CN113790650A - 防止岩石碎片进入或塌陷到爆破孔的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中的装置和方法。该装置包括柔性片，该柔性片包括一对间隔开的纵向延伸的侧边缘和一对间隔开的横向延伸的端部边缘。该片具有弯曲的形状，该弯曲的形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道，该弯曲的片的一端可插入爆破孔的开口端，从而该弯曲的片紧贴爆破孔的内表面并形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔的开口端。本发明还提供台阶爆破方法和用于将装置部署到爆破孔中的部署设备。

Description

防止岩石碎片进入或塌陷到爆破孔的方法和装置

本申请是申请号为201880047248.X，申请日为2018年07月18日，发明名称为“防止岩石碎片进入或塌陷到爆破孔的方法和装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及爆破领域，尤其涉及采矿和采石领域。

背景技术

铁矿石和煤炭等矿物可以通过多种方法进行回收，包括露天开采法。这样的方法可以包括使用散装炸药进行爆破以驱散大量矿石，以通过随后的挖掘机等的处理进行挖掘和回收。爆破过程将包含矿石的岩石粉碎成各种大小的颗粒。理想的是爆破过程生产平均粒径尽可能小的材料，以最小化通过粉碎、研磨、振动和其它工艺进一步粉碎的需要。

台阶爆破是一种在深度、直径和间距上在岩石上钻孔并用爆炸材料填充孔洞，并形成以可控的方式使岩石破裂的柱状装药。爆破孔的直径可大至270至311毫米，甚至可达350毫米和更大，深度可达50米或更深。这些爆破孔充满了散装炸药，散装炸药至少部分是硝酸铵基低速炸药。爆炸材料将与起爆器接触，并被诸如骨料之类的材料覆盖或“堵塞”。电或非电激活引爆器以引起炸药爆炸。

爆破操作后破裂的大部分岩石都被挖掘机从现场清除，以进行进一步处理或废物清除。但是，在达到降低高度(RL)之后，大量松散的岩石碎片或“预处理”材料可能会从深钻区域留在工作台上。可能期望采用实质上增加的深钻头长度来故意并且显着地增加预处理层的深度。预处理层深度为4米或更深，可以通过最大化后续爆破操作产生的细碎碎片的体积来提高粉碎过程的效率。

在将要钻爆破孔以进行后续爆破操作的位置，这些碎片或“预处理”的材料会残留下来。钻完爆破孔后，松散的岩石碎片或预处理的材料可能会塌陷到完整的爆破孔的开口中，从而在沉积爆炸材料之前部分填充甚至堵塞钻孔。在爆破孔的前四米或更深的可以穿过预处理层的地方，材料塌陷到爆破孔中的风险可能非常严重。潮湿的环境也可能润滑松散的岩石碎片，加剧松散的岩石碎片塌陷到爆破孔中。

整个说明书中对背景技术的任何讨论决不应被视为承认所引用的任何文件或其它材料已被出版、已知或构成公知常识的一部分。

发明内容

因此，一方面，本发明提供了一种用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中的装置，该装置包括：弹性柔性片，该柔性片包括一对间隔开的纵向延伸的侧边缘和一对间隔开的横向延伸的端部边缘，该片具有弯曲的形状，弯曲的形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道，弯曲的片的一端可插入爆破孔的开口端，其中，在弯曲的形状中，片的侧边缘是自由的，并且片偏向平坦的形状，从而该弯曲的片的外表面偏向爆破孔的内表面并形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

优选地，片适于压制成大致圆柱形或圆锥形的形状，其中在通过爆破孔的开口端插入时，片在爆破孔内同轴地呈现大致圆柱形的形状。优选地，片适于被手动地操纵成圆柱形或圆锥形的形状。

根据本发明，片由朝着基本平坦的形状偏置的弹性柔性材料形成，由此在使用中，片抵靠爆破孔的内表面偏置。有利地，形成片的材料的弹性特性使片的外表面偏向爆破孔的内表面，从而形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

在实施例中，纵向延伸的侧边缘在其端部逐渐变细。当手动地或以其它方式地使片自身弯曲并且使横向相对的平行边缘彼此相对时，侧边缘的端部的锥形化促进片呈现更均匀的圆柱形的形状。

