CN111811351B - 一种用于水孔爆破的装置及爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水孔爆破的装置及爆破方法，其中水孔爆破装置包括水孔分层测深机构和药包固定机构，水孔分层测深机构的主体上安装有淤泥电吸附装置，并在表面涂覆有遇水变色材质，因此能够测出水孔中不同介质的深度，其中淤泥层利用电吸附装置对淤泥的吸附作用测出，水层利用遇水变色材料测出，再根据水孔的总深度减去淤泥层、水层的深度，即为水孔中空气层的深度。根据测得的水孔中各介质的深度，设计炸药包，并通过药包固定机构将炸药包固定在水孔中，药包固定机构包括可拆卸的承重杆、防浮片和下托片，利用承重杆将炸药包放置到水孔后，再通过分离按钮将承重杆取出，防浮片和下托片分布固定在炸药包的两端，和炸药包一起留在水孔中，完成炸药包在水孔中的固定。

Description

一种用于水孔爆破的装置及爆破方法

技术领域

本发明涉及水孔爆破领域，特别是涉及一种用于水孔爆破的装置及爆破方法。

背景技术

露天台阶爆破是诸如露天矿山、场地平整、地质灾害治理、路基（路堑）开挖等大型工程施工中十分重要的生产工艺环节，爆破技术与施工组织管理水平的高低一方面决定爆破本身的安全、质量和经济效益，另一方面爆破效果的好坏会很大程度的影响后续铲装、运输等环节的生产效率。针对露天台阶爆破的安全与效果控制，装药和炮孔填塞质量是影响露天台阶爆破安全与爆破质量的重要影响因素。但是由于爆破工程地质条件不尽相同，在多雨和水系发达地区雨天及地质条件影响炮孔内存水是工程爆破常见的工况。一般水孔内分为三层：空气层、水层、淤泥层，炸药在不同介质内的爆破效果不同，为了更好地针对水孔设计爆破方案，提高炸药利用率，需要充分了解水孔内部介质的分层情况。因此，准确测量出空气层、水层、淤泥层的深度，对于提高炸药利用率、改善爆破效果具有实际意义。

在测出水孔中淤泥层、水层和空气层的厚度后，需要根据不同的介质的深度设计炸药包，并把炸药包固定在水孔中，由于乳化炸药密度较低，若把药包直接扔入炮孔中，粗糙的孔壁会划破药包使乳化炸药流出，浮在水面上堵住炮孔，无法继续填装药包，即使药包顺利进入炮孔，也会因浮力而无法到达炮孔底部，减弱炸药爆炸威力影响爆破效果，进而降低炮孔完好率，装药作业中易出现卡孔等不利因素；同时填塞段若有水残留，会使填塞材料粘结在孔壁，降低填塞材料相互之间的摩擦力，进而减弱整体填塞质量，导致冲孔、飞石等安全隐患。因此，将药包顺利送入炮孔底部并防止其上浮对于保障爆破安全、提高炸药利用率、改善爆破效果具有实际意义。

发明内容

本发明公开了一种用于水孔爆破的装置及爆破方法，其中水孔爆破装置包括水孔分层测深机构和药包固定机构，水孔分层测深机构的主体上安装有淤泥电吸附装置，并在表面涂覆有遇水变色材质，因此能够测出水孔中不同介质的深度，其中淤泥层利用电吸附装置对淤泥的吸附作用测出，水层利用遇水变色材料测出，再根据水孔的总深度减去淤泥层、水层的深度，即为水孔中空气层的深度。根据测得的水孔中各介质的深度，设计炸药包，并通过药包固定机构将炸药包固定在水孔中，药包固定机构包括可拆卸的承重杆、防浮片和下托片，利用承重杆将炸药包放置到水孔后，再通过分离按钮将承重杆取出，防浮片和下托片分布固定在炸药包的两端，和炸药包一起留在水孔中，完成炸药包在水孔中的固定。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于水孔爆破的装置，包括：

