CN114593650B

CN114593650B - 一种冻土层防结冰爆破施工方法

Info

Publication number: CN114593650B
Application number: CN202210271968.2A
Authority: CN
Inventors: 张鹏; 陈瑞; 王四龙; 胡朝海; 江道国; 陆利华; 张百岁
Original assignee: Anhui Zhongjinlihua Mining Engineering Co ltd
Current assignee: Anhui Zhongjinlihua Mining Engineering Co ltd
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2023-09-15
Anticipated expiration: 2042-03-18
Also published as: CN114593650A

Abstract

一种冻土层防结冰爆破施工方法，S1、打孔设备在冻土层中凿出成型炮孔；S2、将套管组装设备移动至成型炮孔上，套管组装设备的中心孔与成型炮孔位于同一中线；S3、安装底部的套管：S4、安装中部的套管：S5、安装顶部的套管：S6、移除套管组装设备，对下一个成型炮孔重复S3‑S5操作；S7、布设炸药时，取下上盖罩，将包装好的炸药装入至组装好的套管内；本发明可在成型炮孔加工完毕后，立即将多个套管组装在成型炮孔内，多个套管内形成隔绝空腔，如此，炮孔内的水、水汽便无法进入到隔绝空腔，保证后续装药能够正常进行。

Description

一种冻土层防结冰爆破施工方法

技术领域

本发明属于爆破施工技术领域，特别涉及一种冻土层防结冰爆破施工方法。

背景技术

由于高寒地区存在永久冻土层，如内蒙古阿尔山地区；在爆破作业钻孔环节，钻机退钎杆后，孔内岩体中的固体冰在凿岩机的冲击摩擦下会融化，钻孔结束后，液态水和高温水汽在冷空气作用下会形成结晶冰体或液态水，后续将炸药装入炮孔内时，结晶冰体或液态水会导致孔内无法正常装药或在爆破作业形成堵孔现象。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种冻土层防结冰爆破施工方法，具体技术方案如下：

一种冻土层防结冰爆破施工方法，所述施工方法包括以下步骤：

S1、打孔设备在冻土层中凿出成型炮孔；

S2、将套管组装设备移动至成型炮孔上，套管组装设备的中心孔与成型炮孔位于同一中线；将套管组件移动到成型炮孔旁，套管组件包括底部套管、中部套管、顶部套管，底部套管、中部套管、顶部套管之间结构相同且均采用套管本体的结构，套管本体长度在3-5m；

S3、安装底部的套管：

将下盖罩预先旋装在底部套管的底端螺纹环上，下盖罩对底部套管的底端进行密封；

将底部套管插入至套管组装设备内，底部套管的顶端被止挡在套管组装设备内部底部；

S4、安装中部的套管：

将中部套管插入至套管组装设备内，中部套管抵触在底部套管的顶端，套管组装设备围挡约束中部套管、夹持定位底部套管；

工人将中部套管的底端与底部套管的顶端旋装连通；

下放组装完成的中部套管、底部套管至成型炮孔内，直至中部套管的顶端被止挡在套管组装设备内部底部；

S5、安装顶部的套管：

将顶部套管插入至套管组装设备内，顶部套管抵触在中部套管的顶端，套管组装设备围挡约束顶部套管、夹持定位中部套管；

工人将顶部套管的底端与中部套管的顶端旋装连通；

下放组装完成的顶部套管、中部套管、底部套管至成型炮孔内，直至底部套管的底端抵达成型炮孔的底端，此时顶部套管外伸成型炮孔30-50cm；

S6、移除套管组装设备，对下一个成型炮孔重复S3-S5操作；

S7、布设炸药时，取下上盖罩，将包装好的炸药装入至组装好的套管内。

进一步的，所述套管本体采用可降解材料制成。

进一步的，所述套管本体包括管体、装配环，所述管体的底端外壁设有螺纹环，所述管体的顶端外壁设有锥形环，所述锥形环的外端外径大于内端外径，所述锥形环的外端与管体的外端平齐，所述锥形环的内端外径与管体的外径形同；所述装配环滑动套设于管体的外部且位于锥形环、螺纹环之间，锥形环的外端厚度与螺纹环的厚度相同且均为d，所述装配环的底面厚度为2d，所述装配环的内壁底部开设有与锥形环抵触配合的锥形槽、内壁顶部开设有与装配环配合的螺纹槽，螺纹槽、锥形槽连续设计；相邻套管本体之间通过装配环连接为一体。