在实施例中，在纵向延伸的侧边缘之间的片的宽度小于爆破孔的周长。优选地，片适于在爆破孔内采取基本圆柱形的形状，其中片的侧边缘间隔开。优选地，片适于例如通过被手动操纵而压制成圆柱形的形状。或者，可以将片机械地加工成圆柱形的形状。在实施例中，在纵向延伸的侧边缘之间的片的宽度等于爆破孔的周长或大于爆破孔的周长。应当理解，小于爆破孔周长的宽度是优选的，因为这允许爆破孔变形和不均匀，并且还要求在片上的更少的开口以用作把手，从而最小化了对片的削弱。然而，其中板的宽度等于或大于爆破孔的周长的板的实施例也实现了本发明的广泛目标，本发明的目标是形成屏障以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

在实施例中，纵向延伸的侧边缘在其端部逐渐变细。当片自身弯曲并且横向相对的平行边缘彼此相对时，侧边缘的端部的锥形化促进了片的更均匀的圆柱形形状。

优选地，纵向延伸的侧边缘均包括细长的凸缘，该细长的凸缘适于在片为弯曲的形状时彼此邻接。

在实施例中，柔性片包括柔性材料的基本平坦的片。柔性片具有通常平坦的形状并且适于被卷成弯曲形状。即，在静止状态下，片趋向于基本平坦的形状。

在实施例中，片包括与每个纵向延伸的侧边缘相邻的穿过片的至少一个开口，该开口可操作作为用于使用者手动将片卷成弯曲形状的把手。在实施例中，片包括邻近端部边缘之一的穿过片的至少一个开口，该开口可操作为把手，以用于使用者相对于爆破孔的开口端手动地插入和移除片。

在实施例中，片包括穿过片的一对开口，该一对开口适于从中接收细长构件，用于接合围绕爆破孔的表面，以防止通过爆破孔的开口进一步插入面板。优选地，一对开口位于与每个纵向延伸的侧边缘相邻的位置，并沿片的长度彼此对准，以垂直于片的长度通过其接收纵向构件。

在另一方面，本发明提供了一种用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中的方法，该方法包括：提供弹性柔性片，该柔性片包括一对间隔开的纵向延伸的侧边缘和一对间隔开的横向延伸的端部边缘，将片形成为弯曲形状，弯曲形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道，并将弯曲的片的一端插入爆破孔的开口端，其中，在弯曲的形状中，片的侧边缘是自由的，并且片偏向平坦的形状，从而使弯曲的片的外表面偏向爆破孔的内表面并与之基本同轴地形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

优选地，该方法包括将片放置在爆破孔内预处理的松散的岩石碎片的层中，以形成屏障，以防止爆破孔在预处理层内的内表面掉落或塌陷到爆破孔中。优选地，该方法可以包括将细长构件插入穿过片中的孔，由此细长构件与围绕爆破孔的表面接合，以防止片进一步插入穿过爆破孔的开口端。

在实施例中，该方法包括：将柔性片压制成圆锥形形状，在轴向上从一端的较大直径的开口到另一端的较小直径的开口逐渐变细，将较小直径的一端插入穿过爆破孔的开口端，并在爆破孔内释放片以使其呈大致圆柱形的形状，从而形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

在另一实施例中，该方法包括：将柔性片压制成圆柱形形状，并且将其插入通过爆破孔的开口端并释放该片，从而使该片偏向爆破孔的内表面，从而形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

优选地，该方法包括手动地将片压制成圆锥或圆柱形形状。替代地，该方法可以包括将片机械地压制成圆锥或圆柱形形状。

该装置和方法的实施例的优点在于，它们在爆破孔的开口端中提供了屏障的便利安装，其防止了周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

该装置和方法的实施例的优点在于，它们可操作以保持用于爆破孔的开口套环，从而能够容易地将典型的炸药和其它消耗品沉积到爆破孔中。

在另一方面，本发明提供了一种台阶爆破方法，该方法包括：在预处理的松散岩石碎片的层上钻入爆破孔且其穿入下面的稳定的岩石中；以及将基本上平坦的弹性柔性片形成弯曲形状，该弯曲形状在纵向相对端限定纵向通道和开口，将弯曲的片的一端插入爆破孔的开口端，其中在弯曲的形状中，片的侧边缘是自由的，并且弹性片偏向平坦的形状，从而使弯曲的片的外表面在预处理的松散岩石碎片的层内偏向爆破孔的内表面并形成屏障，以防止预处理层内爆破孔的内表面掉落或塌陷到爆破孔中。

