CN114608399A - 一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法 - Google Patents

Abstract

一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，涉及矿山爆破技术领域，本发明中利用装在封装袋内的封孔材料（3）对爆破孔（1）的孔口进行封堵，封堵时，封孔材料化学反应完成后能与爆破孔的孔壁（2）完全的粘结在一起，保证了爆破后炸药的做功能量，使炸药更完全的进行充分做功，进尺方面大为提升，提高了生产效率，进一步，本发明封孔材料中各组分均为无污染、健康环保的产品，在其爆破后不会产生其他的污染气体，可随着污风集中被排出作业面等，本发明具有操作方便，爆破效率高、使用效果好等优点，适合大范围的推广和应用。

Description

一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法

技术领域

本发明涉及矿山爆破技术领域，具体涉及一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法。

背景技术

已知的，爆破是指炸药在岩体内爆炸后后瞬间释放出巨大的能量，使岩体产生不同程度的变形和破坏，当炸药在岩体炮孔或药室内爆炸时，产生的爆炸气体瞬间膨胀并作用于装药四周的岩壁上，形成一种强冲击荷载，这种冲击载荷是在爆破时产生的气态状态而产生的做功能，而这种气态状态我们称之为爆轰气体，此种气体是从从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量的高温高压气体。这种气体膨胀所产生的推力作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移。由于作用力不等而引起不同的径向位移，导致在岩体中形成剪切应力，当这种剪切应力超过岩石的动态抗剪强度时就会引起岩体破裂。

爆炸压力是炸药在完成爆炸反应以后，爆轰气体产物膨胀作用在炮孔壁上的压力，它是对破碎效果起决定性作用的因素。在爆破过程中爆压对岩体起胀裂、推移和抛掷作用。一般来说，爆压越高，对岩体的胀裂、推移和抛掷的作用越强烈。爆轰压力的大小与炸药爆破时产生的爆轰气体有关，当更多的爆破气体作用到岩壁上说明爆破压力越大，反之，越小。

在爆破过程中，一般使用的浅孔、深孔、硐室爆破会进行孔口封堵，封堵的堵塞就是将装炸药的药室（如炮孔以及峒室等）与大气的通道用固体或液体材料完 全封闭起来，即将炸药密封在岩体中。堵塞的作用是为了在岩体爆破之前，阻止高压爆 轰气体过早地泄漏到大气中，延长高压爆轰气体对岩体的加压作用时间，提高爆炸能量的利用率。堵塞质量的好坏直接影响爆破效果和能量利用率。例如，当采用裸露药包破碎大块时，由于药包没有密闭，爆破后的爆轰气体迅速扩散到大气中，它的大部分能量没 有用来破碎岩石。在这种条件下岩石的破碎几乎完全依靠爆轰波的直接冲击，因而能量利用率低，炸药消耗量大。

在整个爆破过程中，对爆破孔的孔口进行封堵是其中一个重要的环节，目前常用的爆破堵孔方式主要有以下几种：

1、水泡泥加粘土泡包，此种方法是用聚己稀塑料封装水，做好可以装入孔内粗细柱状的水带，然后在后方装入粘土和沙子按照比例混合加含5%的食盐水搅拌而成的粘土泡包，采用该封堵方式的不足之处是水带子与孔壁有间隙，另外粘土泡包需要现场进行制作，每次爆破之前还需要准备炮泥的材料，工作流程比较繁琐；

2、粘土泡包，是上述第一种不加水炮泥的方式，其不足之处同样是工作流程比较繁琐；

3、聚合物材料，树脂材料加催化剂，反映速度较快，在现场操作时时间比较紧凑，塞入孔内有微小的响声，且容易从孔口崩出聚合物材料，崩到人的衣物上，且由于反映速度较快，无法填塞的理想位置，造成后续爆破进尺，炮效效果不高；

4、废弃的纸箱或者编织袋，操作人员由于现场没有合适的堵孔材料，一般用盛装炸药的纸箱或者盛装散药的编制袋进行堵孔，此种方式的不足之处在于，当时是塞入孔内了，但是爆破时，产生的气体和火光瞬间摧毁了，没有形成好的堵孔效果，且进尺不能得以保障等，那么如何提供一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，本发明利用健康环保的封孔材料代替现有的水泡泥、粘土泡包、聚合物材料及废弃的纸箱或者编织袋对爆破孔的孔口进行封堵，有效的避免了因孔口封堵效果不好带来的弊端，有效的提高了爆破的效果等。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述封孔方法具体包括如下步骤：

