CN113432499A - 一种用于水压爆破的聚能装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于水压爆破的聚能装置，包括：聚能管、水袋以及封堵器；所述聚能管为上部开口的中空结构，所述聚能管的内部沿底部至开口方向依次间隔设置有水袋以及炸药，所述聚能管的上部开口处可拆卸设置有用于封堵炸药的封堵器；所述聚能管的对称两侧上开设有聚能缝，两条所述聚能缝组成聚能结构，用于将爆破能力聚集并作用在岩层上；其中，所述聚能缝沿聚能管内壁至聚能管外壁方向的口径逐渐增大。采用对聚能管进行切割使形成聚能缝，使得炸药爆炸时释放的能量能够在聚能缝处汇集成聚能流，使得在聚能缝处产生高压、高速的高温射流，使之具有超强的穿透能力，从而对岩石层进行切割，以获得较为平整的轮廓面。

Description

一种用于水压爆破的聚能装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及爆破技术领域，特别涉及一种用于水压爆破的聚能装置及其制作方法。

背景技术

钻爆法是隧道的主要开挖方式，我国每年隧洞挖掘总工程量约为3600万m³，其中约3000万m³为钻爆法施工，到目前为止，我国采用钻爆法已陈工修建全国90％以上的隧道，是采用钻爆法修建隧道数量较多的国家之一。

目前常用的爆破方法主要包括钻孔爆破、水平预裂爆破以及光面爆破等，但由于复杂环境条件下爆破参数的不确定性以及施工、监测技术水平等方面问题，使得传统爆破开挖方式普遍存在以下弊端：

1、爆破的施工工艺仍不完善和系统，使得钻爆法的爆破炸药利用率以及爆破炮孔的施工效率还有待提高；

2、爆破冲击、爆破振动、爆破粉尘以及爆破产生的污染物容易对隧道围岩及周边环境的不利影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是解决由于爆破的施工工艺仍不完善和系统，造成爆破施工效率低，以及爆破产生的污染物容易对环境造成污染的问题。

本发明提供一种用于水压爆破的聚能装置，包括：聚能管、水袋以及封堵器；所述聚能管为上部开口的中空结构，所述聚能管的内部沿底部至开口方向依次间隔设置有水袋以及炸药，所述聚能管的上部开口处可拆卸设置有用于封堵炸药的封堵器；所述聚能管的对称两侧上开设有聚能缝，两条所述聚能缝组成聚能结构，用于将爆破能力聚集并作用在岩层上；其中，所述聚能缝沿聚能管内壁至聚能管外壁方向的口径逐渐增大。

在本发明的一些实施方式中，所述聚能装置还包括导爆管和引线；所述导爆管插入在靠近所述聚能管底部的所述炸药中，所述引线的一端与所述导爆管连接，所述引线的另一端依次与所述聚能管中的所述炸药连接，并延伸至所述聚能管的外部。

在本发明的一些实施方式中，所述封堵器为炮泥，所述炮泥由以下重量分数比的成分混合而成：土：砂：水＝7.5-8:1:1-1.5。

在本发明的一些实施方式中，所述聚能管为PVC管，壁厚为2mm-1.5mm。

在本发明的一些实施方式中，所述水袋在聚能管中的节段长度与所述炸药在聚能管中的节段长度比例为3-2.5:2-1.5。

本发明还提供一种用于水压爆破的聚能装置的制作方法，包括以下步骤：a.制备聚能管；b.将制备好的聚能管平整放置在固定台面上，并将水袋和制备好的炸药沿所述聚能管的底部至开口方向依次间隔放置；c.在完成所述水袋和所述炸药的安装后，采用炮泥对所述聚能管的开口处进行堵塞。

在本发明的一些实施方式中，所述制备聚能管的步骤具体包括：a1.依据所述炸药的设计长度截取直径为40mm-30mm、壁厚为2mm-1.5mm的PVC管；a2.对所述PVC管的对称两侧壁进行斜切，内侧切割槽口的宽度为4mm-6mm，外侧切割槽口的宽度为10mm-12mm，使形成聚能缝。

本发明提供的一种用于水压爆破的聚能装置及其制作方法，具有以下有益效果：

1、采用水袋和炸药依次间隔放置在聚能管内部的方式，在提高炸药能量利用率的同时，能够对爆破产生的灰尘进行降尘处理，进而解决了爆破产生的污染物容易对环境造成污染的问题。