优选地，该方法包括将柔性片压制成圆锥形形状，圆锥形形状在轴向上从一端的较大直径的开口到另一端的较小直径的开口逐渐变细，将较小直径的一端插入爆破孔的开口端，并释放该片，使其在爆破孔内呈大致圆柱形形状。在另一个实施例中，该方法包括将柔性片压制成圆柱形形状，并将其插入穿过爆破孔的开口端，并释放该片，从而使片偏向爆破孔的内表面。

优选地，该方法包括手动地将片压制成圆锥或圆柱形的形状。替代地，该方法可以包括将片机械地压制成圆锥或圆柱形的形状。

优选地，该片的纵向长度尺寸为1米、1.5米、2米、2.5米、3米、3.5米、4米或更长或它们之间的任何长度，这取决于地质要求。优选地，该方法包括将弯曲的片插入到爆破孔的开口端中，由此弯曲的片紧贴爆破孔的内表面，如地质要求所决定的，在预处理的松散的岩石碎片的层中的向下深度大约1米、大约1.5米、大约2米、大约2.5米、大约3米、大约3.5米、大约4米或更深或它们之间的任何深度。

在另一方面，本发明提供了一种部署设备，该部署设备用于将用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中的装置部署到爆破孔中，该设备包括成形装置，该成形装置适于将平坦的柔性片形成为弯曲形状以用于将其插入爆破孔的开口端，从而使弯曲的片紧贴爆破孔的内表面，从而形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

优选地，成形装置包括成形的通道，该成形的通道适于，在片移动通过通道时，将片形成为弯曲的形状。

在实施例中，成形的通道包括在顶部的宽开口以及朝着较窄的底部出口逐渐变细的侧壁。

优选地，部署设备包括堆垛布置的多个片的储存器。部署设备优选地包括片拾取器和进给器，该片拾取器和进给器可操作以从堆垛中拾取单个片并且通过成形的通道进给片。

附图说明

现在将参考附图中所示的优选实施例更详细地描述本发明，其中：

图1示出了用于防止周围松散的岩石碎片落入爆破孔中的装置的透视图，其中，该装置包括具有一对基本上平行的边缘的弹性的、柔性的、大致直线形的片；

图2示出了图1的装置的透视图，其中，将弹性的柔性片压制成沿轴向方向从较大直径的端部到较小直径的端部逐渐变细的圆锥形；

图3示出了图1的装置的透视图，其中将较小直径的端部插入穿过爆破孔的开口端；

图4示出了图1的装置的透视图，其中在将较小直径的端部插入穿过爆破孔的开口端后，释放片以呈现与爆破孔同轴的基本的圆柱形形状，从而形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉入爆破孔；

图4示出了图1的装置的前视图，其中片的相对的基本上平行的边缘彼此紧密地间隔开，并且其中将细长构件插入穿过圆柱形装置中的水平对准的开口以接合围绕爆破孔的表面，以防止将片进一步插入穿过爆破孔的开口；

图5示出了图1的装置的顶视图，其中沿着相对的平行边缘的细长凸缘紧密地间隔开并且适于彼此邻接；

图6示出了根据本发明的另一实施例的装置的透视图；

图7示出了本发明的实施例的平面图，该实施例包括用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中的装置，其中，该装置包括弹性柔韧的基本上为直线形的片，该片具有一对相对的基本上平行的边缘，其中该边缘在一端部逐渐变细；

图8示出了图7的装置的透视图，其中片被压制成圆柱形形状；和

图9示出了用于将图1至图8的实施例中的任一个的片部署到爆破孔中的装置。

现在将参考附图中所示的实施例更详细地描述本发明。

具体实施方式

参照图1至5，示出了本发明的实施例，该实施例包括装置10，该装置10在使用中适于防止周围松散的岩石碎片40掉落或塌陷到爆破孔30中。在图1中，示出了单个爆破孔30的开口端的前部截面，但是应当理解，将为单个爆破操作钻出多个这样的爆破孔30。爆破孔30可以被钻成具有270至311毫米或350毫米或更大的直径以及50米或更深的深度。在钻孔之后，爆破孔30填充有适合于地面条件的炸药，例如硝酸铵和燃料油(ANFO)的混合物或乳化剂或它们的混合物，并且将其引爆以用于爆炸。

