CN210718865U - 不耦合药包及露天矿山边坡成型爆破装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不耦合药包及露天矿山边坡成型爆破装置，所述不耦合药包包括装药软管，所述装药软管的直径小于炮孔的直径，装药软管内的底部设有起爆体，且装药软管内填充有乳胶基质，装药软管的顶部和底部分别通过绑扎件绑扎，其中底部的绑扎件使装药软管的底部留有排出孔；所述爆破装置包括炮孔、起爆雷管以及上述的不耦合药包，所述装药软管置于炮孔内，所述起爆雷管置于炮孔外，与起爆网路连接，并通过雷管脚线与起爆体连接。本实用新型的不耦合药包可以提高大型露天矿山边坡预裂爆破和光面爆破的装药效率，同时可以根据实际爆破效果的反馈来优化后续施工时的装药参数，从而提高边坡成型爆破的质量，降低施工成本。

Description

不耦合药包及露天矿山边坡成型爆破装置

技术领域

本实用新型涉及一种不耦合药包及露天矿山边坡成型爆破装置，属于工程爆破领域。

背景技术

大型露天矿山开采，爆破作业频繁、爆破规模大，通过现场混装炸药车进行机械化装药爆破作业，具有装药效率高、劳动强度低的优势。露天矿山开采的过程中，也需要大规模的边坡成型控制爆破作业，包括预裂爆破和光面爆破，以确保露天矿山边坡安全、稳定、美观。

露天矿山边坡成型控制爆破，需要严格控制预裂炮孔或光面炮孔的装药量，往往采用不耦合装药结构，即炮孔内装药段的装药直径小于炮孔直径，达到合理控制炮孔内的延米装药量指标。通常情况下，使用成品小直径炸药卷进行预裂爆破和光面爆破施工，将炸药卷依次排列并绑扎在竹片等骨架材料上，通过导爆索串联和起爆各个炸药卷，爆破器材的加工和装药过程劳动强度大、效率低，往往无法满足大型露天矿山大规模的边坡成型爆破施工的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种不耦合药包，该不耦合药包可以提高大型露天矿山边坡预裂爆破和光面爆破的装药效率，降低施工成本。

本实用新型的另一目的在于提供一种露天矿山边坡成型爆破装置。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种不耦合药包，应用于露天矿山边坡成型爆破中，包括装药软管，所述装药软管的直径小于炮孔的直径，装药软管内的底部设有起爆体，且装药软管内填充有乳胶基质，装药软管的顶部和底部分别通过绑扎件绑扎，其中底部的绑扎件使装药软管的底部留有排出孔。

进一步的，所述装药软管的直径由

计算得到；其中，d为装药软管的直径，q为预裂爆破或光面爆破的线装药密度，ρ₀为现场混装乳化炸药装药密度的上限值。

进一步的，所述现场混装乳化炸药装药密度的上限值为1.3g/cm³。

进一步的，所述装药软管的长度大于预裂爆破或光面爆破的装药长度0.2～0.5m。

进一步的，所述起爆体为起爆具或起爆药包。

进一步的，所述绑扎件为绳子。

本实用新型的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种露天矿山边坡成型爆破装置，包括炮孔、起爆雷管以及上述的不耦合药包，所述装药软管置于炮孔内，所述起爆雷管置于炮孔外，与起爆网路连接，并通过雷管脚线与起爆体连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型设计了一种不耦合药包，其装药软管内填充有乳胶基质，装药软管的顶部和底部分别通过绑扎件绑扎，其中底部的绑扎件使装药软管的底部留有排出孔，利用了乳胶基质的敏化发泡机理，能够逐渐变成起爆感度合适的乳化炸药，并实现不耦合药包的自适应调整，包括装药软管内的乳化炸药上部药面上涨，以填充装药软管不充满的部分，同时通过排出孔将乳化炸药挤出装药软管的底部，填充装药软管与炮孔底部之间的间隙，以强化炮孔底部装药，特别适用于大型露天矿山边坡的预裂爆破或光面爆破施工，提高了机械化装药作业程度，大大降低了劳动强度、提高了施工效率，降低了施工成本。

