CN110823032A - 一种预裂爆破多密度调整装药结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预裂爆破多密度调整装药结构，包括至少一根标准筒，所述标准筒为两端具有筒底的中空结构，且一端筒底上形成有通孔；在所述标准筒内设有用于装药的装药管，所述装药管两端与所述标准筒的两端贴合连接，且装药管的一端管口与所述通孔连通；在所述装药管内壁的圆周方向设有多个用于放置间隔板的环形槽；所述标准筒上设有平行且穿透标准筒两端筒底的两个导爆索孔，两个导爆索孔对称分布在所述装药管外部，所有标准筒由穿过所述导爆索孔的一导爆索兜住最下端的标准筒后串接在一起。本发明提供的装药结构及方法可实现对装药密度进行调整，同时避免了因提前将炸药密封至结构内，而存在的制作过程不安全，运输储存条件苛刻的问题。

Description

一种预裂爆破多密度调整装药结构及方法

技术领域

本发明涉及露天台阶爆破中预裂爆破，具体涉及一种预裂爆破多密度调整装药结构及方法。

背景技术

在大型水电工程项目和露天台阶爆破中为了形成边坡常采用预裂爆破，而现有的预裂爆破装药过程中，一般采用将药卷和导爆索绑扎在竹片、木棍或其它杆状物上进行装药，这往往无法保证炸药卷位于炮孔中心位置；同时在下方过程中，孔壁一旦与炸药卷接触摩擦，就有可能使炸药卷发生破损，影响施工精度和炸药质量，甚至可能造成部分炸药贴在孔壁未起爆的安全隐患。

现有一些预裂爆破装药装置由于无法调整装药密度，因此往往将间隔段和装药段分制模，在使用时也需对其进行组装；同时往往需将炸药提前制作在装置里面，在制作时安全性得不到保障，对装置的运输储存等要求也需达到对民爆物品的运输储存要求，操作难度大，进而所需花费成本也将更高。

发明内容

针对现有技术中存在的预裂爆破装药装置无法对装药密度进行调整，且在制作时安全性得不到保障，对装置的运输储存要求高的问题，本发明的目的之一是提供一种装药结构及制作更为安全的预裂爆破多密度调整装药结构；本发明的目的之二是提供一种装药过程装药密度可调，成本更低的预裂爆破多密度调整装药方法。

为实现第一目的，本发明提供如下技术方案：一种预裂爆破多密度调整装药结构，用于在炮孔内形成不耦合装药结构，包括至少一根标准筒，所述标准筒为两端具有筒底的中空结构，且一端筒底上形成有通孔；在所述标准筒内设有用于装药的装药管，所述装药管两端与所述标准筒的两端贴合连接，且装药管的一端管口与所述通孔连通；在所述装药管内壁的圆周方向设有多个用于放置间隔板的环形槽；所述标准筒上设有平行且穿透标准筒两端筒底的两个导爆索孔，两个导爆索孔对称分布在所述装药管外部，所有标准筒由穿过所述导爆索孔的一导爆索兜住最下端的标准筒后串接在一起。

本发明提供的预裂爆破多密度调整装药结构在标准筒内设用于装药的装药管，同时在装药管内壁圆周方向设有环形槽，通过向装药管内装填炸药，并采用间隔板进行间隔，使得每段装药管内可根据实际线装药密度的要求进行炸药的装填，从而实现装药密度的调整；将第一个标准筒放入孔底后，再继续将第二个装药完成的标准筒穿过导爆索两端直接下放，如此反复，直至达到设计的不耦合装药的设计要求。本发明的预裂爆破多密度调整装药结构中通过在标准筒内设置装药管，且装填的炸药通过间隔板分隔开来，实现了对装药密度可调，避免炸药提前制作在装置里面而出现的安全性得不到保障，且对装置的运输储存条件更为苛刻的问题。

进一步，所述标准筒通过注塑封装成型，在所述标准筒的两端部采用防震材料-碳纤维复合材料制成。可防止标准筒装药完成下放过程中发生碰撞损坏，从而影响施工精度和炸药质量，甚至存在安全隐患的问题。

进一步，每个所述环形槽的距离为20cm，每根所述标准筒设置有5个环形槽。由于每根标准筒长度为1m，这样可使得环形槽均匀分布在装药管内壁圆周方向上，便于在实现调整密度的同时，保证炸药和间隔距离一致，最终预裂爆破效果更佳。此外，顶部环形槽用于封闭标准筒，防止炸药在下方过程中掉出，间隔板与环形槽尺寸一一对应，间隔板可通过环形槽固定在标准筒内，起到间隔作用，从而可以使得每段装药管可根据实际需求进行装填炸药，进而实现装药密度的可调。

