一种爆破孔堵塞结构密实装置及其使用方法与流程

1.本发明属于工程爆破技术领域，具体涉及一种爆破孔堵塞结构密实装置及其使用方法。


背景技术：

2.钻孔爆破作为岩体开挖的主要手段，被广泛应用于水利水电、交通、矿山等工程建设领域。炮孔堵塞是钻孔爆破施工过程中的一个重要环节。炮孔堵塞与不堵塞对爆炸冲击波的波峰值影响并不明显，但其后压力的降低，特别是爆生气体压力的降低及其对岩石产生破裂作用的时间，都与是否堵塞有关，炮孔堵塞物因具有一定的质量，炸药爆炸后产生的气体在瞬间将加速到很高的速度，气体想要冲出炮孔口，必须克服堵塞物的惯性阻力及其与炮孔壁之间的粘结力和摩擦阻力，正是由于堵塞物阻力炮孔内高温高压状态的维持时间相对延长，增加炸药化学反应的完全程度，可得到更充分的爆炸能同时，堵塞物阻力延长了孔内高压气体的作用时间，使得先前由应力波作用生成的裂隙在受到高压气体的气楔作用后加速发展，高压气体向裂隙中楔入，不仅提高了破岩效果，而且减小了岩石的抛掷距离，降低了空气冲击波强度。总而言之，改善炮孔堵塞质量对提升爆破效果与控制爆破飞石均有着十分重要的作用。
3.现有的炮孔堵塞大多采用人工拌制的炮泥砂浆、混凝土、钻孔岩屑或黄土类松散物料捣填，目前也出现许多新颖的炮孔堵塞方法，基本可以归结为两大类，其一是“机械构件类”炮孔堵塞方法，即利用机械构件来增大爆破过程中堵塞物运动的阻力，实现炮孔堵塞，如：公开号为cn103453808 a的专利申请公开的“含内凹弧形部构件”、cn102735125公开的“伞状下向炮孔堵塞装置”、cn 205980972u公开的“露天采矿用炮孔堵塞器”、cn 105526834 a公开的“柱锥体构件”等；其二是“材料类”炮孔堵塞方法，即利用某类特殊材料制成的堵塞物实现炮孔堵塞，如：cn 205192358 u公开的“柔性阻燃eva炮孔塞”、cn 105066804 a公开的“矿用水炮泥袋”等。这些方法不同程度地存在作用效率低，难以严格控制爆破质量，无法杜绝“冲天炮”和发生哑炮等缺点。也有研究人员对堵塞的结构进行一定改进，但或者封孔效果不佳，或者操作过程繁复，增加了施工作业难度。更重要的是，目前实际施工过程中，出于对施工快捷性、经济性与取材便利性方面的考虑，大都采用岩屑堵孔，且施工过程中都是简单将钻孔岩屑充填入炮孔内，这样形成的炮孔堵塞结构内含大量空隙，密实度很低，炸药起爆后产生的爆炸冲击波沿炮孔轴向向上传播进入岩屑堵塞结构，岩屑堵塞结构内部因大量空隙的存在，受到爆炸冲击波的压缩作用，大大减小了炮孔堵塞结构的有效长度，爆生气体很容易从孔口逸散，缩短了爆生气体作用时间，导致岩体破岩效果较差，容易诱发爆破飞石，增加堵塞长度一定程度上能提高堵塞效果，但这会减小炮孔装药长度，降低单孔装药量及单耗，严重影响岩体破碎效果。
4.因此，针对现场施工过程中常用的钻孔岩屑堵孔，通过提高堵塞结构密实度以增大炮孔有效堵塞长度，对于延长爆生气体持续时间，充分发挥爆生气体的“气楔”效应，控制爆破不良现象具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的就是针对现有技术中，采用钻孔岩屑堵塞炮孔存在的不足，提供一种施工便捷、经济高效的爆破孔堵塞结构密实装置。该密实装置中的高频振动装置产生的高频振动经传振杆传至其端部的翼型结构，再作用于炮孔堵塞结构，能显著提高堵塞结构的密实度，增大炮孔有效堵塞长度，延长爆生气体作用时间，提升岩石爆破效果。本发明的第二目的是基于前述密实装置实施，确保快速高效实现提高爆破孔堵塞结构密实度目的。
6.为了实现第一目的，本发明采用如下第一技术方案。
7.一种爆破孔堵塞结构密实装置，包括高频振动装置、传振杆、提升装置、供电装置、三脚架，所述传振杆下端铰接有翼型结构，上端与所述高频振动装置、提升装置衔接，所述高频振动装置、提升装置固定在所述三脚架上，所述高频振动装置位于提升装置上方，所述供电装置位于提升装置上方，为高频振动装置、提升装置供电。
8.进一步地，所述传振杆为空心圆杆，由纯金属材料制成，或者由外部包裹有橡胶材料的金属材料制成。
9.优选地，所述传振杆壁厚为1～2mm，外径不超过1cm，其外表面由上至下每间隔2～4cm设置有凹槽。
10.优选的，所述翼型结构的数量为2～4个，翼型结构之间的夹角相等，翼型结构与传振杆轴心的夹角能够调节的，调节的夹角范围为10
°
～45