水孔分层测深机构，用于测量水孔中水层、淤泥层和空气层的深度，所述水孔分层测深机构的主体为长条形细杆，所述主体的外表面涂覆有遇水变色材料，用于测量水孔中水层的深度，所述主体上设置有电吸附装置，用于吸附水孔中的淤泥，以测量淤泥层的深度；

药包固定机构，根据所述水孔分层测深机构测出的水孔中淤泥层、水层和空气层的深度，将适用于水孔中不同介质的炸药包固定在所述药包固定机构中，所述药包固定机构包括承重杆、防浮片和下托片，所述防浮片套设在所述承重杆上，所述下托片可拆卸地卡设在所述承重杆的底部，所述炸药包固定放置在所述防浮片和下托片之间。

进一步的，所述水孔分层测深机构还包括设置在所述主体上端的把手、电池盒和电吸附开关，所述电吸附开关设置在所述把手上，所述主体的内部设置有电池盒，与所述电吸附开关和所述电吸附装置电连接。

进一步的，所述水孔分层测深机构的主体上还设置有刻度尺，以所述主体的下端点为起点，延伸到所述主体的上端。

进一步的，所述遇水变色材料为遇水变色，干燥后能够褪色，并能重复利用。

进一步的，所述药包固定机构的承重杆内部设置有联动杆，所述联动杆的一端固定连接有卡球，通过所述卡球将所述下托片与所述联动杆可拆卸的连接，所述联动杆的另一端设置有分离按钮，用于拉动所述联动杆向上移动。

进一步的，所述下托片垂直设置在所述承重杆的底端，所述下托片的上表面设置有与所述卡球相匹配的卡槽。

进一步的，所述防浮片与所述承重杆垂直，所述防浮片上设置有承重杆孔，所述承重杆穿过所述承重杆孔，用于将所述防浮片套设在所述承重杆上。

进一步的，所述防浮片的上表面设置有若干卡齿，所述卡齿呈发散状固定在所述防浮片的四周，所述防浮片的下表面设置有若干倒钩，用于固定所述炸药包。

进一步的，所述水孔分层测深机构和药包固定机构一体成型，所述装置的主体上设置有电吸附装置，外表面涂覆有遇水变色材料，所述主体上套设有防浮片，主体的下端可拆卸地卡设有下托片，炸药包固定放置在所述防浮片和下托片之间。

一种水孔爆破方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，将所述水孔分层测深机构垂直插入到待爆破的水孔中，直到触碰到水孔的底部，

停留10~20s后，按下电吸附开关，使电吸附装置工作10~30s；

第二步，取出水孔分层测深机构，根据主体上的刻度尺，读出吸附淤泥后的主体长度，

为水孔中淤泥层的深度，在淤泥层上根据遇水后变色材料的刻度，得出水孔中水层的深度，水孔的总长度减去淤泥层的深度、水层的深度，即为水孔中空气层的深度；

第三步，根据水孔中不同介质的深度，配制炸药包，将制得的炸药包固定在药包固定机

构的下托片上，并调节防浮片的高度，将防浮片下表面的倒钩扎入到炸药包中；

第四步，将固定了炸药包的药包固定机构放置到水孔中，并插入到水孔底部，按下承重

杆上的分离按钮，使联动杆和下托片分离，并将承重杆从水孔中取出；

第五步，下托片、炸药包和防浮片留在水孔中，点燃炸药包实现水孔爆破。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.利用水孔分层测深机构，能够准确地测出水孔中淤泥、水层和空气层的深度，根据水孔中的不同介质，合适地设计炸药包的组成，提高炸药利用率，同时，也能提高爆破效果。

2.药包固定机构能够将炸药包牢固地固定在水孔中，避免炸药包在水孔中上浮造成爆破效果降低。将炸药包固定在水孔后，药包固定机构的承重杆能够取出，重复利用。下托片和防浮片分布固定在炸药包的下端和上端，能有效防止炸药包的上浮。

3.本申请的水孔分层测深机构，遇水变色材料在干燥后又能恢复到原来的颜色，能重复利用，不影响使用效果。电吸附装置使用方便，按下开关后即可吸附淤泥颗粒，完成测试后，将吸附的淤泥清理干净即可反复利用。

