CN204514208U - 抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工程爆破炮眼堵塞技术领域，为解决现有炮眼堵塞存在的应用不理想、能力利用不合理等诸多缺陷，提供了一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器。包括自炮眼底到炮眼口依次设置的圆形堵塞头、若干胀裂锚固装置和水炮泥，圆形堵塞头与胀裂锚固装置螺纹连接，各胀裂锚固装置依次连接，水炮泥设置于胀裂锚固装置内部；胀裂锚固装置为内部设有钢质抓爪结构和拉绳的胀裂筒。本实用新型克服现有炮眼堵塞存在的诸多弊端、利用爆生气体压力实现瞬时高强度闭锁、堵塞速度快、爆破效果好、矿尘污染少、成本低廉、适应性强，尤其是在有水或倾斜向上炮眼中应用更为方便，可根据炮眼深度和炸药用量选择胀裂锚固装置的个数。

Description

抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器

技术领域

本实用新型属于工程爆破炮眼堵塞技术领域，具体涉及一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器。

背景技术

20世纪80年代起，国内外开始重视炮孔填塞问题，并开展了填塞作用机理、填塞材料、填塞长度等一系列的研究。研究表明：合理的填塞可以提高炮孔中爆生气体压强和延长爆生气体压力的作用时间；促进炸药充分反应，使之释放出最大的能量，产生最少的有毒气体；阻止爆生气体的自由逸出，减少爆炸能量、爆生气体压力的损失，提高炸药的热效率，提高炸药的做功能力；阻止炽热固体颗粒外射和爆炸火焰外喷，有效防止瓦斯与煤尘的爆炸；有效调节爆炸能量的合理分配，增加破岩的有效功，降低引起空气冲击波、飞石、岩体振动等的无用功。

概括起来，目前应用于炮眼堵塞方面的堵塞物有炮泥类和炮泥塞类两大类。

一、炮泥类

（1）粘土砂炮泥

在爆破施工中，粘土炮泥具有可塑性好，成本低廉等优点，得到了现场的广泛认可。但是在长期的应用中，还存在许多问题：如炮泥供应不便，装填工序繁多，工人劳动强度大，作业时间长，封堵质量难以控制，易出现“打枪”（尤其是炮眼中有水时）或者炸药拒爆现象；与煤混合后会影响煤的品质；对材料的类型和粒度要求较高，粒度过大易产生飞石；爆破后块度较大等问题。

由于上述原因，工人们为了减少劳动强度，节约工时，常常采用无可塑性的岩块、煤块、煤粉或药卷纸作为炮眼堵塞以代替“炮泥”；或者干脆不封泥，采用大药量的方法来弥补炮眼堵塞的不足，其结果是造成炸药量严重浪费、围岩严重受损、断面成形差、大块岩石率高、爆堆集中度差、事故率高等严重后果。

（2）胶体材料炮泥

在减少有害气体、降低尘灰等方面优于固体材料。但由于凝结硬化速度慢、成本高、凝化过程中放热量高、结构复杂等问题，未能得到推广应用。

（3）液体或气体堵塞

水或空气填入炮孔后实现不耦合装药，可削弱爆压峰值，延长爆生气体作用时间，提高炸药爆炸的能量利用率，且水还能降温、降尘、减震、减少有害气体的产生，因此广泛应用于地面爆破中。水炮泥和空气炮泥密度小、强度低、与炮孔壁的摩擦弱，虽号称炮泥，但实际上不能堵住炸药爆炸的最初冲击，起不到堵塞炮孔的作用，使用时必须在炮眼口填塞一定长度的土、砂或者其它堵塞物。

二、炮泥塞类

（1）底锥形炮泥塞

底锥形炮泥塞的特点是底部有一定锥度，这类炮泥塞一般由塑料制成，具有适应性强、使用方便、成本低等优点，但不能单独使用，塞入后需再加炮泥。

（2）楔形炮泥塞

楔形膨胀组合是最常见的一种炮泥塞结构，可以由塑料、木材或陶瓷等制成，试验证明现有的这类炮泥塞在没有预压或无炮泥再封口时，楔形炮泥塞作用甚微；有预压或有炮泥再封口时，作用效果明显。

（3）膨胀螺丝形炮泥塞

膨胀螺丝形炮泥塞也用到楔形膨胀组合的原理，这类炮泥塞的堵塞可靠度比楔形炮泥塞有所提高，可单独使用，但堵塞率不高，与粘土砂炮泥相比，效果较差。

发明内容

本实用新型为了解决现有炮眼堵塞存在的应用不理想、能力利用不合理等诸多缺陷，提供了一种堵塞速度快、爆破效果好、矿尘污染少、成本低廉、适应性强的抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，包括自炮眼底到炮眼口依次设置的圆形堵塞头、若干胀裂锚固装置和水炮泥，圆形堵塞头与胀裂锚固装置螺纹连接，各胀裂锚固装置依次连接，水炮泥设置于胀裂锚固装置内部；所述胀裂锚固装置为内部设有钢质抓爪结构和拉绳的胀裂筒。