°
。
11.优选的，所述翼型结构长度为炮孔半径的1.0～2.0倍。
12.优选的，所述高频振动装置带动传振杆振动的同时，所述提升装置向上提升传振杆，提升速率不低于1m/min。
13.为了实现第二目的，本发明采用如下第二技术方案。
14.一种爆破孔堵塞结构密实装置的使用方法，具体包含以下步骤：
15.步骤1.根据爆破设计及现场实际情况完成炮孔装药，依次向爆区炮孔内填充部分岩屑，初步填充的岩屑堵塞长度为2～4倍炮孔直径；
16.步骤2.将底部连接有翼型结构的传振杆放入炮孔，同时向多个炮孔安放传振杆，一孔一杆，放置过程中注意避免与雷管脚线交错；
17.步骤3.依次在放有传振杆的炮孔上架设三角架，传振杆上端与提升装置衔接，并调整传振杆轴心与炮孔轴心重合；
18.步骤4.填充剩余部分岩屑，在填充岩屑的同时启动高频振动装置与提升装置，提升装置提升传振杆的速率不低于1m/min，依次完成所有炮孔的堵塞工作。
19.本发明具有如下优点：
20.(1)能显著提高爆破孔堵塞结构密实度，增大有效堵塞长度，延长爆生气体的作用时间，改善岩体破碎效果；
21.(2)填充岩屑的同时，提升装置提升传振杆，不会额外增加炮孔堵塞施工时间，通过调整三脚架，改变传振杆的方向，适用于不同倾角的炮孔堵塞，施工便捷，工程适用性强。
附图说明
22.图1为本发明爆破孔堵塞结构密实装置结构示意图；
23.图2为本发明中翼型结构截面图；
24.图中：1—高频振动装置，2—提升装置，3—传振杆，4—供电装置，5—翼型结构，6—钻孔岩屑，7—三脚架，8—炮孔。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，此处所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性工作的前提下，所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。
26.某采石场，利用钻孔爆破的方法开采石料，炮孔直径90mm，炮孔深度为8.0m，堵塞长度为2.5m，采用钻孔岩屑堵孔，施工过程中简单向炮孔内填充岩屑，这种堵塞方法堵塞质量较差，冲孔现象时有发生，拟打算采用本发明爆破孔堵塞结构密实装置，改善炮孔堵塞质量。
27.参照图1，一种爆破孔堵塞结构密实装置，包括：高频振动装置1、传振杆3、提升装置2、供电装置4、三脚架7，所述传振杆3一端铰接翼型结构5，另一端与高频振动装置1、提升装置2衔接，所述高频振动装置1、提升装置2固定在三脚架上，高频振动装置1位于提升装置2上方，所述供电装置4位于提升装置2上方，为高频振动装置1、提升装置2供电。所述高频振动装置可以采用现有技术中的振动装置，与本技术中传振杆3通过螺栓、键、销等连接方式进行连接，为底部翼型机构提供振动。
28.优选地，所述传振杆3为空心铁杆，厚度为2mm，传振杆3的外径为1cm，其表面每间隔3cm设置有凹槽。所述提升装置2内部安装有电机，所述电机输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与所述传振杆3上的凹槽相啮合，通过电机驱动齿轮带动传振杆3上下移动。
29.优选地，所述翼型结构5的数量为3个，翼型结构5互呈120
°
夹角，翼型结构5与传振杆3轴心的夹角是能够调节的，调节的夹角范围为10
°
～45
°
。
30.优选地，所述翼型结构5长度为炮孔半径的1.5倍。
31.优选地的，高频振动装置1带动传振杆3振动的同时，提升装置2向上提升传振杆3，提升速率为1.5m/min。
32.为了实现第二目的，本实施例采用如下第二技术方案。
33.一种爆破孔堵塞结构密实装置的使用方法，具体包含以下步骤：
34.步骤1.根据爆破设计及现场实际情况完成炮孔装药，依次向爆区炮孔8内填充部分岩屑，初步填充的岩屑堵塞长度为20cm；
35.步骤2.将底部连接有翼型结构5的传振杆3放入炮孔，可以同时向多个炮孔安放传振杆3，一孔一杆，放置过程中注意避免与雷管脚线交错；
36.步骤3.依次在放有传振杆3的炮孔上架设三角架7，传振杆3一端与提升装置2衔接，并调整传振杆3轴心与炮孔8轴心重合；
37.步骤4.填充剩余部分岩屑，在填充岩屑的同时启动高频振动装置1与提升装置2，提升装置2提升传振杆的速率为1.5m/min，依次完成所有炮孔的堵塞工作。