CN112664140B - 一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，包括反力支撑结构、滑轮拖拽装置和PVC套管，所述反力支撑结构的一侧设置有滑轮拖拽装置，所述反力支撑结构为与钻孔直径相匹配的钢梁，且横跨于钻孔上方，所述反力支撑结构的底端设置有PVC套管，且所述PVC套管由顶部段PVC套管、中间段PVC套管和底部段PVC套管构成，所述顶部段PVC套管、中间段PVC套管和底部段PVC套管的连接处分别设有螺纹卡扣，所述螺纹卡扣的底端固定设置有外螺纹，所述外螺纹的底部固定焊接有底座，所述底座的外侧固定焊接有固定块，所述底部段PVC套管的底端设置有金属套管，该装置结构简单，设计新颖，具有较高的涌水防冻效果。

Description

一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法

技术领域

本发明涉及露天矿山爆破开采技术领域，具体为一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法。

背景技术

西藏玉龙、阿里等高原高寒地区的露天矿山大多采用爆破剥岩的方式进行开采，爆破需提前钻孔然后安置炸药，成孔与装药存在一定的时间差，在围岩裂隙水发育的区域会有水在炮孔底部积聚，且在3～12小时内结冰，严重影响装药作业及矿山开采进度。已有技术表明，在孔内安置套管作为隔水内壁，可有效阻止围岩裂隙水渗入炮孔，但多数施工单位在设计安装套管过程中，未考虑套管起拔问题，对使用的套管并未回收利用，不仅造成了环境污染还造成了资源的浪费，市场上急需一种有效的高原高寒地区炮孔涌水防冻方法及配套的装置，能够防止裂隙水渗入炮孔底部而结冰，避免炮孔装药前二次成孔，进而提高矿山开采效率；也可将套管回收利用，环保且节约成本。因此我们对此做出改进，提出一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，包括反力支撑结构、滑轮拖拽装置和PVC套管，所述反力支撑结构的一侧设置有滑轮拖拽装置，所述反力支撑结构为与钻孔直径相匹配的钢梁，且横跨于钻孔上方，所述反力支撑结构的底端设置有PVC套管，且所述PVC套管由顶部段PVC套管、中间段PVC套管和底部段PVC套管构成，所述顶部段PVC套管、中间段PVC套管和底部段PVC套管的连接处分别设有螺纹卡扣，所述螺纹卡扣的底端固定设置有外螺纹，所述外螺纹的底部固定焊接有底座，所述底座的外侧固定焊接有固定块，所述底部段PVC套管的底端设置有金属套管，所述金属套管顶部通过螺纹嵌套安装第一法兰盘，所述第一法兰盘的底端贴合设置有第二法兰盘，所述金属套管的底部焊接安装金属托盘，所述第一法兰盘与第二法兰盘中间螺纹连接有法兰垫，所述滑轮拖拽装置由驱动电机和控制按钮构成，所述驱动电机的内部卷绕连接有第三钢丝绳，所述第三钢丝绳的底部设置有上滑轮，所述反力支撑结构的底部固定连接有第一钢丝绳，所述第一钢丝绳的底部设有下滑轮，并通过所述第一钢丝绳与所述上滑轮固定连接，所述第三钢丝绳下端与上滑轮连接，所述下滑轮的底部固定连接有第二钢丝绳，且所述第二钢丝绳的下端与第一法兰盘连接，所述下滑轮放置于底部段PVC套管内，所述上滑轮放置钻孔中部，并通过第三钢丝绳固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一法兰盘的内部固定连接有内螺纹，所述内螺纹的四周设置有若干个螺孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述金属套管顶部通过螺纹嵌套安装在第一法兰盘上，所述金属套管底部焊接安装金属托盘，且金属托盘为倒锥形托盘，并放置有适量的水泥

一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，包括以下几个步骤：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管与金属托盘进行焊接，再将第一法兰盘与第二法兰盘利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管、中间段PVC套管和顶部段PVC套管利用螺纹卡扣进行嵌套组装，底部段PVC套管与第一法兰盘利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上滑轮和下滑轮，下滑轮中心部位与第一法兰盘用第二钢丝绳连接，下滑轮右侧与上滑轮中心部位用第一钢丝绳连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮左侧第一钢丝绳、上滑轮左侧第三钢丝绳均与反力支撑结构连接，上滑轮右侧第三钢丝绳与滑轮拖拽装置连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