4.本申请的水孔分层测深机构和药包固定机构的主体上都设置有刻度尺，能够直观地得出水孔中各介质的深度，以及对应的炸药包的高度，操作简单，使用方便。

附图说明

图1是本发明水孔分层测深机构整体结构示意图；

图2是本发明药包固定机构整体结构示意图；

图3是本发明水孔分层测深机构主体的结构示意图；

图4为本发明承重杆内部的结构示意图；

图5为本发明防浮片的俯视图；

图6为本发明防浮片的正视图。

附图标记说明如下：

1、水孔分层测深机构；2、药包固定机构；11、主体；12、电吸附装置；13、把手；14、电池盒；15、电吸附开关；21、承重杆；22、防浮片；23、下托片；24、联动杆；25、卡球；26、分离按钮；27、炸药包；221、承重杆孔；222、卡齿；223、倒钩、241、分离部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

图1为本申请水孔分层测深机构整体结构示意图，图2为本申请药包固定机构整体结构示意图，用水孔分层测深机构1测量水孔中各层介质的深度，再用药包固定机构2将炸药包固定在水孔中。水孔分层测深机构能够测量水孔中水层、淤泥层和空气层的深度，其主体11为带有刻度尺的长条形细杆，主体的外表面涂覆有遇水变色材料，根据材料的变色长度能够得知水孔中水层的深度，主体的内部设置有电吸附装置12和电池盒14，在主体的上端，设置有把手13，方便操作者握住水孔分层测深机构，并将其插入到水孔中，在把手上设置有电吸附开关15，当水孔分层测深机构插入到水孔后，打开电吸附开关，淤泥从主体表面的吸附孔被吸附到主体上，因此能够快速得到淤泥层的深度。

根据水孔分层测深机构测出的水孔中淤泥层、水层和空气层的深度，设计炸药包的组份和高度，将炸药包固定在药包固定机构2上，所述药包固定机构包括承重杆21、防浮片22和下托片23，承重杆为带有刻度的细长杆，防浮片为具有一定重量的片状固体，防浮片的上表面设置有卡齿222，成发散状固定在防浮片的四周，用于顶住水孔壁，以防止炸药包28上浮。防浮片的下表面设置有若干倒钩223，将倒钩扎入到炸药包后，能够将炸药包牢固地固定在防浮片上。防浮片上设置有一通孔，用于将防浮片套设在承重杆上。在承重杆内部，设置有联动杆24，联动杆的一端固定连接有卡球25，通过卡球将下托片与联动杆可拆卸的连接，所述联动杆的另一端设置有分离按钮26，用于拉动所述联动杆向上移动。下托片垂直设置在所述承重杆的底端，所述下托片的上表面设置有与所述卡球相匹配的卡槽。炸药包固定放置在所述防浮片和下托片之间，按下分离按钮，联动杆和下托片分离，即可取出承重杆。

本实施例中，水孔分层测深机构和药包固定机构也可以是一体成型的，也就是说，在装置的主体上，设置电吸附装置，外表面涂覆有遇水变色材料，主体上套设有防浮片，主体的下端可拆卸地卡设有下托片，炸药包固定放置在所述防浮片和下托片之间。其他零部件都设置在装置的主体上，实现相同的功能。

下面对本发明内部各装置分别做进一步的详细说明。

图3为水孔分层测深机构主体的结构示意图，为了方便携带，主体为可伸缩结构，使用时，根据不同水孔的深度，将主体拉伸到合适的长度。当主体完全收拢时，总体长度为1m左右，将主体拉伸到最长时，长度为3m左右。该长度基本能满足爆破水孔的深度。可伸缩结构为现有技术，为直径依次减小的各圆管相互套合后形成，本实施例中不再详细阐述。