进一步的，所述套管组装设备包括底板、方管、第一夹持组件、第二夹持组件，所述底板的底面设有带有锁紧结构的滚轮，所述底板的中心处开设有正方形的通孔，所述底板的表面垂直设有方管，所述方管的内截面与通孔对齐，所述方管的高度为1-1.5m，所述方管的外壁顶部对称安装有结构相同的第一夹持组件、外壁底部对称安装有结构相同的第二夹持组件；

第一夹持组件、第二夹持组件具有以下三个状态：

第一状态：第一夹持组件、第二夹持组件的夹持面与管体夹持定位贴合；

第二状态：第一夹持组件、第二夹持组件与管体的间距为d；

第三状态：第一夹持组件、第二夹持组件与管体的间距大于2d。

进一步的，所述第一夹持组件包括夹持板、电动推杆，所述电动推杆设于底板上，所述电动推杆的输出端滑动贯穿方管，所述电动推杆的端部设有夹持板，所述夹持板位于方管的内侧，所述夹持板为弧形结构。

本发明的有益效果是：

1、通过本施工方法，可在成型炮孔加工完毕后，立即将多个套管组装在成型炮孔内，多个套管内形成隔绝空腔，如此，炮孔内的水、水汽便无法进入到隔绝空腔，保证后续装药能够正常进行；

2、在装药时，炸药只装入于隔绝空腔内，不再装入到成型炮孔内，如此，套管增加了壁厚，可降低炸药用量；

3、将每根套管的长度控制在3-5m，能够便于运输、转移，通过套管组装设备能够实现多个套管的精准插入、快速组装，避免组装过程中变形、断裂，降低工人劳动量。

附图说明

图1示出了本发明的底部套管与套管组装设备连接结构示意图；

图2示出了本发明的套管组装设备结构示意图；

图3示出了本发明的底部套管、中部套管与套管组装设备连接结构示意图；

图4示出了本发明的套管主体结构示意图；

图5示出了本发明的套管主体连接截面结构示意图；

图6示出了本发明的底部套管、中部套管、顶部套管连接结构示意图；

图7示出了图6的A处放大结构示意图；

图8示出了图6的B处放大结构示意图；

图中所示：1、成型炮孔；2、套管组装设备；21、底板；211、滚轮；22、方管；23、第一夹持组件；231、夹持板；232、液压杆；24、第二夹持组件；3、套管本体；31、管体；311、锥形环；312、螺纹环；32、装配环；321、锥形槽；322、螺纹槽；4、下盖罩；5、上盖罩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

S1、打孔设备在冻土层中凿出成型炮孔1；

S2、将套管组装设备移动至成型炮孔上，套管组装设备的中心孔与成型炮孔位于同一中线；将套管组件移动到成型炮孔旁，套管组件包括底部套管、中部套管、顶部套管，底部套管、中部套管、顶部套管之间结构相同且均采用套管本体的结构，套管本体3长度在3-5m；

S3、安装底部的套管：

将下盖罩4预先旋装在底部套管的底端螺纹环上，下盖罩对底部套管的底端进行密封；在插入前，预先通过下盖罩对底部套管的底端进行密封，如此下盖罩可避免水或水汽进入到套管内；

将底部套管插入至套管组装设备内，底部套管的顶端被止挡在套管组装设备内部底部；套管组装设备可对套管的插入进行导向，使得套管主体的插入更为简便、不会过度倾斜，工人操作更为简便；同时，当套管插入至指定位置后，套管主体能够被止挡定位，实现快速就位，便于组装连接；

S4、安装中部的套管：

将中部套管插入至套管组装设备内，中部套管抵触在底部套管的顶端，套管组装设备围挡约束中部套管、夹持定位底部套管；利用旋装的方式，可实现不同套管的密封连通；在螺旋连接时，套管组装设备可从上部围挡约束中部套管，避免过度倾斜，工人操作也更为简便，若无约束止挡结构，3-5m长的套管很容易倾斜，工人需要用力扶着；

同时套管组装设备对底部套管进行夹持定位，避免旋装过程中套管偏转；

工人将中部套管的底端与底部套管的顶端旋装连通；

S5、安装顶部的套管：

工人将顶部套管的底端与中部套管的顶端旋装连通；

下放组装完成的顶部套管、中部套管、底部套管至成型炮孔内，直至底部套管的底端抵达成型炮孔的底端，此时顶部套管外伸成型炮孔30-50cm；外伸部分长度，便于后续装药操作、安装、取下上盖罩5；

S6、移除套管组装设备，对下一个成型炮孔重复S3-S5操作；

通过上述施工方法，可在成型炮孔加工完毕后，立即将多个套管组装在成型炮孔内，多个套管内形成隔绝空腔，如此，炮孔内的水、水汽便无法进入到隔绝空腔，保证后续装药能够正常进行；