本发明的有益效果是：通过PVC套管、金属套管、金属托盘、滑轮、钢丝绳滑轮拖拽装置、反力支撑结构等材料的组装设计，在炮孔内放入带有金属托盘的PVC套管，设置炮孔隔绝内壁，能够有效阻止围岩裂隙水渗入炮孔，防止炮孔涌水结冰，方便装药；套管内放置两个动滑轮，组成动滑轮组，能在装药前通过滑轮拖拽装置将套管回收利用，经济环保。

附图说明

图1是本发明一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法的结构示意图；

图2是本发明一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法的螺纹卡扣结构示意图；

图3是本发明一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法的第一法兰盘结构示意图。

图中：1、反力支撑结构；2、滑轮拖拽装置；3、顶部段PVC套管；4、中间段PVC套管；5、底部段PVC套管；6、螺纹卡扣；7、第一钢丝绳；8、第二钢丝绳；9、第三钢丝绳；10、上滑轮；11、下滑轮；12、第一法兰盘；13、第二法兰盘；14、螺栓；15、金属套管；16、金属托盘；17、外螺纹；18、底座；19、固定块；20、内螺纹；21、螺孔。

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。

实施例：如图1-3所示，本发明一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，包括反力支撑结构1、滑轮拖拽装置2和PVC套管，反力支撑结构1的一侧设置有滑轮拖拽装置2，反力支撑结构1为与钻孔直径相匹配的钢梁，且横跨于钻孔上方，反力支撑结构1的底端设置有PVC套管，且PVC套管由顶部段PVC套管3、中间段PVC套管4和底部段PVC套管5构成，顶部段PVC套管3、中间段PVC套管4和底部段PVC套管5的连接处分别设有螺纹卡扣6，螺纹卡扣6的底端固定设置有外螺纹17，外螺纹17的底部固定焊接有底座18，底座18的外侧固定焊接有固定块19，底部段PVC套管5的底端设置有金属套管15，金属套管15顶部通过螺纹嵌套安装第一法兰盘12，第一法兰盘12的底端贴合设置有第二法兰盘13，金属套管15的底部焊接安装金属托盘16，第一法兰盘12与第二法兰盘13中间螺纹连接有法兰垫。

其中，滑轮拖拽装置1由驱动电机和控制按钮构成，驱动电机的内部卷绕连接有第三钢丝绳9，第三钢丝绳9的底部设置有上滑轮10，便于通过驱动电机带动第三钢丝绳9的拉动完成上滑轮的转动。

其中，反力支撑结构1的底部固定连接有第一钢丝绳7，第一钢丝绳7的底部设有下滑轮11，并通过所述第一钢丝绳7与上滑轮10固定连接，使其具有较高的反力支撑作用。

其中，第三钢丝绳9下端与上滑轮10连接，下滑轮11的底部固定连接有第二钢丝绳8，且第二钢丝绳8的下端与第一法兰盘12连接。

其中，下滑轮11放置于底部段PVC套管5内，上滑轮10放置钻孔中部，并通过第三钢丝绳9固定连接，在下滑轮11放置于底部段PVC套管5内，且将上滑轮10放置钻孔中部使其连接的更加紧密，便于拉升操作。

其中，第一法兰盘12的内部固定连接有内螺纹20，内螺纹20的四周设置有若干个螺孔21，在第一法兰盘12的内部固定连接有内螺纹20便于更快的旋转安装。

其中，金属套管15顶部通过螺纹嵌套安装在第一法兰盘12上，金属套管15底部焊接安装金属托盘16，且金属托盘16为倒锥形托盘，并放置有适量的水泥。

一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，包括以下几个步骤：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管15与金属托盘16进行焊接，再将第一法兰盘12与第二法兰盘13利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管5、中间段PVC套管4和顶部段PVC套管3利用螺纹卡扣6进行嵌套组装，底部段PVC套管5与第一法兰盘12利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上滑轮10和下滑轮11，下滑轮11中心部位与第一法兰盘12用第二钢丝绳8连接，下滑轮11右侧与上滑轮10中心部位用第一钢丝绳7连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘16放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮11左侧第一钢丝绳7、上滑轮10左侧第三钢丝绳9均与反力支撑结构2连接，上滑轮10右侧第三钢丝绳9与滑轮拖拽装置1连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置1提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