第一步、首先在待爆破的岩壁上按设计要求钻取爆破孔，所述爆破孔在钻取时，中心掏槽区域爆破孔的深度需大于外侧辅助区域和周边区域爆破孔的深度，然后使用高压风对各个爆破孔内进行岩粉的强吹，避免岩粉后续对封孔材料、导爆索、炸药和雷管的伤害；

第二步、将导爆索、炸药和雷管制作成起爆药包后，将起爆药包用木质长棍轻轻推入爆破孔内；

第三步、起爆药包装填完成后，轻轻揉捏装有封孔材料的封装袋，使封装袋上A料袋内独立包装的膨胀剂和粘稠剂与A料袋内的聚合纤维树脂和抗氧化剂融合，使封装袋上B料袋内独立包装的催化剂与B料袋内的合成固化剂融合，然后揉开封装袋上的分割条使A料袋内的膨胀剂、粘稠剂聚合纤维树脂和抗氧化剂与B料袋内的合成固化剂和催化剂融合并产生化学反应，将封装袋的外形揉捏为圆柱状，然后将封装袋用木质长棍塞入爆破孔的孔口并抵触起爆药包的端头，封孔材料完全反应后，封孔材料顶破防渗袋和外包袋，直至与孔壁进行完全粘结在一起后为止，此时如封孔材料还有膨胀压力，封孔材料会向爆破孔的孔底处进行沿伸，直至膨胀作用完全做功完后停止；

第四步、按照第三步步骤对各个爆破孔进行装药和封孔，直至完成所有爆破孔的装药和封孔；

第五步、进行雷管起爆连线，连线连接完毕并检查无误后，退出作业现场，到达起爆地点后，等待20～30分钟后，封孔材料化学反应完成并彻底封堵爆破孔的孔口后进行起爆。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述封孔材料按重量百分比包括如下组分：

聚合纤维树脂 50%～60%；

抗氧化剂 2%～6%；

催化剂 5%～15%；

膨胀剂 6%～9%；

粘稠剂 5%～17%；

合成固化剂 10%～15%。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述合成固化剂为高分子合成固化剂，所述高分子合成固化剂为亲水白炭黑和氟塑料的组合。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述抗氧化剂为A0-60抗氧剂。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述粘稠剂为聚乙烯吡咯烷酮。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述封装袋包括防渗袋、分割条和外包袋，在所述外包袋的内侧设有防渗袋，在外包袋的中下部设有分割条使外包袋的上下两端分布形成具有独立空间的A料袋和B料袋，在所述A料袋内分别装有聚合纤维树脂、抗氧化剂、膨胀剂和粘稠剂，所述膨胀剂和粘稠剂在A料袋内为独立包装，在所述B料袋内分别装有催化剂和合成固化剂，所述催化剂在B料袋内为独立包装。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述封装袋的替换结构为封装袋包括防渗袋和外包袋，在所述外包袋内设有防渗袋，在所述防渗袋内分别设有独立包装的聚合纤维树脂、抗氧化剂、膨胀剂、粘稠剂、催化剂和合成固化剂。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述爆破孔的深度为2.4 m～2.6m。

所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述封孔材料揉捏为圆柱状后长度为30cm。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：

本发明中利用装在封装袋内的封孔材料对爆破孔的孔口进行封堵，封堵时，封孔材料化学反应完成后能与爆破孔的孔壁完全的粘结在一起，保证了爆破后炸药的做功能量，使炸药更完全的进行充分做功，进尺方面大为提升，提高了生产效率，进一步，本发明封孔材料中各组分均为无污染、健康环保的产品，在其爆破后不会产生其他的污染气体，可随着污风集中被排出作业面等，本发明具有操作方便，爆破效率高、使用效果好等优点，适合大范围的推广和应用。

附图说明

图1为本发明实施例中封孔材料初始状态示意图；

图2为本发明实施例中封孔材料初始化学反应状态示意图；

图3为本发明实施例中封孔材料进一步化学反应状态示意图；

图4为本发明实施例中封孔材料化学反应后最终状态示意图；

图5为本发明实施例中封孔材料的应用示意图；

图6为本发明实施例中封装袋的结构示意图；

在图中：1、爆破孔；2、孔壁；3、封孔材料；4、导爆索；5、炸药；6、雷管；7、A料袋；8、防渗袋；9、分割条；10、外包袋；11、B料袋。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”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设备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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合附图1～5所述的一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，所述封孔方法具体包括如下步骤：

