CN111426245B - 一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置及其使用方法 - Google Patents
一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于露天采矿工程爆破领域,具体涉及一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置及其使用方法。包括:固定骨架、支撑脚、操纵环、插栓、插孔、传动杆、拼接骨架、连接环、牵引杆、上套管、骨翼、骨刺、柔性隔离布、活动铰、隔离骨架、下套管、密闭塞、联动杆、传动环。该装置可以根据现场需要进行组装、调整,共包含六部分:固定骨架,拼接骨架,隔离骨架,上套管,下套管,操纵环与传动杆、传动环。通过控制操纵环、插栓带动传动杆、传动环运动,传动环推动连接环、牵引杆、联动杆以展开上套管、下套管的柔性隔离布封住爆破孔。本发明可以实现定距装药,成本低,操作简便,隔离效果与效率较高。
Description
技术领域
本发明属于露天采矿工程爆破领域,具体涉及一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置及其使用方法。
背景技术
在露天深孔爆破中,根据煤岩层物理力学性质的不同,为减少过量装药引起的技术经济浪费,有时需要对深孔进行分段隔离装药。对于干孔而言,分段隔离装药有多重措施,但对于富水钻孔而言,现有的分段隔离装药技术都存在操作速度慢、隔离效果不可控等弊端。为实现定距隔离装药,准确爆破,减少爆炸带来的不利影响,有必要考虑分段装药、准确定距爆破的技术和装置。
发明内容
本发明所采取的技术方案是:一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置,其中:包括固定骨架、操纵环、插栓、六根传动杆、拼接骨架、连接环、牵引杆、上套管、柔性隔离布、隔离骨架、下套管、密闭塞、联动杆、传动环;
所述固定骨架、拼接骨架、隔离骨架的外壁半径相同,且均为中空管式结构;
所述固定骨架的底部内壁设置有内螺纹,在所述固定骨架的外壁环向等间距设置三个支撑脚,且三个支撑脚的底部处于同一水平面;所述固定骨架的上部设有对称贯穿管壁的纵向排列的插孔,且各组插孔的纵向间距相同;
所述拼接骨架由顶端柱体部分和主体部分组成,所述顶端柱体部分的外壁设置有外螺纹,主体部分的底部内壁设置有内螺纹,底部内螺纹部分内壁半径与其顶部柱体部分半径相同,使得拼接骨架底部内螺纹部分与另一个拼接骨架顶端柱体外螺纹部分衔接;
所述隔离骨架由顶端柱体部分和主体部分组成,所述顶端柱体部分外壁设置有外螺纹,主体部分的底部内壁设置有内螺纹,底部内螺纹部分内壁半径与其顶部柱体部分半径相同,使得顶端柱体部分通过外壁的外螺纹与拼接骨架的内螺纹部分衔接;
所述密闭塞为实心结构,包括塞盖部分和塞身部分,塞盖部分柱体半径与隔离骨架外壁柱体半径相同,在塞身外壁设置有外螺纹,外螺纹部分与隔离骨架底部内壁设置的内螺纹部分衔接;
所述隔离骨架主体部分外壁顶端与外壁底端均设置外螺纹,使得上套管、下套管通过其内壁的内螺纹与隔离骨架的外螺纹相连接;
所述操纵环为中空管结构,其内壁半径等于上套管的外壁半径,在操纵环高的中心位置有一组对称的贯穿孔,其半径与固定骨架的插孔半径相同;所述六根传动杆围绕操纵环的底部环向等间距布置,且所述操纵环与六根传动杆的一端固定连接;所述六根传动杆的另一端围绕传动环顶部环向等间距分布并固定,且每根传动杆都与水平面垂直;
