CN113154977A - 用于光面爆破的双向对称切缝装药结构和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及爆破掘进技术领域，具体而言涉及用于光面爆破的双向对称切缝装药结构和方法，包括：凹面相对布置的两个弧形板，两个所述弧形板边沿具有间隙，两个弧形板内侧形成容纳炸药的装药空间；定位块，被设置成能卡在两个所述弧形板的间隙间，使两个所述弧形板的间距相对固定。本发明使用两个弧形板相对合形成主体，两个弧形板能被支撑块所限位，即便于对两个弧形板进行限位，使其形成一个结构可靠的筒体，也有利于向两个弧形板间形成的装药空间内填放药卷，而定位块在弧形板之间可对弧形板的位置进行限定，使药卷处于爆破孔的中间位置，实现不耦合装药，避免药包因与孔壁直接接触而造成的爆炸冲击波对预裂面的严重破坏。
Description
技术领域
本发明涉及爆破掘进技术领域，具体而言涉及用于光面爆破的双向对称切缝装药结构和方法。
背景技术
光面爆破是指通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，分区分段微差爆破，达到爆破后轮廓线符合设计要求，临空面平整规则的一种控制爆破技术。一般是位于掘进隧道的边缘，采用密集打孔的方式。
由于聚能爆破释放能量具有方向性，因此，专利文献1提出一种技术方案，将聚能爆破应用在光面爆破中，为了实现聚能爆破效果，如专利文献2采用标准节和对中套，对中套使标准节处于孔中心的技术方案，达到聚能爆破的目的，但是该装置使用时需要节节组装，而光面孔内可能经常存在未掉落的石屑，该装置尺寸相对固定，且对中套是圆环，在填入到光面孔内时，容易被石屑堵塞而填放不到位，干扰施工进行。
现有技术文献：
专利文献1：CN102519322A孔内聚能爆破与光面爆破联合控制爆破法
专利文献2：CN105547063A一种线性聚能光面爆破装置
发明内容
本发明目的在于提供用于光面爆破的双向对称切缝装药结构和方法，旨在提供一种简单可靠的装药结构，实现不耦合居中，并能在光面孔内进行聚能爆破，形成好的光面效果。
为了实现上述目的，本发明提供用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，包括：
凹面相对布置的两个弧形板，两个所述弧形板边沿具有间隙，两个弧形板内侧形成容纳炸药的装药空间；
定位块，被设置成能卡在两个所述弧形板的间隙间，使两个所述弧形板的间距相对固定；
药卷，被设置在所述装药空间内，与弧形板的长度相同，且在向着间隙的方向上设有两条三角形的切口；
其中，所述定位块的外沿被设置成能贴附于爆破孔内壁的弧面，使装药空间处于爆破孔的中间位置；所述弧形板的外部空间填充缓冲介质。
优选的，所述定位块包括支撑部、连接部和限位部，所述连接部被设置在所述间隙中，所述支撑部和限位部分别设置在连接部的两端，其中，所述支撑部设有与爆破孔内壁贴合的弧面，所述限位部设有与弧形板贴合的弧面，所述限位部的内沿为平面。
优选的，所述支撑部被设置成扇形，自间隙处向外延伸至爆破孔内壁，所述支撑部的外沿形成与爆破孔内壁贴合的弧面。
优选的，所述支撑部靠近弧面的内侧部位设有形变腔。
优选的，所述缓冲介质为水介质，被通过水袋的方式填放在弧形板外侧和爆破孔内侧的空间内，在间隙沿径向延伸的方向为空气介质。
优选的，所述弧形板的内壁设有防爆涂层。
优选的，在所述弧形板靠近爆破孔底部的一端设有水袋，在所述弧形板靠近爆破孔外部的一端设有填塞物。
优选的，两个弧形板拼合后的轮廓呈圆筒形，其中，药卷的直径大于弧形板的直径。
本发明提供另一种技术方案，根据上述方案中的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构的装药方法，包括以下步骤：
步骤S1、准备带有切口的药卷，清理爆破孔内的石屑；
步骤S2、使用两个弧形板夹住药卷，并在两个弧形板的两端安装定位块；
