CN210718871U - 一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，该装置可分为两部分，充气操控部分和隔离部分，充气操控部分可回收，隔离部分不可回收。充气操控部分具体包括密封布、卡杆、限制环、撑杆、细弹簧、橡胶垫、压力表、连接软管；隔离部分具体包括上托片、柔性隔离布、下托片、强力弹簧、密封垫。该装置可以精确控制隔离距离以及隔离高度，且制作成本低廉，操作简单，节省人力，安全性高，隔离效果及隔离效率较高。可以较好地解决富水深孔爆破隔离装药问题，节省炸药用量，应用前景广阔。

Description

一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置

技术领域

本实用新型涉及一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，属于露天采矿工程爆破领域，可以有效实现准确分段隔离装药。

背景技术

在露天深孔爆破中，根据煤岩层物理力学性质的不同，为减少过量装药引起的技术经济浪费，有时需要对深孔进行分段隔离装药。对于干孔而言，分段隔离装药有多重措施，但对于富水钻孔而言，现有的分段隔离装药技术都存在操作速度慢、隔离效果不可控等弊端。为实现定距隔离装药，准确爆破，减少爆炸带来的不利影响，有必要考虑精确分段装药、准确定距爆破的技术和装置。

实用新型内容

本实用新型采用充气方式实现隔离装药，可以根据现场隔离距离的变化灵活调整，方便快捷，操作简便，无需复杂的熟悉过程，并且制作成本低廉，装置大部可回收使用。

一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于包括两部分：充气操控部分和隔离部分，充气操控部分可回收，隔离部分不可回收，充气操控部分具体包括密封布、卡杆、限制环、撑杆、细弹簧、橡胶垫、压力表、连接软管；隔离部分具体包括上托片、柔性隔离布、下托片、强力弹簧、密封垫；

所述上托片为一圆环形硬质材料制成，外环直径小于爆破孔孔壁5-6厘米，厚度5毫米；所述柔性隔离布为柔性材料制成，沿着竖直方向分成若干段，每一小段上下底面为圆形，且不封闭，完全展开后的中部直径大于爆破孔径1-2厘米，各段的底面衔接紧密，不会导致气体逸散；所述下托片为一圆形硬质材料制成，直径与上托片外环直径相同，厚度5毫米；所述下托片与强力弹簧的一端相连，所述强力弹簧位于柔性隔离布内部，另一端与密封垫相连；所述密封垫其内部为一圆形硬质材料，外部包裹一层软橡胶，内部圆形硬质材料的直径应当大于上托片内环直径，小于外环直径，密封垫总厚度5毫米；所述撑杆共两根，为轻质刚性材料制成，长度相同且应当满足水孔隔离距离的要求；所述撑杆分成上下两部分，上部分为直径5毫米的柱体，下部分为直径1厘米的柱体，高度1厘米；所述撑杆其下端柱体与一圆形橡胶垫紧密衔接，下端圆柱体上端面与橡胶垫上端面处于同一水平高度，所述橡胶垫为柔性可变形，其直径应大于上托片内环直径，小于上托片外环直径，厚度5毫米；

所述两根撑杆底部各衔接有一根卡杆，所述卡杆为一圆柱体，直径5毫米，高度2厘米，其一端的底面与撑杆侧面紧密衔接，使得卡杆的轴线与撑杆的轴线垂直，衔接底面的中心点距离撑杆下部分柱体底面2厘米，即距离撑杆最下端底面3厘米，两根卡杆的轴线处于同一直线上，且轴线所在直线处于两根撑杆轴线所在的平面内；所述两根卡杆的衔接底面相对，即卡杆不处于两根撑杆之间；

所述密封布为防水柔性无弹力材料制成，具有一定强度，不会被岩石等物体划破，所述密封布围成一圈，上下开口，包住两根撑杆的上部柱体部分，但不包裹撑杆下端的卡杆，但应当保证密封布与卡杆衔接紧密，不漏气；

所述两根撑杆之间分布有若干轻质细弹簧，细弹簧两端与撑杆紧密衔接，细弹簧处于密封布内；

所述细弹簧，其数量至少为两个，细弹簧的数量和分布距离应当使得细弹簧的弹力足以撑开两根撑杆，同时总弹力不应过大，使得可以通过限制环调节两根撑杆之间的距离；所述限制环为一圆环形结构，套在密封布之外，环高1厘米，内环直径在2-3厘米间，外环直径大于内环直径2厘米；所述限制环数量为2个，其内环直径应当满足可以在撑杆上部分1米的范围内限制撑杆之间的距离；