所述胀裂筒自内而外开通一条贯穿全长的开缝，钢质抓爪结构由两个八字形钢条沿轴向方向呈40°夹角，沿纵向方向呈90°夹角叠压而成，八字形钢条自由端穿出胀裂筒与炮眼壁接触，拉绳系在钢质抓爪结构的叠压处。

所述的圆形堵塞头朝向炮眼底部的一端为半球体状，另一端为圆台型。

所述胀裂筒与圆形堵塞头相连的部分为圆柱形，另一端为圆锥形，内锥角为5°。所述开缝宽为3mm。

所述圆形堵塞头、胀裂锚固装置和水炮泥袋为低密度聚乙烯制作而成，水炮泥袋厚度为1mm，内部装有添加降尘剂、消焰剂、吸毒剂的活性剂型水炮泥。

圆形堵塞头是由低密度聚乙烯加工制作而成，具有可阻燃抗静电的特点，将抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器塞入炮眼口后，通过拉绳为其提供初始闭锁。水炮泥袋是由低密度聚乙烯加工制作而成，厚度1mm，内部装有活性剂型水泡泥，添加了降尘剂、消焰剂、吸毒剂，能有效降低矿尘，减少有害气体。水炮泥本身较软，类似袋装汽水，将其尺寸沿纵向缩小一半，进入胀裂筒内部。当药卷装入炮眼之后，将组合堵塞器塞入炮眼口，通过拽拉拉绳使两个八字形钢条插入到炮眼壁一定深度，具有一定的阻抗力，从而实现初始闭锁。胀裂筒自内而外开设一条贯穿全长的开缝，在爆生气体压力的作用下，组合堵塞器向炮眼口运动，在运动的过程中可以实现胀裂，与炮眼壁充分接触，增大摩擦阻力，提高堵塞效果。

本实用新型的设计原理：

1）首次采用钢质抓爪式结构作为锚固装置，在爆生气体压力作用下实现瞬时高强度闭锁；

2）采用爆生气体压力作为堵塞器胀裂闭锁的源动力，实现合理借力，减少工人劳动强度；

3）利用爆炸冲击波在不同介质中传播的反射原理，采用圆形堵塞头实现炸药能量的合理利用与再分配；

4）堵塞器可根据炮眼深度和炸药用量选择胀裂锚固装置的个数。

本实用新型具有如下有益效果：操作简单、堵塞速度快、堵塞效果好；运输安装方便、劳动强度较小；工艺简单、成本低廉；能够降低单位炸药消耗量，减少有毒有害物质；能够有效阻止火焰喷射、炽热颗粒的飞出，降低瓦斯爆炸概率。适应广泛，能够在有水或倾斜向上炮眼中较好地应用；能够适应任何角度的炮眼使用（向上、向下、倾斜、水平炮眼）；根据炮眼深度和炸药用量选择胀裂锚固装置的个数。采用钢质抓住式结构作为锚固装置，在爆生气体压力作用下实现瞬时高强度闭锁。采用爆生气体压力作为堵塞器胀裂闭锁的源动力，实现合理借力，减少工人劳动强度。利用爆炸冲击波在不同介质中传播的反射原理，采用圆形堵塞头实现炸药能量的合理利用与再分配。

克服了现有炮眼堵塞存在的诸多弊端、利用爆生气体压力实现瞬时高强度闭锁、堵塞速度快、爆破效果好、矿尘污染少、成本低廉、适应性强，尤其是在有水或倾斜向上炮眼中应用更为方便，可根据炮眼深度和炸药用量选择胀裂锚固装置的个数。

附图说明

图1为本实用新型抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器结构示意图；图2为胀裂锚固装置结构示意图，图3为图2的A向剖视图。

图中：1-圆形堵塞头；2-胀裂锚固装置；3-水炮泥；4-胀裂筒；5-钢质抓爪结构；6-外螺纹；7-内螺纹；8-开缝；9-拉绳。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如图1、2、3所示，一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，包括自炮眼底到炮眼口依次设置的圆形堵塞头1、若干胀裂锚固装置2和水炮泥3，圆形堵塞头1与胀裂锚固装置2通过外螺纹6以及内螺纹7连接，各胀裂锚固装置2依次连接，水炮泥3设置于胀裂锚固装置2内部；胀裂锚固装置2为内部设有钢质抓爪结构5和拉绳9的胀裂筒4。