进一步，所述标准筒侧壁上形成有两条呈180°分布的聚能槽，所述聚能槽对称设置在所述导爆索孔的两侧，所有所述标准筒上的两个所述聚能槽的中心线位于同一平面内，且与所述导爆索孔的位置固定。在多个标准筒下孔过程中，将所有装置聚能槽中心线位于同一平面内，并对准炮孔连心线，从而充分发挥聚能射流的作用，形成一个完整的就能射流面，达到聚能预裂爆破目的。

进一步，所述聚能槽呈U形或V形。

进一步，所述导爆索孔与所述装药管外壁相切，且装药管的壁厚不大于导爆索引爆炸药的最小引爆距离。

进一步，所述间隔板为可弹性变形的塑料间隔板。便于间隔板插入装药管内，已起到间隔炸药的作用。

为实现第二目的，本发明提供如下技术方案：一种预裂爆破多密度调整装药方法，采用上述预裂爆破多密度调整装药结构进行不耦合装药，具体步骤为：

(1)先根据炮孔直径选取合适规格的标准筒；

(2)根据线装药密度确定标准筒内药量，向装药管内装填炸药，并使用间隔板进行间隔和封闭，使炸药沿标准筒(1)高度方向形成间断分布；

(3)将一根导爆索的两端同向分别穿过第一个标准筒上的两个导爆索孔，通过下放导爆索将第一个标准筒下放到炮孔底部；

(4)继续将第二个装药完成的标准筒穿过导爆索两端直接下放，如此反复，进行后续标准筒的安装，直至装药完毕。

本发明提供的预裂爆破多密度调整装药方法利用标准筒向装药管内装填成品乳化炸药，并将间隔板插入环形槽内，严格控制间隔距离，以满足设计要求；再利用一根导爆索穿过第一个标准筒的两个导爆索孔，通过下放导爆索将装药完成的第一个标准筒下放到炮孔底部，接着将第二个装药完成的标准筒直接穿过导爆索两端往孔内下放，如此反复，直到达到设计的不耦合装药的设计要求。其中，标准筒和装药管可分别根据炮孔直径和成品乳化炸药规格设置多种规格的标准筒和装药管规格。本发明提供的预裂爆破组合装药方法，可根据线装药密度的需求对标准筒内装填的炸药密度进行调整，且操作简便，成本低。

进一步，所述标准筒下放前，需将两个聚能槽中心线对准炮孔连心线。以在标准筒内的炸药引爆后，高压气体和气流沿初始的聚能槽喷射，增强预裂效果，使爆破面更为平整。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的预裂爆破多密度调整装药方法在装药过程中可根据实际需求改变装药密度，简单易行、减少人力物力、降低劳动强度，并提高装药效率，减小人为误差，能按照爆破设计实现精准的间隔装药，可有效的保证露天台阶爆破中预裂炮孔的装药质量；同时由于可有效保证炸药居中以及采用了聚能装药，可增强预裂效果和预裂面的平整度，减小对保留岩体的破坏影响、提高保留岩体的完整性和稳定性。此外，由于本发明的装药不需提前将炸药密封至结构内，其生产运输要求低，可有效节省成本。

附图说明

图1为按照本发明预裂爆破多密度调整装药方法形成的预裂爆破多密度调整装药结构的结构示意图；

图2为构成本发明预裂爆破多密度调整装药结构的标准筒的结构示意图；

图3是本发明预裂爆破多密度调整装药结构的标准筒的俯视图；

图中标记为：1标准筒、1a聚能槽、2装药管、3导爆索孔、4环形槽、5间隔板、6导爆索、7地面。

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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

如图1-3所示，一种预裂爆破多密度调整装药结构，用于在炮孔内形成不耦合装药结构，其特征在于，包括至少一根标准筒1，所述标准筒1为两端具有筒底的中空结构，且一端筒底上形成有通孔；在所述标准筒1内设有用于装药的装药管2，所述装药管2两端与所述标准筒1的两端贴合连接，且装药管2的一端管口与所述通孔连通；在所述装药管2内壁的圆周方向设有多个用于放置间隔板5的环形槽4；所述标准筒1上设有平行且穿透标准筒1两端筒底的两个导爆索孔3，两个导爆索孔3对称分布在所述装药管2外部，所有标准筒1由穿过所述导爆索孔3的一导爆索6兜住最下端的标准筒1后串接在一起。