爆破操作后碎裂的大部分岩石都由挖掘机从矿场中清除，以进行进一步处理或废物清除。但是，在达到降低高度(RL)之后，大量松散的岩石碎片或“预处理”的岩石碎片可能会从深钻区域残留在矿床上。可能期望采用实质上增加的深钻头长度来故意并且显着地增加预处理层的深度。预处理层深度为4米或更深，可以通过最大化后续爆破操作产生的细碎碎片的体积来提高粉碎过程的效率。在将要进行后续爆破操作的爆破孔的钻孔位置，保留了这些预处理的岩石碎片。如图1所示，爆破孔30包括一个开口上端33，该上端33被由松散的岩石碎片40组成的预处理层围绕。预处理的岩石碎片层40可具有达4米或更多米的深度。这样，在上开口端33下方的爆破孔30的深度的前4米或更多可以穿过松散的岩石碎片40的预处理层。一定数量的松散的岩石碎片40可以在或朝向爆破孔30的开口上端33塌陷到爆破孔30中。

图2示出了本发明的装置10的实施例。装置10包括柔性片20，柔性片20优选地包括弹性材料，例如可以用尼龙或某种其它柔性增强件增强的弹性柔性聚合物材料。形成柔性片20的材料是高密度聚乙烯(HDPE)复合材料，其可以由或可以不由抗静电性能而被增强。片20包括一对相对的表面18、19，并且优选地形成为矩形，使得其包括第一对间隔开且纵向延伸的平行的侧边缘21、23和第二对间隔开且横向延伸的平行的端部边缘22、24。在图1至5的实施例中，第一对平行的侧边缘21、23包括沿其基本整个长度延伸的细长的凸缘25、27。应当理解，第二对平行且间隔开的端部边缘22、24不必一定是平行的。片20包括一系列孔口12、13、14、15，它们布置为横向间隔开并且为纵向对齐的对12、14和13、15。片20包括另一个孔口16，该孔口16位于与用作手柄的端部边缘16之一相邻。

图3和图4示出了使用中的片20。如图3所示，片20适于从其静止的平坦形状压制成弯曲的形状，例如圆柱形或圆锥形的形状。可以通过手动或机械弯曲片20来将片20压制成圆柱形或圆锥形的形状。当片20为圆柱形的形状或如图3所示的圆锥形的形状时，片20限定纵向通道，该纵向通道在轴向上从限定较大直径的开口的较大直径的端部11到限定较小直径的开口的较小直径的端部12逐渐变细。较大直径的端部11包括最靠近一系列孔口12、13、14、15的端部边缘22之一。较小直径的端部12由距一系列孔口12、13、14、15最远的另一端部边缘24之一组成。较小直径的端部12的总直径小于爆破孔30的开口端33的直径。当片20呈圆锥形形状时，将其较小直径的端部12首先插入爆破孔30的开口端33中。

在将片20的较小直径的端部12插入到爆破孔30的开口端33中之后。然后释放片20，使得形成片20的材料的弹性特性允许片20膨胀，并且可能结合一些手动操作，呈现与爆破孔30基本同轴的基本圆柱形的形状。如图4和图5所示，片的相对表面18中的一个形成圆柱形的外部，其向外面向表面，该表面面向爆破孔30的朝内的基本呈圆柱形的表面32。

尽管附图示出了片20被形成为圆锥形以插入到爆破孔30中，但是应当理解，片20可以被形成为基本上圆柱形的形状，从而限定在纵向相对的端部11、12之间延伸的纵向通道。在将端部11、12之一插入爆破孔30的开口端33中之前，端部11、12的直径可以基本相同。当释放片20时，它可能已经是基本上圆柱形的并且与爆破孔30的基本上圆柱形的表面32同轴。形成片20的材料的弹性特性使外表面18偏向爆破孔30的内表面32。