2、本实用新型可以根据实际爆破效果参数反馈结果，通过调整乳胶基质的发泡程度优化线装药密度，通过调整装药软管的顶部绑扎位置控制炮孔内的装药长度，通过调整乳胶基质的输入量控制炮孔底部的强化装药量，不断优化爆破参数、提高爆破效果，具有自适应性和可调节性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的露天矿山边坡成型爆破装置的结构图。

图2为图1中A处放大图。

图3为本实用新型实施例2的露天矿山边坡成型爆破方法的流程图。

其中，1-炮孔，2-不耦合药包，3-装药软管，4-起爆体，5-乳胶基质，6-第一绑扎件，7-第二绑扎件，8-排出孔，9-雷管脚线，10-上涨箭头，11-间隙，12-乳化炸药溢出流线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种露天矿山边坡成型爆破装置，该装置包括炮孔1、起爆雷管(图中未示出)和不耦合药包2。

不耦合药包2是指在炮径向间隔装药的药包，其包括装药软管3，装药软管3置于炮孔1内，装药软管3的直径小于炮孔1的直径，即装药软管3与炮孔1孔壁之间留有间隙，装药软管3内的底部设有起爆体4，且装药软管3内填充有乳胶基质5，装药软管3的顶部通过第一绑扎件6绑扎，底部通过第二绑扎件7绑扎，其中第二绑扎件7 使装药软管3的底部留有排出孔8；起爆雷管置于炮孔1外，与起爆网路连接，并通过雷管脚线9与起爆体4连接。

进一步地，装药软管3可以是外层为纤维编织层、内层为聚氯乙烯内衬的软管，也可以是限制变形的纤维增强约束的薄壁聚氯乙烯软管；装药软管3的直径由

计算得到；其中，d为装药软管的直径，q为预裂爆破或光面爆破的线装药密度，ρ₀为现场混装乳化炸药装药密度的上限值，本实施例取1.3g/cm³；装药软管的长度大于预裂爆破或光面爆破的装药长度0.2～0.5m；起爆体4为起爆具或起爆药包；第一绑扎件6和第二绑扎件7均为绳子。

在本实施例中，在向装药软管3输入乳胶基质5时，通过排出孔8排出空气有利于乳胶基质5在装药软管3内输送和流动；装药完成时，乳胶基质5上部药面不充满，在将不耦合药包2送到炮孔1底部后，乳胶基质5在炮孔1内敏化和发泡，密度降低、体积膨胀，逐渐变成起爆感度合适的乳化炸药，此时实现不耦合药包2的自适应调整，包括装药软管3内的乳化炸药上部药面上涨，图1中可以看到上涨箭头10，以填充装药软管3不充满的部分，同时通过排出孔8将乳化炸药挤出装药软管3的底部，填充装药软管3与炮孔1底部之间的间隙11，图2中可以看到乳化炸药溢出流线12，以强化炮孔1底部装药。

本实施例的现场混装乳化炸药不耦合药包装药过程包括以下步骤：

1)提供预裂爆破或光面爆破用的装药软管。

2)将起爆雷管的雷管脚线从装药软管的一端装入并送到装药软管的另一端，与起爆体连接，使起爆点所在的一端作为装药软管的底部，远离起爆点的一端作为装药软管的顶部，通过绑扎件绑扎装药软管的底部，使装药软管的底部留有排出孔。

3)配制发泡剂和敏化剂，装入现场混装乳化炸药的相应储罐，同时设定发泡剂、敏化剂与乳胶基质的配比。

4)将现场混装乳化炸药的装药器伸入装药软管中，控制装药速度和装药压力，向装药软管内定量输入乳胶基质，乳胶基质从装药软管顶部向底部挤压，使乳胶基质下部药面接近装药软管的底部绑扎件，乳胶基质上部药面不充满，装药完成后通过绑扎件绑扎装药软管的顶部，得到不耦合药包。