其中，所述标准筒1通过注塑封装成型，在所述标准筒1的上下端部采用防震材料-碳纤维复合材料制成。本实施例中防震材料可以为聚乙烯(PE发泡)、EVA、EPE或橡胶，以及其他防震材料均可。

其中，每个所述环形槽4的距离为20cm，每根所述标准筒1设置有5个环形槽4。

其中，所述标准筒1侧壁上形成有两条呈180°分布的聚能槽1a，所述聚能槽1a对称设置在所述导爆索孔3的两侧，所有所述标准筒1上的两个所述聚能槽1a的中心线位于同一平面内，且与所述导爆索孔3的位置固定。

其中，所述聚能槽1a呈U形或V形。

其中，所述导爆索孔3与所述装药管2外壁相切，且装药管2的壁厚不大于导爆索引爆炸药的最小引爆距离。

其中，所述间隔板5为可弹性变形的塑料间隔板。

本实施例中根据常用预裂炮孔直径Φ90、Φ110、Φ160、Φ200，设置标准筒1直径规格为Φ80、Φ100、Φ150、Φ190；分别编号为1#、2#、3#、4#；其中1#、2#标准筒1的装药管2直径为Φ32；3#标准筒1的装药管2直径为Φ32和Φ70两种，分别编号为3-1#、3-2#；4#标准筒1的装药管2直径为Φ32和Φ80两种，分别编号为4-1#、4-2#。

实施例2

如图1-3所示，一种预裂爆破多密度调整装药方法，采用实施例1的预裂爆破多密度调整装药结构进行不耦合装药，具体步骤为：

(1)先根据炮孔直径选取合适规格的标准筒1；

(2)根据线装药密度确定标准筒1内药量，向装药管2内装填炸药，并使用间隔板5进行间隔和封闭，使炸药沿标准筒1高度方向形成间断分布；

(3)将一根导爆索6的两端同向分别穿过第一个标准筒1上的两个导爆索孔3，通过下放导爆索6将第一个标准筒1下放到炮孔底部；

(4)继续将第二个装药完成的标准筒1穿过导爆索6两端直接下放，如此反复，进行后续标准筒1的安装，直至装药完毕。

其中，标准筒1在下放前，需将两个聚能槽1a轴向延伸在炮孔中位于同一位相上，使两个聚能槽1a中心线对准炮孔连心线。

下面介绍应用实施例2的装药方法，在炮孔中形成实施例1的装药结构的实际应用。

案例一：在某高速公路路堑边坡进行预裂爆破时，炮孔直径为Φ90mm，孔距0.85m，孔深为12.5m，倾斜角度为75°，设计的线装药密度为400g/m，由于孔底夹制作用，因此孔底装药密度需增加为1000g/m，上部减弱段装药密度200g/m，堵塞长度为2.5m。

根据爆破设计，选取1#标准筒1，根据加强段装药密度1000g/m和长度1m，选取1根1#标准筒1进行装药，在装药时将5支Φ32成品乳化炸药连续装入标准筒1装药管2内，装药完成后将间隔板5插入顶部环形槽4用来封闭标准筒1，防止炸药在下放过程中掉出；正常段装药密度为400g/m，正常段装药长度为6m，因此选取6根1#标准筒1进行装药，每根标准筒1内装入2支Φ32成品乳化炸药，在装入第一支Φ32成品乳化炸药后，将间隔板5插入第三个间隔槽内，再将第二支Φ32成品乳化炸药装入，达到调整装药密度实现精准间隔装药的目的，装药完成后将间隔板5插入顶部环形槽4用来封闭标准筒1，防止炸药在下放过程中掉出；减弱段装药密度为200g/m，减弱段长度为3m，因此，选取3根1#标准筒1进行装药,每根标准筒1内装入1支Φ32成品乳化炸药，装药完成后将间隔板5插入顶部环形槽4用来封闭标准筒1，防止炸药在下放过程中掉出。

在装药时，首先进行的是加强段装药，将1根1#标准筒1进行装药，在装药时将5支Φ32成品乳化炸药连续装入标准筒1装药管2内；装药完成后，将一根导爆索6两端分别穿过标准筒1预设的两个导爆索孔3，通过下放导爆索6达到下放装药药柱的目的。在标准筒1下孔过程前，需将装置U型聚能槽1a中心线对准炮孔连心线。