步骤S3、将水袋包裹在弧形板的外侧，使用细线将水袋绑缚固定；
步骤S4、将上步骤中的装药结构填放在爆破孔中，其中，定位块的方向对准两个相邻的爆破孔的连线方向；
步骤S5、在爆破孔孔口堵塞填充物。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明使用两个弧形板相对合形成主体，两个弧形板能被支撑块所限位，即便于对两个弧形板进行限位，使其形成一个结构可靠的筒体，由于是可分合的结构，也有利于向两个弧形板间形成的装药空间内填放药卷。
定位块在填入到孔内时，具有更好的支撑性，能跟随石屑而变形，同时由于两个定位块不是一个整环，两个定位块之间具有空隙，可以在填入到炮孔内时，使石屑从旁边的间隙中排出，不会造成堵孔，便于填入到位。
同时定位块在弧形板之间可对弧形板的位置进行限定，使药卷处于爆破孔的中间位置，实现不耦合装药，避免药包因与孔壁直接接触而造成的爆炸冲击波对预裂面的严重破坏，对爆炸过程产生能量有一定的缓冲和抑制作用，减小了应力对两侧炮孔壁的破坏作用，较好的保护了围岩的稳定性。
通过弧形板间的间隙实现聚能爆破，爆轰产物在双向聚能槽切槽连线方向上高速运动，并产生应力集中，产物形成的高能射流首先作用于切槽方向的孔壁上，岩体沿炮孔连线开始破裂，形成最终的预裂缝，且两个定位块可以指示聚能爆破的射流方向，便于施工装填。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明用于光面爆破的双向对称切缝装药结构应用在光面孔中的分布示意图；
图2是本发明用于光面爆破的双向对称切缝装药结构的结构示意图；
图3是本发明用于光面爆破的双向对称切缝装药结构的另一种结构示意图；
图4是本发明用于光面爆破的双向对称切缝装药结构中弧形板的结构示意图；
图5是图4中A处的结构示意图；
图6是本发明用于光面爆破的双向对称切缝装药结构中支撑块的结构示意图；
图7是本发明用于光面爆破的双向对称切缝装药结构在爆破孔中的结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意用于光面爆破的双向对称切缝装药结构和方法来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
现有技术中为了实现孔内聚能爆破，使用对中套使标准节处于孔中心的技术方案，但是该装置使用时需要节节组装，而光面孔内可能经常存在未掉落的石屑，该装置尺寸相对固定，且对中套是圆环，在填入到光面孔内时，容易被石屑堵塞而填放不到位，干扰施工进行，这是人们所不希望看到的，本发明旨在提供一种简单可靠的装药结构，实现不耦合居中，并能在光面孔内进行聚能爆破，形成好的光面效果。
结合图1所示，本实施例中提供一种用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，用于光面爆破，旨在获得预裂缝效果好，最终形成平整光滑的预裂面。
结合图2所示，装药结构主要包括弧形板1、药卷2和定位块4。其中，弧形板1被由PVC或PP管材切割形成，具体的，在管材的对称方向上切割出两条窄缝，大致为直径的五分之一宽度，即形成了两个弧形板1。
在优选的示例中，两个弧形板1拼合后的轮廓呈圆筒形，其中，药卷2的直径大于弧形板的直径，可以保持药卷2在两个弧形板1之间定位的稳定性。
结合图2所示，两个弧形板1边沿具有间隙11，两个弧形板1内侧形成容纳炸药的装药空间101；药卷2被放置在装药空间101内，当药卷2爆炸后，爆炸后的产物形成的高能射流，从间隙11中沿着间隙11的方向作用在孔壁上，岩体沿炮孔连线开始破裂，形成最终的预裂缝，并且由于弧形板1其他方向的制约作用，减小了应力对两侧炮孔壁的破坏作用，较好的保护了围岩的稳定性。
结合图2所示，定位块4被设置成能卡在两个弧形板1的间隙11间，使两个弧形板1的间距相对固定，形成稳定的间隙11，并保持内侧装药空间101的稳定；药卷2被设置在装药空间101内，与弧形板1的长度相同，且在向着间隙11的方向上设有两条三角形的切口21。