所述连接软管，其一端接于距离密封布顶端10厘米处，连接端与密封布内部相连通，且连接紧密不漏气，连接软管另一端与压力表紧密连接不漏气；

所述柔性隔离布，其承压能力应当大于隔离部分上部承载爆破炸药与封孔材料的总重量除以孔的横截面积所得的压强5兆帕；

所述密封布，其承压能力应当大于隔离部分上部承载爆破炸药与封孔材料的总重量除以孔的横截面积所得的压强5兆帕。

进一步地，所述的密封垫应当在撑杆离开上托片后密封上托片圆环空心部分，防止气体逸出。

进一步地，所述强力弹簧应当具备足够的弹力，在撑杆离开上托片后推动密封垫，使得密封垫紧靠上托片，在水压等外力作用下不会导致气体逸出。

进一步地，所述密封布外部应当标有刻度线，标明米、厘米。

进一步地，装置各部分连接处的密封强度应当大于隔离部分上部承载爆破炸药与封孔材料的总重量除以孔的横截面积所得的压强6兆帕。

进一步地，根据现场富水孔隔离距离制作装置，使隔离部分在强力弹簧与柔性隔离布撑开后的高度与撑杆的长度与现场情况相适应。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

附图中：

图1是装置充气状态的侧视图；

图2是装置充气状态的侧面剖视图；

图3是装置充气状态的俯视图；

图4是装置充气操控部分的侧视图；

图5是装置隔离部分的侧视图；

图6是装置充气部分的上部局部视图；

图7是装置充气部分的下部局部视图；

图8是爆破孔中装置未充气状态的侧视图；

图9是爆破孔中装置充气状态的侧视图；

图10是爆破孔中装置充气状态的侧面剖视图；

图11是爆破孔中装置隔离装药后的侧视图。

图中标号：1、上托片，2、柔性隔离布，3、下托片，4、密封布，5、卡杆，6、限制环，7、撑杆，8、细弹簧，9、橡胶垫，10、强力弹簧，11、密封垫，12、压力表，13、连接软管，14爆破炸药，15、封孔材料。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，可分为两部分，充气操控部分和隔离部分，充气操控部分可回收，隔离部分不可回收。充气操控部分具体包括密封布4、卡杆5、限制环6、撑杆7、细弹簧8、橡胶垫 9、压力表12、连接软管13；隔离部分具体包括上托片1、柔性隔离布2、下托片3、强力弹簧10、密封垫11。

所述上托片1为一圆环形硬质材料制成，外环直径小于爆破孔孔壁5-6厘米，厚度5毫米。所述柔性隔离布2为柔性材料制成，沿着竖直方向分成若干段，每一小段上下底面为圆形，且不封闭，完全展开后的中部直径大于爆破孔径 1-2厘米，各段的底面衔接紧密，不会导致气体逸散。所述下托片3为一圆形硬质材料制成，直径与上托片1外环直径相同，厚度5毫米。所述下托片3与强力弹簧10的一端相连，所述强力弹簧10位于柔性隔离布2内部，另一端与密封垫 11相连。所述密封垫11内部为一圆形硬质材料，外部包裹一层软橡胶，内部圆形硬质材料的直径应当大于上托片1内环直径，小于外环直径，密封垫11总厚度5毫米。所述撑杆7共两根，为轻质刚性材料制成，长度相同且应当满足水孔隔离距离的要求。所述撑杆7分成上下两部分，上部分为直径5毫米的柱体，下部分为直径1厘米的柱体，高度1厘米。所述撑杆7下端柱体与一圆形橡胶垫9 紧密衔接，下端圆柱体上端面与橡胶垫9上端面处于同一水平高度，所述橡胶垫 9柔性可变形，橡胶垫9直径应大于上托片1内环直径，小于上托片1外环直径，厚度5毫米。

所述两根撑杆7底部各衔接有一根卡杆5，所述卡杆5为一圆柱体，直径5 毫米，高度2厘米，其一端的底面与撑杆7侧面紧密衔接，使得卡杆5的轴线与撑杆7的轴线垂直，衔接底面的中心点距离撑杆7下部分柱体底面2厘米，即距离撑杆7最下端底面3厘米，两根卡杆5的轴线处于同一直线上，且轴线所在直线处于两根撑杆7轴线所在的平面内。所述两根卡杆5的衔接底面相对，即卡杆 5不处于两根撑杆7之间。

所述密封布4为防水柔性无弹力材料制成，具有一定强度，不会被岩石等物体划破，所述密封布4围成一圈，上下开口，包住两根撑杆7的上部柱体部分，但不包裹撑杆7下端的卡杆5，但应当保证密封布4与卡杆5衔接紧密，不漏气。

