CN116697844B - 一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法，属于矿山开采技术领域。露天矿矿岩穿孔爆破装药装置包括装药筒，装药筒的底部开口，顶部设置有盖板；装药筒的内部设置有托盘，托盘的侧面上设置有顶紧机构；炸药与其上方的托盘之间设置有柔性的间隔气囊，间隔气囊的中心设置有贯穿的过线孔二，过线孔二上设置有进气口，进气口通过充气管与气泵连接；装药筒的上部设置有压板，盖板上设置有带动压板在装药筒内升降的升降机构；爆破孔的顶部设置有带动装药筒在爆破孔内移动的移动机构。本发明采用上述露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法，能够解决现有的粉末状炸药不易定位，不方便装填的问题。

Description

一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法

技术领域

本发明涉及矿山开采技术领域，尤其是涉及一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法。

背景技术

露天矿的爆破常采用的方法为穿孔爆破，在露天矿上首先进行爆破孔的掘进，然后在孔内安装炸药，随后进行爆破。在爆破孔内安装炸药的方式有连续装药和间隔装药。空气间隔装药降低了爆炸冲击波的峰值压力，减少了炮孔周围岩石的过粉碎，能够延长冲击波的作用时间，并且对应抵抗线方向岩石的运动减小。因此空气间隔装药在露天矿的爆破中应用广泛，其中中部空气间隔更为常用。

现有的中部空气间隔爆破法都是直接将炸药填入爆破孔内，然后放入空气间隔器，再装入炸药。这种装填炸药的方式对于固体炸药包比较方便，但是对于颗粒状的炸药由于其尺寸比较小，形状不固定处于流动状态，空气间隔器无法很好的对其进行支撑，不能实现颗粒炸药的定位，影响爆破的效果。并且颗粒状的炸药直接倒入爆破孔内，容易产生较多的粉尘，工作环境比较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，解决现有的粉末状炸药不易定位，不方便装填的问题。本发明的另一个目的是提供一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置的装药方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，包括装药筒，装药筒的底部开口，顶部设置有可拆卸的盖板；装药筒的内部设置有盛放炸药的托盘，托盘的侧面上设置有顶紧机构；炸药与其上方的托盘之间设置有柔性的间隔气囊，间隔气囊的中心设置有贯穿的便于导爆索和充气管穿过的过线孔二，过线孔二上设置有便于向间隔气囊内部充气的进气口，进气口通过充气管与气泵连接；装药筒的上部设置有压板，盖板上设置有带动压板在装药筒内升降的升降机构；爆破孔的顶部设置有带动装药筒在爆破孔内移动的移动机构。

优选的，所述顶紧机构包括弧形的顶板，托盘的侧面上设置有环形的安装槽，顶板滑动的设置在安装槽内，顶板与安装槽之间设置有弹簧；相邻的顶板之间通过柔性连接部连接。

优选的，所述顶板的端头上设置有限位板，限位板的侧面上设置有横向的锯齿形防滑纹；限位块的下部设置有向内倾斜的斜面。

优选的，位于装药筒底部的托盘其底部设置有引导头，位于装药筒中部的托盘其中心设置有贯穿的便于导爆索和充气管穿过的过线孔一。

优选的，所述间隔气囊的内部水平的设置有若干夹层，夹层将间隔气囊分割成若干个气室，每个气室上均设置有一个进气口，进气口处设置有单向阀，夹层的内部填充有毒气抑制剂；间隔气囊的底部为外凸的弧面结构。

优选的，所述升降机构包括蜗杆，蜗杆的底端与压板上表面设置的连接座连接，盖板上设置有使蜗杆穿过的通孔，盖板上设置有与蜗杆啮合的蜗轮，蜗杆与蜗轮的外部设置有防护箱，蜗杆的中心轴与电机连接。

