CN112393654A - 一种切缝管双向聚能爆破装药结构 - Google Patents

一种切缝管双向聚能爆破装药结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种切缝管双向聚能爆破装药结构，属于炸药爆破技术领域；其包括插设在炮孔内的套管、同轴设置在套管内的的药型罩以及填充在药型罩内的炸药，所述套管两侧沿着轴向开设有贯通的切缝，所述两条切缝的中线与套管轴线共面，所述药型罩临近切缝的两侧向内呈V形凹陷形成楔形聚能槽，所述药型罩外侧棱边与套管内壁之间通过轴向的支撑隔板固定连接；本发明的提供了一种切缝管双向聚能爆破装药结构能够将爆轰能量集中到具体的方向，提高了爆炸能量的利用率，减少了对其他方向岩体的损伤，便于形成光滑的壁面。

Description

一种切缝管双向聚能爆破装药结构
技术领域
本发明涉及一种切缝管双向聚能爆破装药结构，属于炸药爆破技术领域。
背景技术
近几十年来，随着国家经济建设的迅猛发展，各类大型地下岩体工程日渐增多；在大断面隧道掘进爆破中，壁面的质量直接影响到工程的质量、进度和效益；炸药在岩体内爆炸将开挖范围内的岩体爆破下来的同时，必然要对保留岩体造成损伤和破坏，从而使保留岩体的力学性能劣化，对保留岩体破坏的最直接表现就是造成超挖；
经众多专家学者的研究发现，光面爆破原理存在着许多缺陷，这些缺陷决定了它的不足：光面爆破周边孔采用不耦合装药降低对孔壁的破坏作用，从而形成比较整齐的壁面，但这在松软、裂隙发育的岩层中效果不是很明显；不耦合装药爆破后在孔壁周围的作用力相同，除了能够形成理想裂隙外，还会在炮孔其他方向形成裂隙，难以形成光滑壁面。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种切缝管双向聚能爆破装药结构能够将爆轰能量集中到具体的方向，提高了爆炸能量的利用率，减少了对其他方向岩体的损伤，便于形成光滑的壁面。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其包括插设在炮孔内的套管、同轴设置在套管内的的药型罩以及填充在药型罩内的炸药，所述套管两侧沿着轴向开设有贯通的切缝，所述两条切缝的中线与套管轴线共面，所述药型罩临近切缝的两侧向内呈V形凹陷形成楔形聚能槽，所述药型罩外侧棱边与套管内壁之间通过轴向的支撑隔板固定连接。
进一步地，所述套管为双层包括外层与内层，所述支撑隔板设置在内层与药型罩之间。
进一步地，所述套管两端密封且外层内层之间设有第一水袋。
进一步地，所述药型罩与内层之间设有第二水袋。
进一步地，所述套管两端设有第三水袋，靠近炮孔开口的第三水袋外部还设有炮泥。
进一步地，所述套管为PVC材质。
进一步地，所述药型罩为金属材质。
进一步地，所述楔形聚能槽的顶角为r且80°≤r≤90°
进一步地，所述炮孔直径为，所述药型罩内部宽度为B，套管外圆直径为 A,则B＝Rb-A/2。
进一步地，所述药型罩厚度为h且0.05B≤h≤0.08B。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1、本技术方案套管外层为PVC材质且沿轴向设有切缝，爆炸时，炸药产生的爆轰能量使切缝处的的岩石较早受到较大的爆炸载荷作用，导致该处的径向裂缝优先于其他区域扩展，对整体爆炸成型起到了导向作用；
2、本技术方案药型罩设有内凹的楔形聚能槽且顶角接近直角，当爆轰波前进到楔形聚能槽槽面时,其爆轰产物则沿着与聚能槽槽面垂直的方向飞出,聚集在锥形的中轴线上,能够使爆炸能量更集中，爆炸破坏作用更好；
3、本技术方案设有水袋，能够使爆轰能量更加集中在切缝方向上，对其他方向上的爆轰能量有瞬间缓冲和抑制作用,减少了冲击波对炮孔壁的破坏程度, 减少了随机裂纹生成的机会，确保了爆轰面的成型质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种切缝管双向聚能爆破装药结构的横截面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种切缝管双向聚能爆破装药结构的套管和药型罩的立体结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种切缝管双向聚能爆破装药结构安装使用时的剖视结构示意图。
标号说明：1-炮孔、2-套管、3-药型罩、4-炸药、5-切缝、6-楔形聚能槽、7-支撑隔板、8-外层、9-内层、10-第一水袋、11-第二水袋、12-第三水袋、13-炮泥。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如附图所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其包括插设在炮孔1 内的套管2、同轴设置在套管内的的药型罩3以及填充在药型罩内的炸药4，所述套管两侧沿着轴向开设有贯通的切缝5，所述两条切缝的中线与套管轴线共面，所述药型罩临近切缝的两侧向内呈V形凹陷形成楔形聚能槽6，所述药型罩外侧棱边与套管内壁之间通过轴向的支撑隔板7固定连接；