所述上套管内壁设置有内螺纹,所述上套管外壁设置有等间距的六个活动铰,每个活动铰铰接一个骨翼,使得每个骨翼可绕活动铰铅垂平面内转动;所述骨翼与柔性隔离布相接,柔性隔离布展开时可封住爆破孔,所述骨翼的末端连接有骨刺,所述连接环与传动环的内外壁半径相同,环高度相同;所述连接环底部外壁环向等间距也焊接六个活动铰,所述上套管下面的六根骨翼的中部分别各焊接一个活动铰,每个活动铰分别与一根牵引杆相接,使得牵引杆铅垂平面内运动;
所述下套管的内壁设置有内螺纹,所述下套管外部底边外壁设置有等间距的六个活动铰,每个活动铰分别与一个骨翼铰接,使得每个骨翼可绕活动铰铅垂平面内转动;
所述下套管下面的六根骨翼的中部分别各焊接有一个活动铰,每个活动铰分别与一根联动杆相接,每个联动杆的另一端与上套管下面的骨翼中部的活动较连接,使得联动杆可以铅垂平面内运动;
上述技术方案的进一步描述,在所述拼接骨架的外壁设有刻度标识线。
上述技术方案的进一步描述,所述操纵环与传动环内外壁半径、环高度相同。
上述技术方案的进一步描述,所述的骨刺为金属材料制成,其尖端带有倒刺,在骨翼展开时其尖端扎入孔壁,防止展开后的骨翼收缩。
本发明使用所述伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置爆破隔离装炸药的方法,包括以下步骤:
步骤S101:在地面向下钻孔,将钻孔内煤岩碎屑清理干净;
步骤S102:根据实际情况确定分段装药距离后,通过拼接骨架上的刻度标识线确定需要的拼接骨架的数目,将拼接骨架与固定骨架拼接;
步骤S103:确定隔离装药距离,制作隔离骨架,使得隔离骨架无螺纹部分的长度等于隔离装药距离,误差在5厘米范围内,并将下套管、上套管、连接环套在隔离骨架上,上套管、下套管通过联动杆、骨翼上的活动铰连接,连接环与上套管通过上套管下面骨翼上的活动铰、牵引杆连接;
步骤S104:在确定拼接骨架的数目后,根据拼接骨架的总长度制作传动杆,并将传动杆与操纵环、传动环焊接,使隔离骨架与拼接骨架相接,并用密闭塞密闭隔离骨架的下部后,将操纵环、传动环套在拼接骨架上;
步骤S105:在爆破孔中放入爆破炸药,将上套管、下套管的骨翼通过活动铰收成紧缩状态,围绕在上套管、下套管周围后,将固定骨架、拼接骨架、隔离骨架骨架整体放入爆破孔中,达到预定位置后将支撑脚平放在地面上,使固定骨架、拼接骨架、隔离骨架骨架整体稳定;
步骤S106:通过将操纵环向下压,传动杆、传动环向下压连接环,连接环、牵引杆运动使得上套管下面的骨翼展开,同时,上套管下面的骨翼展开带动联动杆运动,使得下套管的骨翼展开,最终上套管、下套管的柔性隔离布封住孔,上套管、下套管的骨刺扎入孔壁,使得骨翼展开后柔性隔离布稳定封住爆破孔;在向下压操纵环的同时,应将固定骨架向下压,使上套管、下套管、隔离骨架向下运动,最终在下套管骨翼展开后与下方的爆破炸药紧密接触,后期填药时上套管上方的爆破炸药重量一部分由上套管、下套管的骨刺分担,一部分由下套管的骨翼,在联动杆的作用下传递给下方的爆破炸药分担;
步骤S107:旋转固定骨架,直到拼接骨架与隔离骨架螺纹连接部分松动以致拼接骨架与隔离骨架分离,期间保证操纵环、传动杆、传动环位置不变;取下拼接骨架后,固定骨架仍放于原位置,插栓的栓杆穿过操纵环的贯穿孔、固定骨架的插孔,将操纵环的位置固定;继续放入爆破炸药,待整体稳定后,取走操纵环、传动杆、传动环、固定骨架,最后用封孔材料封孔。
