一种爆破孔半连续空气间隔器装置及爆破结构、安装方法与流程

1.本发明涉及露天矿山台阶爆破工程技术领域，具体为一种爆破孔半连续空气间隔器装置及爆破结构、安装方法。


背景技术：

2.露天矿山多采用连续耦合装药形式，此种装药形式下药柱重心低、炸药能量释放不均匀，往往导致爆破效果不良及爆破振动较大等问题。自1940年苏联h.b梅尔尼科夫教授等首先提出空气间隔装药技术理论以来，众多研究者对该技术进行了深入研究，通过理论和实践证明了该技术具有降低炸药单耗、改善爆破效果、控制爆破危害等优点。20世纪70年代以后，空气间隔装药技术开始在国内的露天矿山中深孔台阶爆破中使用，并迅速得到大规模推广普及。
3.空气间隔装药技术根据间隔位置的不同，主要分为底部间隔装药、中部间隔装药和顶部间隔装药。当前，爆破工程中空气间隔装药技术的实现主要依靠各种形式的充气气囊装置。其基本工作原理是首先将未充气的气囊放置在爆破孔内的指定位置，然后充气使气囊膨胀，达到间隔装药的目的。如由内蒙古生力中伟爆破有限责任公司于2018年申请授权的发明专利“一种炮孔空气间隔器”，就是依靠膨胀后的气囊完全充盈整个炮孔，将药柱隔断，实现间隔装药的目的。利用此种气囊式空气间隔器在实施中部间隔装药时，气囊膨胀后将药柱完全隔离为上下互不相连的两部分，此两部分药柱需要分别放置起爆雷管，增加了爆破成本，降低了施工效率，直接导致了中部间隔装药技术实际应用较少。
4.研究表明，在间隔器长度相同的条件下，中部空气间隔装药爆破效果要优于顶部、底部间隔装药。因此设计一种可以解决中部间隔装药时重复使用雷管导致成本增高、效率低下的空气间隔装置有重要的实际意义。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种爆破孔半连续空气间隔器装置及爆破结构、安装方法，解决了气囊式空气间隔器在实施中部间隔装药时，气囊膨胀后将药柱完全隔离为上下互不相连的两部分，此两部分药柱需要分别放置起爆雷管，增加了爆破成本，降低了施工效率的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种爆破孔半连续空气间隔器装置，包括半连续空气间隔装置所述半连续空气间隔装置包括外圆柱壳，所述外圆柱壳的轴心设置有内圆柱壳，所述外圆柱壳和内圆柱壳之间通过连接板连接，所述连接板将外圆柱壳和内圆柱壳之间的空间分割成多个弧形空腔。
9.优选的，所述弧形空腔的开口处设置有可拆卸盖板。
10.优选的，所述有可拆卸盖板通过设置在连接板上的盖板卡槽设置在弧形空腔的开
口处。
11.优选的，所述外圆柱壳的上下两端的两侧均设置有连接柱，多个半连续空气间隔装置之间可以通过连接柱和连接柱卡扣进行连接。
12.一种爆破结构，包括炮孔，所述炮孔内设置有半连续空气间隔装置和炸药。
13.优选的，所述炮孔的开口处设置有填塞材料，所述填塞材料上贯穿有雷管脚线，所述雷管脚线的下端穿过内圆柱壳，并延伸至内圆柱壳的下端，所述雷管脚线的下端设置有雷管。
14.一种爆破结构的安装方法，包括如下步骤：
15.步骤一：按照爆破设计方案，在指定位置钻出炮孔；
16.步骤二：按照相关规范进行炮孔验收；
17.步骤三：装填炸药至设计装药高度的一半，并将起爆雷管置于下部装药中；
18.步骤四：根据炸药临界直径选择拆卸的盖板数量，保证本装置的空腔直径不小于炸药的临界直径，同时根据设计的间隔高度选择使用半连续空气间隔装置的数量，使用多于1支时，利用连接柱卡扣将多个半连续空气间隔装置连接成一个整体；
19.步骤五：继续装药至设计高度；
20.步骤六：装入填塞材料，完成炮孔的装填。
21.(三)有益效果
22.本发明提供了一种爆破孔半连续空气间隔器装置及爆破结构、安装方法。具备以下有益效果：
23.(1)、该爆破孔半连续空气间隔器装置及爆破结构、安装方法包括内、外两个同心、同高圆柱形薄壁结构，薄壁厚度3～5mm，圆柱高500mm，装置轻便易携带，可根据设计爆破孔间隔长度灵活选用1～4个装置，外圆柱表面固定有连接柱，可实现多个装置的现场快速连接。外圆柱直径80～240mm，内圆柱直径30～50mm，适用于直径90mm～250mm的爆破孔。内外圆柱之间以6～8块连接板相连，连接板长度500mm，厚度3～5mm。6～8块连接板将内、外圆柱之间的环形空腔分割成6～8个独立的弧形空腔。内圆柱为空心结构，顶、底部无盖板，其内部将在装药过程中充满炸药，传递爆轰波。外圆柱与内圆柱之间的6～8个弧形空腔底部、顶部各附有6～8块可拆卸盖板，可拆卸盖板通过固定在连接板上的盖板卡槽与连接板形成活性连接。当弧形空腔的可拆卸盖板打开时，空腔内部将充满炸药，和内圆柱空腔一起承担传递爆轰波的任务；当弧形空腔的可拆卸盖板关闭时，空腔内部将充满空气，承担空气间隔的任务。每个弧形空腔体积为环形空腔的1/6～1/8，可根据现场情况灵活调整隔板数量以控制空腔使用数量，从而取得最佳爆破效果。
附图说明