工作原理：首先检查该装置是否正常，检查完毕时，将该装置接通电源：

实施例1：试验爆破区域为玄武岩，普氏坚固系数为15，预裂孔孔深为15m，预裂孔直径为250mm，孔距为2.5m。选取外径为245mm的顶部段PVC套管、外径为240mm的中间段PVC套管、外径为235mm的底部段PVC套管，金属托盘直径为220mm，金属套管外径为214mm，第一法兰盘内径为240mm，第二法兰盘内径为215mm，滑轮直径均为60mm。

具体工艺实施步骤如下：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管15与金属托盘16进行焊接，再将第一法兰盘12与第二法兰盘13利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管5、中间段PVC套管4和顶部段PVC套管3利用螺纹卡扣4进行嵌套组装，底部段PVC套管5与第一法兰盘12利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上、下两个滑轮，下滑轮11中心部位与第一法兰盘12用第二钢丝绳8连接，下滑轮11右侧与上滑轮10中心部位用第一钢丝绳7连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘16放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮11左侧第一钢丝绳7、上滑轮10左侧第三钢丝绳9均与反力支撑结构1连接，上滑轮10右侧第三钢丝绳9与滑轮拖拽装置2连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置1提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

实施例2：

爆破区域为混合岩，普氏坚固系数为10～14，预裂孔孔深为12m，预裂孔直径为200mm，孔距为2m。选取外径为195mm的顶部段PVC套管3、外径为190mm的中间段PVC套管4、外径为185mm的底部段PVC套管5，金属托盘16直径为170mm，金属套管15外径为165mm，第一法兰盘12内径为187mm，第二法兰盘13内径为168mm，滑轮直径均为60mm。

具体工艺实施步骤如下：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管15与金属托盘16进行焊接，再将第一法兰盘12与第二法兰盘13利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管5、中间段PVC套管4和顶部段PVC套管3利用螺纹卡扣4进行嵌套组装，底部段PVC套管5与第一法兰盘12利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上、下两个滑轮，下滑轮11中心部位与第一法兰盘12用第二钢丝绳8连接，下滑轮11右侧与上滑轮10中心部位用第一钢丝绳7连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘16放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮11左侧第一钢丝绳7、上滑轮10左侧第三钢丝绳9均与反力支撑结构1连接，上滑轮10右侧第三钢丝绳9与滑轮拖拽装置2连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置2提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

实施例3：

爆破区域为混合岩，普氏坚固系数为8～10，预裂孔孔深为10m，预裂孔直径为150mm，孔距为1.5m。选取外径为145mm的顶部段PVC套管3、外径为140mm的中间段PVC套管4、外径为135mm的底部段PVC套管5，金属托盘16直径为120mm，金属套管15外径为115mm，第一法兰盘12内径为138mm，第二法兰盘13内径为120mm，滑轮直径均为50mm。

具体工艺实施步骤如下：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管15与金属托盘16进行焊接，再将第一法兰盘12与第二法兰盘13利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管5、中间段PVC套管4和顶部段PVC套管3利用螺纹卡扣4进行嵌套组装，底部段PVC套管5与第一法兰盘12利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上、下两个滑轮，下滑轮11中心部位与第一法兰盘12用第二钢丝绳8连接，下滑轮11右侧与上滑轮10中心部位用第一钢丝绳7连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘16放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮11左侧第一钢丝绳7、上滑轮10左侧第三钢丝绳9均与反力支撑结构1连接，上滑轮10右侧第三钢丝绳9与滑轮拖拽装置2连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置2提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

实施例4：

试验爆破区域为花岗岩，普氏坚固系数为8～10，预裂孔孔深为12m，预裂孔直径为150mm，孔距为1.8m。选取外径为147mm的顶部段PVC套管3、外径为142mm的中间段PVC套管4、外径为137mm的底部段PVC套管5，金属托盘16直径为123mm，金属套管15外径为116mm，第一法兰盘12内径为140mm，第二法兰盘13内径为118mm，滑轮直径均为50mm。

