVC装药管连接,直径略小于炮孔直径,管内交错捆绑炸药;装药底端两卷炸药分别插入电雷管,装药顶端一卷炸药插入电雷管,引出雷管连接线至孔外;所设置的三只电雷管串联;位于端头的PVC装药管绑扎一根铁丝,引出孔外。
所述的封堵段设置限流封堵装置,封堵装置包括限流水管、膨胀止水条、防水锡箔纸和锥形套管,限流水管为“L”形PVC细管,直径为炮孔直径的1/5~1/6,限流水管内端伸入炮孔内部,外端裸露在孔外,限流水管靠近内端端头位置缠绕膨胀止水条,当限流水管孔外端口向下时,膨胀止水条下半部包裹防水锡箔纸;膨胀止水条孔口侧设置锥形套管,提高阻力。
所述的装药段电雷管连接线从限流水管引出。
所述的装药段PVC装药管利用管件连接件及专用PVC管件胶水连接。
所述的装药段雷管聚能穴朝向传爆方向,底部两只雷管朝向孔口,顶部一只雷管朝向孔底。
本发明装药封堵采用如下施工方法。
(1)装药时将炸药药卷交错捆绑,放入PVC装药管内,对装药底端两卷炸药插入电雷管,串联雷管连接线。
(2)装药管伸入炮孔,边装药边连接PVC装药管并伸入炮孔,最后一卷炸药插入电雷管,与上两个雷管串联,最后一节PVC装药管绑扎一根铁丝引出炮孔,利用木制炮棍将炸药顶入炮孔底部。
(3)将电雷管连接线穿入限流封堵装置中限流水管,为实现水压爆破,针对含水地层及非含水地层设计两种施工方法:
①对于含水地层,将限流封堵装置孔外端口朝下,使得封堵装置中防水锡箔纸接触孔内涌水,封堵装置伸入至装药顶端时,转动限流封堵装置,孔外端口朝上,膨胀止水条接触孔内涌水并吸水膨胀,封闭炮孔使得孔内涌水只能由限流水管流出;
②对于非含水地层,将限流封堵装置孔外端口朝上,向限流水管内注水,当限流水管有水涌出时证明孔内已积满水,膨胀止水条接触孔内积水并吸水膨胀,封闭炮孔。
(4)向孔内填塞炮泥,满足封堵长度要求,进行起爆,当发生拒爆问题时,将装药底端两只雷管与装药顶端一只雷管并联,重新进行起爆。
本发明具有以下优点:
(1)该装药结构满足水压爆破的结构形式,能发挥水压爆破优势,设置三只雷管确保起爆成功,也可解决拒爆问题,炸药交错布置后确保稳定传爆;
(2)本发明将含水地层劣势地质条件转变为优势,所采用的限流封堵装置,其限流水管可起到排水功能,避免孔内水压过大使得炮泥冲出炮孔;在非含水地层也可起到输水功能,利用水枪输水实现水压爆破;
(3)通过设置膨胀止水条,遇水膨胀封闭炮孔,孔内涌水或积水只能通过限流水管流出,在进行多孔装药耗费时间较长时,避免了涌水或积水侵蚀炮泥;
(4)雷管连接线由限流水管引出,炮棍捣实炮泥时避免捣坏雷管连接线。
附图说明
图1为本发明的装药封堵结构示意图。
图2为本发明针对含水地层安置封堵装置示意图。
图3为本发明炮泥封堵后膨胀止水条受水膨胀示意图。
图4为本发明的限流封堵装置结构示意图。
图例说明:1-PVC装药管;2-炸药;3-电雷管;4-电雷管连接线;5-铁丝;6-限流水管;7-膨胀止水条;8-防水锡箔纸;9-锥形套管;10-炮泥;11-孔内涌水;12-孔壁围岩。
具体实施方式
本发明一种深孔预裂水耦合爆破装药结构,包括封堵段和装药段。
所述的装药段为多节PVC装药管1连接,直径略小于炮孔直径,管内交错捆绑炸药2;装药底端两卷炸药2分别插入电雷管3,装药顶端一卷炸药2插入电雷管3,引出雷管连接线4至孔外;所设置的三只电雷管3串联;位于端头的PVC装药管1绑扎一根铁丝5,引出孔外。
所述的封堵段设置限流封堵装置,封堵装置包括限流水管6、膨胀止水条7、防水锡箔纸8和锥形套管9,限流水管6为“L”形PVC细管,直径为炮孔直径的1/5~1/6,限流水管6在位于炮孔深度1/3处缠绕膨胀止水条7,当限流水管6孔外端口向下时,膨胀止水条7下半部包裹防水锡箔纸8;膨胀止水条8出口侧设置锥形套管9,提高阻力。
