CN117308721A - 一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，涉及露天矿爆破技术领域，该具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，包括回填机构，回填机构的上方固定连接有电机，电机与管理系统可控连接，管理系统与探测头可控连接，管理系统与压实设备可控连接，回填机构的上方设置有用于控制岩粉及炸药剂量分段回填的控制机构，回填机构的内部设置有用于筛选岩粉的筛选机构，该装备每段炮孔进行精确的装药和填充岩粉，可以实现更精准的爆破效果，实现更好的岩石破碎和矿石解离，提高开采效率和回收率，降低能源和爆炸药物的消耗，另外通过精确控制装药量能够确保施工过程的安全性，减少人员伤亡和财产损失的风险。

Description

一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备

技术领域

本发明涉及露天矿爆破技术领域，具体为一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备。

背景技术

炮孔是在进行爆破作业时钻探在岩石或土壤中的一个孔洞，炮孔通常由专业的爆破工程师或爆破施工队使用钻探设备如钻机、钻探车等进行钻探作业而成，炮孔可以有不同的直径和深度，具体根据爆破设计和现场要求来确定，其位置和布置也是根据爆破设计和爆破工程需要进行规划和布置的，它的主要作用是为爆破药材的装填和爆炸提供空间和位置，在爆破作业中，炸药会被装填到炮孔中，然后进行适当的装药和回填工作，炮孔的深度和位置的选择可以影响爆破效果和安全性。

炮孔分段装药是指将爆炸药分成多个段落，每个段落的装药量可以根据需要进行调整，这样可以根据地质结构和矿石的特点，对不同段落的炮孔采取不同的装药量，以实现最佳的爆破效果，岩粉分级回填是指将岩石爆破后产生的碎石、岩粉等杂质进行分级处理，并回填到矿坑中，这样可以将原本会成为废弃物的碎石和岩粉重新利用，达到节约资源和保护环境的目的。

在对炮孔进行分段装药及岩粉分级回填可能会出现以下问题；

其一：由于露天矿在进行爆破时所面对的地质岩层是复杂多变的，即便在同一矿区，相邻炮孔所面临的地质岩层也不尽相同（炸药在爆破时具有欺软怕硬的表现，即爆破能量会先往地质松软的区域蔓延），在爆破前没有根据岩层差异对炮孔内部进行装药及岩粉回填，在爆破过程中可能导致破碎效果不理想，无法满足矿石粒度要求，影响后续的矿石处理流程和开采效益，如果爆破效果不佳，可能需要额外的爆破作业和材料投入来弥补，这会导致能源和成本的浪费，爆破效果不佳可能导致安全风险增加，如岩层残留、爆炸物回弹等问题，给施工人员和设备带来潜在的危险。

其二：目前对于炮孔的回填作业都是炸药装入炮孔后，直接将岩粉使用工具拨入炮孔内，然后不断测量岩粉回填段的高度，达到预定高度后，继续装入炸药，这种方法需要不断测量岩粉回填段的高度，并根据测量结果进行调整，因此工作效率相对较低，尤其对于大规模的爆破作业来说，时间成本较高，分段装药作业时存在人为误差，进而影响到回填段位置和高度的准确性，炮孔内岩屑充填物摩擦力不足还会导致能量利用率低的问题。

因此，本发明提出一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，以弥补和改善现有技术的欠缺之处。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，解决了上述背景技术中提出的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，包括回填机构、管理系统、探测头、压实设备，所述回填机构的上方固定连接有电机，所述电机与管理系统可控连接，所述管理系统与探测头可控连接，所述管理系统与压实设备可控连接，所述回填机构的上方设置有用于控制岩粉及炸药剂量分段回填的控制机构，所述回填机构的内部设置有用于筛选岩粉的筛选机构；

所述控制机构包括用于控制岩粉及炸药进入炮孔剂量的控制组件，以及用于给控制组件提供动力的动力组件一；

所述筛选机构包括用于筛选岩粉的筛选组件，以及用于给筛选组件提供动力的动力组件二；

所述回填机构包括壳体，所述壳体的内部开设有岩粉槽，所述壳体的上方对应岩粉槽的部分开设有岩粉进料口，所述壳体的内部开设有药槽，所述壳体靠近药槽的一侧连通有进药管，所述壳体的正下方固定连通有出料管，所述岩粉槽和出料管之间贯穿开设有出料口一，所述药槽和出料管之间贯穿开设有出料口二；

