CN203837604U - 一种井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，所述装药机构设置在井下巷道掘进时所挖设的炮孔中并且所述炮孔设置在井下巷道的全断面上，所述装药机构包括设置在炮孔孔底的空气柱、设置在炮孔孔口的堵塞物以及设置在空气柱和堵塞物之间的炸药。本实用新型采用全断面孔底空气间隔装药机构，使能量得到了有效、合理的利用，从而减少了炸药单耗，提高了爆破效果、降低了爆破岩石大块率，提高了巷道断面平整，并且爆堆得到了有效控制，爆堆整体位移落差在0.5～0.8m之间，具有广阔的推广前景。
Description
技术领域
本实用新型属于采矿建设技术领域，更具体地讲，涉及一种井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构。
背景技术
目前，在井下巷道的掘进施工中，装药主要是采用连续不耦合装药机构，其中，不耦合装药是指炸药与孔壁间有一定间隙的装药方式。采用上述装药方式通常会在孔口用一点炸药包装纸等稍微堵塞几厘米，且通常采用正向传爆，其中，正向传爆是指将起爆药包设置于柱状炸药的外端且靠近炮眼口，起爆药包雷管的底部朝向炮眼底的起爆方法。
但是，上述装药机构爆破后，孔底经常残留有炸药达每孔一卷之多，特别是在巷道开口处及交叉点处时，残留的炸药更是清晰可见，既浪费炸药又达不到最佳效果。特别是在周边孔，由于底部连续装药太长，使炮口周围容易过度破坏，造成巷道局部超挖、巷道周边不平整等问题。
鉴于目前这种状况，本实用新型考虑改变装药机构，以降低炸药成本并提高爆破效果。
实用新型内容
针对现有技术中的不足，本实用新型的目的在于解决上述技术问题的一个或多个。
本实用新型的目的在于提供一种降低炸药成本并提高爆破效果的装药机构。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，所述装药机构设置在井下巷道掘进时所挖设的炮孔中并且所述炮孔设置在井下巷道的全断面上，所述装药机构包括设置在炮孔孔底的空气柱、设置在炮孔孔口的堵塞物以及设置在空气柱和堵塞物之间的炸药。
根据本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的一个实施例，所述炸药包括普通药包和起爆药包，所述起爆药包靠近空气柱设置并且起爆药包的雷管聚能穴朝向炮孔孔口设置。
根据本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的一个实施例，所述起爆药包还包括导爆管，所述导爆管伸出炮孔并用于起爆。
根据本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的一个实施例，所述炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔。
根据本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的一个实施例，所述空气柱为PVC空气柱，所述空气柱的长度为20～30cm且直径为35～50cm。
根据本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的一个实施例，所述堵塞物为锚固剂。
本实用新型采用全断面孔底空气间隔装药机构，使能量得到了有效、合理的利用，从而减少了炸药单耗，提高了爆破效果、降低了爆破岩石大块率，提高了巷道断面平整，并且爆堆得到了有效控制，爆堆整体位移落差在0.5～0.8m之间，具有广阔的推广前景。
附图说明
图1是本实用新型示例性实施例的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的机构示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构。
本实用新型的思路在于采用全断面孔底空气间隔装药机构，并且在传爆方向方面采用反向传爆方式，孔口采用锚固剂进行封堵，从而实现改善爆破效果并降低炸药成本的目的。事实上，孔底空气间隔的装药机构在国内同行业中也有采用，但主要在周边孔实行孔底空气间隔装药机构进行光面爆破的较多，全断面孔底空气间隔装药机构在本行业或相关文献中并未见到。
本实用新型提供了一种井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，所述装药机构设置在井下巷道掘进时所挖设的炮孔中并且所述炮孔设置在井下巷道的全断面上。具体地，所述炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔。在钻炮孔时须严格按爆破设计的孔位进行掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔的施工，在钻孔时还应针对不同的巷道断面采用不同的钻孔设备，例如断面大的采用凿岩台车，断面太小的采用手持风钻等。
图1是本实用新型示例性实施例的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构的机构示意图。如图1所示，本实用新型的装药机构包括设置在炮孔孔底的空气柱3、设置在炮孔孔口的堵塞物1以及设置在空气柱3和堵塞物1之间的炸药2。
其中，上述空气柱3为PVC空气柱，空气柱的长度为20～30cm且直径为35～50cm。由于空气柱在爆破时包括以下几方面的作用：1、降低爆炸冲击波的峰值压力，减少炮孔周围岩石的过粉碎；2、岩石受到爆炸冲击波的作用后，还受到爆炸气体所形成的压力波和来自炮孔孔底的反射波作用，当这种二次应力波的压力超过岩石的极限破裂强度(表示裂隙进一步扩展所需的压力)时，岩石的微裂隙将得到进一步扩展；3、延长应力波的作用时间，冲击波作用于堵塞物或炮孔孔底后又返回到空气间隔中，由于应力波的多次作用，使应力场得到增强的同时，也延长了应力波在岩石中的作用时间(作用时间约增加2～5倍)，因此采用空气柱作为装药机构的间隔物，能够在增强爆破作用的同时减少炸药用量并降低成本。
其中，堵塞物1选用锚固剂。通常，装药机构所使用的堵塞物为水泡泥，但在施工现场制作水泡泥较麻烦、成本也高，锚固剂不仅价格低廉，而且堵塞操作方便，完全能够替代水泡泥作为堵塞物使用。