所述的装药段电雷管连接线4从限流水管6引出。
所述的装药段PVC装药管1利用管件连接件及专用PVC管件胶水连接。
所述的装药段电雷管3聚能穴朝向传爆方向,底部两只雷管3朝向孔口,顶部一只雷管3朝向孔底。
本发明装药封堵采用如下施工方法。
(1)装药时将炸药药卷2交错捆绑,放入PVC装药管1内,对装药底端两卷炸药2插入电雷管3,串联雷管连接线4。
(2)装药管1伸入炮孔,边装药边连接PVC装药管1并伸入炮孔,最后一卷炸药2插入电雷管3,与上两个雷管3串联,最后一节PVC装药管1绑扎一根铁丝5引出炮孔,利用木制炮棍将炸药2顶入炮孔底部。
(3)将电雷管连接线4穿入限流封堵装置中限流水管6,为实现水压爆破,针对含水地层及非含水地层设计两种施工方法:
①对于含水地层,将限流水管6孔外端口朝下,使得封堵装置中防水锡箔纸8接触孔内涌水,限流水管6伸入至装药顶端时,转动限流水管6,孔外端口朝上,膨胀止水条7接触孔内涌水并吸水膨胀,封闭炮孔使得孔内涌水只能由限流水管6流出;
②对于非含水地层,将限流水管6孔外端口朝上,向限流水管6内注水,当限流水管6有水涌出时证明孔内已积满水,膨胀止水条7接触孔内积水并吸水膨胀,封闭炮孔。
(4)向孔内填塞炮泥10,满足封堵长度要求,进行起爆,当发生拒爆问题时,将装药底端两只雷管3与装药顶端一只雷管3并联,重新进行起爆。

Claims (3)

1.一种深孔预裂水耦合爆破装药结构,包括封堵段和装药段,所述的装药段为多节PVC装药管连接,直径略小于炮孔直径,管内交错捆绑炸药;装药底端两卷炸药分别插入电雷管,装药顶端一卷炸药插入电雷管,引出雷管连接线至孔外,所设置的三只电雷管串联,位于端头的PVC装药管绑扎一根铁丝,引出孔外;所述的封堵段设置限流封堵装置,封堵装置包括限流水管、膨胀止水条、防水锡箔纸和锥形套管,限流水管为“L”形PVC细管,直径为炮孔直径的1/5~1/6,限流水管在位于炮孔深度1/3处缠绕膨胀止水条,当限流水管孔外端口向下时,膨胀止水条下半部包裹防水锡箔纸;膨胀止水条出口侧设置锥形套管,提高阻力。
2.根据权利要求1所述的深孔预裂水耦合爆破装药结构,所述的装药段电雷管连接线从限流水管引出;所述的装药段雷管聚能穴朝向传爆方向,底部两只雷管朝向孔口,顶部一只雷管朝向孔底。
3.根据权利要求1所述的深孔预裂水耦合爆破装药结构,采用如下施工方法:
(1)装药时将炸药药卷交错捆绑,放入PVC装药管内,对装药底端两卷炸药插入电雷管,串联雷管连接线;
(2)装药管伸入炮孔,边装药边连接PVC装药管并伸入炮孔,最后一卷炸药插入电雷管,与上两个雷管串联,最后一节PVC装药管绑扎一根铁丝引出炮孔,利用木制炮棍将炸药顶入炮孔底部;
(3)将电雷管连接线穿入限流封堵装置中限流水管,为实现水压爆破,针对含水地层及非含水地层设计两种施工方法:
①对于含水地层,将限流封堵装置孔外端口朝下,使得封堵装置中防水锡箔纸接触孔内涌水,封堵装置伸入至装药顶端时,转动限流封堵装置,孔外端口朝上,膨胀止水条接触孔内涌水并吸水膨胀,封闭炮孔使得孔内涌水只能由限流水管流出;
②对于非含水地层,将限流封堵装置孔外端口朝上,向限流水管内注水,当限流水管有水涌出时证明孔内已积满水,膨胀止水条接触孔内积水并吸水膨胀,封闭炮孔;
(4)向孔内填塞炮泥,满足封堵长度要求,进行起爆,当发生拒爆问题时,将装药底端两只雷管与装药顶端一只雷管并联,重新进行起爆。
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