5)将不耦合药包送到炮孔底部，乳胶基质在炮孔内敏化和发泡，密度降低、体积膨胀，逐渐变成起爆感度合适的乳化炸药，此时实现不耦合药包的自适应调整，包括装药软管内的乳化炸药上部药面上涨，以填充装药软管不充满的部分，同时通过排出孔将乳化炸药挤出装药软管的底部，填充装药软管与炮孔底部之间的间隙，以强化炮孔底部装药。

因此，本实施例的不耦合药包可以实现现场加工和装药爆破过程的一体化，具有施工效率高、成本低的优势。

实施例2：

大型露天矿山边坡成型爆破包括预裂爆破和光面爆破，常规预裂爆破和光面爆破一般需要进行不耦合装药，将成品小直径炸药卷依次排列并绑扎在竹片等骨架材料上在送入炮孔中，药包的制作加工过程繁杂、装药效率慢，辅助耗材消耗多；因此，本实施例提供了一种露天矿山边坡成型爆破方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据预裂爆破或光面爆破的线装药密度要求，选定或订制加工某一直径的装药软管，装药软管的直径根据下式计算得到：

其中，d为装药软管的直径，q为预裂爆破或光面爆破的线装药密度，ρ₀为现场混装乳化炸药装药密度的上限值，本实施例取1.3g/cm³。

步骤二、根据预裂爆破或光面爆破的装药长度，截取比装药长度约长0.2～0.5米的装药软管。

通过步骤一和步骤二处理得到的装药软管，即为预裂爆破或光面爆破用的装药软管。

步骤三、用小直径的聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，简称PVC)管将起爆雷管的雷管脚线从装药软管的一端装入并送到装药软管的另一端，与起爆体(如起爆具、起爆药包等)连接，使起爆点所在的一端作为装药软管的底部，远离起爆点的一端作为装药软管的顶部，通过绑扎件(如绳子等)绑扎装药软管的底部，使装药软管的底部留有排出孔。

步骤四、配制合理的发泡剂和敏化剂，装入现场混装乳化炸药的相应储罐，同时设定发泡剂、敏化剂与乳胶基质的配比。

步骤五、将现场混装乳化炸药的装药器伸入装药软管中，控制合理的装药速度和装药压力，向装药软管内定量输入乳胶基质，乳胶基质从装药软管顶部向底部挤压，装药软管底部的排出孔排出空气有利于乳胶基质在装药软管内输送和流动，使乳胶基质下部药面接近装药软管的底部绑扎件，乳胶基质上部药面不充满，装药完成后通过绑扎件(如绳子等)绑扎装药软管的顶部，得到不耦合药包。

本步骤中，定量输入的乳胶基质指未发泡敏化的乳胶基质，输入量为露天矿山边坡成型爆破的单个炮孔的设计装药量，由于乳胶基质的密度大于发泡后的乳化炸药的密度，所以定量输入乳胶基质后，装药软管并不是完全充盈状态，乳胶基质上部药面可不充满，下部药面接近装药软管的底部绑扎件处。

步骤六、现场通过炮棍将不耦合药包送到炮孔底部，乳胶基质在炮孔内敏化和发泡，密度降低、体积膨胀，逐渐变成起爆感度合适的乳化炸药，此时实现不耦合药包的自适应调整，包括装药软管内的乳化炸药上部药面上涨，以填充装药软管不充满的部分，同时通过排出孔将乳化炸药挤出装药软管的底部，填充装药软管与炮孔底部之间的间隙，以强化炮孔底部装药。

本步骤中，炮孔内的装药软管，初始状态为乳胶基质上部药面不充满，下部药面接近绑扎处，在乳胶基质在炮孔内敏化和发泡的过程中实现该自适应调整，最终形成起爆感度合适的乳化炸药，且炮孔内的线装药密度1/4πd²ρ、装药长度l、炮孔底部的强化装药量△Q等装药参数符合爆破设计要求，其中ρ为乳化炸药的密度。

步骤七、堵塞炮孔，将炮孔外的起爆雷管与起爆网路连接，在爆破警戒后对起爆体进行起爆，堵塞时要确保炮孔内的不耦合药包不会遭到破坏。

步骤八、爆破后进行松散岩体的清理，露出边坡，统计分析实际爆破效果，找出有待改善和提高的爆破效果指标，如装药段欠爆或超爆导致眼痕率低、堵塞段及装药段上部成型差、坡面底部未炸开等。