如此，通过对药卷2的切口21加工，能增加爆破产物在接触到孔壁的间距，提高从间隙11中射流的速度，达到更好的爆破效果。其中，定位块4的外沿被设置成能贴附于爆破孔内壁的弧面，使装药空间101处于爆破孔的中间位置；弧形板1的外部空间填充缓冲介质。
在可选的实施例中，弧形板1的外部可以使用空气介质，或珍珠棉填充，采用不耦合介质对爆炸过程中产生的能量有抑制作用，较好的保护了围岩的稳定性。
在优选的实施例中，结合图3所示，缓冲介质为水介质，被通过水袋3的方式填放在弧形板1外侧和爆破孔内侧的空间内，在间隙沿径向延伸的方向为空气介质。
具体的，水袋3采用防划的塑料薄膜制成，内部填充水，外形被设置成能贴附在弧形板1的外壁，大致呈弧板型，并在外壁面和内壁面设置成凹凸结构，以适应不同的直径以及容纳孔内的石屑，便于带有水袋3的弧形板1被放置到孔内。
如此，通过在弧形板1的外部填充水介质，水介质进行能量传递，炸药爆炸后的冲击波及爆轰产物在水介质中的传播速度远小于在空气中的传播速度，因此，炸药在水介质周围爆炸后的能量较均匀地作用于被爆介质壁面上，有利于分散炸药爆炸时产生的能量，保护预留壁面。
在优选的的示例中，弧形板1的内壁设有防爆涂层，其中，防爆涂层是聚氨酯涂层或聚脲涂层。
结合图4所示，定位块4包括支撑部41、连接部43和限位部42，连接部41被设置在间隙11中，支撑部41和限位部42分别设置在连接部43的两端。
如此，在安装定位块4时，将连接部43放置在弧形板1的间隙中，其中，支撑部41与孔壁接触，限位部42与弧形板1内壁接触。实现对弧形板1的支撑，使其稳定居中布置在爆破孔内。
具体的，支撑部41设有与爆破孔内壁贴合的弧面411，使支撑部41能和孔内壁贴合，支撑部41优选为泡沫或橡胶材质，可以在填入到孔内时，具有更好的支撑性，能跟随石屑而变形，同时由于两个定位块4之间具有空隙，可以使石屑从旁边的间隙中排出，不会造成堵孔。
在优选的实施例中，结合图2所示，为了进一步的便于将定位块4塞入到孔中，并具有良好的适应性，同时也具备好的支撑能力，支撑部4靠近弧面411的内侧部位设有形变腔。
结合图5-6所示，为了能保持弧形板1具有相互对合的力，不会相互分离，限位部42设有与弧形板1内壁贴合的弧面421，弧面421贴在弧形板1的内壁，当弧形板1具有分离趋势时，会挤压弧面421，产生反作用力，因此，实现对弧形板1的限位。
在优选的实施例中，为了能便于装填药卷，限位部42向内延伸的体积不能太大，因此，限位部42的内沿为平面。
结合图5-6所示，支撑部41被设置成扇形，自间隙11处向外延伸至爆破孔内壁，支撑部41的外沿形成与爆破孔内壁贴合的弧面411。通过这种形状的结构设计可以增加与孔壁之间的接触面积，提高利用支撑部41定位的稳定性，同时利用支撑部41也起到对间隙11方向的指向作用。
结合图7所示，在弧形板1靠近爆破孔底部的一端设有水袋5，在弧形板1靠近爆破孔外部的一端设有填塞物6。
在炮孔的最底部安装水袋，孔口使用黏土和砂的混合物进行回填堵塞，以达到充分利用爆破势能、聚能导向、改善爆破效果、保护原岩的目的，另外才孔内填充水袋可以大大削弱噪声、爆破飞石、冲击波、爆破振动及爆破烟尘等有害效应。
本发明提供另一种技术方案，根据上述方案中的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构的装药方法，包括以下步骤：
步骤S1、准备带有切口的药卷，清理爆破孔内的石屑；
步骤S2、使用两个弧形板夹住药卷，并在两个弧形板的两端安装定位块；
步骤S3、将水袋包裹在弧形板的外侧，使用细线将水袋绑缚固定；
步骤S4、将上步骤中的装药结构填放在爆破孔中，其中，定位块的方向对准两个相邻的爆破孔的连线方向；
步骤S5、在爆破孔孔口堵塞填充物。