所述动力组件一包括固定连接于电机输出轴端的单齿盘，所述壳体的上表面转动连接有齿轮，所述齿轮与单齿盘啮合，所述齿轮的下方固定连接有凸轴一；

所述控制组件包括转动连接于岩粉槽和药槽之间的转轴，所述转轴靠近齿轮的一端固定连接有转盘，所述转盘的表面有以转盘的中心线为轴呈对称贯穿开设的弧形槽，所述弧形槽可实现与凸轴一滑动配合，所述壳体和出料管之间转动连接有挡板，所述挡板表面贯穿开设有输送孔；

所述动力组件二包括固定连接于单齿盘上方的辅助板，所述辅助板的下方固定连接有凸块，所述壳体的内部滑动连接有滑柱，所述滑柱的顶端延伸至壳体上方，所述滑柱的底端延伸至岩粉槽内部，所述滑柱可实现向下顶推凸块；

所述筛选组件包括滑动连接于岩粉槽内部的滤板，所述岩粉槽的底壁均匀固定连接有弹簧，所述弹簧以岩粉槽的中心线为轴呈圆周阵列分布，所述弹簧远离岩粉槽底壁的一端固定连接有顶板，所述顶板与滤板贴合，所述壳体靠近岩粉槽的一侧滑动连接有滑板，且滑板靠近岩粉槽的一侧延伸至岩粉槽内部，所述滑板的上方固定连接有凸轴二，所述凸轴二可实现与滤板插接。

优选的，所述输送孔和出料口二开设的内径尺寸相同。

优选的，所述滑柱的底端延伸至岩粉槽内部，且与滑板的上表面贴合。

（三）有益效果

本发明所提供的具备炮孔分段装药及岩粉分级回填专用装备，具备以下有益效果：

1、通过在岩粉槽和药槽之间设置的转轴，在使用时，转轴带动挡板转动，根据岩层差异，和炸药在爆破时具有欺软怕硬的表现（即爆破能量会先往地质松软的区域蔓延），因此将炸药及岩粉分段输送进炮孔内部的硬质岩层区域，可以使爆炸能量充分集中在所需的区域，实现更好的岩石破碎和矿石解离效果，提高爆破效果，逐段充填炮孔，减少爆破能量的传播范围，有助于减少地面振动和噪音的产生，降低对周边环境和建筑物的影响，提高爆破作业的安全性。

2、通过将管理系统与电机连接，在使用时，管理系统根据探测头传输的数据控制电机输出轴端的转速，精确控制每段炮孔进入的炸药及岩粉的剂量，根据地质结构和矿石的特点，对每段炮孔进行精确的装药和填充岩粉，可以实现更精准的爆破效果，实现更好的岩石破碎和矿石解离，提高开采效率和回收率，同时还可以避免炸药的浪费，降低能源和爆炸药物的消耗，减少对周边环境的影响，另外通过精确控制装药量能够确保施工过程的安全性，避免爆破事故的发生，减少人员伤亡和财产损失的风险。

3、通过在岩粉槽内部设置的滤板，在使用时，对岩粉进行筛选，能够让细腻的岩粉先进入炮孔，粗糙的岩粉后进入炮孔，将细腻的岩粉放置在炮孔底部可以实现更好的爆破效果，由于细腻的岩粉具有较高的密实性和包裹性，可以有效地填充和填实炮孔底部的空隙，提高炸药能量的传递效率，增强岩石的破碎和解离能力，因为粗糙的岩粉颗粒之间存在较多的间隙和空隙，当爆炸能量释放时，这些间隙会形成挤压效应，增加炸孔周围岩石的应力集中，促进破碎和解离，另外由于粗糙的岩粉颗粒相对较大且不稳定，所以将粗糙的岩粉放置在炮孔上方阻挡、吸收和分散爆炸的能量，降低飞溅风险，起到一定的遮挡作用，减少爆炸碎片飞出范围。

4、通过输送孔从出料口一处转动至出料口二处间隙，管理系统控制压实设备对炮孔内的岩粉进行压实处理，合适的压实控制可以帮助岩粉在炮孔中均匀分布，消除空隙和空气，提高岩粉的密实度，从而有效地传递爆能和压力，同时，压实还可以增加岩粉的稳定性，降低其在爆破过程中的运动和堆积不均的可能性，松散的岩粉在爆破时还可能引起飞石飞溅、不稳定的炮孔塌陷等安全隐患。