在装药时，炸药只装入于隔绝空腔内，不再装入到成型炮孔内，如此，套管增加了壁厚，可降低炸药用量；

由于套管的长度在3-5m，比较长，通过套管组装设备能够实现多个套管的精准插入、快速组装。

作为上述技术方案的改进，所述套管本体3采用可降解材料制成；由于套管本体在爆炸后会直接留在土层中，为了满足环保需要，套管本体采用可降解材料；套管本体的生产配比为：聚氨酯40％-45％、偶联剂5％-10％、木质纤维粉10％-20％、聚乳酸5％、淀粉30％-35％。

如图4和图5所示，所述套管本体3包括管体31、装配环32，所述管体31的底端外壁设有螺纹环312，所述管体31的顶端外壁设有锥形环311，所述锥形环311的外端外径大于内端外径，所述锥形环311的外端与管体31的外端平齐，所述锥形环311的内端外径与管体31的外径形同；外大内小的锥形环能够止挡装配环，避免锥形环脱离；

所述装配环32滑动套设于管体31的外部且位于锥形环311、螺纹环312之间，锥形环311的外端厚度与螺纹环312的厚度相同且均为d，所述装配环32的底面厚度为2d、顶面厚度为d；装配环的底面能够止挡在夹板的顶面；

所述装配环32的内壁底部开设有与锥形环311抵触配合的锥形槽321、内壁顶部开设有与装配环32配合的螺纹槽322，螺纹槽322、锥形槽321连续设计；相邻套管本体3之间通过装配环32连接为一体；

在组装时，位于上部的套管本体螺纹环旋入到下部套管本体外壁装配环的螺纹槽内，下部套管本体外壁装配环的锥形槽抵触在下部套管本体的锥形环上；如此实现相邻套管本体的组装连通；此种方式连通操作简便，连通密封性好、连接强度高。

同时，装配环、锥形环的配合止挡设计，可保证套管本体在套管组装设备内止挡定位，从而满足不同阶段的快速插入、快速旋装的需要；

套管的外径为70mm，成型炮孔的内径为90mm，装配环的厚度为20mm，如此，装配环可补偿套管与成型炮孔的间隙，使得套管可稳定同心插入到成型炮孔内，避免装配连接的套管偏移；多个套管连接处均设有装配环，间隔分布的装配环能够保证套管的稳定性。

如图1和图2所示，所述套管组装设备2包括底板21、方管22、第一夹持组件23、第二夹持组件24，所述底板21的底面设有带有锁紧结构的滚轮211，所述底板21的中心处开设有正方形的通孔，所述底板21的表面垂直设有方管22，所述方管22的内截面与通孔对齐，所述方管22的高度为1-1.5m，所述方管22的外壁顶部对称安装有结构相同的第一夹持组件23、外壁底部对称安装有结构相同的第二夹持组件24；方管的高度设计，可保证第一夹持组件、第二夹持组件能够夹持一半区域左右的套管主体；

第一夹持组件、第二夹持组件具有以下三个状态：

第一状态：第一夹持组件、第二夹持组件的夹持面与管体夹持定位贴合；在此状态下，第一夹持组件、第二夹持组件能够对套管主体进行夹持定位，避免套管主体偏转；

第二状态：第一夹持组件、第二夹持组件与管体的间距为d；在此状态下，第一夹持组件、第二夹持组件间隔d，能够止挡装配环，使得装配环被抵触向上运动直至与锥形环抵触，而螺纹环、管体能够正常通过；

第三状态：第一夹持组件、第二夹持组件与管体的间距大于2d；在此状态下，第一夹持组件、第二夹持组件不再夹持套管主体，装配环、管体均可正常通过；

第一夹持组件、第二夹持组件在上述三个状态交替动作，能够满足套管组件在加管、组装、下管的操作需要。

如图2所示，所述第一夹持组件23包括夹持板231、电动推杆232，所述电动推杆232设于底板21上，所述电动推杆232的输出端滑动贯穿方管22，所述电动推杆232的端部设有夹持板231，所述夹持板231位于方管22的内侧，所述夹持板231为弧形结构；电动推杆可带动夹持板伸缩运动，夹持板能够贴合与管体外壁进行夹持定位，也可置于装配环底部，对套管主体进行止挡，夹持板的厚度为3d；

本发明在实施时：

S1、打孔设备在冻土层中凿出成型炮孔；

S2、将套管组装设备移动至成型炮孔上，套管组装设备的中心孔与成型炮孔位于同一中线；

S3、安装底部套管：

切换第一夹持组件至第三状态、第二夹持组件至第二状态；

如图1所示，工人将底部套管插入至套管组装设备内，底部套管穿过第一夹持组件、第二夹持组件并快速下降至成型炮孔内，第二夹持组件相对上推底部套管外部的装配环上滑，当底部套管外部的装配环与其顶端的锥形环抵触时停止，底部套管的顶端被止挡在第二夹持组件上；

