CN207751396U - 深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于凿岩台车钻孔的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，属于爆破装药技术领域。该装置包括聚能器、齿式水耦合膜、柱式水压袋、堵塞器；其通过齿式水耦合膜穿插包裹在聚能器上，通过注水嘴向齿式水耦合膜内注入有压的水，通过有压的水驱使齿式水耦合膜体积膨胀，通过齿式水耦合膜膨胀后的锯齿外形与岩壁耦合接触，保证齿式水耦合膜注水膨胀时与岩壁贴合紧密。齿式水耦合膜使用方便，无论炮孔直径有多大，均能保证均匀充填炮孔的全部空隙区域；其通过在聚能器上设缝形聚能孔以聚集炸药能量，通过柱式水压袋间隔设炸药，能精准爆破岩层，降低爆破震动对围岩扰动影响，使能量利用充分，减少爆破尘土，节约炸药，降低施工成本。

Description

深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置

技术领域

本实用新型涉及爆破装药技术领域，具体为一种用于凿岩台车钻孔的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置。

背景技术

凿岩台车钻孔相比人工打孔，具有施工速度快、工作稳定、作业安全、钻孔位置、深度、角度精度高等优点，是当前大断面隧道钻孔的主要施工机械。但凿岩台车钻孔的炮孔直径往往大于现有药卷的通用直径，隧道现场施工时往往造成大量能量的损失，不利于降低施工成本和围岩的稳定性。如果要专门改变药卷的通用直径，使之与凿岩台车的钻孔直径一致，会增加工程的施工成本，加之凿岩台车钻孔的隧道掌子面，都是大断面深孔隧道，现场装药操作时，主要是凭工人的装药经验，由于炮孔较深，隧道断面大，孔径大于药卷直径，工人装药时非常容易造成药卷偏离炮孔中心线，使炮孔的装药结构既不是耦合装药，也不是不耦合装药，增加掌子面用药量，一旦引爆药卷，造成隧道掌子面超挖、欠挖严重，围岩损伤大，炸药能量得不到充分利用，不利于隧道结构的稳定，为后续隧道运营留下隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种能量利用率高、施工速度快、成本低、装药位置准确的隧道爆破装药装置，具体为一种用于凿岩台车钻孔的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置。

为了实现上述目标，本实用新型提供了如下技术方案：

一种深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，包括聚能器、齿式水耦合膜、柱式水压袋、堵塞器；

所述聚能器为上部开口的中空结构，其内部用以间隔设置灌入水的柱式水压袋和炸药，其上部开口处可拆卸地设置封堵炸药的堵塞器；

所述齿式水耦合膜穿插包裹在聚能器外，包裹着齿式水耦合膜的聚能器放置在岩层中的炮孔内；

所述齿式水耦合膜上设置有注水嘴，通过注水嘴向齿式水耦合膜内部注入水，注入水的水压使齿式水耦合膜膨胀至充填整个炮孔的空隙，并使膨胀的齿式水耦合膜与炮孔岩壁紧密耦合；

所述聚能器的上端和下端，分别设置有第一方缝形聚能孔、第二方缝形聚能孔、第三方缝形聚能孔、第四方缝形聚能孔，四个方缝型聚能孔组成方缝形聚能系统，用以将爆破能量有效聚集并作用在岩层内。