步骤九、若统计分析结果指出装药段欠爆或超爆，则调整乳胶基质的发泡程度，如发泡剂的浓度、用量等，以优化炮孔内的线装药密度1/4πd²ρ′，其中ρ′为优化后的乳化炸药的密度，乳胶基质的发泡程度越高，则炮孔内的线装药密度越低，从而解决线装药强度偏大导致的超爆和线装药强度偏低导致的欠爆问题。

步骤十、若统计分析结果指出坡面底部未炸开，则调整乳胶基质的输入量，以控制炮孔底部的强化装药量。

本步骤中，调整乳胶基质的输入量，以控制炮孔底部的强化装药量，具体为：根据优化后的炮孔内的装药长度l′，确定装药软管的顶部绑扎件与底部绑扎件之间的距离，即确定装药软管顶部的绑扎位置。

步骤十一、若统计分析结果指出坡面底部未炸开，则调整乳胶基质的输入量，以控制炮孔底部的强化装药量。

本步骤中，调整乳胶基质的输入量，以控制炮孔底部的强化装药量，具体为：根据优化后的炮孔底部的强化装药量△Q′，确定乳胶基质的输入量为1/4πd²l′ρ′+△Q′。

步骤九、步骤十和步骤十一实现对爆破参数的优化，包括通过调整乳胶基质的发泡程度优化线装药密度，通过调整装药软管的顶部绑扎位置控制炮孔内的装药长度，通过调整乳胶基质的输入量控制炮孔底部的强化装药量，爆破参数优化后，最终在乳胶基质的发泡敏化过程中，借助装药软管底部的通过排出孔，乳化炸药溢出装药软管，按照一定的流线填填充装药软管与炮孔底部之间的间隙，从而实现炮孔内的线装药密度和炮底强化装药量的调控，所溢流出的乳化炸药量越大，说明炮孔内的线装药密度越小，炮孔底部的强化装药量越大。

综上所述，本实用新型借助炮孔内装药软管的直径约束，实现预裂爆破或光面爆破的炮孔内的线装药密度的控制和不耦合装药的要求，同时通过现场混装乳胶基质的发泡程度、装药软管的顶部绑扎位置、乳胶基质的输入量的调节作用，实现炮孔内的线装药密度、炮孔内的装药长度、炮孔底部的强化装药量的调节，满足施工中要根据实际爆破效果进行装药参数微调和优化的需求，提高了装药的机械化程度，达到了简便快捷制作不耦合药包的目的，且辅助耗材少，大大降低了施工成本。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其构思加以等同替换或者改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种不耦合药包，应用于露天矿山边坡成型爆破中，其特征在于，包括装药软管，所述装药软管的直径小于炮孔的直径，装药软管内的底部设有起爆体，且装药软管内填充有乳胶基质，装药软管的顶部和底部分别通过绑扎件绑扎，其中底部的绑扎件使装药软管的底部留有排出孔。

2.根据权利要求1所述的不耦合药包，其特征在于，所述装药软管的直径由

计算得到；其中，d为装药软管的直径，q为预裂爆破或光面爆破的线装药密度，ρ₀为现场混装乳化炸药装药密度的上限值。

3.根据权利要求2所述的不耦合药包，其特征在于，所述现场混装乳化炸药装药密度的上限值为1.3g/cm³。

4.根据权利要求1所述的不耦合药包，其特征在于，所述装药软管的长度大于预裂爆破或光面爆破的装药长度0.2～0.5m。

5.根据权利要求1-4任一项所述的不耦合药包，其特征在于，所述起爆体为起爆具或起爆药包。

6.根据权利要求1-4任一项所述的不耦合药包，其特征在于，所述绑扎件为绳子。

7.一种露天矿山边坡成型爆破装置，其特征在于，包括炮孔、起爆雷管以及权利要求1-6任一项的不耦合药包，所述装药软管置于炮孔内，所述起爆雷管置于炮孔外，与起爆网路连接，并通过雷管脚线与起爆体连接。

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