S4、安装中部套管：

切换第一夹持组件至第二状态、第二夹持组件至第一状态；

如图3所示，工人将中部套管插入至套管组装设备内，中部套管穿过第一夹持组件且其底端的螺纹环进入到底部套管的装配环内，在上述动作的同时，第一夹持组件相对上推中部套管的装配环；

工人旋动中部套管，使得中部套管底端的螺纹环旋入到底部套管的装配环内，实现中部套管与底部套管的锁紧连通；

切换第二夹持组件至第三状态、第一夹持组件保持第二状态；

连通好的中部套管、底部套管快速下落，第一夹持组件相对继续上推中部套管外壁的装配环，直至中部套管外壁的装配环与其顶端的锥形环抵触时停止；

切换第一夹持组件至第三状态、第二夹持组件至第二状态；

中部套管、底部套管继续下落，直至中部套管外壁的装配环抵触在第一夹持组件上部；

S5、安装顶部套管：

切换第一夹持组件至第二状态、第二夹持组件至第一状态；

工人将顶部套管插入至套管组装设备内，顶部套管穿过第一夹持组件且其底端的螺纹环进入到中部套管的装配环内，在上述动作的同时，第一夹持组件相对上推顶部套管的装配环；

工人旋动顶部套管，使得顶部套管底端的螺纹环旋入到中部套管的装配环内，实现顶部套管与中部套管的锁紧连通；

连通好的顶部套管、中部套管、底部套管快速下落，第一夹持组件相对继续上推顶部套管外壁的装配环，直至顶部套管外壁的装配环与其顶端的锥形环抵触时停止；

将上盖罩扣合在顶部套管的顶端；

切换第一夹持组件至第三状态、第二夹持组件至第三状态；

如图6所示，顶部套管、中部套管、底部套管继续下落，直至底部套管的底端抵达成型炮孔的底端，此时顶部套管外伸成型炮孔30-50cm；

S6、移除套管组装设备，对下一个成型炮孔重复S3-S5操作；

电动推杆的控制器上具有上述多个切换按钮，工人在作业时，只需按下对应按钮即可。

如图7所示，上盖罩旋入到顶部套管外部装配环的螺纹槽内。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种冻土层防结冰爆破施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

S1、打孔设备在冻土层中凿出成型炮孔；

S3、安装底部的套管：

S4、安装中部的套管：

工人将中部套管的底端与底部套管的顶端旋装连通；

S5、安装顶部的套管：

工人将顶部套管的底端与中部套管的顶端旋装连通；

S6、移除套管组装设备，对下一个成型炮孔重复S3-S5操作；

2.根据权利要求1所述的一种冻土层防结冰爆破施工方法，其特征在于：所述套管本体采用可降解材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种冻土层防结冰爆破施工方法，其特征在于：所述套管本体包括管体、装配环，所述管体的底端外壁设有螺纹环，所述管体的顶端外壁设有锥形环，所述锥形环的外端外径大于内端外径，所述锥形环的外端与管体的外端平齐，所述锥形环的内端外径与管体的外径形同；所述装配环滑动套设于管体的外部且位于锥形环、螺纹环之间，锥形环的外端厚度与螺纹环的厚度相同且均为d，所述装配环的底面厚度为2d，所述装配环的内壁底部开设有与锥形环抵触配合的锥形槽、内壁顶部开设有与装配环配合的螺纹槽，螺纹槽、锥形槽连续设计；相邻套管本体之间通过装配环连接为一体。

4.根据权利要求3所述的一种冻土层防结冰爆破施工方法，其特征在于：所述套管组装设备包括底板、方管、第一夹持组件、第二夹持组件，所述底板的底面设有带有锁紧结构的滚轮，所述底板的中心处开设有正方形的通孔，所述底板的表面垂直设有方管，所述方管的内截面与通孔对齐，所述方管的高度为1-1.5m，所述方管的外壁顶部对称安装有结构相同的第一夹持组件、外壁底部对称安装有结构相同的第二夹持组件；

第一夹持组件、第二夹持组件具有以下三个状态：

第二状态：第一夹持组件、第二夹持组件与管体的间距为d；

5.根据权利要求4所述的一种冻土层防结冰爆破施工方法，其特征在于：所述第一夹持组件包括夹持板、电动推杆，所述电动推杆设于底板上，所述电动推杆的输出端滑动贯穿方管，所述电动推杆的端部设有夹持板，所述夹持板位于方管的内侧，所述夹持板为弧形结构。