结合以上实施例，由于采用了聚能爆破，炸药利用聚能效果使爆炸产物在聚能槽的切槽连线方向上高速运动，产生应力集中，高能射流作用在孔壁上，使岩体沿炮孔连线开始破裂，形成预裂缝，并由于不耦合装药，对爆炸过程产生一定的缓冲和抑制作用，减小了应力对两侧炮孔壁的破坏作用，较好的保护了围岩的稳定性，形成较为平整光滑的预裂面，外部填充的水介质进行能量传递，炸药爆炸后的冲击波及爆轰产物在水介质中的传播速度远小于在空气中的传播速度，因此，炸药在水介质周围爆炸后的能量较均匀地作用于被爆介质壁面上，有利于分散炸药爆炸时产生的能量，保护预留壁面。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (9)
1.用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，包括：
凹面相对布置的两个弧形板，两个所述弧形板边沿具有间隙，两个弧形板内侧形成容纳炸药的装药空间；
定位块，被设置成能卡在两个所述弧形板的间隙间，使两个所述弧形板的间距相对固定；
药卷，被设置在所述装药空间内，与弧形板的长度相同，且在向着间隙的方向上设有两条三角形的切口；
其中，所述定位块的外沿被设置成能贴附于爆破孔内壁的弧面，使装药空间处于爆破孔的中间位置；所述弧形板的外部空间填充缓冲介质。
2.根据权利要求1所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，所述定位块包括支撑部、连接部和限位部，所述连接部被设置在所述间隙中，所述支撑部和限位部分别设置在连接部的两端，其中，所述支撑部设有与爆破孔内壁贴合的弧面，所述限位部设有与弧形板贴合的弧面，所述限位部的内沿为平面。
3.根据权利要求2所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，所述支撑部被设置成扇形，自间隙处向外延伸至爆破孔内壁，所述支撑部的外沿形成与爆破孔内壁贴合的弧面。
4.根据权利要求3所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，所述支撑部靠近弧面的内侧部位设有形变腔。
5.根据权利要求1所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，所述缓冲介质为水介质，被通过水袋的方式填放在弧形板外侧和爆破孔内侧的空间内，在间隙沿径向延伸的方向为空气介质。
6.根据权利要求1所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，所述弧形板的内壁设有防爆涂层。
7.根据权利要求1所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，在所述弧形板靠近爆破孔底部的一端设有水袋，在所述弧形板靠近爆破孔外部的一端设有填塞物。
8.根据权利要求1所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构，其特征在于，两个弧形板拼合后的轮廓呈圆筒形，其中，药卷的直径大于弧形板的直径。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的用于光面爆破的双向对称切缝装药结构的装药方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、准备带有切口的药卷，清理爆破孔内的石屑；
步骤S2、使用两个弧形板夹住药卷，并在两个弧形板的两端安装定位块；
步骤S3、将水袋包裹在弧形板的外侧，使用细线将水袋绑缚固定；
步骤S4、将上步骤中的装药结构填放在爆破孔中，其中，定位块的方向对准两个相邻的爆破孔的连线方向；
步骤S5、在爆破孔孔口堵塞填充物。
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