所述胀裂筒4自内而外开设一条贯穿全长的开缝8，钢质抓爪结构5由两个八字形钢条沿轴向方向呈40°夹角，沿纵向方向呈90°夹角叠压而成，钢条通过胀裂筒4的开孔露出外面与炮眼壁接触，拉绳9系在钢质抓爪结构5的叠压处。

圆形堵塞头1朝向炮眼底部的一端为半球体状，直径40mm，另一端为圆台型，外直径为33mm，母线为40mm。胀裂筒4与圆形堵塞头1相连部分为圆柱形，柱长50mm，直径40mm，另一端为圆锥形，锥长30.5mm，内锥角为5°，直径31mm。开缝8宽为3mm，钢条直径为2mm。

圆形堵塞头1、胀裂锚固装置2和水炮泥3袋由低密度聚乙烯加工制作而成，水炮泥3袋厚度为1mm，内部装有添加降尘剂、消焰剂、吸毒剂的活性剂型水炮泥。

根据炮眼深度和炸药用量选择3个胀裂锚固装置，使用前，将圆形堵塞头1与3节胀裂锚固装置2通过内外螺纹连接，将水炮泥设置于3节胀裂锚固装置2的内部，形成组合结构。

具体实施原理是采用钢质抓爪式结构5作为锚固装置，在爆生气体压力作用下实现瞬时高强度闭锁。当药卷装入炮眼之后，将组合堵塞器塞入炮眼口，通过拉绳9实现初始闭锁。后在爆生气体压力的作用下使组合堵塞器产生向炮眼口的运动，胀裂锚固装置2的钢质抓爪结构5在圆形堵塞头1的推动下深度插入炮眼壁，实现瞬时高强度闭锁，从而提高堵塞质量、增强爆破效果。

圆形堵塞头是由低密度聚乙烯加工制作而成，具有可阻燃抗静电的特点，将抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器塞入炮眼口后，通过拉绳为其提供初始闭锁。水炮泥袋是由低密度聚乙烯加工制作而成，厚度1mm，内部装有活性剂型水泡泥，添加了降尘剂、消焰剂、吸毒剂，能有效降低矿尘，减少有害气体。水炮泥本身较软，类似袋装汽水，将其尺寸沿纵向缩小一半，进入胀裂筒内部。当药卷装入炮眼之后，将组合堵塞器塞入炮眼口，通过拽拉拉绳使两个八字形钢条插入到炮眼壁一定深度，具有一定的阻抗力，从而实现初始闭锁。胀裂筒自内而外开设一条贯穿全长的开缝，在爆生气体压力的作用下，组合堵塞器向炮眼口运动，在运动的过程中可以实现胀裂，与炮眼壁充分接触，增大摩擦阻力，提高堵塞效果。

Claims (6)

1.一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，其特征在于：包括自炮眼底到炮眼口依次设置的圆形堵塞头（1）、若干胀裂锚固装置（2）和水炮泥（3），圆形堵塞头（1）与胀裂锚固装置（2）螺纹连接，各胀裂锚固装置（2）依次连接，水炮泥（3）设置于胀裂锚固装置（2）内部；所述胀裂锚固装置（2）为内部设有钢质抓爪结构（5）和拉绳（9）的胀裂筒（4）。

2.根据权利要求1所述的一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，其特征在于：所述胀裂筒（4）自内而外开设一条贯穿全长的开缝（8），钢质抓爪结构（5）由两个八字形钢条沿轴向方向呈40°夹角，沿纵向方向呈90°夹角叠压而成，八字形钢条自由端穿出胀裂筒（4）与炮眼壁接触，拉绳（9）系在钢质抓爪结构（5）的叠压处。

3.根据权利要求1所述的一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，其特征在于：所述的圆形堵塞头（1）朝向炮眼底部的一端为半球体状，另一端为圆台型。

4.根据权利要求1所述的一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，其特征在于：所述胀裂筒（4）与圆形堵塞头（1）相连的部分为圆柱形，另一端为圆锥形，内锥角为5°。

5.根据权利要求2所述的一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，其特征在于：所述开缝（8）宽为3mm。

6.根据权利要求1所述的一种抗水开缝多级胀裂抓爪式炮眼堵塞器，其特征在于：所述圆形堵塞头（1）、胀裂锚固装置（2）和水炮泥袋为低密度聚乙烯制作而成，水炮泥（3）袋厚度为1mm，内部装有添加降尘剂、消焰剂、吸毒剂的活性剂型水炮泥。