进一步，还包括炸药、雷管和引线；

所述聚能器的内部等间距间隔设置灌入水的柱式水压袋和炸药，炸药的底部插入雷管，雷管与引线的一端连接，引线的另一端依次与炸药连接，并延伸至聚能器的外部。

进一步，所述聚能器的中空内径与炸药的直径一致。

进一步，所述第一方缝形聚能孔、第二方缝形聚能孔、第三方缝形聚能孔和第四方缝形聚能孔均呈45°布设，且形状为长方形。

进一步，所述柱式水压袋为柱状，其直径与聚能器的中空内径一致。

进一步，所述堵塞器的直径与聚能器的中空内径一致。

首先在柱式水压袋内灌入水，然后将齿式水耦合膜穿插包裹在聚能器上；将包裹着齿式水耦合膜的聚能器放置在岩层中的炮孔内，在聚能器的内部等间距间隔安设柱式水压袋和炸药，并在炸药的底部插入雷管，引线一端与雷管连接，另一端依次与炸药连接；通过注水嘴向齿式水耦合膜内部注入水，通过注水的水压使齿式水耦合膜膨胀，直至膨胀的齿式水耦合膜充填整个炮孔的空隙，并与炮孔岩壁紧密耦合；最后利用堵塞器封堵聚能器内部的炸药。当炸药引爆时，炸药通过方缝形聚能系统内设的第一方缝形聚能孔、第二方缝形聚能孔、第三方缝形聚能孔、第四方缝形聚能孔聚能，将爆破能量有效聚集并作用在岩层内。

其中，聚能器为中空的PVC塑材管。

齿式水耦合膜为弹性乳胶材质，呈锯齿状。通过注水嘴向齿式水耦合膜内部注入有压的水，通过有压的水驱使齿式水耦合膜体积膨胀，均匀充填炮孔的空隙区域，通过齿式水耦合膜膨胀后的锯齿外形与岩壁耦合接触，保证齿式水耦合膜注水膨胀时与岩壁贴合紧密。

柱式水压袋为弹性乳胶材质，为柱状，内部充填水。

堵塞器为木质材料，其直径与聚能器的中空内径一致。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型通过齿式水耦合膜穿插包裹在聚能器上，通过注水嘴向齿式水耦合膜内部注入有压的水，通过有压的水驱使齿式水耦合膜体积膨胀，通过齿式水耦合膜膨胀后的锯齿外形与岩壁耦合接触，保证齿式水耦合膜注水膨胀时与岩壁贴合紧密。齿式水耦合膜使用方便，无论炮孔直径有多大，均能保证均匀充填炮孔的全部空隙区域。

2.本实用新型通过在聚能器上设置缝形聚能孔以聚集炸药能量，通过柱式水压袋间隔安设炸药，能精准爆破岩层，降低爆破震动对围岩扰动的影响，使能量利用充分，减少爆破尘土，节约炸药，降低施工成本。

附图说明

图1为本实用新型在齿式水耦合膜注水后的炮孔装药结构示意图；

图2为本实用新型在齿式水耦合膜注水前的聚能器装药结构示意图；

图3为本实用新型在齿式水耦合膜注水前的聚能器安设示意图；

图4为图3中聚能器的正视图；

图5为图1逆时针转45°的炮孔装药结构示意图。

图6为图1中A-A向的剖面图；

图7为图2中A-A向的剖面图；

图8为图3中A-A向的剖面图；

附图标记说明

1聚能器、2齿式水耦合膜、3柱式水压袋、4注水嘴、5方缝形聚能系统、6水、7炸药、8雷管、9引线、10堵塞器、11炮孔、12岩层、501第一方缝形聚能孔、502第二方缝形聚能孔、503第三方缝形聚能孔、504第四方缝形聚能孔。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本实用新型提供的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本实用新型的优点和特征将更加清楚。

需要说明的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，并非是对本实用新型任何形式的限定。本实用新型实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本实用新型优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本实用新型实施例所属技术领域的技术人员所理解。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

本实用新型的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的，并非是限定本实用新型可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本实用新型各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

实施例

如图1～图8所示，本实用新型提供一种用于凿岩台车钻孔的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，包括聚能器1、齿式水耦合膜2、柱式水压袋3、注水嘴4、方缝形聚能系统5、炸药7、雷管8、引线9、堵塞器10。

首先在柱式水压袋3内灌入水6，然后将齿式水耦合膜2穿插包裹在聚能器1上；将包裹着齿式水耦合膜2的聚能器1放置在岩层12中的炮孔11内，在聚能器1的内部等间距间隔安设柱式水压袋3和炸药7，并在炸药7的底部插入雷管8，引线9一端与雷管8连接，另一端依次与炸药7连接；通过注水嘴4向齿式水耦合膜2内部注入水6，通过注水的水压使齿式水耦合膜2膨胀，直至膨胀的齿式水耦合膜2充填整个炮孔11的空隙，并与炮孔11岩壁紧密耦合；最后利用堵塞器10封堵聚能器1内部的炸药7。当炸药7引爆时，炸药7通过方缝形聚能系统5内设的第一方缝形聚能孔501、第二方缝形聚能孔502、第三方缝形聚能孔503、第四方缝形聚能孔504聚能，将爆破能量有效聚集并作用在岩层12内。