进入正常段装药时，将选取的6根1#标准筒1进行装药，每根标准筒1内装入2支Φ32成品乳化炸药，在装入第一支Φ32成品乳化炸药后，将间隔板5插入第三个间隔槽内，再将第二支Φ32成品乳化炸药装入，达到调整装药密度实现精准间隔装药的目的；标准筒1装药完成后分别依次穿过导爆索6两端往孔内下放。在标准筒1下孔过程前，需将装置U型聚能槽1a中心线对准炮孔连心线。

进行减弱段装药时，将选取的3根1#标准筒1进行装药，每根标准筒1内装入1支Φ32成品乳化炸药；装药完成后分别穿过导爆索6两端往孔内下放，进行装药。在装药药柱下孔过程前，需将装置U型聚能槽1a中心线对准炮孔连心线，以在装药药柱内的炸药引爆后，高压气体和气流沿初始的U型聚能槽1a喷射，增强预裂效果，使爆破面更为平整。

在完成加强段、正常段和减弱段组合装配下孔后，即进入堵塞段，在进行堵塞前先向孔内放置编织袋，使装药段与堵塞段分隔开，同时保证炮孔的密封性，然后装填岩屑至孔口。当将整个装置下入孔后即完成单个预裂孔装药和堵塞过程。

装药完成后对整个爆区炮孔的导爆索进行联网起爆。经验证证明采用本发明一种预裂爆破多密度调整装药方法及装置形成的模块化装药方式，可根据现场情况调整装药密度，一种装置实现多种装药密度，满足设计要求，施工简便，整体施工时间缩短约三分之一，且劳动强度低；爆破效果好，爆破后预裂面比采用传统方法施工更为平整。

案例二：某矿山边界开挖时进行预裂爆破，炮孔直径为Φ160mm，孔距1.8m，台阶高度为15m，孔深为16.5m，倾斜角度为70°。计算可得线装药密度为1500g/m，由于孔底夹制作用，因此孔底装药密度需增加为3000g/m，上部减弱段装药密度600g/m，堵塞长度为2.5m。

根据爆破设计，选取3#标准筒1，根据加强段装药密度3000g/m和长度1m，选取1根3-2#标准筒1进行装药，在装药时将2支Φ70成品乳化炸药连续装入标准筒1装药管2内，装药完成后将间隔板5插入顶部环形槽4用来封闭标准筒1，防止炸药在下放过程中掉出；正常段装药密度为1500g/m，正常段装药长度为10m，因此选取10根3-2#标准筒1进行装药，每根标准筒1内装入1支Φ70成品乳化炸药，装药完成后将间隔板5插入顶部环形槽4用来封闭标准筒1，防止炸药在下放过程中掉出；减弱段装药密度为600g/m，减弱段长度为3m，因此，选取3根3-1#标准筒1进行装药,每根标准筒1内装入3支Φ32成品乳化炸药，在装入第一支Φ32成品乳化炸药后，将间隔板5插入第一个间隔槽内，再将第二支Φ32成品乳化炸药装入，再在第三个间隔板槽内插入间隔槽板，再将第三支Φ32成品乳化炸药装入，通过间隔板5精确控制间隔距离，达到调整装药密度实现精准间隔装药的目的，装药完成后将间隔板5插入顶部环形槽4用来封闭标准筒1，防止炸药在下放过程中掉出。

在装药时，首先进行的是加强段装药，将1根3-2#标准筒1进行装药，在装药时将2支Φ70成品乳化炸药连续装入标准筒1装药管2内；装药完成后，将一根导爆索6两端分别穿过标准筒1预设的两个导爆索孔3，通过下放导爆索6达到下放装药药柱的目的。在标准筒1下孔过程前，需将装置U型聚能槽1a中心线对准炮孔连心线。

进入正常段装药时，将选取10根3-2#标准筒1进行装药，每根标准筒1内装入1支Φ70成品乳化炸药；标准筒1装药完成后分别依次穿过导爆索6两端往孔内下放。在标准筒1下孔过程前，需将装置U型聚能槽1a中心线对准炮孔连心线。