本发明具有的优点是:采用机械式方式实现定距装药,成本低廉,操作灵活便捷,操作简便,安全性高,可以有效实现准确分段隔离装药,隔离效果及隔离效率较高。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1是装置骨翼收缩状态的侧视图;
图2是装置骨翼展开状态的剖视图
图3是爆破孔中装药后装置骨翼展开状态的侧视图;
图4是爆破孔中装药后装置骨翼展开状态的侧面剖视图;
图5是图1中A-A面的剖面俯视图;
图6是上套管、下套管的局部视图。
图中标号:1、固定骨架,2、支撑脚,3、操纵环,4、插栓,5、插孔,6、传动杆,7、拼接骨架,8、连接环,9、牵引杆,10、上套管,11、骨翼,12、骨刺,13、柔性隔离布,14、活动铰,15、隔离骨架,16、下套管,17、密闭塞,18、联动杆,19、传动环,20、爆破炸药,21、封孔材料。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本实施例所述一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置,其中:包括固定骨架1、操纵环3、插栓、六根传动杆6、拼接骨架7、连接环8、牵引杆9、上套管10、柔性隔离布13、隔离骨架15、下套管16、密闭塞17、联动杆18、传动环19;
所述固定骨架1、拼接骨架7、隔离骨架15的外壁半径相同,且均为中空管式结构;
所述固定骨架1的底部内壁设置有内螺纹,在所述固定骨架1的外壁环向等间距设置三个支撑脚2,且三个支撑脚2的底部处于同一水平面;所述固定骨架1的上部设有对称贯穿管壁的纵向排列的插孔5,且各组插孔5的纵向间距相同;保持一定距离,避免相连。
所述拼接骨架7由顶端柱体部分和主体部分组成,所述顶端柱体部分的外壁设置有外螺纹,主体部分的底部内壁设置有内螺纹,底部内螺纹部分内壁半径与其顶部柱体部分半径相同,使得拼接骨架7底部内螺纹部分与顶端柱体外螺纹部分衔接;
所述隔离骨架15由顶端柱体部分和主体部分组成,所述顶端柱体部分外壁设置有外螺纹,主体部分的底部内壁设置有内螺纹,底部内螺纹部分内壁半径与其顶部柱体部分半径相同,使得顶端柱体部分通过外壁的外螺纹与拼接骨架7的内螺纹部分衔接;
所述密闭塞17为实心结构,包括塞盖部分和塞身部分,塞盖部分柱体半径与隔离骨架15外壁柱体半径相同,在塞身外壁设置有外螺纹,外螺纹部分与隔离骨架15底部内壁设置的内螺纹部分衔接;
所述隔离骨架15主体部分外壁顶端与外壁底端均设置外螺纹,使得上套管10、下套管16通过其内壁的内螺纹与隔离骨架15的外螺纹相连接;
所述操纵环3为中空管结构,其内壁半径等于上套管10的外壁半径,在操纵环3高的中心位置有一组对称的贯穿孔,其半径与固定骨架1的插孔5半径相同;所述六根传动杆6围绕操纵环3的底部环向等间距布置,且所述操纵环3与六根传动杆6的一端固定连接;所述六根传动杆6的另一端围绕传动环19顶部环向等间距分布并固定,且每根传动杆6都与水平面垂直;所述操纵环3与传动环19内外壁半径相同,环高度相同。
所述上套管10内壁设置有内螺纹,所述上套管10外壁设置有等间距的六个活动铰14,每个活动铰14铰接一个骨翼11,使得每个骨翼11可绕活动铰铅垂平面内转动;所述骨翼11与柔性隔离布13相接,柔性隔离布13展开时可封住爆破孔,所述骨翼11的末端连接有骨刺12,所述的骨刺12为金属材料制成,其尖端带有倒刺,在骨翼11展开时其尖端扎入孔壁,防止展开后的骨翼11收缩;
