一种爆破装药结构及其施工方法

1.本发明涉及工程爆破技术领域，具体涉及一种爆破装药结构及其施工方法。


背景技术：

2.在铁路建设、水利工程、采矿工程以及其它土石方工程中，爆破是目前应用最广泛、最有效的一种破岩手段，然而，爆破过程中也容易产生粉尘污染。近年来，大气粉尘污染防治问题受到广泛重视，因此，众多技术人员对降尘技术进行探索。其中，中国专利申请号200710051361.9公开了一种节能环保工程水压爆破炮眼及其爆破法，该专利需要往炸药筒装入一定量的水，水在炸药作用下发生雾化，从而起到降尘作用，然而，在往炸药筒中装入水需要用到水袋，而水袋在施工过程中容易破损，从而导致水泄漏，进而影响降尘效果。对此，中国专利申请号201810812578.5公开一种快速装填的水压爆破装置，其有效保护水袋不会被炮眼内部岩石刮伤，但该装置需要用到导流槽、套环等辅助工具，使其在实际应用中过于繁琐，不利于现场施工管理，极大限制了该装置的应用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种爆破装药结构，该装药结构能避免传统水压爆破中的水袋在装填过程中被炸药筒孔壁岩石划破，从而出现漏水问题，进而影响水压爆破效果和降尘效果。另外，上述装药结构能延长爆生气体的作用时间，有利于岩石破碎。
4.本发明的另一目的是：一种爆破装药结构施工方法，该施工方法在实际应用中省时省力、操作简便，有利于现场施工管理，具有显著的经济效益与社会效益。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案是：
6.一种爆破装药结构，包括炸药筒，以及设置在炸药筒内部的炸药包、起爆器材、堵塞物以及降温除尘装置，所述堵塞物位于炸药筒的孔口处，其特征在于，所述降温除尘装置包括若干个由滤网包裹吸水材料形成的降温除尘包，所述降温除尘包与炸药包在炸药筒内不规则排列安装。
7.本发明的一个优选方案，所述吸水材料能吸收其自身重量2倍以上的水，并具有很强的保水能力，如超强吸水树脂或海绵材料或棉花。
8.本发明的一个优选方案，所述吸水材料(吸水前)粒径范围为0.1mm～10mm，其粒径越小，吸水速率越快。
9.本发明的一个优选方案，所述滤网为柔性，其在吸水材料(吸水后)膨胀力作用下呈圆柱状，圆柱直径与所述炸药筒直径一致。
10.本发明的一个优选方案，所述滤网中吸水材料的用量根据滤网的体积与吸水材料的吸水倍数进行计算。
11.本发明的一个优选方案，所述滤网的孔洞直径小于所述吸水材料(吸水前)粒径，确保吸水材料不从所述滤网中漏出。
12.本发明的一个优选方案，所述炸药包一般为乳化炸药、铵油炸药。
13.本发明的一个优选方案，所述起爆器材一般为雷管、导爆索。
14.本发明的一个优选方案，所述堵塞物一般为砂、土及其组合。
15.本发明的一个优选方案，所述炸药筒可为隧道掘进爆破中炸药筒、露天矿山台阶爆破炸药筒等。
16.一种爆破装药结构的施工方法，包括以下步骤：
17.1)根据所述炸药筒直径设计滤网的直径和长度；
18.2)根据所述滤网的体积以及所述吸水材料的吸水倍数计算所述吸水材料的用量；
19.3)将所述吸水材料装入所述滤网后进行密封；
20.4)装药前，将装有所述吸水材料的滤网放入水中浸泡；
21.5)待所述滤网膨胀为圆柱状取出备用；
22.6)将所述内设有起爆器材的炸药包装入所述炸药筒中；
23.7)将上述泡过水的吸水材料与其余炸药包按不同顺序装入炸药筒中；
24.8)将所述堵塞物装入所述炸药筒孔口位置；
25.9)将所述起爆器材进行联网后起爆。
26.本发明的爆破装药结构工作原理是利用吸水材料具有很强的保水能力，将水引入炸药筒中，引入炸药筒中的水由滤网所包裹的吸水材料吸收，膨胀后形成含水材料，进而堵塞炸药筒。在引爆炸药后，受爆生高压气体挤压，将含水材料中的水雾化，在爆破过程中雾化后的小水珠吸附爆生气体中的有害小颗粒粉尘，从而起到降尘和降温作用，其能避免传统水压爆破中的水袋在装填过程中被炸药筒孔壁岩石划破，从而出现漏水问题，进而影响水压爆破效果和降尘效果。
27.本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