如图1～图5所示，聚能器1为中空的PVC塑材管，中空内径与现有通用二号岩石乳化炸药直径相同，为32mm。在聚能器1的上端和下端，分别设置第一方缝形聚能孔501、第二方缝形聚能孔502、第三方缝形聚能孔503、第四方缝形聚能孔504，组成方缝形聚能系统5；第一方缝形聚能孔501、第二方缝形聚能孔502、第三方缝形聚能孔503、第四方缝形聚能孔504均呈45°布设，形状为长方形，宽度为5mm，共布设8个。利用8个缝形聚能孔将炸药7引爆时的能量进行聚集，提高能量的利用率。

如图1、图5所示，齿式水耦合膜2为弹性乳胶材质，呈锯齿状。通过注水嘴4向齿式水耦合膜2内部注入有压的水6，通过有压的水驱使齿式水耦合膜2体积膨胀，均匀充填炮孔11的空隙区域，通过齿式水耦合膜2膨胀后的锯齿外形与岩壁耦合接触，保证齿式水耦合膜2注水膨胀时与岩壁贴合紧密。

柱式水压袋3为弹性乳胶材质，为柱状，内部充填水6。

炸药7为通用的二号岩石乳化炸药，直接为32mm。

堵塞器10为木质材料，其直径与聚能器1的中空内径一致。

炮孔11为大直径钻孔，采用凿岩台车在岩层中钻孔而成，直径大于50mm。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非是对本实用新型范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本实用新型技术方案保护的范围。

Claims (6)

1.一种深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，其特征在于：包括聚能器(1)、齿式水耦合膜(2)、柱式水压袋(3)、堵塞器(10)；

所述聚能器(1)为上部开口的中空结构，其内部用以间隔设置灌入水(6)的(8)柱式水压袋(3)和炸药(7)，其上部开口处可拆卸地设置有封堵炸药(7)的堵塞器(10)；

所述齿式水耦合膜(2)穿插包裹在聚能器(1)外，包裹着齿式水耦合膜(2)的聚能器(1)放置在岩层(12)中的炮孔(11)内；

所述齿式水耦合膜(2)上设置有注水嘴(4)，通过注水嘴(4)向齿式水耦合膜(2)内部注入水(6)，注入水(6)的水压使齿式水耦合膜(2)膨胀至充填整个炮孔(11)的空隙，并使膨胀的齿式水耦合膜(2)与炮孔(11)岩壁紧密耦合；

所述聚能器(1)的上端和下端，分别设置有第一方缝形聚能孔(501)、第二方缝形聚能孔(502)、第三方缝形聚能孔(503)、第四方缝形聚能孔(504)，四个方缝型聚能孔组成方缝形聚能系统(5)，用以将爆破能量有效聚集并作用在岩层(12)内。

2.根据权利要求1所述的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，其特征在于：还包括炸药(7)、雷管(8)和引线(9)；

所述聚能器(1)的内部等间距间隔设置灌入水(6)的柱式水压袋(3)和炸药(7)，炸药(7)的底部插入雷管(8)，雷管(8)与引线(9)的一端连接，引线(9)的另一端依次与炸药(7)连接，并延伸至聚能器(1)的外部。

3.根据权利要求2所述的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，其特征在于：所述聚能器(1)的中空内径与炸药(7)的直径一致。

4.根据权利要求1所述的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，其特征在于：所述第一方缝形聚能孔(501)、第二方缝形聚能孔(502)、第三方缝形聚能孔(503)和第四方缝形聚能孔(504)均呈45°布设，且形状为长方形。

5.根据权利要求1所述的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，其特征在于：所述柱式水压袋(3)为柱状，其直径与聚能器(1)的中空内径一致。

6.根据权利要求1所述的深孔大断面隧道水耦合水压聚能装药装置，其特征在于：所述堵塞器(10)的直径与聚能器(1)的中空内径一致。