2、采用对聚能管进行切割使形成聚能缝，使得炸药爆炸时释放的能量能够在聚能缝处汇集成聚能流，使得在聚能缝处产生高压、高速的高温射流，使之具有超强的穿透能力，从而对岩石层进行切割，以获得较为平整的轮廓面。

3、通过聚能缝沿聚能管内壁至聚能管外壁方向的口径逐渐增大，在保证当炸药爆炸时汇集在聚能缝处的聚能流喷射出的速度快的同时，能够使得聚能流喷射出的能量大，从而进一步地提升了爆炸的穿透能力。

附图说明

图1为本发明一实施方式的一种用于水压爆破的聚能装置的聚能管结构示意图；

图2为本发明一实施方式的一种用于水压爆破的聚能装置的一截面示意图；

图3为本发明一实施方式的一种用于水压爆破的聚能装置的另一截面示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、聚能管；11、聚能缝；20、水袋；30、炸药；31、导爆管；32、引线；40、封堵器；50、岩层；51、炮孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1-图3，其示出了本申请的一种用于水压爆破的聚能装置，包括：聚能管10、水袋20以及封堵器40；所述聚能管10为上部开口的中空结构，所述聚能管10的内部沿底部至开口方向依次间隔设置有水袋20以及炸药30，所述聚能管10的上部开口处可拆卸设置有用于封堵炸药30的封堵器40；所述聚能管10的对称两侧上开设有聚能缝11，两条所述聚能缝11组成聚能结构，用于将爆破能力聚集并作用在岩层50上；其中，所述聚能缝11沿聚能管10内壁至聚能管10外壁方向的口径逐渐增大。

应用本实施例的技术方案，在聚能管10的内部沿底部至开口方向依次间隔放置水袋20以及炸药30，在完成放置后，通过封堵器40对聚能管10的开口处进行封堵，从而完成对聚能装置制作，通过水袋20和炸药30依次间隔放置在聚能管10内部的方式，在提高炸药能量利用率的同时，能够对爆破产生的灰尘进行降尘处理，进而解决了爆破产生的污染物容易对环境造成污染的问题。在聚能装置进行爆破工作时，由于工作人员在制备聚能管10时，采用了对聚能管10进行切割形成聚能缝11的操作，使得炸药30爆炸时释放的能量能够在聚能缝11处汇集成聚能流，使得在聚能缝11处产生高压、高速的高温射流，使之具有超强的穿透能力，从而对岩石层进行切割，以获得较为平整的轮廓面。而且通过聚能缝11沿聚能管10内壁至聚能管10外壁方向的口径逐渐增大，在保证当炸药爆炸时汇集在聚能缝11处的聚能流喷射出的速度快的同时，能够使得聚能流喷射出的能量大，从而进一步地提升了爆炸的穿透能力。

在一个对比例中，当聚能缝11采用平切方式，并切割的聚能缝11的宽度4mm时，炸药30爆炸时释放的能量在聚能缝11处汇集成聚能流，但是由于聚能缝11的宽度较小，使得汇集的聚能流瞬时从聚能缝11处喷出的量小，从而造成聚能流能量小的问题。

在另一个对比例中，当聚能缝11采用平切方式，并切割的聚能缝11的宽度12mm时，炸药30爆炸时释放的能量在聚能缝11处汇集成聚能流，由于聚能缝11的宽度较大，使得汇集的聚能流从聚能缝11处喷射出的速度小。

在一些可选的实施例中，所述聚能装置还包括导爆管31和引线32；所述导爆管31插入在靠近所述聚能管10底部的所述炸药30中，所述引线32的一端与所述导爆管31连接，所述引线32的另一端依次与所述聚能管10中的所述炸药30连接，并延伸至所述聚能管10的外部。

在一些可选的实施例中，所述封堵器40为炮泥，所述炮泥由以下重量分数比的成分混合而成：土：砂：水＝7.5-8:1:1-1.5。

在一些可选的实施例中，所述聚能管10为PVC管，壁厚为2mm-1.5mm。

在一些可选的实施例中，所述水袋20在聚能管10中的节段长度与所述炸药30在聚能管10中的节段长度比例为3-2.5:2-1.5。这样，能够降低由于炸药量过大，造成水袋20中水的降尘效果差，以及由于水量过多，造成炸药20爆炸效果差的问题。

本发明还提供一种用于水压爆破的聚能装置的制作方法，包括以下步骤：a.制备聚能管10；b.将制备好的聚能管10平整放置在固定台面上，并将水袋20和制备好的炸药30沿所述聚能管10的底部至开口方向依次间隔放置；c.在完成所述水袋20和所述炸药30的安装后，采用炮泥对所述聚能管10的开口处进行堵塞。

