CN215952377U - 用于岩体爆破的装药结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于岩体爆破的装药结构，其中，用于岩体爆破的装药结构包括:垫层组件，设置于岩体的凹槽底部，并贴合基岩；支管，设置于所述垫层组件的上方；爆破组件，所述爆破组件包括炸药部，所述炸药部接触于所述支管，并处于所述支管的外侧；填塞件，设置于所述爆破组件的上方，并封堵所述岩体的凹槽的开口。

Description

用于岩体爆破的装药结构

技术领域

本实用新型涉及岩体爆破的技术领域，特别涉及一种用于岩体爆破的装药结构。

背景技术

在水利水电建设及核电建设的基础开挖爆破工程中，需要控制开挖岩体，在现有技术中，采用传统的柔性垫层小梯段爆破，由于柔性垫层材料对爆破冲击波的缓冲作用有限，孔底损伤依然较大，开挖出的岩基起伏差较大，并且炸药能量利用不够充分，导致炸药能量利用率较低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种用于岩体爆破的装药结构，包括：

垫层组件，设置于岩体的凹槽底部，并贴合基岩；

支管，设置于所述垫层组件的上方；

爆破组件，所述爆破组件包括炸药部，所述炸药部接触于所述支管，并处于所述支管的外侧；

填塞件，设置于所述爆破组件的上方，并封堵所述岩体的凹槽的开口。

可选的，所述垫层组件包括缓冲件和铸铁件；所述缓冲件贴合所述基岩，并承载所述铸铁件。

可选的，所述缓冲件为聚氯乙烯层，所述缓冲件的波阻抗与所述铸铁件的波阻抗不同。

可选的，所述铸铁件的上表面设有锥形面，所述锥形面抵接所述支管，并与所述支管定位连接。

可选的，所述支管沿高度方向竖直布置；所述炸药部接触于所述支管的中部，并沿所述支管的延伸方向定向爆破。

可选的，所述岩体的凹槽的炮孔/所述炸药部的直径<2；所述炸药部的直径大于所述支管的直径。

可选的，所述支管为PVC管；所述炸药部为乳化炸药。

可选的，所述支管的顶部和底部均设有气柱。

可选的，所述爆破组件还包括雷管，所述雷管连接所述炸药部，所述雷管的引线由所述炸药部经所述填塞件向外引出。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例至少具有如下优点和积极效果：

本实用新型实施例的用于岩体爆破的装药结构中，垫层组件设置于岩体的凹槽底部，并贴合基岩；支管设置于所述垫层组件的上方；爆破组件所述爆破组件包括炸药部，所述炸药部接触于所述支管，并处于所述支管的外侧；填塞件设置于所述爆破组件的上方，并封堵所述岩体的凹槽的开口，其中，通过所述炸药部接触于所述支管，并处于所述支管的外侧，基于支管实现上部和下部的空气间隔装药，延长爆炸压力作用到孔壁及孔底时间，削弱了对基岩的冲击和破坏，使得炸药部的炸药能量利用更加充分和均匀，提高炸药部的炸药能量利用率，在一定程度上降低了爆破振动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的用于岩体爆破的装药结构的立体图；

图2为本实用新型提出的用于岩体爆破的装药结构的爆炸的示意图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在水利水电建设及核电建设的基础开挖爆破工程中，需要控制开挖岩体，在现有技术中，采用传统的柔性垫层小梯段爆破，由于柔性垫层材料对爆破冲击波的缓冲作用有限，孔底损伤依然较大，开挖出的岩基起伏差较大，并且炸药能量利用不够充分，导致炸药能量利用率较低。

参阅图1和图2，本实用新型提供一种用于岩体爆破的装药结构，用于岩体爆破的装药结构包括垫层组件10、支管40、爆破组件20和填塞件30，垫层组件10、支管40、爆破组件20和填塞件30均设置设置于岩体的凹槽内，爆破组件20处于垫层组件10和填塞件30之间。

垫层组件10设置于岩体的凹槽底部，并贴合基岩，以实现聚能和对岩体的缓冲承压。岩体的凹槽的开口作为炮孔。

所述垫层组件10包括缓冲件11和铸铁件12；所述缓冲件11贴合所述基岩，并承载所述铸铁件12。

所述缓冲件11为聚氯乙烯层，所述缓冲件11的波阻抗与所述铸铁件12的波阻抗不同，并且所述缓冲件11的波阻抗与所述铸铁件12的波阻抗差异大，能够对冲击波形成强烈反射，两者交界面对冲击波强烈反射，降低了透射进聚氯乙烯层的能量，减少了作用于基岩的爆破能量，削弱了对基岩的冲击和破坏，在一定程度上降低了爆破振动。聚氯乙烯层的的压缩变形有效的消解了入射应力波的能量，降低了底部基岩受到的爆炸能量冲击破坏。

可选的，聚氯乙烯层的高度为0.2m。聚氯乙烯层整体制备成固定长度和直径的成品。以保护层爆破厚度为1.5m为例，通常底部垫层为0.2-0.3m。设计聚氯乙烯垫层高度为0.2m，统一制备成高0.2m，直径略小于炮孔直径的圆柱体，将铸铁件12与聚氯乙烯层粘结，整体吊装至炮孔底部。

所述铸铁件12的上表面设有锥形面121，具有锥形面121的铸铁件12能够对爆破冲击波进行反射和透射，反射波的方向将呈水平方向，能量向水平方向聚集则可以加强水平方向上岩体的破碎，减小开挖后留下的岩石炮根，增加岩基平整度。另外，所述锥形面121抵接所述爆破组件20的支管40，并与所述支管40定位连接。圆锥形铸铁的尖端紧贴爆破组件20的支管40，铸铁底部与聚氯乙烯泡沫紧贴。可选的，所述铸铁件12为实心的铸铁件。