28.1、本发明提供的爆破装药结构大大降低爆破粉尘对环境的污染，其避免传统水压爆破中的水袋在装填过程中被炸药筒孔壁岩石划破，从而出现漏水问题，进而影响水压爆破效果和降尘效果，同时在引爆炸药后，受爆生高压气体挤压，将含水材料中的水雾化，在爆破过程中雾化后的小水珠吸附爆生气体中的有害小颗粒粉尘，减少了爆破后空气中的有害小颗粒粉尘，降低爆破粉尘对环境的污染。作业人员少吸入爆破后的有害小颗粒粉尘，降低了患职业病的风险。
29.2、本发明提供的爆破装药结构可用于提高高温爆破施工的安全性，其利用水具有较大的比热容，可以吸收热量和释放水蒸气，使装入炸药筒中的炸药与爆破器材处于湿润状态，从而确保炸药与起爆器材在一定时间内保持在安全温度环境中。
30.3、本发明提供的爆破装药结构及其施工方法在实际应用中省时省力、操作简便，有利于现场施工管理，具有显著的经济效益与社会效益。
附图说明
31.图1为本发明实施例一中爆破装药结构具体的结构示意图；
32.图2为本发明实施例二中爆破装药结构具体的结构示意图；
33.图3为本发明实施例三中爆破装药结构具体的结构示意图。
34.附图标记：
35.炸药筒-1；炸药包-2；起爆器材-3；堵塞物-4；降温除尘包-5；滤网-6；吸水材料-7。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.下面结合实施例及附图1-3对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
39.实施例一
40.参见图1，本发明的爆破装药结构包括：炸药筒1，以及设置在炸药筒1内部的炸药包2、起爆器材3、堵塞物4以及降温除尘装置，所述堵塞物4位于炸药筒1的孔口处，其特征在于，所述降温除尘装置包括若干个由滤网6包裹吸水材料7形成的降温除尘包5，所述降温除尘包5与炸药包2在炸药筒1内不规则排列安装；其中，所述吸水材料7用于吸附水或者水溶液，所述滤网6用于包装吸水材料7。
41.其中，所述炸药包2的数量选择为7个，降温除尘包5数量为4个，堵塞物4数量为2卷，在炸药筒1从底部往孔口的装填顺序为：底部装填有1个降温除尘包5，中间装填有7个炸药包2，靠近孔口部分装填3个降温除尘包5，孔口部分装有2卷堵塞物4。
42.所述炸药筒1为隧道掘进爆破中的水平炸药筒1，其直径为42mm，孔深为4m；炸药筒11温度为20
°
，为常温炸药筒1。
43.所述吸水材料7为超强吸水树脂或海绵材料或棉花，超强吸水树脂吸水前的粒径为1mm，能吸收其自身重量20倍以上的水，并具有很强的保水能力，而且粒径越小，吸水速率越快。
44.所述滤网6为茶叶袋滤纸，其具有柔软特性以及亲水性，在吸水材料7吸水后膨胀力作用下呈圆柱状，圆柱直径为32mm，长度为30cm。
45.由于所述超强吸水树脂密度为1.08g/cm3，其能吸附自身重量20倍以上的水，即吸水树脂体积能膨胀20倍左右，而上述滤网6体积为240cm3，经过计算可知，所述滤网6中超强吸水树脂的质量不少于15g。
46.由于所述超强吸水树脂吸水前的粒径为1mm，故所述滤网6的孔洞直径取为0.5mm，确保超强吸水树脂不从所述滤网6中漏出。
47.所述炸药包2中为乳化炸药，其直径为32mm，长度为30cm。
48.所述起爆器材3为电子数码雷管，其需要插入所述炸药包2制成起爆炸药筒1。
49.所述堵塞物4的配比为：土:砂:水＝5:1:1，可用炮泥机制作，其直径为32mm，长度为30cm。
50.实施例二
51.参见图2，与实施例一不同的是，本实施例中在炸药筒1中各炸药包2、降温除尘包5以及堵塞物4的数量以及排列顺序不同，具体为：
52.其中，所述炸药包2的数量选择为3个，降温除尘包5数量为8个，堵塞物4数量为2卷，在炸药筒1从底部往孔口的装填顺序为：底部装填有3个降温除尘包5，其高度为0.3m，中间部分采用炸药包2与降温除尘包5间隔装药，靠近孔口部分装填3个降温除尘包5，其高度为0.3m，孔口部分装有2卷堵塞物4。
53.所述炸药筒1为露天煤矿台阶爆破中的垂直炸药筒1，其直径为140mm，孔深为13m；炸药筒1温度为200