根据本实用新型的一个实施例，炸药2包括普通药包和起爆药包，并且在设置时，使起爆药包靠近空气柱3设置且起爆药包的雷管聚能穴朝向炮孔孔口，由此实现反向传爆。
其中，反向传爆具有以下几方面的好处：
第一，反向传爆可以增强爆破应力场。由于炸药是由炮孔孔底向炮孔孔口起爆的，在爆炸瞬间就迅速在围岩中产生冲击波的动应力场和膨胀波的静应力场，未爆的炸药起到类似炮泥的堵塞作用，这样不仅使炮孔孔底先爆区已形成的应力场迅速卸泄，而且接近孔口的前爆炸药产生的冲击波和膨胀波又连续加强了已经形成的应力场。如此，从炮孔孔口到炮孔孔底并在整个炮孔全长的周边岩石中形成了强大的动应力场和静应力场，必然显著提高爆破效果。
第二，反向传爆可以提高爆破冲击波的有效作用。当炸药从炮孔孔底向炮孔孔口以一定速度传播时，在围岩中由于爆破冲击作用产生的压缩应力波也以一定速度向外扩展。当这种压缩应力波传播到自由面时即受到反射而变成拉伸应力波，只有在这种拉伸应力波强度超过岩石的抗拉强度时，岩石才被破坏而形成漏斗式破碎区，也只有当压缩应力波较强时，才能形成较强的拉伸应力波，反向爆破不能在什么情况下都有利于形成直接指向自由面的高压应力波。当爆速超过应力波速时，各段炸药由内向外连续爆炸，在围岩中形成的压缩应力波将叠加形成一个尖劈状高压应力波峰指向自由面，从而产生极大的爆破冲击波。
第三，反向传爆不仅能够增大爆生气体的膨胀压力，而且能够延长作用时间，从而增大爆破范围和抛碴距离。
第四，反向传爆毫秒延期爆破时，炮孔不易发生切割，炸药也无法抛出炮孔外爆炸，从而可以提高爆破效率并降低炸药消耗。
正因为以上多方面的效果，本实用新型优选地采用反向传爆的方式进行装药结构的设置和爆破。
并且，起爆药包还包括导爆管(未示出)，导爆管伸出炮孔并用于起爆。其中，空气柱长度、各炮孔的装药量及起爆顺序须按爆破设计进行，本实用新型不进行具体限定。
下面通过示例具体说明本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构及其实施方式。
以所承建的露天转地下1000m车场工程为例进行说明：
一、施工工艺流程
施工准备→测量放样→钻孔→安放PVC空气柱→装起爆药包→装普通药包→锚固剂封堵→联接导爆管→起爆。
二、操作细节和要点
钻孔时必须严格按爆破设计的孔位进行掏槽孔、辅助孔、周边孔的施工，空气柱长度、各炮孔的装药量及起爆顺序严格按爆破设计进行。
1、钻孔
针对不同的巷道断面采用不同的钻孔设备，即断面大的采用凿岩台车，断面太小的采用手持风钻。
2、装药连线
1)采用人工装药方式，选择2号岩石炸药并选用φ32mm的药卷。
2)炮孔验收的主要内容：检查炮孔深度和孔网参数；复核各炮孔的抵抗线；查看孔中含水情况。
3)确认炮孔合格后，进行装药。掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔均采用孔底空气间隔柱装药机构，即首先安放φ35mm的PVC管空气柱至炮孔孔底，然后掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔均采用反向起爆方法，即在安放空气柱之后安装起爆药包并使起爆药包雷管的聚能穴朝向炮孔孔口，最后在炮孔孔口采用锚固剂封堵。其中，在装药过程中，当放入起爆药包后，要接着放入一、两个普通药包，再用炮棒棍轻轻压紧，不可用猛力去捣实起爆药包，防止早爆事故或将导爆管拉伤或拉断造成拒爆。另外，在干燥的炮孔内装药时，可将药卷的包皮用小刀划开少许裂缝，装入炮孔后，在放入起爆药包之前，用木制炮棍压紧，以增加炮孔的装药密度；在有水或潮湿的炮孔中，不能采用这种方法，以免破裂的药包受潮。
5)起爆网路采用簇并联网路，即将各炮孔中的起爆雷管的导爆管汇集在一起，利用一发雷管先引发一束导爆管，此束导爆管再引发下一束导爆管，这样一级一级传下去。此外，掏槽孔除空眼外，有几个槽眼就分几段，辅助孔根据布孔层次，有几层则分几段，周边孔为一个段位，底板孔为一个段位。其中，分段指的是起爆雷管的段位。
本示例最终获得了良好的爆破效果，并且炸药使用量显著下降。
本实用新型能够节省炸药、降低单耗、碎块块度均匀且大块率降低，提高了铲运率且加快了施工进度、巷道周边整齐，有利于控制边界、减少根底，提高了爆破效果。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本实用新型的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (6)
1.一种井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，其特征在于，所述装药机构设置在井下巷道掘进时所挖设的炮孔中并且所述炮孔设置在井下巷道的全断面上，所述装药机构包括设置在炮孔孔底的空气柱、设置在炮孔孔口的堵塞物以及设置在空气柱和堵塞物之间的炸药。
2.根据权利要求1所述的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，其特征在于，所述炸药包括普通药包和起爆药包，所述起爆药包靠近空气柱设置并且起爆药包的雷管聚能穴朝向炮孔孔口设置。
3.根据权利要求2所述的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，其特征在于，所述起爆药包还包括导爆管，所述导爆管伸出炮孔并用于起爆。
4.根据权利要求1所述的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，其特征在于，所述炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔。
5.根据权利要求1所述的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，其特征在于，所述空气柱为PVC空气柱，所述空气柱的长度为20～30cm且直径为35～50cm。
6.根据权利要求1所述的井下巷道掘进全断面孔底空气间隔装药机构，其特征在于，所述堵塞物为锚固剂。
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