优选的，所述防护箱上设置有使蜗杆穿过的通孔，通孔处设置有凸出防护箱的套筒。

优选的，所述装药筒的内部设置有对压板进行限位的限位结构，限位结构包括沿着装药筒的长度方向设置的滑槽，滑槽位于装药筒的内表面上，压板上设置有与滑槽相适配的滑块。

优选的，所述移动机构包括支撑架，支撑架放置在爆破孔的顶部边缘的岩石上，支撑架上设置有卷扬机，卷扬机通过牵引绳与装药筒上设置的吊耳连接，支撑架的顶部设置有对牵引绳进行导向的滑轮。

一种上述露天矿矿岩穿孔爆破装药装置的装药方法，包括以下步骤：

S1、拆下装药筒的盖板，从装药筒的顶部装入位于底部的托盘，将托盘向下推动，在装药筒内底部的托盘上方装入炸药，然后将未充气的间隔气囊从装药筒的顶部放入装药筒内，再从装药筒的顶部放入位于中间的托盘，并装入炸药，炸药内的导爆索以及间隔气囊的充气管从过线孔一和过线孔二处向上引出到装药筒的顶部，充气管从盖板上的管孔处穿出与气泵连接；装填完成后，将盖板固定在装药筒的顶部；

S2、将装药筒放入爆破孔内，牵引绳固定在装药筒的吊耳上，启动卷扬机，牵引绳伸长，将装药筒下放到爆破孔的底部；

S3、启动电机，电机带动蜗轮转动，蜗杆带动压板向下移动；同时卷扬机反转，向上提升装药筒，位于装药筒底部的托盘从装药筒的底部滑出，托盘上的顶板在弹簧的作用下弹出，依靠限位板上的防滑纹抵靠在爆破孔的孔壁上，同时柔性连接部展开，对炸药进行支撑；随着装药筒的提升，装药筒内的炸药在重力作用下落在托盘上；

S4、在压板的作用下将间隔气囊从装药筒内推出，电机停止，启动气泵，气泵通过充气管向间隔气囊内充气，装药筒持续上升；

S5、间隔气囊充气完成后，电机启动，压板推动中部的托盘从装药筒内脱出，中部的托盘固定在爆破孔的孔壁上，随着压板的继续推动，装药筒继续上升，炸药落在中部的托盘上，压板继续下降对炸药进行压实；

S6、炸药装填完成后，将装药筒从爆破孔中取出；对爆破孔的开口进行填塞封堵，进行爆破。

本发明所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法的优点和积极效果是：

1、在装药筒的内部设置托盘、炸药和间隔气囊，炸药在装填过程中不裸露在外部，有利于减少粉尘。

2、炸药之间的间隔采用间隔气囊，间隔气囊在未充气情况下占用空间小，有利于减小装药筒的体积。并且在装药筒的作用下实现间隔气囊的投放，间隔气囊投放准确。间隔气囊充气后与爆破孔的内壁紧密的接触，其底部的弧面结构对其下方的炸药具有压实的作用，有利于提高爆破效果。

3、托盘用于对炸药进行支撑，托盘上设置的顶板有利于提高托盘支撑的稳定性，并且间隔气囊对上方的托盘也具有支撑的作用，炸药的间距能够得到保障。托盘的顶板之间设置的柔性连接部可以有效的避免炸药下落，有利于提高爆破的效果。

4、间隔气囊内设置的毒气抑制剂有利于减少爆破过程中毒气的溢出。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法实施例的结构示意图；

图2为本发明一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法实施例的托盘展开俯视结构示意图；

图3为本发明一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法实施例的托盘截面结构示意图；

图4为本发明一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法实施例的间隔气囊截面结构示意图；

图5为本发明一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法实施例的使用状态结构示意图。

附图标记

1、装药筒；2、托盘；3、间隔气囊；4、炸药；5、压板；6、蜗杆；7、蜗轮；8、防护箱；9、套筒；10、盖板；11、滑块；12、连接座；13、滑槽；14、吊耳；15、毒气抑制剂；16、引导头；17、防滑纹；18、顶板；19、柔性连接部；20、过线孔一；21、弹簧；22、安装槽；23、限位板；24、气室；25、过线孔二；26、进气口；27、爆破孔；28、支撑架；29、卷扬机；30、牵引绳。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例