附图说明

图1为本发明主体结构示意图；

图2为本发明主体剖切结构示意图；

图3为本发明回填机构顶部结构示意图；

图4为本发明图3中A的放大结构示意图；

图5为本发明动力组件一结构示意图；

图6为本发明图5中B的放大结构示意图；

图7为本发明筛选组件剖切结构示意图；

图8为本发明筛选组件仰视立体结构示意图；

图9为本发明图8中C的放大结构示意图。

图中的标号分别代表：

1、回填机构；11、壳体；12、岩粉槽；13、岩粉进料口；14、药槽；15、进药管；16、出料管；17、出料口一；18、出料口二；

2、电机；

3、控制机构；31、动力组件一；311、单齿盘；312、齿轮；313、凸轴一；32、控制组件；321、转轴；322、转盘；323、挡板；324、输送孔；325、弧形槽；

4、筛选机构；41、动力组件二；411、辅助板；412、凸块；413、滑柱；42、筛选组件；421、滤板；422、弹簧；423、顶板；424、滑板；425、凸轴二。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

参考图1至图9，依本发明一较佳实施例的一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备将在以下被详细地阐述，一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，包括回填机构1、管理系统、探测头、压实设备，回填机构1的上方固定连接有电机2，电机2与管理系统可控连接；

其中：管理系统根据探测头传输的数据控制电机2输出轴端的转速，精确控制每段炮孔进入的炸药及岩粉的剂量，实现更精准的爆破效果；

管理系统与探测头可控连接，管理系统与压实设备可控连接，压实设备对炮孔内的岩粉进行压实处理，提高岩粉的密实度，从而有效地传递爆能和压力，回填机构1的上方设置有用于控制岩粉及炸药剂量分段回填的控制机构3，回填机构1的内部设置有用于筛选岩粉的筛选机构4；

控制机构3包括用于控制岩粉及炸药进入炮孔剂量的控制组件32，以及用于给控制组件32提供动力的动力组件一31；

筛选机构4包括用于筛选岩粉的筛选组件42，以及用于给筛选组件42提供动力的动力组件二41；

回填机构1包括壳体11，壳体11的内部开设有岩粉槽12，壳体11的上方对应岩粉槽12的部分开设有岩粉进料口13，壳体11的内部开设有药槽14，壳体11靠近药槽14的一侧连通有进药管15，壳体11的正下方固定连接有出料管16，岩粉槽12和出料管16之间贯穿开设有出料口一17，药槽14和出料管16之间贯穿开设有出料口二18，出料口一17、出料口二18处的高度均低于四周的高度；

动力组件一31包括固定连接于电机2输出轴端的单齿盘311，壳体11的上表面转动连接有齿轮312，齿轮312与单齿盘311啮合，齿轮312的下方固定连接有凸轴一313；

控制组件32包括转动连接于岩粉槽12和药槽14之间的转轴321，转轴321靠近齿轮312的一端固定连接有转盘322，转盘322的表面有以转盘322的中心线为轴呈对称贯穿开设的弧形槽325，弧形槽325可实现与凸轴一313滑动配合，通过凸轴一313与弧形槽325啮合，使得齿轮312带动转盘322转动，壳体11和出料管16之间转动连接有挡板323，挡板323表面贯穿开设有输送孔324；

动力组件二41包括固定连接于单齿盘311上方的辅助板411，辅助板411的下方固定连接有凸块412，壳体11的内部滑动连接有滑柱413，滑柱413的顶端延伸至壳体11上方，滑柱413的底端延伸至岩粉槽12内部，滑柱413的顶端高于凸块412的最下方，当凸块412转动至滑柱413处时，凸块412可实现向下顶推滑柱413；

筛选组件42包括滑动连接于岩粉槽12内部的滤板421，岩粉槽12的底壁均匀固定连接有弹簧422，弹簧422以岩粉槽12的中心线为轴呈圆周阵列分布，弹簧422远离岩粉槽12底壁的一端固定连接有顶板423，顶板423与滤板421贴合，壳体11靠近岩粉槽12的一侧滑动连接有滑板424，且滑板424靠近岩粉槽12的一侧延伸至岩粉槽12内部，滑板424的上方固定连接有凸轴二425，凸轴二425可实现与滤板421插接。

