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
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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