所述两根撑杆7之间分布有若干轻质细弹簧8，细弹簧8两端与撑杆7紧密衔接，细弹簧8处于密封布4内。

所述细弹簧8数量至少为两个，细弹簧8的数量和分布距离应当使得细弹簧 8的弹力足以撑开两根撑杆7，同时总弹力不应过大，使得可以通过限制环6调节两根撑杆7之间的距离。所述限制环6为一圆环形结构，套在密封布4之外，环高1厘米，内环直径在2-3厘米间，外环直径大于内环直径2厘米。所述限制环6数量为2个。所述内环直径应当满足可以在撑杆7上部分1米的范围内限制撑杆7之间的距离。

所述连接软管13一端接于距离密封布4顶端10厘米处，连接端与密封布4 内部相连通，且连接紧密不漏气。连接软管13另一端与压力表12紧密连接不漏气。

所述柔性隔离布2、密封布4的承压能力应当大于隔离部分上部承载爆破炸药14与封孔材料15的总重量除以孔的横截面积所得的压强5兆帕。

进一步地，所述密封垫11应当在撑杆7离开上托片1后密封上托片1圆环空心部分，防止气体逸出。

进一步地，所述强力弹簧10应当具备足够的弹力，在撑杆7离开上托片1 后，推动密封垫11，使得密封垫11紧靠上托片1，在水压等外力作用下不会导致气体逸出。

进一步地，所述密封布4外部应当标有刻度线，标明米、厘米。

进一步地，装置各部分连接处的密封强度应当大于隔离部分上部承载爆破炸药14与封孔材料15的总重量除以孔的横截面积所得的压强6兆帕。

进一步地，根据现场富水孔隔离距离制作装置，使隔离部分在强力弹簧10 与柔性隔离布2撑开后的高度与撑杆7的长度与现场情况相适应。

装置的工作原理如下：

撑杆间的细弹簧使得两根撑杆远离，通过调整限制环的位置可以调整撑杆间的距离。撑杆的卡杆与撑杆的下端柱体部分共同卡住上托片，卡杆在柔性隔离布外紧靠上托片，撑杆的下端主体部分在柔性隔离布内紧靠上托片。密封布围住撑杆，从密封布内向柔性隔离布内充气，密封垫在充气时从内部密封柔性隔离布，防止漏气。在充气充满后，通过调整限制环缩小撑杆间的距离，使得撑杆的下部柱体部分可以从上托片内环分离，分离的同时，由于下托片的弹簧推动密封垫同步上升，最终从内部封住上托片的内环，防止气体露出。

装置的使用方法如下：

步骤S101：将柔性隔离布2内的气体抽出，使其成收缩状态，通过调整限制环6位置，将撑杆7的下部分柱体部分伸入柔性隔离布2内，卡杆5在柔性隔离布2外并恰好触碰到上托片1，调整限制环6的位置，使得橡胶垫9的上端面封住上托片1下部。

步骤S102：在水孔中放入爆破炸药14，装置下部隔离部分在下，通过人为操控被密封布4围住的撑杆7的上部，将装置缓慢伸入水孔中，过程中防止限制环6滑动导致两根撑杆7之间的距离缩小。

步骤S103：通过密封布4的刻度线确定隔离部分达到爆破孔隔离位置后，从密封布4所围成的管状结构顶部，即从两根撑杆7上部之间的空隙，利用注气装置向隔离部分内部充入气体。充气压力应从压力表12读取。充气的压力应大于隔离部分上部承载爆破炸药14与封孔材料15的总重量除以孔的横截面积所得的压强1-2兆帕。

步骤S104：通过调整限制环6的位置使得撑杆7之间距离缩小，将撑杆7下部柱体部分从上托片1内环快速取出，实现充气操控部分与隔离部分的分离，同时应尽可能减小漏气。

步骤S105：将充气操控部分取出后，继续放入爆破炸药14，最后放入封孔材料15进行封孔。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于包括两部分：充气操控部分和隔离部分，充气操控部分可回收，隔离部分不可回收，充气操控部分具体包括密封布(4)、卡杆(5)、限制环(6)、撑杆(7)、细弹簧(8)、橡胶垫(9)、压力表(12)、连接软管(13)；隔离部分具体包括上托片(1)、柔性隔离布(2)、下托片(3)、强力弹簧(10)、密封垫(11)；