输送孔324和出料口二18开设的内径尺寸相同，使得较为粗糙的岩粉也可以通过输送孔324经由出料管16输送进炮孔内部。

滑柱413的底端延伸至岩粉槽12内部，且与滤板421的上表面贴合，滑柱413向下顶推滤板421，间接使得弹簧422带动滤板421振动，滤板421在振动时对岩粉进行筛选。

以下为上述实施例的全部工作过程及工作原理：

在使用回填专用装备前，首先需要进行爆破设计，确定所需的爆破参数和炮孔布置方案，然后使用探测头对炮孔内部进行探测，并将探测的数据传输给管理系统。

在使用该装备时，首先，将所需回填的岩粉通过输送带输送至岩粉进料口13处，经由岩粉进料口13进入岩粉槽12内部，打开电机2的开关，电机2带动辅助板411转动，辅助板411在转动时带动下方固定连接的凸块412转动，由于凸块412的最低点低于滑柱413的最高点，所以当凸块412转动至滑柱413处时，凸块412顶推滑柱413向下运动，滑柱413向下运动时，顶推下方的滤板421向下移动，滤板421向下移动时，通过下方的顶板423向下压缩弹簧422，当凸块412不再向下顶推滑柱413时，弹簧422的回弹力通过顶板423顶推滤板421向上运动，弹簧422在压缩回弹后其弹性势能转化为运动的动能，由于弹簧422内分子的相互作用力发生变化，弹簧422内部产生的力不再平衡，导致弹簧422产生振动，弹簧422的振动通过固定连接的顶板423传输给滤板421，滤板421在振动时将上方岩粉中细腻的部分过滤至滤板421下方，由于出料口一17处的高度低于四周的高度，因此过滤至滤板421下方后通过输送孔324与出料口一17的重叠处转移至出料管16内部，之后细腻的岩粉经由出料管16被输送至炮孔底部，将细腻的岩粉放置在炮孔底部可以实现更好的爆破效果，由于细腻的岩粉具有较高的密实性和包裹性，可以有效地填充和填实炮孔底部的空隙，提高炸药能量的传递效率，增强岩石的破碎和解离能力。

同时，电机2通过单齿盘311带动齿轮312间歇顺时针旋转，齿轮312在转动时带动下方固定连接的凸轴一313顺时针转动，当凸轴一313转动至与转盘322表面开设的弧形槽325啮合时，凸轴一313带动转盘322顺时针转动，转盘322在转动时通过下方固定连接的转轴321带动挡板323顺时针转动，当挡板323在转动时带动上方开设的输送孔324顺时针转动，当输送孔324顺时针转动至不与出料口一17重合时，岩粉槽12内部的岩粉不再通过输送孔324被输送至出料管16内部，此时，管理系统控制压实设备对被输送至炮孔内部的岩粉进行压实处理，合适的压实控制可以帮助岩粉在炮孔中均匀分布，消除空隙和空气，提高岩粉的密实度，从而有效地传递爆能和压力，同时，压实还可以增加岩粉的稳定性，降低其在爆破过程中的运动和堆积不均的可能性，松散的岩粉在爆破时还可能引起飞石飞溅、不稳定的炮孔塌陷等安全隐患。

接着，将炸药通过进药管15输送至药槽14内部，当转轴321通过挡板323带动输送孔324顺时针转动至与出料口二18重叠时，药槽14内部的炸药通过出料口二18与输送孔324重叠的部分经由出料管16被输送至炮孔内部，因为管理系统根据探测头探测的数据进行控制电机2输出轴端的转速，因此电机2通过带动单齿盘311的转速不同，间接使得炮孔内每段进入的炸药和岩粉剂量不同，进而使得每段炮孔内进入的炸药及岩粉的剂量能够精确控制，根据地质结构和矿石的特点，对每段炮孔进行精确的装药和填充岩粉，可以实现更精准的爆破效果，实现更好的岩石破碎和矿石解离，提高开采效率和回收率，同时还可以避免炸药的浪费，降低能源和爆炸药物的消耗，减少对周边环境的影响，另外通过精确控制装药量能够确保施工过程的安全性，避免爆破事故的发生，减少人员伤亡和财产损失的风险。

