CN212300142U - 一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，所述的双向聚能装药装置(5)含有装药管，装药管的左右两侧分别设有宽度方向聚能槽(6)，装药管的前后两侧分别设有长度方向聚能槽(7)，装药管两端采用封堵盖封堵，封堵盖中间有预留孔，在预留孔中穿导爆索将各装药管紧密串联成整体，串联后的装药管及装药管两端的封堵盖构成双向聚能装药装置(5)。本实用新型安装在超前致裂炮孔中，具有爆破效果好、大块率低、炸药单耗低、能量利用率高的优点，解决了深部矿井高应力环境造成矿石回采过程中炸药单耗高、能量利用率低等问题。

Description

一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置

技术领域

本实用新型属于矿山爆破开采技术领域，具体涉及一种聚能爆破装药装置。

背景技术

随着采矿深度的增加，矿体和岩石中的地应力也逐渐加大。深部金属矿床开采面临着高应力、高井温、高井深的特殊开采环境，采用传统的采矿模式难于实现深部资源的安全高效经济开采。在采场矿石回采过程中，高地应力环境带来的高围压对采场被爆矿(岩)体夹制约束作用大，使炸药单耗增加，能量利用率降低，爆破块度大，大块率高，导致铲装效率降低，爆破成本增加。同时深部高应力条件下，易于诱发岩爆事故，对采场生产作业安全构成较大威胁。

中国申请号为201610227099.8的发明专利提出了一种高应力下的诱导爆破方法，该专利是根据爆破数值模拟的地应力分布情况，划分爆破回采区域，采用不同的爆破参数进行爆破作业；但由于构造应力的复杂性，采场实际地应力分布难易掌握，故该专利的适用条件受到很大限制，只适用于初始构造应力理想分布的情况。

因此，如何有序释放深部采场高地应力，降低深部岩体中储存的高弹性能量的危害，对于降低爆破炸药单耗、改善爆破效果、提高生产作业安全具有重要意义。

发明内容

为解决深部金属矿床因高应力使被爆矿体夹制作用造成的炸药单耗高、能量利用率低、爆破效果差的问题，本实用新型提出了一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，以期改善爆破效果，降低大块率低，减少炸药单耗低，提高能量利用率。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置通过以下技术方案实现：

本实用新型一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，所述的双向聚能装药装置含有装药管，装药管的左右两侧分别设有宽度方向聚能槽，装药管的前后两侧分别设有长度方向聚能槽，装药管两端采用封堵盖封堵，封堵盖中间有预留孔，在预留孔中穿导爆索将各装药管紧密串联成整体，串联后的装药管及装药管两端的封堵盖构成双向聚能装药装置，通过导爆索将双向聚能装药装置悬吊在超前致裂炮孔中间并深入超前致裂炮孔底部。

为方便制作和使用，所述的装药管和封堵盖均采用壁厚1.5～2mm塑料管制作，装药管和封堵盖通过内外螺丝相连。

进一步地，所述的宽度方向聚能槽、长度方向聚能槽的张开角控制在60～90°范围。

更进一步地，所述的宽度方向聚能槽、长度方向聚能槽的张开角在70～80°范围为优，单个装药管的长度为0.25m～0.5m。

在实际应用中，在深部采场爆破矿体上设有前排主爆破孔、后排主爆破孔，前排主爆破孔与后排主爆破孔之间的排距为常规后退式分段爆破方式排距的2.5～3.2倍，在前排主爆破孔与后排主爆破孔之间设有一排超前致裂炮孔，在前排主爆破孔与后排主爆破孔中按照常规设计装药，在超前致裂炮孔中装有双向聚能装药装置。

本实用新型一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置采用以上技术方案后，具有下列积极效果：通过在高应力采场主爆破孔排间布置采用双向聚能装药装置装药的超前致裂炮孔并按照17ms延期时差优先于前排主爆破孔起爆，利用采场高地应力促进高地应力垂直方向上裂纹的扩展，同时也利用聚能作用促进高应力方向裂纹的扩展，大大增加致裂范围，产生超前裂隙，同时使采场两排主爆破孔区域范围内岩体内部高应力得到提前释放，消除主应力的夹制作用，并将主爆破孔排距增大150％～200％。试验研究结果表明，采用本实用新型，爆破单耗降低了15～20％，增加炮孔延米爆破量18.5～20.5％，并大大改善了爆破效果，降低大块率35.7％，解决了深部矿井高应力环境造成矿石回采过程中炸药单耗高、能量利用率低等问题。