第一步、首先在待爆破的岩壁上按设计要求钻取爆破孔1，所述爆破孔1的深度优选为2.4 m～2.6m；所述爆破孔1在钻取时，中心掏槽区域爆破孔1的深度需大于外侧辅助区域和周边区域爆破孔1的深度，然后使用高压风对各个爆破孔1内进行岩粉的强吹，避免岩粉后续对封孔材料3、导爆索4、炸药5和雷管6的伤害；

第二步、将导爆索4、炸药5和雷管6制作成起爆药包后，将起爆药包用木质长棍轻轻推入爆破孔1内；

第三步、起爆药包装填完成后，轻轻揉捏装有封孔材料3的封装袋，使封装袋上A料袋7内独立包装的膨胀剂和粘稠剂与A料袋7内的聚合纤维树脂和抗氧化剂融合，使封装袋上B料袋11内独立包装的催化剂与B料袋11内的合成固化剂融合，然后揉开封装袋上的分割条9使A料袋7内的膨胀剂、粘稠剂聚合纤维树脂和抗氧化剂与B料袋11内的合成固化剂和催化剂融合并产生化学反应，将封装袋的外形揉捏为圆柱状，然后将封装袋用木质长棍塞入爆破孔1的孔口并抵触起爆药包的端头，具体如图5、6所示，封孔材料3完全反应后，封孔材料3顶破防渗袋8和外包袋10，直至与孔壁2进行完全粘结在一起后为止，此时如封孔材料3还有膨胀压力，封孔材料3会向爆破孔1的孔底处进行沿伸，直至膨胀作用完全做功完后停止；具体实施时，如图6所示，所述封装袋包括防渗袋8、分割条9和外包袋10，在所述外包袋10的内侧设有防渗袋8，在外包袋10的中下部设有分割条9使外包袋10的上下两端分布形成具有独立空间的A料袋7和B料袋11，在所述A料袋7内分别装有聚合纤维树脂、抗氧化剂、膨胀剂和粘稠剂，所述膨胀剂和粘稠剂在A料袋7内为独立包装，在所述B料袋11内分别装有催化剂与合成固化剂，所述催化剂在B料袋11内为独立包装；实施时，所述封装袋的替换结构为封装袋包括防渗袋8和外包袋10，在所述外包袋10内设有防渗袋8，在所述防渗袋8内分别设有独立包装的聚合纤维树脂、抗氧化剂、膨胀剂、粘稠剂、催化剂和合成固化剂。

进一步，所述封孔材料3按重量百分比包括如下组分：

聚合纤维树脂 50%～60%；

抗氧化剂 2%～6%；

催化剂 5%～15%；

膨胀剂 6%～9%；

粘稠剂 5%～17%；

合成固化剂 10%～15%；

所述合成固化剂为高分子合成固化剂，所述高分子合成固化剂为亲水白炭黑和氟塑料的组合；所述抗氧化剂为A0-60抗氧剂；所述粘稠剂为聚乙烯吡咯烷酮；

第四步、按照第三步步骤对各个爆破孔1进行装药和封孔，直至完成所有爆破孔1的装药和封孔；

第五步、进行雷管6起爆连线，连线连接完毕并检查无误后，退出作业现场，到达起爆地点后，等待20～30分钟后，封孔材料3化学反应完成并彻底封堵爆破孔1的孔口后进行起爆，封孔材料3的化学反应过程示意图详见附图1、2、3和4。

利用本发明对矿山掘进爆破时对爆破孔1进行封孔，有效的提高了封孔的效果。

本发明的具体应用效果如下：

一、松里沟采区第一次封孔材料试验：

1.试验名称：松里沟采区多班组进尺试验

2.试验地点：松里沟采区1238中段东主运凿岩巷道（2.2m*2.3m）和1200中段东主运凿岩巷道（2.2m*2.3m）

3.岩石类型：常规型硬岩

4.试验目的:多作业面掘进进尺及爆破效果对比

5.参加试验人员：

（1）科研项目组

（2）牛头沟矿松里沟采区技术科技术员

（3）现场钻工班组

6.试验情况：

第一次试验数据：

试验作业面一

试验作业面二

二、东湾矿小南沟采区装药结构第二次封孔材料试验：

1.试验名称：小南沟采区多班组进尺试验

2.试验地点：小南沟采区271中段主运凿岩巷道（2.2m*2.3m）和271一分层主运凿岩巷道（2m*2.1m）

3.岩石类型：常规型软岩

4.试验目的:多作业面掘进进尺及爆破效果对比

5.参加试验人员：

（1）科研项目组

（2）东湾矿小南沟采区技术科技术员

（3）现场钻工班组

6.试验情况：

第一次试验数据：

试验作业面一

试验作业面二

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (9)

