CN114894056A - 一种预裂爆破快速装药装置及装药方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预裂爆破快速装药装置及装药方法，装药装置包括具有封堵头的多个装药段，并由下至上逐减小的阶梯状敞口型装药筒；由下至上的多个装药段分别由加强段、正常段和减弱段构成，减弱段上还形成有堵塞段，堵塞段与减弱段直径相等，装药筒的敞口形成在堵塞段上；封堵头上设有用于插接雷管的雷管插口。装药方法基于前述装置实施，并采用漏斗结合木棍或竹签捣药的方式连续装药。本发明的有益效果是，装药装置结构简单，方便现场制作和安装，并形成至少两段的径向不耦合装药，适用于利于边坡保护的预裂爆破，且可利用漏斗和捣药工具实施连续装药，提高装药效率。快速装药方法的装药效率高，劳动强度低。
Description
技术领域
本发明涉及预裂爆破技术，特别是一种预裂爆破快速装药装置及装药方法。
背景技术
在大型水电工程项目和露天台阶爆破中，为了形成边坡通常采用预裂爆破这一特殊爆破技术，其主要目的是减轻炸药对边坡或保留岩体的破坏，保护边坡完整性，进而降低边坡维护费用。一般通过采用低威力炸药或不耦合装药方式实现。其中，不耦合装药分为径向不耦合装药和轴向不耦合装药。轴向不耦合装药是指炸药在炮孔轴线上形成有间隔段，径向不耦合装药是指药柱直径小于炮孔直径。
现有的预裂爆破装药过程中，一般采用将药卷和导爆索绑扎在竹片上，其中药卷需按一定间隔绑扎，施工非常不便；深孔情况下由于孔深较大，导致竹片长度太长和炸药药量较多、质量较重，操作困难。通常采用滑动方式将绑扎好炸药的竹片下孔，常常出现导爆索与孔壁摩擦，对导爆索造成一定损害。
借助竹片的装药方法存在导爆索与竹片的半弧内壁无法有效固定，容易导致绑扎炸药药条时造成导爆索偏位，影响传爆效果；同时，长竹竿不易携带和运输，使用前还需要有专门技能的工人进行剖分，占用大量的准备工作时间；绑扎炸药药条后的入孔操作易因竹竿弯曲，造成炸药药条结构的破坏，如导爆索拉扯变形或断裂等，使得施工质量不稳定。而且露天台阶爆破中预裂孔较深，使用导爆索长度较长，导爆索消耗量较大，对于目前导爆索购买难度较大的境况，极易推高成本。为此，需进一步改进。
发明内容
本发明的第一目的就是针对现有预裂爆破主要采用竹片绑扎药条，导致装药效率低的不足，提供一种预裂爆破快速装药装置，该装置通过不同直径的管段使装药筒形成由下至上逐减小的阶梯状敞口型结构，以便通过敞口实施连续装药，提高装药效率，并在装填炸药后由下至上依次形成加强段、正常段和减弱段，以便形成至少两段的径向不耦合装药结构，从而满足预裂爆破的特殊爆破要求。本发明的第二目的是，提供一种预裂爆破快速装药方法，该方法基于前述装药装置实施，以提装药效率，并满足预裂爆破要求。
为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。
一种预裂爆破快速装药装置，包括具有封堵头的多个装药段，并形成由下至上逐减小的阶梯状敞口型装药筒，相邻装药段通过变径直接头连接；由下至上的多个装药段分别由加强段、正常段和减弱段构成，减弱段上还形成有堵塞段，堵塞段与减弱段直径相等，装药筒的敞口形成在所述堵塞段上；所述封堵头上设有用于插接雷管的雷管插口。
采用前述方案的装药装置，通过不同直径的管段使装药筒形成由下至上逐减小的阶梯状敞口型结构，以便通过敞口经由漏斗实施连续装药，提高装药效率，并在装填炸药后由下至上依次形成加强段、正常段和减弱段，以便形成至少两段的径向不耦合装药结构，满足预裂爆破的特殊爆破要求。同时，构成筒底的封堵头上设有用于插接雷管的雷管插口，以便通过雷管引爆炸药，相对于传统的导爆索引爆而言，由导线替代导爆索，可避免导爆索的消耗，可克服导爆索采购困难的现实问题，并消除因导爆索采购困难而导致推升成本的隐患。其中，装填的炸药包括但不限于膨化硝铵炸药和多孔粒状铵油炸药，炸药装填过程中可采用木棍或竹签捣药，以加速炸药下落速度，提升装药效率。
优选的，所述封堵头、变径直接头以及构成各个所述装药段的管材均由PVC材料制成。以使整个装药筒形成常用的PVC材质结构，确保药筒强度并确保爆轰效果。