所述连接环8与传动环19的内外壁半径相同,环高度相同;所述连接环8底部外壁环向等间距也焊接六个活动铰14,所述上套管10下面的六根骨翼11的中部分别各焊接一个活动铰14,每个活动铰14分别与一根牵引杆9相接,使得牵引杆9铅垂平面内运动;
所述下套管16的内壁设置有内螺纹,所述下套管16外部底边外壁设置有等间距的六个活动铰14,每个活动铰14分别与一个骨翼11铰接,使得每个骨翼11可绕活动铰14铅垂平面内转动;
所述下套管16下面的六根骨翼11的中部分别各焊接有一个活动铰14,每个活动铰14分别与一根联动杆18相接,每个联动杆18的另一端与上套管10下面的骨翼11中部的活动较14连接,使得联动杆18可以铅垂平面内运动;在所述拼接骨架7的外壁设有刻度标识线。
使用所述伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置爆破隔离装炸药的方法,包括以下步骤:
步骤S101:在地面向下钻孔,将钻孔内煤岩碎屑清理干净;
步骤S102:根据实际情况确定分段装药距离后,通过拼接骨架7上的刻度标识线确定需要的拼接骨架7的数目,将拼接骨架7与固定骨架1拼接;
步骤S103:确定隔离装药距离,制作隔离骨架15,使得隔离骨架15无螺纹部分的长度等于隔离装药距离,误差在5厘米范围内,并将下套管16、上套管10、连接环8套在隔离骨架15上,上套管10、下套管16通过联动杆18、骨翼11上的活动铰14连接,连接环8与上套管10通过上套管10下面骨翼11上的活动铰14、牵引杆9连接;
步骤S104:在确定拼接骨架7的数目后,根据拼接骨架7的总长度制作传动杆6,并将传动杆6与操纵环3、传动环19焊接,使隔离骨架15与拼接骨架7相接,并用密闭塞17密闭隔离骨架15的下部后,将操纵环3、传动环19套在拼接骨架7上;
步骤S105:在爆破孔中放入爆破炸药20,将上套管10、下套管16的骨翼11通过活动铰14收成紧缩状态,围绕在上套管10、下套管16周围后,将固定骨架1、拼接骨架7、隔离骨架15骨架整体放入爆破孔中,达到预定位置后将支撑脚2平放在地面上,使固定骨架1、拼接骨架7、隔离骨架15骨架整体稳定;
步骤S106:通过将操纵环3向下压,传动杆6、传动环19向下压连接环8,连接环8、牵引杆9运动使得上套管10下面的骨翼11展开,同时,上套管10下面的骨翼11展开带动联动杆18运动,使得下套管16的骨翼11展开,最终上套管10、下套管16的柔性隔离布13封住孔,上套管10、下套管16的骨刺12扎入孔壁,使得骨翼11展开后柔性隔离布13稳定封住爆破孔;在向下压操纵环3的同时,应将固定骨架1向下压,使上套管10、下套管16、隔离骨架15向下运动,最终在下套管16骨翼11展开后与下方的爆破炸药20紧密接触,后期填药时上套管10上方的爆破炸药20重量一部分由上套管10、下套管16的骨刺12分担,一部分由下套管16的骨翼11,在联动杆18的作用下传递给下方的爆破炸药20分担;
步骤S107:旋转固定骨架1,直到拼接骨架7与隔离骨架15螺纹连接部分松动以致拼接骨架7与隔离骨架15分离,期间保证操纵环3、传动杆6、传动环19位置不变;取下拼接骨架7后,固定骨架1仍放于原位置,插栓4的栓杆穿过操纵环3的贯穿孔、固定骨架1的插孔5,将操纵环3的位置固定;继续放入爆破炸药20,待整体稳定后,取走操纵环3、传动杆6、传动环19、固定骨架1,期间应缓慢进行,防止对炸药产生较大扰动,最后用封孔材料21封孔。
Claims (3)