°
，为高温炸药筒1。
54.所述吸水材料7为超强吸水树脂或海绵材料或棉花，超强吸水树脂吸水前的粒径为0.5mm，能吸收其自身重量20倍以上的水，并具有很强的保水能力，而且粒径越小，吸水速率越快。
55.所述滤网6为茶叶袋滤纸，其具有柔软特性以及亲水性，在吸水材料7吸水后膨胀力作用下呈圆柱状，圆柱直径为110mm，长度为10cm。
56.由于所述超强吸水树脂密度为1.08g/cm3，其能吸附自身重量20倍以上的水，即吸水树脂体积能膨胀20倍左右，而上述滤网6体积为950cm3，经过计算可知，所述滤网6中超强吸水树脂的质量不少于45g。
57.由于所述超强吸水树脂吸水前的粒径为0.5mm，故所述滤网6的孔洞直径取为0.3mm，确保超强吸水树脂不从所述滤网6中漏出。
58.所述炸药包2内为乳化炸药，其直径为110mm，长度为35cm。
59.所述起爆器材3为导爆索，外径为5mm，其主要成分为太安。
60.所述堵塞物4为孔口周边的岩粉以及砂土。
61.实施例三
62.参见图2，与实施例一、二不同的是，本实施例中在炸药筒1中各炸药包2、降温除尘包5以及堵塞物4的数量以及排列顺序不同，具体为：
63.所述装药结构从底部往孔口的装填顺序为：底部装有1卷降温除尘包5，其高度为0.35m，中间偏下位置装填高度为4.5m高的乳化炸药包2，中间部分装填2m吸水树脂，中间偏上位置装填4.5m高的乳化炸药包2，近孔口部分装填2卷降温除尘包5，其高度为0.7m，孔口部分装有4.45m的堵塞物4。
64.所述炸药筒1为露天煤矿台阶爆破中的垂直炸药筒1，其直径为140mm，孔深为16.5m；炸药筒1温度为20
°
，为常温炸药筒1。
65.所述吸水材料7为超强吸水树脂或海绵材料或棉花，超强吸水树脂吸水前的粒径为1mm，能吸收其自身重量20倍以上的水，并具有很强的保水能力，而且粒径越小，吸水速率越快。
66.所述滤网6为茶叶袋滤纸，其具有柔软特性以及亲水性，在吸水材料7吸水后膨胀
力作用下呈圆柱状，圆柱直径为110mm，长度为35cm。
67.由于所述超强吸水树脂密度为1.08g/cm3，其能吸附自身重量20倍以上的水，即吸水树脂体积能膨胀20倍左右，而上述滤网6体积为3300cm3，经过计算可知，所述滤网6中超强吸水树脂的质量不少于150g。
68.由于所述超强吸水树脂吸水前的粒径为1mm，故所述滤网6的孔洞直径取为0.6mm，确保超强吸水树脂不从所述滤网6中漏出。
69.所述炸药为乳化炸药，其直径为110mm，长度为35cm。
70.所述起爆器材3为电子数码雷管，其需要插入所述炸药制成起爆炸药筒1。
71.所述堵塞物4为孔口周边的岩粉以及砂土。
72.实施例四
73.参见图1、图2与图3，本实施例爆破装药结构的施工方法，包括以下步骤：
74.1)根据所述炸药筒1直径设计滤网6的直径和长度；
75.2)根据所述滤网6的体积以及所述吸水材料7的吸水倍数计算所述吸水材料7的用量；
76.3)将所述吸水材料7装入所述滤网6后进行密封；
77.4)装药前，将装有所述吸水材料7的滤网6放入水中浸泡；
78.5)待所述滤网6膨胀为圆柱状取出备用；
79.6)将所述内设有起爆器材3的炸药包2装入所述炸药筒1中；
80.7)将上述泡过水的吸水材料7与其余炸药包2按不同顺序装入炸药筒1中；
81.8)将所述堵塞物4装入所述炸药筒1孔口位置；
82.9)将所述起爆器材3进行联网后起爆。
83.参见图1、图2与图3，下面结合附图对本发明爆破装药结构的工作原理作进一步描述：
84.本发明利用吸水材料7具有很强的保水能力，将水引入炸药筒1中，从而起到降尘和降温作用，其能避免传统水压爆破中的水袋在装填过程中被炸药筒1孔壁岩石划破，从而出现漏水问题，进而影响水压爆破效果和降尘效果。引入炸药筒1中的水由滤网6所包裹的吸水材料7吸收，膨胀后形成含水材料，进而堵塞炸药筒1。在引爆炸药后，受爆生高压气体挤压，将含水材料中的水雾化，在爆破过程中雾化后的小水珠吸附爆生气体中的有害小颗粒粉尘，减少了爆破粉尘对环境的污染。
85.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。