在本实施例中，水袋注水工艺具体为：

水袋20由KPS-60型炮孔水袋自动封装机生产而成，水袋20的材质为常用的聚乙烯塑料，袋厚为0.8mm左右，由于隧道爆破一般为水平眼，为便于装填，水袋长200mm-300mm，直径为35mm-40mm。

炮泥制作工艺为：

炮泥由PNJ-AB160型炮泥机生产而成，制作炮泥材料为普通的粘土，为保证制作质量，粘土含砂率控制在10％左右，含水率控制在15％左右。拌和均匀，待混合均匀后，装入炮泥机的进料仓中，开动电钮，按200mm-300mm的长度切割。

装药方式为：

炸药30为2号乳化炸药，水压爆破时，炮眼为连续装药，导爆管起爆，在装药先在炮眼孔底装入水袋20，使形成200mm的水节段，将导爆管插入空底药卷内，周边眼装入炸药30，炸药连续均匀地分布装入炮孔51内，为克服底部炮眼的阻力，一般将底部药量稍微加大。

装药时，采用人工自制炮棍由施工人员将药卷逐个装入炮孔51，并用炮棍轻轻捣实，避免药卷之间间隔较大，影响传爆。在装药过程中严禁大力用炮棍捣实炸药30，放置用例过猛后使水袋20破裂或使装药密度过大，造成炸药压死拒爆。

在一些可选的实施例中，所述制备聚能管10的步骤具体包括：a1.依据所述炸药的设计长度截取直径为40mm-30mm、壁厚为2mm-1.5mm的PVC管；a2.对所述PVC管的对称两侧壁进行斜切，内侧切割槽口的宽度为4mm-6mm，外侧切割槽口的宽度为10mm-12mm，使形成聚能缝11。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于水压爆破的聚能装置，其特征在于，包括：聚能管(10)、水袋(20)以及封堵器(40)；

所述聚能管(10)为上部开口的中空结构，所述聚能管(10)的内部沿底部至开口方向依次间隔设置有水袋(20)以及炸药(30)，所述聚能管(10)的上部开口处可拆卸设置有用于封堵炸药(30)的封堵器(40)；

所述聚能管(10)的对称两侧上开设有聚能缝(11)，两条所述聚能缝(11)组成聚能结构，用于将爆破能力聚集并作用在岩层(50)上；

其中，所述聚能缝(11)沿聚能管(10)内壁至聚能管(10)外壁方向的口径逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种用于水压爆破的聚能装置，其特征在于，所述聚能装置还包括导爆管(31)和引线(32)；

所述导爆管(31)插入在靠近所述聚能管(10)底部的所述炸药(30)中，所述引线(32)的一端与所述导爆管(31)连接，所述引线(32)的另一端依次与所述聚能管(10)中的所述炸药(30)连接，并延伸至所述聚能管(10)的外部。

3.根据权利要求1所述的一种用于水压爆破的聚能装置，其特征在于，所述封堵器(40)为炮泥，所述炮泥由以下重量分数比的成分混合而成：

土：砂：水＝7.5-8:1:1-1.5。

4.根据权利要求1所述的一种用于水压爆破的聚能装置，其特征在于，所述聚能管(10)为PVC管，壁厚为2mm-1.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于水压爆破的聚能装置，其特征在于，所述水袋(20)在聚能管(10)中的节段长度与所述炸药(30)在聚能管(10)中的节段长度比例为3-2.5:2-1.5。

6.一种用于水压爆破的聚能装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.制备聚能管(10)；

b.将制备好的聚能管(10)平整放置在固定台面上，并将水袋(20)和制备好的炸药(30)沿所述聚能管(10)的底部至开口方向依次间隔放置；

c.在完成所述水袋(20)和所述炸药(30)的安装后，采用炮泥对所述聚能管(10)的开口处进行堵塞。

7.根据权利要求6所述的一种用于水压爆破的聚能装置的制作方法，其特征在于，所述制备聚能管(10)的步骤具体包括：

a1.依据所述炸药(30)的设计长度截取直径为40mm-30mm、壁厚为2mm-1.5mm的PVC管；

a2.对所述PVC管的对称两侧壁进行斜切，内侧切割槽口的宽度为4mm-6mm，外侧切割槽口的宽度为10mm-12mm，使形成聚能缝(11)。

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