进一步优选的，堵塞段和每个所装药段由至少一节PVC管构成；堵塞段以及同一装药段中的相邻节PVC管之间通过PVC等径直接头连接。以使每个段落都形成多节PVC管的组合结构，便于根据爆破设计和炮孔深度进行各段长度的增减，满足各段装药量的可调整需求。
优选的，还包括用于向装药筒填装炸药的漏斗，以及用于捣药的木棍或竹签。以方便结构简单和常用的加料结构实现连续装药方式，并通过木棍或竹签实现捣药，加速装药下落，确保装药速度的高效性。
优选的，所述封堵头为瓶盖结构，所述雷管插口为设在盖底的盲孔结构，并通过盲孔的孔底和孔壁与装药筒的装药容腔隔离。避免炸药装填引起雷管松动及位置不发生改变，确保雷管引爆炸药的可靠性，降低拒爆发生几率。
为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。
一种预裂爆破快速装药方法，基于实现第一目的的预裂爆破快速装药装置实施，并由漏斗通过装药筒的敞口连续装药。
采用前述方案的装药方法，利用实现第一目的的预裂爆破快速装药装置实施，并由漏斗通过装药筒的敞口连续装药向装药筒内装填炸药。以形成连续高效，提高装药效率。其中，装填的炸药包括但不限于膨化硝铵炸药和多孔粒状铵油炸药，炸药装填过程中可采用木棍或竹签捣药，以加速炸药下落速度，提升装药效率。
优选的，在连续装药前还包括依次或交错进行的装药装置组装和装药装置安装的步骤：
其中，快速装药装置组装：包括，首先，将加强段的一端上安装封堵头，并在封堵头上插上雷管；其次，将加强段的一端与正常段通过第一变径直接头连接；最后，在正常段的自由端通过第二变径直接头连接上具有堵塞段的减弱段；
快速装药装置安装：包括按封堵头置于炮孔底部，装药筒的敞口朝上的方式，将所述快速装药装置安装在炮孔内，并将预先插接安装在封堵头上的雷管的脚线引至炮孔外。
以形成完整的装药过程，确保装药效率高，以及后续的预裂爆破质量。同时，装药装置组装和装药装置安装依次或交错进行，以形成两种不同的操作模式，以根据炮孔深度和不同操作人员的技能水平，在确保装药筒安装质量的条件下，以效率高为原则选择。其中，装药装置组装和装药装置安装依次进行适用于较浅炮孔，如5m以下深度的炮孔，装药装置组装和装药装置安装交错进行适用于5m以上深度炮孔。
进一步优选的，在依次进行装药装置组装和装药装置安装步骤中，在加强段和正常段、减弱段和堵塞段中任一管段为多节PVC管结构时，快速装药装置的组装过程包括，在相邻管段通过变径直接头连接前，先由等径直接头将多节PVC管组合形成相应管段；或者，相邻PVC管节通过对应的变径直接头和等径直接头依次连接；在交错进行装药装置组装和装药装置安装步骤中，在加强段和正常段、减弱段和堵塞段中任一管段为多节PVC管结构时，在相邻管段通过变径直接头连接前，先由等径直接头将多节PVC管组合形成相应管段，在相邻管段通过变径直接头连接前后，逐步将已连接好的管段依次下入炮孔内；或者，在相邻PVC管节通过对应的变径直接头和等径直接头连接后，逐步将已连接好的PVC管节依次下入炮孔内。确保装药筒组合及安装质量以及预裂爆破效果。
本发明的有益效果是，快速装药装置结构简单，方便现场制作和安装，并形成至少两段的径向不耦合装药，适用于利于边坡保护的预裂爆破，且可利用漏斗和捣药工具实施连续装药，提高装药效率。快速装药方法基于前述装药装置实施，装药效率高。
附图说明
图1是本发明中装药装置的结构示意图。
附图1还用于说明本发明的装药方法。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1，参见图1，一种预裂爆破快速装药装置，包括具有封堵头1的多个装药段，并形成由下至上逐减小的阶梯状敞口型装药筒，相邻装药段通过变径直接头连接；由下至上的多个装药段分别由加强段2、正常段3和减弱段5构成，减弱段5上还形成有堵塞段，堵塞段与减弱段5直径相等，装药筒的敞口形成在所述堵塞段上；所述封堵头1上设有用于插接雷管6的雷管插口。