在水孔分层测深机构主体上设置有电吸附装置，电吸附装置是通过外加电压在电极之间形成静电场， 淤泥颗粒作为带电粒子在静电场中受到静电力而被迫向带相反电荷的电极板移动， 在电极板表面形成双电层，带电的淤泥颗粒吸附并暂时储存在双电层中。当吸附过程达到平衡时撤去电场或反接电源后， 吸附在电极上的离子回到溶液中，达到脱附目的。在充放电过程中，只产生淤泥颗粒的吸脱附，电极结构不会发生变化，所以电吸附装置可以无限次使用。在吸附电极的选择中，可以选择石墨电极，活性碳电极，因此此类电极内部孔隙较多，导电性好，比表面积大，化学稳定性好。容易将淤泥颗粒凝聚到电极表面，并具有一定的厚度，容易区分淤泥层和普通的浑浊水层，吸附的淤泥越多，说明淤泥层越厚。

进一步的，在水孔分层测深机构主体表面上涂覆有遇水变色材料，遇水变色材料是指在水的作用下，物质的颜色能发生改变的行为，在水引入前后分别以两种相对稳定的形式存在，并伴随着可逆的颜色变化。噁唑啉类分子在纯水的作用下会发生明显颜色变化。噁唑啉类分子处于中性的关环状态时几乎无色，当噁唑啉分子处于水环境中时则倾向于以两性离子形式存在，这一转化过程伴随着明显的颜色变化。在干燥状态时，水孔分层测深机构主体的颜色由材质本身决定，一般优选为银白色的金属材质，当遇水后，根据噁唑啉类分子的具体结构，可以显示成蓝色或者红色。当不使用时，主体逐渐干燥，显示的颜色也会逐渐褪去，又重新变成金属本身的颜色。该过程能够重复数十次仍具有明显的颜色变化，具有良好的循环性。

图4为本实施例承重杆内部的结构示意图，承重杆为中空的圆管，内部设置有一联动杆24，联动杆的下端延伸到承重杆之外，并且联动杆的下端固定有一卡球25，所述卡球位于承重杆的外部。联动杆的另一端为分离部241，所述分离部的横截面从上到下逐渐减小，垂直于联动杆的中心线设置有一分离按钮26，分离按钮与分离部之间用弹性连接件进行连接，当按下分离按钮时，分离按钮与分离部相互接触，并且分离部与分离按钮相接触的面为一斜面，因此，联动杆受到分离按钮的压力后，联动杆会向上移动，从而将卡球从下托片中取出。进一步的，下托片的上表面设置有与所述卡球相匹配的卡槽，通过该卡槽，使下托片卡设在联动杆上。

图5为防浮片的俯视图，图6为防浮片的正视图，防浮片卡设在水孔的孔口内壁上，防止炸药包上浮，防浮片为具有一定强度的薄片，优选为金属材质，能够满足强度和重量的要求，可以是任意形状，优选为圆形。在防浮片上有一通孔，为承重杆孔221，用于将防浮片套设在承重杆上。承重杆孔设置在防浮片的靠近边缘位置，使防浮片上能够有尽可能多的空间用于固定炸药。在防浮片的四周，并且与防浮片成一定的角度，斜向上呈发散状地设置有若干卡齿222，卡齿的一端固定在防浮片上，另一端成针尖状，方便刺入孔壁。在防浮片的下表面，设置有若干倒钩223，优选为2~3个倒钩，倒钩扎入炸药包后，能够将炸药包牢固地固定在防浮片上。

实施例2

一种水孔爆破方法，包括以下步骤：

第一步，将水孔分层测深机构垂直插入到待爆破的水孔中，直到触碰到水孔的底部，停

留10~20s后，按下电吸附开关，使电吸附装置工作10~30s；

第二步，取出水孔分层测深机构，根据主体上的刻度尺，读出吸附淤泥后的主体长度，

为水孔中淤泥层的深度，在淤泥层上根据遇水后变成的蓝色，读出该段的刻度，得出水孔中水层的深度，水孔的总长度减去淤泥层的深度、水层的深度，即为水孔中空气层的深度；

第三步，根据水孔中不同介质的深度，将符合爆破设计药量的乳化炸药，将防浮片通过

承重杆孔套入到承重杆中，将下托片卡入到联动杆的卡球上，炸药包固定于下托片上，药包之间可用胶带固定，对于炸药包的上表面，调节防浮片的高度，将防浮片上的倒钩刺入到炸药包上，并将炸药包的下表面固定在下托片上；