如图4所示，片20位于爆破孔30的开口端33内并形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片40在爆破孔30的开口端33处或在其附近处落入或塌陷到爆破孔30中。由于预处理的岩石碎片40的层可以具有达四米或更深的深度，所以片20有助于支撑爆破孔30的内表面32的上部而免于塌陷。在纵向相对的端部边缘22、24之间的片20的纵向尺寸可以是1米、1.5米、2米、2.5米、3米、3.5米、4米或更长或它们之间的任何长度。片20的长度基于地质要求来选择。当位于爆破孔30内时，片20通过岩石碎片40的预处理层的大部分提供对内表面32的支撑。片20由此形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片40(例如在预处理层内)掉落或塌陷到爆破孔30中。

一对平行的侧边缘21、23之间的片20的宽度略小于爆破孔30的面向内的基本圆柱形的表面32的圆周。当片20在爆破孔30内呈大致圆柱形时，片的侧边缘21、23间隔开并且不重叠。在图1至图5的实施例中，细长的凸缘25、27间隔开一小段距离，并且适于彼此邻接，以防止边缘21、23彼此滑动。细长的凸缘25、27防止在爆破孔30内的呈圆柱形的片20的周长减小到阈值以下。换句话说，沿着面板20的边缘的细长的凸缘25、27适于抵接以支撑片20的圆柱形结构，并因此支撑片20的外部圆柱形表面18抵靠爆破孔30的面向内的基本圆柱形表面32和在爆破孔30的开口端33处或附近的松散的岩石碎片40。

孔口12、13、14、15中的每一个从外表面18延伸穿过片20到内表面19。可以将细长的杆构件50水平地插入穿过一对水平对准的孔口12、14或13、15。每对水平对齐的孔口12、14、13、15沿着片20的长度位于不同的位置，以便使用者可以选择爆破孔30内片20的高度。杆构件50的相对端接合围绕爆破孔30的开口端33的表面55。杆构件50与一对水平对准的孔口12、14或13、15和周围的表面55接合，以防止片30进一步进入爆破孔30的开口端33。如图4所示，片的一小部分从爆破孔30的开口端33突出。细长的杆构件50用于在爆破孔30的开口端33处或朝向爆破孔30的开口端33锚定片20。

图6示出了装置100的另一实施例，其类似于图1至5的实施例并且以类似的方式起作用。图6的装置的结构或功能上与图1至5的实施例的特征相同或相似的特征由相同的附图标记表示。装置100包括柔性片20，柔性片20优选地由诸如也可以由增强的弹性柔性聚合物材料的弹性材料片构成。片20包括一对相对的表面18、19，并且优选地形成为矩形，使得其包括第一对间隔开的且横向相对且纵向延伸的平行的侧边缘21、23和第二对间隔开的且纵向相对且横向延伸的平行的端部边缘22、24。与图1-5的实施例不同，图6的实施例沿第一对平行的侧边缘21、23没有细长的凸缘。应当理解，成对的边缘21、23、22、24不必一定是平行的。片20包括一系列孔口12、13、14、15，它们布置为横向间隔开并且为纵向对齐的对12、14和13、15。片20包括用作手柄或把手的多个孔口16，允许使用者将片20从如图6所示的平坦状态操纵成如图3、4和5所示的圆锥形或圆柱形的状态。孔口16用作手柄，允许使用者相对于爆破孔30的开口端33操纵片20进入或离开爆破孔30的开口端33。

尽管在图6的装置100的实施例中，片20在纵向延伸的侧边缘21、23之间的宽度小于爆破孔30的周长，但是应当理解，在其它实施例中，宽度可以等于或大于爆破孔30的周长。

图7和图8示出了装置200的另一实施例，其类似于图1至图6的实施例并且以类似的方式起作用。与图1至图6的实施例的特征相似或相同的图7和图8的装置的特征由相同的附图标记表示。装置200包括柔性片20，该柔性片20由诸如增强的弹性柔性聚合物材料的弹性材料片构成。片20包括一对相对的表面18、19，并且形成为矩形，使得其包括第一对间隔开且横向相对的平行的侧边缘21、23和第二对间隔开且纵向相对的平行的端部边缘22、24。与图6的实施例不同，在图7和8的实施例中，横向相对的平行的侧边缘21、23在其端部21a、23a处逐渐变细。当将片20(无论是手动还是以其它方式)压制成弯曲的形状(例如图8所示的圆柱形)时，横向相对的平行的侧边缘21、23的端部21a、23a的锥形化减小了片20的角的向外张开。因此，当片20自身弯曲并且使横向相对的平行的边缘21、23朝向彼此时，横向相对的平行的边缘21、23的端部21a，23a的锥形化促进了片20更均匀的圆柱形形状。包括锥形端21a、23a的片20的远端适于首先插入爆破孔30中。使片20的在其远端处的角的向外张开最小，在该处，横向相对的平行的边缘21、23和纵向相对的平行的边缘22、24汇合，从而有助于将片20容易地插入爆破孔30中。