其中，所述封堵头1为瓶盖结构，所述雷管插口为设在盖底的盲孔结构，并通过盲孔的孔底和孔壁与装药筒的装药容腔隔离，盲孔的孔壁由瓶底面向装药筒内部延伸，盲孔的孔口位于装药筒外部。以便在装药筒下入炮孔后，封堵头1与炮孔孔底接触，从而通过封堵头1形成对装药筒的支撑。盲孔的孔径和深度足够容纳雷管6，并能确保在雷管6起爆后，能够引爆装药筒内的炸药，降低拒爆率。
封堵头1、变径直接头以及构成各个所述装药段的管材均由PVC材料制成。堵塞段和每个所装药段由至少一节PVC管构成；堵塞段以及同一装药段中的相邻节PVC管之间通过PVC等径直接头连接。
还包括用于向装药筒填装炸药的漏斗7，以及用于捣药的木棍或竹签。
实施例2，结合图1，一种预裂爆破快速装药方法，基于实施例1的预裂爆破快速装药装置实施，并由漏斗7通过装药筒的敞口连续装药。
在连续装药前还包括依次或交错进行的装药装置组装和装药装置安装的步骤：
其中，快速装药装置组装：包括，首先，将加强段2的一端上安装封堵头1，并在封堵头1上插上雷管；其次，将加强段2的一端与正常段3通过第一变径直接头8连接；最后，在正常段3的自由端通过第二变径直接头9连接上具有堵塞段的减弱段5；
快速装药装置安装：包括按封堵头1置于炮孔底部，装药筒的敞口朝上的方式，将所述快速装药装置安装在炮孔内，并将预先插接安装在封堵头1上的雷管6的脚线引至炮孔外。
其中，装药装置组装和装药装置安装可依次进行，具体是在加强段2和正常段3、减弱段5和堵塞段中任一管段为多节PVC管结构时，在相邻管段通过变径直接头连接前，先由等径直接头将多节PVC管组合形成相应管段，在相邻管段通过变径直接头连接形成完整的装药筒后，下入炮孔内。
本实施例中，相邻PVC管节也可通过对应的变径直接头和等径直接头依次连接形成完整的装药筒下入炮孔内。
另外，本实施例中，在装药装置组装和装药装置安装交错进行的步骤中，在加强段2和正常段3、减弱段5和堵塞段中任一管段为多节PVC管结构时，可在相邻管段通过变径直接头连接前，先由等径直接头将多节PVC管组合形成相应管段，在相邻管段通过变径直接头连接前后，逐步将已连接好的管段依次下入炮孔内。也可在相邻PVC管节通过对应的变径直接头和等径直接头连接后，逐步将已连接好的PVC管节依次下入炮孔内。
下面就一具体工程案例对本发明的预裂爆破快速装药装置和装药方法作进一步的说明。
在某大坝边坡工程施工中进行预裂爆破时，炮孔直径为Φ160mm，孔距2m。台阶高度为10m，孔深为10.5m，倾斜角度为70°，岩石抗压强度为140MPa，设计的线装药密度为800g/m，由于孔底夹制作用，因此，孔底装药密度需增加为3000g/m，上部减弱段装药密度500g/m，堵塞长度为2.5m。
根据爆破设计，装药后膨化硝铵炸药在PVC管内密度约为0.8g/cm3，选取定量化选取各段PVC管尺寸，其中加强段2的PVC管内径65mm、正常段3的PVC管内径40mm、减弱段5的PVC管内径25mm。
选取1根长1m，内径65mm的PVC管作为加强段2的管节，5根长1m，内径40mm的PVC管作为正常段3的管节，2根长1m，内径25mm的PVC管作为减弱段的管节，3根长1m内径25mm的PVC管作为堵塞段的管节。
装药筒组装时，依次进行加强段2、正常段3、减弱段5和堵塞段组装。
加强段2的PVC管组装：将对应尺寸的封堵头1固定连接在加强段2的PVC管一端，使其形成对加强段2对应端的封堵，然后，将雷管6插入封堵头1的雷管插口内，并将雷管6的脚线拉开使其自由端远离加强段2。
正常段2的PVC管组装：先选取1根构成正常段3的PVC管与加强段2的PVC管自由端通过第一变径直接头8连接；然后，再依次通过第一等径直接头4连接剩余4根正常段3的PVC管。其中，在各个PVC管节连接后，逐步将已连接的PVC管节依次下入炮孔内，并在下放过程中确保雷管6的脚线一部分留在炮孔外。
减弱段和堵塞段组装：先选取的1根减弱段5的PVC管与最后一根正常段3的PVC管通过第二变径直接头4连接；然后，再依次通过第二等径直接头10连接剩余的4根PVC管；相应地，在各个PVC管节的连接后，逐步将已连接的PVC管节依次下入炮孔内，并在下放过程中确保雷管6的脚线一部分留在炮孔外。