具体工艺实施步骤如下：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管15与金属托盘16进行焊接，再将第一法兰盘12与第二法兰盘13利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管5、中间段PVC套管4和顶部段PVC套管3利用螺纹卡扣4进行嵌套组装，底部段PVC套管5与第一法兰盘12利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上、下两个滑轮，下滑轮11中心部位与第一法兰盘12用第二钢丝绳8连接，下滑轮11右侧与上滑轮10中心部位用第一钢丝绳7连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘16放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮11左侧第一钢丝绳7、上滑轮10左侧第三钢丝绳9均与反力支撑结构1连接，上滑轮10右侧第三钢丝绳9与滑轮拖拽装置2连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置2提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，包括反力支撑结构（1）、滑轮拖拽装置（2）和PVC套管，其特征在于，所述反力支撑结构（1）的一侧设置有滑轮拖拽装置（2），所述反力支撑结构（1）为与钻孔直径相匹配的钢梁，且横跨于钻孔上方，所述反力支撑结构（1）的底端设置有PVC套管，且所述PVC套管由顶部段PVC套管（3）、中间段PVC套管（4）和底部段PVC套管（5）构成，所述顶部段PVC套管（3）、中间段PVC套管（4）和底部段PVC套管（5）的连接处分别设有螺纹卡扣（6），所述螺纹卡扣（6）的底端固定设置有外螺纹（17），所述外螺纹（17）的底部固定焊接有底座（18），所述底座（18）的外侧固定焊接有固定块（19），所述底部段PVC套管（5）的底端设置有金属套管（15），所述金属套管（15）顶部通过螺纹嵌套安装第一法兰盘（12），所述第一法兰盘（12）的底端贴合设置有第二法兰盘（13），所述金属套管（15）的底部焊接安装金属托盘（16），所述第一法兰盘（12）与第二法兰盘（13）中间螺纹连接有法兰垫，所述滑轮拖拽装置（2）由驱动电机和控制按钮构成，所述驱动电机的内部卷绕连接有第三钢丝绳（9），所述第三钢丝绳（9）的底部设置有上滑轮（10），所述反力支撑结构（1）的底部固定连接有第一钢丝绳（7），所述第一钢丝绳（7）的底部设有下滑轮（11），并通过所述第一钢丝绳（7）与所述上滑轮（10）固定连接，所述第三钢丝绳（9）下端与上滑轮（10）连接，所述下滑轮（11）的底部固定连接有第二钢丝绳（8），且所述第二钢丝绳（8）的下端与第一法兰盘（12）连接；

所述防冻方法包括以下几个步骤：

S1、在爆破前提前钻孔，待炮孔形成后，将金属套管（15）与金属托盘（16）进行焊接，再将第一法兰盘（12）与第二法兰盘（13）利用螺栓进行连接固定，中间放置法兰垫；

S2、依次将底部段PVC套管（5）、中间段PVC套管（4）和顶部段PVC套管（3）利用螺纹卡扣（6）进行嵌套组装，底部段PVC套管（5）与第一法兰盘（12）利用螺纹嵌套安装，并在套管内部放置上滑轮（10）和下滑轮（11），下滑轮（11）中心部位与第一法兰盘（12）用第二钢丝绳（8）连接，下滑轮（11）右侧与上滑轮（10）中心部位用第一钢丝绳（7）连接组成动滑轮组，之后将套管、动滑轮组及金属托盘（16）放入钻孔内部，并使各段套管紧贴孔壁；

S3、套管固定后，将下滑轮（11）左侧第一钢丝绳（7）、上滑轮（10）左侧第三钢丝绳（9）均与反力支撑结构（1）连接，上滑轮（10）右侧第三钢丝绳（9）与滑轮拖拽装置（2）连接；

S4、装药前，通过滑轮拖拽装置（2）提拉动滑轮组将套管拔出回收利用。

2.根据权利要求1所述的一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，其特征在于，所述下滑轮（11）放置于底部段PVC套管（5）内，所述上滑轮（10）放置于钻孔中部，并通过第三钢丝绳（9）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，其特征在于，所述第一法兰盘（12）的内部固定连接有内螺纹（20），所述内螺纹（20）的四周设置有若干个螺孔（21）。

4.根据权利要求1所述的一种高原高寒地区炮孔涌水防冻方法，其特征在于，所述金属套管（15）顶部通过螺纹嵌套安装在第一法兰盘（12）上，所述金属套管（15）底部焊接安装金属托盘（16），且金属托盘（16）为倒锥形托盘，并放置有适量的水泥。

Images