进行减弱段装药时，将选取3根3-1#标准筒1进行装药,每根标准筒1内装入3支Φ32成品乳化炸药，在装入第一支Φ32成品乳化炸药后，将间隔板5插入第一个间隔槽内，再将第二支Φ32成品乳化炸药装入，再在第三个间隔板槽内插入间隔槽板，再将第三支Φ32成品乳化炸药装入，通过间隔板5精确控制间隔距离。装药完成后分别穿过导爆索6两端往孔内下放，进行装药。在装药药柱下孔过程前，需将装置U型聚能槽1a中心线对准炮孔连心线，以在装药药柱内的炸药引爆后，高压气体和气流沿初始的U型聚能槽1a喷射，增强预裂效果，使爆破面更为平整。

在完成加强段、正常段和减弱段组合装配下孔后，即进入堵塞段，在进行堵塞前先向孔内放置编织袋，使装药段与堵塞段分隔开，同时保证炮孔的密封性，然后装填岩屑至孔口。当将整个装置下入孔后即完成单个预裂孔装药和堵塞过程。

装药完成后对整个爆区炮孔的导爆索进行联网起爆。经验证证明采用本发明一种预裂爆破多密度调整装药方法及装置形成的模块化装药方式，可根据现场情况调整装药密度，一种装置实现多种装药密度，满足设计要求，施工简便，整体施工时间缩短约三分之一，且劳动强度低；爆破效果好，爆破后预裂面比采用传统方法施工更为平整。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种预裂爆破多密度调整装药结构，用于在炮孔内形成不耦合装药结构，其特征在于，包括至少一根标准筒(1)，所述标准筒(1)为两端具有筒底的中空结构，且一端筒底上形成有通孔；在所述标准筒(1)内设有用于装药的装药管(2)，所述装药管(2)两端与所述标准筒(1)的两端贴合连接，且装药管(2)的一端管口与所述通孔连通；在所述装药管(2)内壁的圆周方向设有多个用于放置间隔板(5)的环形槽(4)；所述标准筒(1)上设有平行且穿透标准筒(1)两端筒底的两个导爆索孔(3)，两个导爆索孔(3)对称分布在所述装药管(2)外部，所有标准筒(1)由穿过所述导爆索孔(3)的一导爆索(6)兜住最下端的标准筒(1)后串接在一起。

2.根据权利要求1所述的预裂爆破多密度调整装药结构，其特征在于，所述标准筒(1)通过注塑封装成型，在所述标准筒(1)的两端部采用防震材料-碳纤维复合材料制成。

3.根据权利要求1所述的预裂爆破多密度调整装药结构，其特征在于，每个所述环形槽(4)的距离为20cm，每根所述标准筒(1)设置有5个环形槽(4)。

4.根据权利要求1所述的预裂爆破多密度调整装药结构，其特征在于，所述标准筒(1)侧壁上形成有两条呈180°分布的聚能槽(1a)，所述聚能槽(1a)对称设置在所述导爆索孔(3)的两侧，所有所述标准筒(1)上的两个所述聚能槽(1a)的中心线位于同一平面内，且与所述导爆索孔(3)的位置固定。

5.根据权利要求4所述的预裂爆破多密度调整装药结构，其特征在于，所述聚能槽(1a)呈U形或V形。

6.根据权利要求1所述的预裂爆破多密度调整装药结构，其特征在于，所述导爆索孔(3)与所述装药管(2)外壁相切，且装药管(2)的壁厚不大于导爆索引爆炸药的最小引爆距离。

7.根据权利要求1所述的预裂爆破多密度调整装药结构，其特征在于，所述间隔板(5)为可弹性变形的塑料间隔板。

8.一种预裂爆破多密度调整装药方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的预裂爆破多密度调整装药结构进行不耦合装药，具体步骤为：

(1)先根据炮孔直径选取合适规格的标准筒(1)；

(2)根据线装药密度确定标准筒(1)内药量，向装药管(2)内装填炸药，并使用间隔板(5)进行间隔和封闭，使炸药沿标准筒(1)高度方向形成间断分布；

(3)将一根导爆索(6)的两端同向分别穿过第一个标准筒(1)上的两个导爆索孔(3)，通过下放导爆索(6)将第一个标准筒(1)下放到炮孔底部；

(4)继续将第二个装药完成的标准筒(1)穿过导爆索(6)两端直接下放，如此反复，进行后续标准筒(1)的安装，直至装药完毕。

9.根据权利要求8所述的预裂爆破多密度调整装药方法，其特征在于，所述标准筒(1)下放前，需将两个聚能槽(1a)中心线对准炮孔连心线。

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