在另一方面，本发明提供了一种用于防止周围松散的岩石碎片40掉落或塌陷到爆破孔30中的方法。该方法包括弯曲步骤，例如通过手动或以其它方式将诸如图2或图6的片20之类的弹性柔性片20压制成大致圆柱形或如图3所示的在轴向上从较大直径的端部到较小直径的端部逐渐变小的圆锥形。该方法包括将片20的一端插入穿过爆破孔30的开口端，该片20的一端可以是较小直径的端部，如图3所示。然后释放片20，或者操纵片20，以呈现与爆破孔30同轴的大致圆柱形的形状，如图4所示。从而，片20形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片在爆破孔30的开口端处或附近落入或塌陷到爆破孔30中。

在另一方面，本发明提供了台阶爆破方法。该方法包括在预处理的松散的岩石碎片40的层上钻入爆破孔，并且钻入至下面的稳定的岩石中。预处理层40的深度可以达到或大于4米。该方法包括将基本上平坦的柔性片20(例如图2或图6的片20)形成为弯曲的形状，该弯曲的形状限定了在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道。该方法还包括将弯曲的片20的一端插入爆破孔30的开口端中，由此，弯曲的片20在预处理的松散岩石碎片40的层内紧贴爆破孔30的内表面32并形成屏障，以防止松散的岩石碎片40的预处理层内的爆破孔30的内表面32掉落或塌陷到爆破孔30中。

该方法可以包括将柔性片20压制成圆锥形，在轴向上从一端的较大直径的开口到另一端的较小直径的开口逐渐变细，将较小直径的一端插入爆破孔30的开口端并释放片20，使其在爆破孔30内呈大致圆柱形。可替代地，该方法可以包括将柔性片20压制为基本上圆柱形的形状，并且将一端穿过爆破孔30的开口端向下插入期望的深度。然后可以将细长杆50插入穿过片20内的孔口12、14、13、15。如图3所示，细长杆50接合围绕爆破孔30的表面，以将片20保持在通向爆破孔的开口处。

优选地，片20的纵向长度尺寸为1米、1.5米、2米、2.5米、3米、3.5米、4米或更长或它们之间的任何长度。片20的长度基于地质要求来选择。优选地，该方法包括将弯曲的片20插入到爆破孔30的开口端中，由此弯曲的片20紧贴爆破孔30的内表面32，在预处理的松散的岩石碎片的层40内，向下的深度为大约1米、大约1.5米、大约2米、大约2.5米、大约2.5米、大约3米、大约3.5米、大约4米或更大或者它们之间的任何深度。

在将炸药和其它消耗品沉积到爆破孔30的后续步骤期间，片20可以保持在爆破孔30内的位置。在该方法的实施例中，片20可以保持为圆柱形形状或可以被操纵为圆锥形形状，如图3所示，例如通过将片20弯曲成圆锥形的形状，使得片20可以像漏斗一样操作，炸药和其它消耗品可通过该漏斗沉积到爆破孔30中。

在该方法的实施例中，使用者通过使细长的杆构件50穿过期望的一对孔口12、14、13、15来定位，从而为位于爆破孔30内的片20选择期望的高度。在将片20插入到爆破孔30中之后，细长的杆构件50搁置在围绕爆破孔30的表面55上。将孔口12、14、13、15定位成使得当细长的杆50插入穿过时，细长的杆50与延伸通过弯曲的片20的纵向通道的中心轴线偏移，以便于爆破孔30的衬里材料的插入、炸药的填充、引爆以及向爆破孔30提供任何其它消耗品。然后，在将填充材料沉积到爆破孔30中之前，可以将片20部分地撤出并形成漏斗形状。可以从爆破孔30中取出片20以呈现扁平的形状用于存储。