1.一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置,其特征是:包括固定骨架(1)、操纵环(3)、插栓(4)、六根传动杆(6)、拼接骨架(7)、连接环(8)、牵引杆(9)、上套管(10)、柔性隔离布(13)、隔离骨架(15)、下套管(16)、密闭塞(17)、联动杆(18)、传动环(19);
所述固定骨架(1)、拼接骨架(7)、隔离骨架(15)的外壁半径相同,且均为中空管式结构;
所述固定骨架(1)的底部内壁设置有内螺纹,在所述固定骨架(1)的外壁环向等间距设置三个支撑脚(2),且三个支撑脚(2)的底部处于同一水平面;所述固定骨架(1)的上部设有对称贯穿管壁的纵向排列的插孔(5),且各组插孔(5)的纵向间距相同;
所述拼接骨架(7)由顶端柱体部分和主体部分组成,所述顶端柱体部分的外壁设置有外螺纹,主体部分的底部内壁设置有内螺纹,底部内螺纹部分内壁半径与其顶端柱体部分半径相同,使得拼接骨架(7)底部内螺纹部分与另一个拼接骨架(7)顶端柱体外螺纹部分衔接;
所述隔离骨架(15)由顶端柱体部分和主体部分组成,所述顶端柱体部分外壁设置有外螺纹,主体部分的底部内壁设置有内螺纹,底部内螺纹部分内壁半径与其顶端柱体部分半径相同,使得顶端柱体部分通过外壁的外螺纹与拼接骨架(7)的内螺纹部分衔接;
所述密闭塞(17)为实心结构,包括塞盖部分和塞身部分,塞盖部分柱体半径与隔离骨架(15)外壁柱体半径相同,在塞身外壁设置有外螺纹,外螺纹部分与隔离骨架(15)底部内壁设置的内螺纹部分衔接;
所述隔离骨架(15)主体部分外壁顶端与外壁底端均设置外螺纹,使得上套管(10)、下套管(16)通过其内壁的内螺纹与隔离骨架(15)的外螺纹相连接;
所述操纵环(3)为中空管结构,其内壁半径等于上套管(10)的外壁半径,在操纵环(3)的中心位置有一组对称的贯穿孔,其半径与固定骨架(1)的插孔(5)半径相同;所述六根传动杆(6)围绕操纵环(3)的底部环向等间距布置,且所述操纵环(3)与六根传动杆(6)的一端固定连接;所述六根传动杆(6)的另一端围绕传动环(19)顶部环向等间距分布并固定,且每根传动杆(6)都与水平面垂直;
所述上套管(10)内壁设置有内螺纹,所述上套管(10)外壁设置有等间距的六个活动铰(14),每个活动铰(14)铰接一个骨翼(11),使得每个骨翼(11)可绕活动铰铅垂平面内转动;所述骨翼(11)与柔性隔离布(13)相接,柔性隔离布(13)展开时可封住爆破孔,所述骨翼(11)的末端连接有骨刺(12),所述连接环(8)与传动环(19)的内外壁半径相同,环高度相同;所述连接环(8)底部外壁环向等间距也焊接六个活动铰(14),所述上套管(10)下面的六根骨翼(11)的中部分别各焊接一个活动铰(14),每个活动铰(14)分别与一根牵引杆(9)相接,使得牵引杆(9)铅垂平面内运动;
所述下套管(16)的内壁设置有内螺纹,所述下套管(16)外部底边外壁设置有等间距的六个活动铰(14),每个活动铰(14)分别与一个骨翼(11)铰接,使得每个骨翼(11)可绕活动铰(14)铅垂平面内转动;
所述下套管(16)下面的六根骨翼(11)的中部分别各焊接有一个活动铰(14),每个活动铰(14)分别与一根联动杆(18)相接,每个联动杆(18)的另一端与上套管(10)下面的骨翼(11)中部的活动铰(14)连接,使得联动杆(18)可以铅垂平面内运动;在所述拼接骨架(7)的外壁设有刻度标识线;所述操纵环(3)与传动环(19)内外壁半径、环高度相同。