使用时将套管插入炮孔内，将切缝转动调整至预设的裂缝方向，引爆炸药后，爆轰波前进到楔形聚能槽时,其爆轰产物则沿着V形表面垂直的方向飞出, 聚集在其对称轴上,汇聚成一股速度和压力都很高的气流，称之为聚能流，楔形聚能槽处的爆轰产物的运动速度最大，爆生气体的膨胀作用使炮孔壁岩石沿着切缝的方向被拉开，致使岩体按设定方向拉裂成型，使爆轰能量聚集在两侧的切缝处，使爆炸能量更集中，提升了炸药爆炸的能量利用率和成型效果，减少了对其他方向的损伤。
进一步地，所述套管为双层包括外层8与内层9，所述支撑隔板设置在内层与药型罩之间；
套管的双层结构为切缝两侧的岩体结构提供了缓冲保护，避免爆炸过程中对切缝两侧的岩体造成损伤。
进一步地，所述套管两端密封且外层内层之间设有第一水袋10；
由于水的流动性和不可压缩性，既能够保证爆炸的侵彻深度又能够保证爆炸形成的光面效果，扩大爆生气体扩隙作用，减小爆炸对切缝两侧产生的负影响效果。
进一步地，所述药型罩与内层之间设有第二水袋11；
能够将爆轰能量更集中地聚集在楔形聚能槽位置，利用爆轰能量使得切缝方向的岩体最先被拉开形成裂缝，减少对其他方向的影响。
进一步地，所述套管两端设有第三水袋12，靠近炮孔开口的第三水袋外部还设有炮泥13；
将爆轰能量局限在套管外周，减少套管两端爆轰能量的溢出，提高爆轰能量的利用效率。
一种实施例，所述套管为PVC材质；
PVC材质成型容易，生产制造成本低。
一种实施例，所述药型罩为金属材质；
金属材质具有不可压缩性且在爆炸时能够产生金属射流，爆轰波连续地楔形聚能槽运动，连续地挤出金属，当金属全部被压向对称面以后，在楔形聚能槽轴线上形成一股高速、高能量密度的刀片状金属流和一个伴随金属流低速运动的柞体，能够更好地切开岩石形成裂缝。
进一步地，所述楔形聚能槽的顶角为r且80°≤r≤90°；
顶角为80°—90°时，聚能流的速度、密度、压力和能量密度最合适；形成的聚能流破坏作用最强，对岩石的切割效果最好。
进一步地，所述炮孔直径为Rb，所述药型罩内部宽度为B，套管外圆直径为A,则B＝Rb-A/2；
此时炸药的侵彻深度最佳，爆轰利用率最高，切割效果最好。
进一步地，所述药型罩厚度为h且0.05B≤h≤0.08B；
此时爆轰射流的切割效果最好，厚度太小时金属射流量不够，切割效果不好，厚度太大时爆轰能量过多地消耗在使药型罩裂开的过程中，会造成对岩石的爆轰冲击力不足，侵彻深度不够，切割力度不够。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：包括插设在炮孔(1)内的套管(2)、同轴设置在套管内的的药型罩(3)以及填充在药型罩内的炸药(4)，所述套管两侧沿着轴向开设有贯通的切缝(5)，所述两条切缝的中线与套管轴线共面，所述药型罩临近切缝的两侧向内呈V形凹陷形成楔形聚能槽(6)，所述药型罩外侧棱边与套管内壁之间通过轴向的支撑隔板(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述套管为双层包括外层(8)与内层(9)，所述支撑隔板设置在内层与药型罩之间。
3.根据权利要求2所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述套管两端密封且外层内层之间设有第一水袋(10)。
4.根据权利要求3所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述药型罩与内层之间设有第二水袋(11)。
5.根据权利要求4所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述套管两端设有第三水袋(12)，靠近炮孔开口的第三水袋外部还设有炮泥(13)。
6.根据权利要求1所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述套管为PVC材质。
7.根据权利要求1所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述药型罩为金属材质。
8.根据权利要求1所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述楔形聚能槽的顶角为r且80°≤r≤90°。
9.根据权利要求1所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述炮孔直径为Rb，所述药型罩内部宽度为B，套管外圆直径为A，则B＝Rb-A/2。
10.根据权利要求1所述的一种切缝管双向聚能爆破装药结构，其特征在于：所述药型罩厚度为h且0.05B≤h≤0.08B。
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