如图1-5所示。一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，包括装药筒1，装药筒1为圆筒形结构，装药筒1的外径略小于爆破孔27的孔径，使得装药筒1能够在爆破孔27内上下的移动。装药筒1的底部开口，顶部设置有可拆卸的盖板10。盖板10与装药筒1之间通过螺栓拆卸连接或通过现有的卡扣结构卡接，只要能够实现盖板10与装药筒1的拆卸即可。

装药筒1的内部设置有盛放炸药4的托盘2，托盘2为圆盘形结构，托盘2的直径略小于装药筒1的内径，使得托盘2能够装入装药筒1内。托盘2的侧面上设置有顶紧机构。顶紧机构包括弧形的顶板18，托盘2的侧面中部设置有环形的安装槽22，顶板18滑动的设置在安装槽22内。顶板18与安装槽22之间设置有弹簧21，弹簧21在顶板18上均布，弹簧21将顶板18从安装槽22内顶出。相邻的顶板18之间通过柔性连接部19连接，柔性的连接部可以为塑料膜或布膜，目的是可以将顶板18插入安装槽22内，并且顶板18展开后柔性连接部19铺展开，形成一个完整的圆盘形结构，对炸药4进行支撑，避免炸药4从顶板18的缝隙处掉落。

顶板18的端头上设置有限位板23，限位板23与顶板18为一体结构。限位板23的侧面上设置有横向的锯齿形防滑纹17，有利于提高限位板23与装药筒1和爆破孔27孔壁之间的摩擦力，提高托盘2的支撑效果。限位块的下部设置有向内倾斜的斜面，便于将托盘2装入装药筒1内。

位于装药筒1底部的托盘2其底部设置有引导头16，便于将装药筒1装入爆破孔27内。位于装药筒1中部的托盘2其中心设置有贯穿的过线孔一20，过线孔一20便于导爆索和充气管穿过。

炸药4与其上方的托盘2之间设置有柔性的间隔气囊3。间隔气囊3采用PVC膜制成，具有较好的密封效果。充气以后间隔气囊3膨胀，起到间隔相邻炸药4的作用。并且柔性的间隔气囊3能够与爆破孔27的孔壁紧密的接触。间隔气囊3的中心设置有贯穿的过线孔二25，过线孔二25便于导爆索和充气管穿过。

间隔气囊3的内部水平的设置有若干夹层，夹层将间隔气囊3分割成若干个封闭的气室24。每个气室24上均设置有一个进气口26，进气口26位于过线孔二25内。进气口26处设置有单向阀，充气管与进气口26连接，通过气泵对气室24进行充气。充气管与进气口26之间可以采用插接的方式，充气完成后将充气管从进气口26处扯下，将充气管收回。夹层的内部填充有毒气抑制剂15，随着爆破的进行，间隔气囊3破碎，毒气抑制剂15散出，对爆破产生的毒气进行抑制，减少有毒气体的散出。间隔气囊3的底部为外凸的弧面结构，间隔气囊3充气后压紧在下方的炸药4上，将炸药4压实与爆破孔27充分接触，有利于提高爆破的效果。

装药筒1的上部设置有压板5，盖板10上设置有带动压板5在装药筒1内升降的升降机构。升降机构包括蜗杆6，蜗杆6的底端与压板5上表面设置的连接座12连接。盖板10上设置有使蜗杆6穿过的通孔，盖板10上设置有与蜗杆6啮合的蜗轮7，蜗杆6的中心轴与电机连接。蜗杆6与蜗轮7的外部设置有防护箱8，防护箱8上设置有使蜗杆6穿过的通孔，通孔处设置有凸出防护箱8的套筒9。蜗杆6的中心轴与防护箱8通过轴承转动连接。电机带动蜗轮7转动，蜗轮7与蜗杆6啮合，从而使蜗杆6上下移动，带动压板5上下移动。通过压板5将装药筒1内装填的炸药4、托盘2和间隔气囊3顶出到爆破孔27内。

装药筒1的内部设置有对压板5进行限位的限位结构。限位结构包括沿着装药筒1的长度方向设置的滑槽13，滑槽13位于装药筒1的内表面上。压板5上设置有与滑槽13相适配的滑块11，滑块11位于滑槽13内并沿着滑槽13滑动。滑槽13在装药筒1的内壁上至少设置有两个，滑槽13和滑块11有利于保持蜗杆6上下移动的稳定性。