所述上托片(1)为一圆环形硬质材料制成，外环直径小于爆破孔孔壁5-6厘米，厚度5毫米；所述柔性隔离布(2)为柔性材料制成，沿着竖直方向分成若干段，每一小段上下底面为圆形，且不封闭，完全展开后的中部直径大于爆破孔径1-2厘米，各段的底面衔接紧密，不会导致气体逸散；所述下托片(3)为一圆形硬质材料制成，直径与上托片(1)外环直径相同，厚度5毫米；所述下托片(3)与强力弹簧(10)的一端相连，所述强力弹簧(10)位于柔性隔离布(2)内部，另一端与密封垫(11)相连；所述密封垫(11)其内部为一圆形硬质材料，外部包裹一层软橡胶，内部圆形硬质材料的直径应当大于上托片(1)内环直径，小于外环直径，密封垫(11)总厚度5毫米；所述撑杆(7)共两根，为轻质刚性材料制成，长度相同且应当满足水孔隔离距离的要求；所述撑杆(7)分成上下两部分，上部分为直径5毫米的柱体，下部分为直径1厘米的柱体，高度1厘米；所述撑杆(7)其下端柱体与一圆形橡胶垫(9)紧密衔接，下端圆柱体上端面与橡胶垫(9)上端面处于同一水平高度，所述橡胶垫(9)为柔性可变形，其直径应大于上托片(1)内环直径，小于上托片(1)外环直径，厚度5毫米；

所述两根撑杆(7)底部各衔接有一根卡杆(5)，所述卡杆(5)为一圆柱体，直径5毫米，高度2厘米，其一端的底面与撑杆(7)侧面紧密衔接，使得卡杆(5)的轴线与撑杆(7)的轴线垂直，衔接底面的中心点距离撑杆(7)下部分柱体底面2厘米，即距离撑杆(7)最下端底面3厘米，两根卡杆(5)的轴线处于同一直线上，且轴线所在直线处于两根撑杆(7)轴线所在的平面内；所述两根卡杆(5)的衔接底面相对，即卡杆(5)不处于两根撑杆(7)之间；

所述密封布(4)为防水柔性无弹力材料制成，具有一定强度，不会被岩石等物体划破，所述密封布(4)围成一圈，上下开口，包住两根撑杆(7)的上部柱体部分，但不包裹撑杆(7)下端的卡杆(5)，但应当保证密封布(4)与卡杆(5)衔接紧密，不漏气；

所述两根撑杆(7)之间分布有若干轻质细弹簧(8)，细弹簧(8)两端与撑杆(7)紧密衔接，细弹簧(8)处于密封布(4)内；

所述细弹簧(8)，其数量至少为两个，细弹簧(8)的数量和分布距离应当使得细弹簧(8)的弹力足以撑开两根撑杆(7)，同时总弹力不应过大，使得可以通过限制环(6)调节两根撑杆(7)之间的距离；所述限制环(6)为一圆环形结构，套在密封布(4)之外，环高1厘米，内环直径在2-3厘米间，外环直径大于内环直径2厘米；所述限制环(6)数量为2个，其内环直径应当满足可以在撑杆(7)上部分1米的范围内限制撑杆(7)之间的距离；

所述连接软管(13)，其一端接于距离密封布(4)顶端10厘米处，连接端与密封布(4)内部相连通，且连接紧密不漏气，连接软管(13)另一端与压力表(12)紧密连接不漏气；

所述柔性隔离布(2)，其承压能力应当大于隔离部分上部承载爆破炸药(14)与封孔材料(15)的总重量除以孔的横截面积所得的压强5兆帕；

所述密封布(4)，其承压能力应当大于隔离部分上部承载爆破炸药(14)与封孔材料(15)的总重量除以孔的横截面积所得的压强5兆帕。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于所述的密封垫(11)应当在撑杆(7)离开上托片(1)后密封上托片(1)圆环空心部分，防止气体逸出。

3.根据权利要求1所述的一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于所述的强力弹簧(10)应当具备足够的弹力，在撑杆(7)离开上托片(1)后，推动密封垫(11)，使得密封垫(11)紧靠上托片(1)，在水压等外力作用下不会导致气体逸出。

4.根据权利要求1所述的一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于所述的密封布(4)外部应当标有刻度线，标明米、厘米。

5.根据权利要求1所述的一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于装置各部分连接处的密封强度应当大于隔离部分上部承载爆破炸药(14)与封孔材料(15)的总重量除以孔的横截面积所得的压强6兆帕。

6.根据权利要求1所述的一种露天矿富水深孔爆破气体精确隔离装药装置，其特征在于所述隔离部分在强力弹簧(10)、柔性隔离布(2)撑开后的高度与撑杆(7)的长度应和现场深孔的隔离距离相适应。

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