第四步，将固定了炸药包的药包固定机构放置到水孔中，并插入到水孔底部，按下承重

杆上的分离按钮，使联动杆和下托片分离，并将承重杆从水孔中取出；下托片、炸药包和防浮片留在水孔中，点燃炸药包实现水孔爆破。

对于使用后的水孔分层测深机构，用清水将吸附的淤泥清理干净后，晾干后可以重复使用。药包固定机构再次使用时，重新安装下托片和防浮片即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种水孔爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将所述水孔分层测深机构垂直插入到待爆破的水孔中，直到触碰到水孔的底部，停留10~20s后，按下电吸附开关，使电吸附装置工作10~30s；

（2）取出水孔分层测深机构，根据主体上的刻度尺，读出吸附淤泥后的主体长度，为水孔中淤泥层的深度，在淤泥层上根据遇水后变色材料的刻度，得出水孔中水层的深度，水孔的总长度减去淤泥层的深度、水层的深度，即为水孔中空气层的深度；

（3）根据水孔中不同介质的深度，配制炸药包，将制得的炸药包固定在药包固定机构的下托片上，并调节防浮片的高度，将防浮片下表面的倒钩扎入到炸药包中；

（4）将固定了炸药包的药包固定机构放置到水孔中，并插入到水孔底部，按下承重杆上的分离按钮，使联动杆和下托片分离，并将承重杆从水孔中取出；

（5）下托片、炸药包和防浮片留在水孔中，点燃炸药包实现水孔爆破；

还包括用于水孔爆破的装置，所述用于水孔爆破的装置包括：水孔分层测深机构，用于测量水孔中水层、淤泥层和空气层的深度，所述水孔分层测深机构的主体为长条形细杆，所述主体的外表面涂覆有遇水变色材料，用于测量水孔中水层的深度，所述主体上设置有电吸附装置，用于吸附水孔中的淤泥，以测量淤泥层的深度；

药包固定机构，根据所述水孔分层测深机构测出的水孔中淤泥层、水层和空气层的深度，将适用于水孔中不同介质的炸药包固定在所述药包固定机构中，所述药包固定机构包括承重杆、防浮片和下托片，所述防浮片套设在所述承重杆上，所述下托片可拆卸地卡设在所述承重杆的底部，所述炸药包固定放置在所述防浮片和下托片之间。

2.根据权利要求1所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述水孔分层测深机构还包括设置在所述主体上端的把手、电池盒和电吸附开关，所述电吸附开关设置在所述把手上，所述主体的内部设置有电池盒，与所述电吸附开关和所述电吸附装置电连接。

3.根据权利要求1所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述水孔分层测深机构的主体上还设置有刻度尺，以所述主体的下端点为起点，延伸到所述主体的上端。

4.根据权利要求1所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述遇水变色材料为遇水变色，干燥后能够褪色，并能重复利用。

5.根据权利要求1所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述药包固定机构的承重杆内部设置有联动杆，所述联动杆的一端固定连接有卡球，通过所述卡球将所述下托片与所述联动杆可拆卸的连接，所述联动杆的另一端设置有分离按钮，用于拉动所述联动杆向上移动。

6.根据权利要求5所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述下托片垂直设置在所述承重杆的底端，所述下托片的上表面设置有与所述卡球相匹配的卡槽。

7.根据权利要求1所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述防浮片与所述承重杆垂直，所述防浮片上设置有承重杆孔，所述承重杆穿过所述承重杆孔，用于将所述防浮片套设在所述承重杆上。

8.根据权利要求1所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述防浮片的上表面设置有若干卡齿，所述卡齿呈发散状固定在所述防浮片的四周，所述防浮片的下表面设置有若干倒钩，用于固定所述炸药包。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水孔爆破方法，其特征在于，所述水孔分层测深机构和药包固定机构一体成型，所述装置的主体上设置有电吸附装置，外表面涂覆有遇水变色材料，所述主体上套设有防浮片，主体的下端可拆卸地卡设有下托片，炸药包固定放置在所述防浮片和下托片之间。

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