附图说明

图1是本实用新型装置一种用于深部矿体爆破的采场炮孔布置俯视图；

图2是本实用新型一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置截面图；

图3是本实用新型采用的装药管纵向布置图；

图4是本实用新型采用的装药管封堵盖俯视图；

图5是本实用新型采用的装药管封堵盖主视图。

附图标记为：1-深部采场；2-前排主爆破孔；3-超前致裂炮孔；4-后排主爆破孔；5-双向聚能装药装置；6-宽度方向聚能槽；7-长度方向聚能槽；8-装药管；9-封堵盖，10-预留孔，a-采场宽度，b-前排主爆破孔与超前致裂炮孔排距；c-超前致裂炮孔与后排主爆破孔排距；R-装药管外径；α-宽度方向聚能槽张开角度；β-长度方向聚能槽张开角度；d-聚能槽张开角顶点距装药管中心距离。

具体实施方式

为更好地描述本实用新型，下面结合附图对本实用新型一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置做进一步详细描述。

由图1所示的本实用新型装置一种用于深部矿体爆破的采场炮孔布置俯视图并结合图2看出，深部采场1的宽度为a，在深部采场1长度方向采用后退式分段爆破方式，在深部采场1爆破矿体上设有前排主爆破孔2、后排主爆破孔4，所述的前排主爆破孔2与后排主爆破孔4之间的排距是常规后退式分段爆破方式排距的2.5～3.0倍，在前排主爆破孔2与后排主爆破孔4之间设有一排超前致裂炮孔3，超前致裂炮孔3与前排主爆破孔2、后排主爆破孔4在宽度方向错位布设；在超前致裂炮孔3中装有双向聚能装药装置5。

在现场实际操作中，超前致裂炮孔3、的孔距根据深部采场1的宽度方向主应力、矿体性质以及待爆破矿体的方量确定，针对76mm孔径的孔距一般为1.5～1.8m，前排主爆破孔2、后排主爆破孔4之间的排距(c+b)一般为2.8m～3.0m，原则是使超前致裂炮孔3对前排主爆破孔2、后排主爆破孔4间的矿体进行提前致裂，而不对临近主爆破孔造成影响。

由图2所示的本实用新型一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置截面图并结合图3、图4、图5看出，所述的双向聚能装药装置5含有装药管8，装药管8的左右两侧分别设有宽度方向聚能槽6，装药管8的前后两侧分别设有长度方向聚能槽7，宽度方向聚能槽6的开口指向为爆破矿体主应力方向，长度方向聚能槽7的开口指向为爆破矿体主应力方向的垂直方向；装药管8两端采用封堵盖9封堵，封堵盖9中间有预留孔10；所述的装药管8和封堵盖9均采用壁厚1.5～2mm塑料管制作，装药管8和封堵盖9通过内外螺丝相连。单个装药管8的长度为0.25m～0.5m，在预留孔10中穿导爆索将各装药管8紧密串联成整体，串联后的装药管8及装药管8两端的封堵盖9构成双向聚能装药装置5，并通过导爆索将双向聚能装药装置5悬吊在超前致裂炮孔3中间并深入到超前致裂炮孔3的底部。

针对孔径为76mm炮孔，装药管8的外径R为60mm，装药管8采用十字对称布置4个聚能槽，即两个宽度方向聚能槽6、2个长度方向聚能槽7，宽度方向聚能槽张开角度α、长度方向聚能槽张开角、β皆为75°，聚能槽张开角顶点距装药管8中心距离d为20mm。

按照规范流程对孔口进行填塞后，采用导爆管雷管起爆网路进行连线起爆。在实际应用中，本实用新型超前致裂炮孔3比前排主爆破孔2超前17ms起爆，后排主爆破孔4相较于前排主爆破孔2延期17～25ms起爆，原则是超前致裂炮孔3对前排主爆破孔2与后排主爆破孔4间的矿石进行提前致裂，而不对临近主爆破孔造成影响，从而使前排主爆破孔2和后排主爆破孔4之间区域范围内的高地应力得到提前释放。

Claims (4)

1.一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，其特征在于：所述的双向聚能装药装置(5)含有装药管(8)，装药管(8)的左右两侧分别设有宽度方向聚能槽(6)，装药管(8)的前后两侧分别设有长度方向聚能槽(7)，装药管(8)两端采用封堵盖(9)封堵，封堵盖(9)中间有预留孔(10)，在预留孔(10)中穿导爆索将各装药管(8)紧密串联成整体，串联后的装药管(8)及装药管(8)两端的封堵盖(9)构成双向聚能装药装置(5)。

2.如权利要求1所述的一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，其特征在于：所述的装药管(8)和封堵盖(9)均采用壁厚1.5～2mm塑料管制作，装药管(8)和封堵盖(9)通过内外螺丝相连。

3.如权利要求1或2所述的一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，其特征在于：所述的宽度方向聚能槽(6)、长度方向聚能槽(7)的张开角为60～90°。

4.如权利要求3所述的一种用于深部矿体超前致裂爆破的双向聚能装药装置，其特征在于：所述的宽度方向聚能槽(6)、长度方向聚能槽(7)的张开角为70～80°，单个装药管(8)的长度为0.25m～0.5m。

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