在完成装药筒组装并下入到炮孔后，即可进行装药工作，选择与内径25mm相匹配的漏斗7，进行装药。在装药时可采用木棍或竹签捣药，以便炸药快速下落。
装药完成后，对整个爆区炮孔进行联网起爆。
经验证证明采用本发明提供的预裂爆破快速装药方法，爆破后，预裂面比采用传统方法施工更为平整，且整体施工时间缩短约三分之一，劳动强度相应降低，预裂炮孔孔距由以前的1.5m调整为2m，施工及爆破器材成本约降低25%。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种预裂爆破快速装药装置，其特征在于，包括具有封堵头（1）的多个装药段，并形成由下至上逐减小的阶梯状敞口型装药筒，相邻装药段通过变径直接头连接；由下至上的多个装药段分别由加强段（2）、正常段（3）和减弱段（5）构成，减弱段（5）上还形成有堵塞段，堵塞段与减弱段（5）直径相等，装药筒的敞口形成在所述堵塞段上；所述封堵头（1）上设有用于插接雷管（6）的雷管插口。
2.根据权利要求1所述的预裂爆破快速装药装置，其特征在于，所述封堵头（1）、变径直接头以及构成各个所述装药段的管材均由PVC材料制成。
3.根据权利要求1所述的预裂爆破快速装药装置，其特征在于，堵塞段和每个所装药段由至少一节PVC管构成；堵塞段以及同一装药段中的相邻节PVC管之间通过PVC等径直接头连接。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的预裂爆破快速装药装置，其特征在于，还包括用于向装药筒填装炸药的漏斗（7），以及用于捣药的木棍或竹签。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的预裂爆破快速装药装置，其特征在于，所述封堵头（1）为瓶盖结构，所述雷管插口为设在盖底的盲孔结构，并通过盲孔的孔底和孔壁与装药筒的装药容腔隔离。
6.一种预裂爆破快速装药方法，其特征在于，基于权利要求1～5中任意一项所述的预裂爆破快速装药装置实施，并由漏斗通过装药筒的敞口连续装药。
7.根据权利要求6所述的预裂爆破快速装药方法，其特征在于，在连续装药过程中，还包括采用木棍或竹签捣药。
8.根据权利要求7所述的预裂爆破快速装药方法，其特征在于，在连续装药前还包括依次或交错进行的装药装置组装和装药装置安装的步骤：
其中，快速装药装置组装：包括，首先将加强段（2）的一端上安装封堵头（1），在封堵头（1）上插上雷管；其次，将加强段（2）的一端与正常段（3）通过第一变径直接头（8）连接；最后，在正常段（3）的自由端通过第二变径直接头（9）连接上具有堵塞段的减弱段（5）；
快速装药装置安装：包括按封堵头（1）置于炮孔底部，装药筒的敞口朝上的方式，将所述快速装药装置安装在炮孔内，并将预先插接安装在封堵头（1）上的雷管（6）的脚线引至炮孔外。
9.根据权利要求8所述的预裂爆破快速装药方法，其特征在于，在依次进行装药装置组装和装药装置安装步骤中，在加强段（2）和正常段（3）、减弱段（5）和堵塞段中任一管段为多节PVC管结构时；快速装药装置的组装过程包括，在相邻管段通过变径直接头连接前，先由等径直接头将多节PVC管组合形成相应管段；或者，相邻PVC管节通过对应的变径直接头和等径直接头依次连接；在装药装置组装和装药装置安装交错进行的步骤中，在加强段（2）和正常段（3）、减弱段（5）和堵塞段中任一管段为多节PVC管结构时；在相邻管段通过变径直接头连接前，先由等径直接头将多节PVC管组合形成相应管段；在相邻管段通过变径直接头连接前后，逐步将已连接好的管段依次下入炮孔内；或者，在相邻PVC管节通过对应的变径直接头和等径直接头连接后，逐步将已连接好的PVC管节依次下入炮孔内。
10.根据权利要求6～9所述的预裂爆破快速装药方法，其特征在于，用于装药的炸药包括膨化硝铵炸药或多孔粒状铵油炸药。
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