图9示出了用于将片20部署到爆破孔30中的部署设备300。设备300包括成形装置310，该成形装置310适于将平坦的柔性片20形成为弯曲的形状，用于插入到爆破孔30的开口端中，由此弯曲的片紧贴爆破孔30的内表面并形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔30中。

部署装置300包括布置成堆垛315的多个图6的片20。设备300包括片拾取器320和进给器325，其可操作以从堆垛315拾取单个片20，并将该片20进给到垂直形成装置330。在图9所示的实施例中，拾取器320和进给器325包括可操作的传动皮带的布置，以一次从堆垛315拾取片20之一。然而，适于从堆垛315中拾取一个片20并将片20进给到垂直形成装置330的任何机械布置都可以构成本发明的另一实施例。成形装置330可操作以将片20成形为弯曲的形状，该弯曲的形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道。成形装置330包括垂直定向的通道332，该通道332在顶部334处具有宽开口并且侧壁朝着较窄的底部出口336逐渐变细。然而，任何适于将片20形成为弯曲的形状的机械布置都可以构成本发明的另一实施方式，其中该弯曲的形状限定了在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道。

成形装置330的出口336适于手动地或自动地定位在爆破孔30的开口端上方或一定程度进入开口端。片拾取器320和进给器325可操作以驱动单独拾取的片20通过通道332并通过出口，从而将弯曲的片20进给到爆破孔30的开口端。成形装置330可操作以继续将片20进给到爆破孔30内的期望深度，并在片20达到预定深度时释放片20。如图4所示，释放的片20具有与爆破孔30同轴的基本圆柱形的形状，从而形成了屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔30中。

部署设备300可安装到车辆(未示出)或拖车(未示出)，该拖车耦合到车辆或适于在包括多个先前已钻出的爆破孔30的位点周围操纵的任何其它移动装置。车辆或其它移动装置可以是由驾驶员手动操作的卡车或者是在一个实施例中配置为自主地或半自主地操作。车辆或其它移动装置可包括控制模块，该控制模块包括GPS定位设备，并适于控制车辆的驱动装置和转向装置。控制模块适于接收多个爆破孔中的一个或多个的位置的坐标或利用其编程，并且将部署设备300自主地操纵到与爆破孔中的第一个相邻的位置。

当邻近第一爆破孔30定位时，控制模块可以自主地操作部署设备300以将一个片20部署到爆破孔30中。控制模块可以使用爆破孔的坐标或使用来自安装在设备300或车辆350或两者的组合上的摄像机的图像，使部署设备300的出口位于爆破孔上方。控制模块可以自主地或半自主地激活片拾取器320和进给器325以驱动片20通过成形装置330并通过出口336，从而将弯曲的片20供给到爆破孔30的开口端。

控制模块可以使部署装置300、车辆、拖车或其它移动装置自主地操纵到与下一个爆破孔相邻的位置，以用于随后的自主或半自主的片20的部署。控制模块可以使平台在爆破孔阵列自主地或半自主地进行片部署。

尽管已经参考特定示例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，本公开可以以与本文描述的本公开的广泛原理和精神相一致的许多其它形式体现。

Claims (20)

1.一种用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中的装置，所述装置包括：

聚合材料的弹性柔性片，所述聚合材料在没有任何外力时具有固有状态，所述片在固有状态中为平坦的形状，所述片包括一对间隔开的纵向延伸的侧边缘和一对间隔开的横向延伸的端部边缘，所述片在施加外力的情况下能够从平坦的形状折成弯曲的形状，所述弯曲的形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道，所述弯曲的片的一端能够插入爆破孔的开口端，其中，在弯曲的形状中，片的侧边缘是自由的，并且片偏向平坦的形状，从而使弯曲的片的外表面偏向爆破孔的内表面并形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔的开口端，其中，从爆破孔取出所述片并且没有施加外力时，所述片的固有弹性性质使所述片恢复到所述片是平坦的固有状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，形成柔性片的材料为高密度聚乙烯(HDPE)聚合物。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，形成柔性片的材料包括柔性增强材料。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，柔性增强材料为尼龙。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，纵向延伸的侧边缘在其端部处逐渐变细，以促进所述片的更均匀的圆柱形形状。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述片包括孔口，所述孔口适于容纳穿过其中的细长构件，细长构件用于接合围绕所述爆破孔的表面，以防止将所述片进一步插入通过所述爆破孔的开口。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述片包括与每个纵向延伸的侧边缘相邻的穿过所述片的至少一个开口，所述开口可操作作为把手，用于使用者手动地将所述片卷成弯曲的形状。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述片包括与端部边缘之一相邻的穿过所述片的至少一个开口，所述开口可操作作为把手，用于使用者手动地相对于爆破孔的开口端插入和移除所述片。