然后，需要对炮孔上方进行岩粉回填时，操作者通过将滑板424向远离壳体11的方向拉出，在拉动滑板424时，滑板424上方固定连接的凸轴二425带动滤板421从壳体11的一侧向远离壳体11的方向移动，将滤板421从岩粉槽12一侧向远离壳体11的方向拉扯出时，此时滤板421上方较为粗糙的岩粉由于没有滤板421的遮挡，向下移动至岩粉槽12的底部，之后通过出料口一17与输送孔324处经由出料管16被输送至炮孔内部，因为粗糙的岩粉颗粒之间存在较多的间隙和空隙，当爆炸能量释放时，这些间隙会形成挤压效应，增加炸孔周围岩石的应力集中，促进破碎和解离，另外由于粗糙的岩粉颗粒相对较大且不稳定，所以将粗糙的岩粉放置在炮孔上方阻挡、吸收和分散爆炸的能量，降低飞溅风险，起到一定的遮挡作用，减少爆炸碎片飞出范围。

最后，检查炮孔内炸药和岩粉装载情况，清理工作区域，确保无杂物、无人员，根据爆破作业的安全要求，采取必要的安全措施，如设置警示标识、撤离工作人员等。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，包括回填机构（1）、管理系统、探测头、压实设备，所述回填机构（1）的上方固定连接有电机（2），所述电机（2）与管理系统可控连接，所述管理系统与探测头可控连接，所述管理系统与压实设备可控连接，其特征在于，所述回填机构（1）的上方设置有用于控制岩粉及炸药剂量分段回填的控制机构（3），所述回填机构（1）的内部设置有用于筛选岩粉的筛选机构（4）；

所述控制机构（3）包括用于控制岩粉及炸药进入炮孔剂量的控制组件（32），以及用于给控制组件（32）提供动力的动力组件一（31）；

所述筛选机构（4）包括用于筛选岩粉的筛选组件（42），以及用于给筛选组件（42）提供动力的动力组件二（41）；

所述回填机构（1）包括壳体（11），所述壳体（11）的内部开设有岩粉槽（12），所述壳体（11）的上方对应岩粉槽（12）的部分开设有岩粉进料口（13），所述壳体（11）的内部开设有药槽（14），所述壳体（11）靠近药槽（14）的一侧连通有进药管（15），所述壳体（11）的正下方固定连通有出料管（16），所述岩粉槽（12）和出料管（16）之间贯穿开设有出料口一（17），所述药槽（14）和出料管（16）之间贯穿开设有出料口二（18）；

所述动力组件一（31）包括固定连接于电机（2）输出轴端的单齿盘（311），所述壳体（11）的上表面转动连接有齿轮（312），所述齿轮（312）与单齿盘（311）啮合，所述齿轮（312）的下方固定连接有凸轴一（313）；

所述控制组件（32）包括转动连接于岩粉槽（12）和药槽（14）之间的转轴（321），所述转轴（321）靠近齿轮（312）的一端固定连接有转盘（322），所述转盘（322）的表面有以转盘（322）的中心线为轴呈对称贯穿开设的弧形槽（325），所述弧形槽（325）可实现与凸轴一（313）滑动配合，所述壳体（11）和出料管（16）之间转动连接有挡板（323），所述挡板（323）表面贯穿开设有输送孔（324）；

所述动力组件二（41）包括固定连接于单齿盘（311）上方的辅助板（411），所述辅助板（411）的下方固定连接有凸块（412），所述壳体（11）的内部滑动连接有滑柱（413），所述滑柱（413）的顶端延伸至壳体（11）上方，所述滑柱（413）的底端延伸至岩粉槽（12）内部，所述滑柱（413）可实现向下顶推凸块（412）；

所述筛选组件（42）包括滑动连接于岩粉槽（12）内部的滤板（421），所述岩粉槽（12）的底壁均匀固定连接有弹簧（422），所述弹簧（422）以岩粉槽（12）的中心线为轴呈圆周阵列分布，所述弹簧（422）远离岩粉槽（12）底壁的一端固定连接有顶板（423），所述顶板（423）与滤板（421）贴合，所述壳体（11）靠近岩粉槽（12）的一侧滑动连接有滑板（424），且滑板（424）靠近岩粉槽（12）的一侧延伸至岩粉槽（12）内部，所述滑板（424）的上方固定连接有凸轴二（425），所述凸轴二（425）可实现与滤板（421）插接。

2.根据权利要求1所述的一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，其特征在于：所述输送孔（324）和出料口二（18）开设的内径尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的一种具备炮孔分段装药及岩粉分级回填功能的专用装备，其特征在于：所述滑柱（413）的底端延伸至岩粉槽（12）内部，且与滑板（424）的上表面贴合。