24.图1为半连续空气间隔装置结构俯视图；
25.图2为半连续空气间隔装置结构剖视图；
26.图3为多个半连续空气间隔装置连接状态示意图；
27.图4为连接柱卡扣结构示意图；
28.图5为本发明一种爆破孔半连续空气间隔器装置使用示意图；
29.图中：1、外圆柱壳；2、内圆柱壳；3、可拆卸盖板；4、连接板；5、盖板卡槽；6、连接柱；
7、弧形空腔；8、雷管脚线；9、填塞材料；10、炮孔；11、半连续空气间隔装置；12、炸药；13、雷管；14、连接柱卡扣。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1：实现本发明功能的最基本单元
32.一种爆破孔半连续空气间隔器装置，包括半连续空气间隔装置11半连续空气间隔装置11包括外圆柱壳1，外圆柱壳1的轴心设置有内圆柱壳2，外圆柱壳1和内圆柱壳2之间通过连接板4连接，连接板4将外圆柱壳1和内圆柱壳2之间的空间分割成多个弧形空腔7。
33.半连续空气间隔装置11由内、外两个同心、同高圆柱形薄壁结构(外圆柱壳1和内圆柱壳2)组成，薄壁厚度3～5mm，圆柱高500mm，半连续空气间隔装置11轻便易携带，可根据设计爆破孔间隔长度灵活选用1～4个半连续空气间隔装置11。
34.外圆柱壳1直径80～240mm，内圆柱壳2直径30～50mm，适用于直径90mm～250mm的爆破孔。外圆柱壳1和内圆柱壳2之间以6～8块连接板4相连，连接板4长度500mm，厚度3～5mm。6～8块连接板4将外圆柱壳1和内圆柱壳2之间的环形空腔分割成6～8个独立的弧形空腔7。内圆柱壳2为空心结构，顶、底部无盖板，其内部将在装药过程中充满炸药，传递爆轰波。
35.实施例2：为了增加弧形空腔7的封闭性
36.在实施例1的基础上，弧形空腔7的开口处设置有可拆卸盖板3。
37.弧形空腔7的底部、顶部各附有6～8块可拆卸盖板3，当弧形空腔7的可拆卸盖板3打开时，空腔内部将充满炸药，和内圆柱壳2的空腔一起承担传递爆轰波的任务；当弧形空腔的可拆卸盖板3关闭时，空腔内部将充满空气，承担空气间隔的任务。每个弧形空腔7体积为环形空腔的1/6～1/8，可根据现场情况灵活调整连接板4的数量以控制空腔使用数量，从而取得最佳爆破效果。
38.实施例3：确定可拆卸盖板3的安装方式
39.在实施例2的基础上，有可拆卸盖板3通过设置在连接板4上的盖板卡槽5设置在弧形空腔7的开口处。
40.可拆卸盖板3通过固定在连接板4上的盖板卡槽5与连接板4形成活性连接。
41.实施例4：多个间隔装置的连接方式
42.在实施例1～3中任意一个实施例的基础上，外圆柱壳1的上下两端的两侧均设置有连接柱6，多个半连续空气间隔装置11之间可以通过连接柱6和连接柱卡扣14进行连接。
43.实施例5：包含上述间隔装置的爆破结构
44.在实施例4的基础上，包括炮孔10，炮孔10内设置有权利要求4的半连续空气间隔装置11和炸药12。
45.实施例6：爆破结构的填封和引爆结构
46.在实施例5的基础上，炮孔10的开口处设置有填塞材料9，填塞材料9上贯穿有雷管
脚线8，雷管脚线8的下端穿过内圆柱壳2，并延伸至内圆柱壳2的下端，雷管脚线8的下端设置有雷管13。
47.实施例7：上述爆破机构的安装方法
48.实施例6的安装方法：一种爆破结构的安装方法，包括如下步骤：
49.步骤一：按照爆破设计方案，在指定位置钻出炮孔；
50.步骤二：按照相关规范进行炮孔验收；
51.步骤三：装填炸药12至设计装药高度的一半，并将起爆雷管13置于下部装药中；
52.步骤四：根据炸药临界直径选择拆卸的盖板数量，保证本装置的空腔直径不小于炸药的临界直径，同时根据设计的间隔高度选择使用半连续空气间隔装置11的数量，使用多于1支时，利用连接柱卡扣14将多个半连续空气间隔装置11连接成一个整体；
53.步骤五：继续装药至设计高度；
54.步骤六：装入填塞材料9，完成炮孔10的装填。
55.使用本装置的关键在于根据所用炸药品种的临界直径(在一定装药密度下，爆轰波能稳定传播的最小装药直径。)，选择本装置弧形空腔可拆卸盖板覆盖的数量。顶部、底部未覆盖可拆卸盖板的弧形空腔和内圆柱空腔将填入炸药，作为传导爆轰波的介质；顶部、底部覆盖可拆卸盖板的弧形空腔内部充满空气，实现空气间隔装药的目的。
56.通过可拆卸盖板的选择性应用，在实现了空气间隔装药的同时，又保证了爆轰波在整个药柱上传播的连续性，从而可以解决爆破孔中部空气间隔装药中上、下药柱需分别放置起爆雷管的问题，节省了爆破成本，简化了施工工艺。
57.综上所述，该爆破孔半连续空气间隔器装置及爆破结构、安装方法降低了爆破孔中部空气间隔技术使用的成本和简化了施工工艺，有利于爆破孔中部空气间隔技术的推广应用；爆破孔中部空气间隔技术的应用可以有效降低矿山爆破炸药单耗、明显改善爆破效果、有效控制爆破危害。
58.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。