参阅图1和图2，支管40设置于所述垫层组件10的上方，爆破组件20设置于所述垫层组件10的上方；所述爆破组件20包括炸药部21，所述炸药部21接触于所述支管40，并处于所述支管的外侧，通过所述炸药部21接触于所述支管40，并沿所述支管40的轴向进行填充，基于PVC管实现上部和下部的空气间隔装药，延长爆炸压力作用到孔壁及孔底时间，削弱了对基岩的冲击和破坏，使得炸药部21的炸药能量利用更加充分和均匀，提高炸药部21的炸药能量利用率，在一定程度上降低了爆破振动。

所述支管40沿高度方向竖直布置；所述炸药部21接触于所述支管40的中部，并沿所述支管40的延伸方向定向爆破。可选的，所述支管40为PVC管；所述炸药部21为乳化炸药。

炸药部21采用条状乳化炸药进行装填，采用轴向和径向不耦合装药。径向上，满足所述岩体的凹槽的炮孔/所述炸药部21的直径<2的要求，即不耦合系数<2。轴向上，在炸药部21的上端和下端，采用PVC管进行空气间隔，其中，所述炸药部21的直径大于所述支管40的直径。可选的，上下空气间隔的长度约为10-15cm。

由于炸药部21采用不耦合装药，在支管40的顶部和底部及周边都预留有空气柱，可以降低爆轰波峰值压力，延长爆生气体作用时间，是炸药能量利用更加充分和均匀，提高炸药能量利用率，在一定程度上降低了爆破振动；也可使爆炸气体形成的压力波和来自炮孔顶部和底部反射波相互作用，破岩更充分。炸药底部采取空气间隔装药，降低了对下部聚能—消能复合缓冲垫层的冲击，有利于减少爆破对孔底以下岩体损伤。

当爆炸形成的冲击波通过底部空气间隔，削弱一部分后，传播至锥形铸铁上，在具有锥形面121的铸铁件12的交界面上将发生一次反射和透射，反射波的方向将呈水平方向，能量向水平方向聚集则可以加强水平方向上岩体的破碎，减小开挖后留下的岩石炮根，增加岩基平整度。这样降低了透射进铸铁介质的能量。当一部分应力波透过铸铁传播至铸铁与聚氯乙烯层交界面时，由于铸铁的波阻抗远大于聚氯乙烯层的波阻抗，在该界面上将发生强烈的二次反射，而仅有少量的能量透射入聚氯乙烯层中；聚氯乙烯层的材料的大幅度变形和压实将进一步消耗入射应力波的能量，最后被急剧削弱的应力波穿透柔性垫层，作用于底部岩体。由于具有锥形面121的铸铁件12的两个界面均为波阻抗相对小的材料，能量将在具有锥形面121的铸铁件12的两个界面多次反射和透射，透射的应力波能量小，而反射应力波能量大，最后爆炸引起的应力波的绝大部分能量被导入具有锥形面121的铸铁件12、孔底水平向岩体和聚氯乙烯层中，用于具有锥形面121的铸铁件12的塑性变形和破坏、孔底水平向岩体的破碎以及聚氯乙烯层的压实与粉碎。

另外，能够延长爆炸压力作用到孔壁及孔底时间，从而缓和爆轰波峰值压力对基体介质的冲击作用，削弱了对基岩的冲击和破坏；另一方面，通过锥形铸铁对冲击波的反射，聚氯乙烯垫层对爆破能量的吸收作用，达到对基岩完整性稳定性起到保护作用。此外还能够提高了炸药能量的利用率并在一定程度上降低了爆破振动，改善爆破块度，提升爆破的经济效益。

填塞件30设置于所述爆破组件20的上方，并封堵所述岩体的凹槽的开口。填塞件30使用炮泥进行体填塞。

爆破组件20还包括雷管22，所述雷管22连接所述炸药部21，所述雷管22的引线由所述炸药部21经所述填塞件30向外引出。雷管22可采用工业电子雷管22，雷管22位于乳化炸药上部，采用正向起爆。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，包括：

垫层组件，设置于岩体的凹槽底部，并贴合基岩；

支管，设置于所述垫层组件的上方；

爆破组件，所述爆破组件包括炸药部，所述炸药部接触于所述支管，并处于所述支管的外侧；

填塞件，设置于所述爆破组件的上方，并封堵所述岩体的凹槽的开口。

2.如权利要求1所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述垫层组件包括缓冲件和铸铁件；所述缓冲件贴合所述基岩，并承载所述铸铁件。

3.如权利要求2所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述缓冲件为聚氯乙烯层，所述缓冲件的波阻抗与所述铸铁件的波阻抗不同。

4.如权利要求2所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述铸铁件的上表面设有锥形面，所述锥形面抵接所述支管，并与所述支管定位连接。

5.如权利要求1所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述支管沿高度方向竖直布置；所述炸药部接触于所述支管的中部，并沿所述支管的延伸方向定向爆破。

6.如权利要求1所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述岩体的凹槽的炮孔/所述炸药部的直径<2；所述炸药部的直径大于所述支管的直径。

7.如权利要求1所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述支管为PVC管；所述炸药部为乳化炸药。

8.如权利要求6所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述支管的顶部和底部均设有气柱。

9.如权利要求1-8中任一所述的用于岩体爆破的装药结构，其特征在于，所述爆破组件还包括雷管，所述雷管连接所述炸药部，所述雷管的引线由所述炸药部经所述填塞件向外引出。

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