1.一种用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述封孔方法具体包括如下步骤：

第一步、首先在待爆破的岩壁上按设计要求钻取爆破孔（1），所述爆破孔（1）在钻取时，中心掏槽区域爆破孔（1）的深度需大于外侧辅助区域和周边区域爆破孔（1）的深度，然后使用高压风对各个爆破孔（1）内进行岩粉的强吹，避免岩粉后续对封孔材料（3）、导爆索（4）、炸药（5）和雷管（6）的伤害；

第二步、将导爆索（4）、炸药（5）和雷管（6）制作成起爆药包后，将起爆药包用木质长棍轻轻推入爆破孔（1）内；

第三步、起爆药包装填完成后，轻轻揉捏装有封孔材料（3）的封装袋，使封装袋上A料袋（7）内独立包装的膨胀剂和粘稠剂与A料袋（7）内的聚合纤维树脂和抗氧化剂融合，使封装袋上B料袋（11）内独立包装的催化剂与B料袋（11）内的合成固化剂融合，然后揉开封装袋上的分割条（9）使A料袋（7）内的膨胀剂、粘稠剂聚合纤维树脂和抗氧化剂与B料袋（11）内的合成固化剂和催化剂融合并产生化学反应，将封装袋的外形揉捏为圆柱状，然后将封装袋用木质长棍塞入爆破孔（1）的孔口并抵触起爆药包的端头，封孔材料（3）完全反应后，封孔材料（3）顶破防渗袋（8）和外包袋（10），直至与孔壁（2）进行完全粘结在一起后为止，此时如封孔材料（3）还有膨胀压力，封孔材料（3）会向爆破孔（1）的孔底处进行沿伸，直至膨胀作用完全做功完后停止；

第四步、按照第三步步骤对各个爆破孔（1）进行装药和封孔，直至完成所有爆破孔（1）的装药和封孔；

第五步、进行雷管（6）起爆连线，连线连接完毕并检查无误后，退出作业现场，到达起爆地点后，等待20～30分钟后，封孔材料（3）化学反应完成并彻底封堵爆破孔（1）的孔口后进行起爆。

2.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述封孔材料（3）按重量百分比包括如下组分：

聚合纤维树脂 50%～60%；

抗氧化剂 2%～6%；

催化剂 5%～15%；

膨胀剂 6%～9%；

粘稠剂 5%～17%；

合成固化剂 10%～15%。

3.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述合成固化剂为高分子合成固化剂，所述高分子合成固化剂为亲水白炭黑和氟塑料的组合。

4.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述抗氧化剂为A0-60抗氧剂。

5.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述粘稠剂为聚乙烯吡咯烷酮。

6.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述封装袋包括防渗袋（8）、分割条（9）和外包袋（10），在所述外包袋（10）的内侧设有防渗袋（8），在外包袋（10）的中下部设有分割条（9）使外包袋（10）的上下两端分布形成具有独立空间的A料袋（7）和B料袋（11），在所述A料袋（7）内分别装有聚合纤维树脂、抗氧化剂、膨胀剂和粘稠剂，所述膨胀剂和粘稠剂在A料袋（7）内为独立包装，在所述B料袋（11）内分别装有催化剂和合成固化剂，所述催化剂在B料袋（11）内为独立包装。

7.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述封装袋的替换结构为封装袋包括防渗袋（8）和外包袋（10），在所述外包袋（10）内设有防渗袋（8），在所述防渗袋（8）内分别设有独立包装的聚合纤维树脂、抗氧化剂、膨胀剂、粘稠剂、催化剂和合成固化剂。

8.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述爆破孔（1）的深度为2.4 m～2.6m。

9.根据权利要求1所述的用于矿山掘进爆破的便捷式封孔方法，其特征是：所述封孔材料（3）揉捏为圆柱状后长度为30cm。

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