爆破孔27的顶部设置有带动装药筒1在爆破孔27内移动的移动机构。移动机构包括支撑架28，支撑架28放置在爆破孔27的顶部边缘的岩石上。至少设置有两个支撑架28，支撑架28在爆破孔27的边缘均匀的设置，从而提高装药筒1移动的均匀性。支撑架28上设置有卷扬机29，卷扬机29通过牵引绳30与装药筒1上设置的吊耳14连接。支撑架28的顶部固定设置有对牵引绳30进行导向的滑轮。牵引绳30可以选用钢丝绳，强度高，耐磨性好。卷扬机29通过牵引绳30的收放，带动装药筒1在爆破孔27内移动。

装药筒1内可以根据需要设置多个间隔气囊3，间隔气囊3设有独立的充气管，间隔气囊3的充气管从过线孔一20、过线孔二25内伸出，通过充气管分别向间隔气囊3充气即可。

一种上述露天矿矿岩穿孔爆破装药装置的装药方法，包括以下步骤：

S1、拆下装药筒1的盖板10，从装药筒1的顶部装入位于底部的托盘2，将托盘2向下推动，在装药筒1内底部的托盘2上方装入计算好的炸药4量；托盘2的限位板23在弹簧21的作用下顶紧在装药筒1的内壁上，避免托盘2从装药筒1内轻易的滑出。

然后将未充气的间隔气囊3从装药筒1的顶部放入装药筒1内；再从装药筒1的顶部放入位于中间的托盘2，并装入炸药4。

炸药4内的导爆索以及间隔气囊3的充气管从过线孔一20和过线孔二25处向上引出到装药筒1的顶部，压板5上设置有使导爆索和充气管穿过的通孔，充气管从盖板10上的管孔处穿出与气泵连接。充气管和导爆索的长度要事先计算好，并折叠放置在过线孔一20或过线孔二25内，满足间隔气囊3膨胀后对充气管和导爆索长度的需要。

装填完成后，将盖板10固定在装药筒1的顶部。

S2、将装药筒1放入爆破孔27内，牵引绳30固定在装药筒1的吊耳14上，启动卷扬机29，牵引绳30伸长，在装药筒1自身重力作用下下放到爆破孔27的底部。

S3、启动电机，电机带动蜗轮7转动，蜗杆6带动压板5向下移动。同时卷扬机29反转，向上提升装药筒1。位于装药筒1底部的托盘2从装药筒1的底部开口滑出，托盘2上的顶板18在弹簧21的作用下弹出，依靠限位板23上的防滑纹17抵靠在爆破孔27的孔壁上，同时柔性连接部19展开，对炸药4进行支撑。随着装药筒1的提升，装药筒1内的炸药4在重力作用下落在托盘2上。

S4、在压板5的作用下将间隔气囊3从装药筒1内推出，电机停止，压板5停止运动，启动气泵，气泵通过充气管向间隔气囊3内充气，间隔气囊3膨胀，装药筒1持续上升。

S5、间隔气囊3充气完成后，电机启动，压板5推动中部的托盘2从装药筒1内脱出，中部的托盘2固定在爆破孔27的孔壁上。随着压板5的继续推动，装药筒1继续上升，炸药4落在中部的托盘2上；压板5继续下降对炸药4进行压实。

S6、炸药4装填完成后，将装药筒1从爆破孔27中取出。对爆破孔27的开口进行填塞封堵，进行爆破。

因此，本发明采用上述露天矿矿岩穿孔爆破装药装置及装药方法，能够解决现有的粉末状炸药不易定位，不方便装填的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：包括装药筒，装药筒的底部开口，顶部设置有可拆卸的盖板；装药筒的内部设置有盛放炸药的托盘，托盘的侧面上设置有顶紧机构；炸药与其上方的托盘之间设置有柔性的间隔气囊，间隔气囊的中心设置有贯穿的便于导爆索和充气管穿过的过线孔二，过线孔二上设置有便于向间隔气囊内部充气的进气口，进气口通过充气管与气泵连接；装药筒的上部设置有压板，盖板上设置有带动压板在装药筒内升降的升降机构；爆破孔的顶部设置有带动装药筒在爆破孔内移动的移动机构；