9.一种防止周围松散的岩石碎片落入爆破孔的方法，所述方法包括：

提供聚合材料的弹性柔性片，所述聚合材料在没有任何外力时具有固有状态，所述片在固有状态中为平坦的形状，所述片包括一对间隔开的纵向延伸的侧边缘和一对间隔开的横向延伸的端部边缘，

施加外力以将所述片从平坦的形状折成弯曲的形状，所述弯曲的形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道，

将弯曲的片的一端插入爆破孔的开口端，其中，在弯曲的形状中，片的侧边缘是自由的，并且片偏向平坦的形状，从而弯曲的片的外表面基本上与爆破孔同轴地偏向爆破孔的内表面，从而形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中；并且

从爆破孔中取出所述片并且不施加外力，以允许所述片的固有弹性性质使所述片恢复到所述片是平坦的固有状态。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

将柔性片压制成圆柱形或圆锥形的形状，

将一端插入爆破孔的开口端，以及

释放片以呈现与爆破孔同轴的大致圆柱形的形状，以形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片落入爆破孔的开口端。

11.根据权利要求9所述的方法，包括将细长构件插入穿过片中的孔，从而使细长构件与围绕爆破孔的表面接合，以防止片进一步插入通过爆破孔的开口端。

12.一种台阶爆破方法，包括：

钻爆破孔，爆破孔穿过预处理的松散岩石碎片的层并钻入下面的稳定的岩石中；

提供聚合材料的弹性柔性片，所述聚合材料在没有任何外力时具有固有状态，所述片在固有状态中为平坦的形状；

施加外力以将所述片从平坦的形状折成弯曲的形状，所述弯曲的形状限定在纵向相对端的开口之间延伸的纵向通道；

将弯曲的片的一端插入爆破孔的开口端，其中，在弯曲的形状中，片的侧边缘是自由的，并且弹性片偏向平坦的形状，从而弯曲的片的外表面偏向预先处理的松散岩石碎片的层内爆破孔的内表面，从而形成屏障，以防止预先处理层内的爆破孔的内表面掉落或塌陷到爆破孔中；并且

从爆破孔中取出所述片并且不施加外力，以允许所述片的固有弹性性质使所述片恢复到所述片是平坦的固有状态。

13.根据权利要求12所述的方法，包括：将所述柔性片压制成圆柱形或圆锥形的形状；将片插入穿过爆破孔的开口端；并且释放片，使其在爆破孔内呈大致圆柱形的形状。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述片的纵向长度尺寸为1米、1.5米、2米、2.5米或它们之间的任何长度。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述弯曲的片插入到所述爆破孔的开口端中，由此所述弯曲的片紧贴所述爆破孔的内表面，在预处理的松散岩石碎片的层中向下的深度为约1米、约1.5米、约2米、约2.5米或两者之间的任何深度。

16.一种用于将用于防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔的装置部署在爆破孔中的部署设备，所述设备包括成形装置，所述成形装置适于将平坦的柔性片形成为弯曲的形状用于将弯曲的片插入到爆破孔的开口端，从而弯曲的片紧贴爆破孔的内表面，以形成屏障，以防止周围松散的岩石碎片掉落或塌陷到爆破孔中。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述成形装置包括成形的通道，所述成形的通道适于在所述片移动通过所述通道时将所述片形成为弯曲的形状。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述成形的通道包括在顶部的宽开口以及朝着较窄的底部出口逐渐变细的侧壁。

19.根据权利要求16所述的设备，其中，所述部署设备包括以堆垛布置的多个片的存储器。

20.根据权利要求19所述的设备，包括片拾取器和进给器，所述片拾取器和进给器可操作以从所述堆垛中拾取单独的片，并且通过所述成形的通道进给所述片。

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