2.根据权利要求1所述的一种伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置,其特征是:所述的骨刺(12)为金属材料制成,其尖端带有倒刺,在骨翼(11)展开时其尖端扎入孔壁,防止展开后的骨翼(11)收缩。
3.使用权利要求1-2任意一项所述伞状露天矿富水深孔爆破隔离装炸药的装置爆破隔离装炸药的方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤S101:在地面向下钻孔,将钻孔内煤岩碎屑清理干净;
步骤S102:根据实际情况确定分段装药距离后,通过拼接骨架(7)上的刻度标识线确定需要的拼接骨架(7)的数目,将拼接骨架(7)与固定骨架(1)拼接;
步骤S103:确定隔离装药距离,制作隔离骨架(15),使得隔离骨架(15)无螺纹部分的长度等于隔离装药距离,误差在5厘米范围内,并将下套管(16)、上套管(10)、连接环(8)套在隔离骨架(15)上,上套管(10)、下套管(16)通过联动杆(18)、骨翼(11)上的活动铰(14)连接,连接环(8)与上套管(10)通过上套管(10)下面骨翼(11)上的活动铰(14)、牵引杆(9)连接;
步骤S104:在确定拼接骨架(7)的数目后,根据拼接骨架(7)的总长度制作传动杆(6),并将传动杆(6)与操纵环(3)、传动环(19)焊接,使隔离骨架(15)与拼接骨架(7)相接,并用密闭塞(17)密闭隔离骨架(15)的下部后,将操纵环(3)、传动环(19)套在拼接骨架(7)上;
步骤S105:在爆破孔中放入爆破炸药(20),将上套管(10)、下套管(16)的骨翼(11)通过活动铰(14)收成紧缩状态,围绕在上套管(10)、下套管(16)周围后,将固定骨架(1)、拼接骨架(7)、隔离骨架(15)骨架整体放入爆破孔中,达到预定位置后将支撑脚(2)平放在地面上,使固定骨架(1)、拼接骨架(7)、隔离骨架(15)骨架整体稳定;
步骤S106:通过将操纵环(3)向下压,传动杆(6)、传动环(19)向下压连接环(8),连接环(8)、牵引杆(9)运动使得上套管(10)下面的骨翼(11)展开,同时,上套管(10)下面的骨翼(11)展开带动联动杆(18)运动,使得下套管(16)的骨翼(11)展开,最终上套管(10)、下套管(16)的柔性隔离布(13)封住孔,上套管(10)、下套管(16)的骨刺(12)扎入孔壁,使得骨翼(11)展开后柔性隔离布(13)稳定封住爆破孔;在向下压操纵环(3)的同时,应将固定骨架(1)向下压,使上套管(10)、下套管(16)、隔离骨架(15)向下运动,最终在下套管(16)骨翼(11)展开后与下方的爆破炸药(20)紧密接触,后期填药时上套管(10)上方的爆破炸药(20)重量一部分由上套管(10)、下套管(16)的骨刺(12)分担,一部分由下套管(16)的骨翼(11),在联动杆(18)的作用下传递给下方的爆破炸药(20)分担;
步骤S107:旋转固定骨架(1),直到拼接骨架(7)与隔离骨架(15)螺纹连接部分松动以致拼接骨架(7)与隔离骨架(15)分离,期间保证操纵环(3)、传动杆(6)、传动环(19)位置不变;取下拼接骨架(7)后,固定骨架(1)仍放于原位置,插栓(4)的栓杆穿过操纵环(3)的贯穿孔、固定骨架(1)的插孔(5),将操纵环(3)的位置固定;继续放入爆破炸药(20),待整体稳定后,取走操纵环(3)、传动杆(6)、传动环(19)、固定骨架(1),最后用封孔材料(21)封孔。
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