位于装药筒底部的托盘其底部设置有引导头，位于装药筒中部的托盘其中心设置有贯穿的便于导爆索和充气管穿过的过线孔一。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述顶紧机构包括弧形的顶板，托盘的侧面上设置有环形的安装槽，顶板滑动的设置在安装槽内，顶板与安装槽之间设置有弹簧；相邻的顶板之间通过柔性连接部连接。

3.根据权利要求2所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述顶板的端头上设置有限位板，限位板的侧面上设置有横向的锯齿形防滑纹；限位块的下部设置有向内倾斜的斜面。

4.根据权利要求3所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述间隔气囊的内部水平的设置有若干夹层，夹层将间隔气囊分割成若干个气室，每个气室上均设置有一个进气口，进气口处设置有单向阀，夹层的内部填充有毒气抑制剂；间隔气囊的底部为外凸的弧面结构。

5.根据权利要求4所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述升降机构包括蜗杆，蜗杆的底端与压板上表面设置的连接座连接，盖板上设置有使蜗杆穿过的通孔，盖板上设置有与蜗杆啮合的蜗轮，蜗杆与蜗轮的外部设置有防护箱，蜗杆的中心轴与电机连接。

6.根据权利要求5所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述防护箱上设置有使蜗杆穿过的通孔，通孔处设置有凸出防护箱的套筒。

7.根据权利要求6所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述装药筒的内部设置有对压板进行限位的限位结构，限位结构包括沿着装药筒的长度方向设置的滑槽，滑槽位于装药筒的内表面上，压板上设置有与滑槽相适配的滑块。

8.根据权利要求7所述的一种露天矿矿岩穿孔爆破装药装置，其特征在于：所述移动机构包括支撑架，支撑架放置在爆破孔的顶部边缘的岩石上，支撑架上设置有卷扬机，卷扬机通过牵引绳与装药筒上设置的吊耳连接，支撑架的顶部设置有对牵引绳进行导向的滑轮。

9.一种如权利要求8所述的露天矿矿岩穿孔爆破装药装置的装药方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、拆下装药筒的盖板，从装药筒的顶部装入位于底部的托盘，将托盘向下推动，在装药筒内底部的托盘上方装入炸药，然后将未充气的间隔气囊从装药筒的顶部放入装药筒内，再从装药筒的顶部放入位于中间的托盘，并装入炸药，炸药内的导爆索以及间隔气囊的充气管从过线孔一和过线孔二处向上引出到装药筒的顶部，充气管从盖板上的管孔处穿出与气泵连接；装填完成后，将盖板固定在装药筒的顶部；

S2、将装药筒放入爆破孔内，牵引绳固定在装药筒的吊耳上，启动卷扬机，牵引绳伸长，将装药筒下放到爆破孔的底部；

S3、启动电机，电机带动蜗轮转动，蜗杆带动压板向下移动；同时卷扬机反转，向上提升装药筒，位于装药筒底部的托盘从装药筒的底部滑出，托盘上的顶板在弹簧的作用下弹出，依靠限位板上的防滑纹抵靠在爆破孔的孔壁上，同时柔性连接部展开，对炸药进行支撑；随着装药筒的提升，装药筒内的炸药在重力作用下落在托盘上；

S4、在压板的作用下将间隔气囊从装药筒内推出，电机停止，启动气泵，气泵通过充气管向间隔气囊内充气，装药筒持续上升；

S5、间隔气囊充气完成后，电机启动，压板推动中部的托盘从装药筒内脱出，中部的托盘固定在爆破孔的孔壁上，随着压板的继续推动，装药筒继续上升，炸药落在中部的托盘上，压板继续下降对炸药进行压实；

S6、炸药装填完成后，将装药筒从爆破孔中取出；对爆破孔的开口进行填塞封堵，进行爆破。