一种高温环境爆破器材性能原位试验系统和方法与流程
- 国知局
- 2024-12-06 12:39:13
本发明涉及工程爆破,具体涉及一种高温环境爆破器材性能原位试验系统和方法。
背景技术:
1、爆破在水利水电、交通、矿山、市政等工程建设的岩体开挖中应用广泛。炸药、雷管、导爆索等爆破器材的性能对岩石爆破效果起决定性作用,一般工程在正式爆破前均需开展爆破器材性能试验,为确定合理的爆破参数提供重要参考。目前,按照爆器材管理规定要求,仅有少数具有资质的单位能够开展爆破器材性能的室内试验,且试验时间受到管理部门和爆破器材供应时间的限制,与爆破工程项目的推进时间不能很好衔接。另外,在爆破工程项目施工现场,可以开展常规爆破器材性能试验,如炸药和导爆索的爆速测试等,但是现场测试条件简陋,难以开展复杂精细的爆破器材性能试验。
2、目前,常温条件下的爆破器材性能试验较好开展,但是一些爆破工程项目处于高温环境,如高地温隧道爆破、火区煤矿爆破等,高温条件下的爆破器材性能试验难以精确开展。一方面,现场高温环境在室内实验室中难以准确模拟,通过室内加温设备升温后的爆破器材需要挪出到安全场地开展性能试验,期间的转换过程爆破器材所处环境温度已经起了较大变化,且室内升温爆破器材存在一定的安全风险。另一方面,现场高温环境存在温度波动,目前在现场难以准确控制环境温度。综上所述,亟需开展安全、可靠、准确的高温环境爆破器材性能试验方法研究。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,针对现有爆破器材性能试验方法的不足,提供一种安全、可靠、准确的高温环境爆破器材性能原位试验系统和方法。
2、一种高温环境爆破器材性能原位试验系统,包括供电子系统、供热子系统、测试子系统;其特征在于,所述供电子系统、供热子系统、测试子系统分别布置在测试炮孔的后方安全地带;所述供热子系统的输水泵处在测试炮孔与恒温水箱之间;所述测试子系统的测试仪器布置在测试炮孔的后方安全地带。
3、按上述方案,所述供电子系统布置在测试炮孔的后方安全地带;所述供电子系统的电源可由现场供电箱充当或由相当容量和功率的电池充当,电源需满足供热子系统、测试子系统的用电需求;所述供电子系统的供电线路为绝缘线路,供电线路规格需满足供热子系统、测试子系统的安全用电需求。
4、按上述方案,所述供热子系统布置在测试炮孔的后方安全地带;所述供热子系统的恒温水箱由水箱、加热单元、温控单元、加料单元组成;水箱容量应满足测试炮孔注满水条件的需求,加热单元和温控单元将水箱内的水温保持在试验所需温度,加料单元为满足100℃以上水温要求的无机盐等溶质加料需求。升温到100℃的水温要求仅由常规用水加热即可达到要求,超过100℃的水温需要往常规用水增加适当的无机盐等溶质,使溶液沸点提高到100℃以上。
5、按上述方案,所述供热子系统的输水泵处在炮孔与恒温水箱之间,往测试炮孔内泵入恒温热水,为炮孔提供恒温环境;所述供热子系统的回水泵处在前后置净水器之间,将炮孔内的水以稳定流量抽回恒温箱,保证炮孔内水温保持恒定,且循环使用试验用水,达到节水目的。所述供热子系统的前置净水器处于测试炮孔和回水泵之间,旨在洁净流入回水泵的水,避免回水泵堵塞;所述供热子系统的后置净水器处于回水泵和恒温水箱之间,旨在洁净流入恒温水箱的水,避免影响后续升温和泵入流程。所述供热子系统在现场条件受限的条件下也可以省略,此时炮孔内的水自由溢出,得不到回收。
6、按上述方案,所述测试子系统的测试仪器布置在测试炮孔的后方安全地带;所述测试子系统的测试线路采用屏蔽线组成,避免供电线路和现场施工杂散电流对测试信号传输的影响;所述测试子系统的测试炮孔的直径和深度根据爆破工程的实际情况确定;所述测试子系统的爆破器材一般为爆破工程的实际适用的炸药、雷管和导爆索等。
7、本发明还提供了一种高温环境爆破器材性能原位试验方法,包括如下步骤:
8、步骤一、根据爆破工程实际钻爆情况,按照爆破作业的炮孔直径和深度钻设相应直径、深度的测试炮孔;
9、步骤二、按照安全、整洁要求分别布置供电子系统、供热子系统、测试子系统,各子系统距离测试炮孔的距离不小于爆破作业的警戒距离,各子系统的管线线路采用现场钻屑或沙袋覆盖保护;
10、步骤三、按照安全、可靠要求将供热子系统、测试子系统分别接入供电子系统,将供热子系统接入测试子系统,对各子系统接口进行防水防尘处理;
11、步骤四、按照试验温度要求,调节恒温水箱水温至指定温度,且通过温控模块保持恒温水箱水温不变;
12、步骤五、将爆破器材放入测试炮孔,连通相应测试仪器,打开水泵,使水路在整个供热子系统中畅通循环;
13、步骤六、开展爆破器材的性能试验,分析实测性能数据,确认试验圆满完成;
14、步骤七、整理原位试验系统,结束爆破器材的性能试验。
15、有益效果
16、(1)通过恒温水路保证炮孔内水温恒定,能够提供稳定的高温条件,且温度可高于100℃;
17、(2)原位测试最大程度保证了试验条件和工况与实际爆破工程项目条件和环境一致,得到的爆破器材性能试验结果更具代表性和参考价值;
18、(3)本发明系统和方法既能适用于露天条件的高温爆破工况,也能适用于地下条件的高温爆破工况,适用性广,可推广价值高;
19、(4)试验流程简洁明了,操作简单、成本可控。
技术特征:1.一种高温环境爆破器材性能原位试验系统,包括供电子系统、供热子系统、测试子系统;其特征在于,所述供电子系统、供热子系统、测试子系统分别布置在测试炮孔的后方安全地带;所述供热子系统的输水泵处在测试炮孔与恒温水箱之间;所述测试子系统的测试仪器布置在测试炮孔的后方安全地带。
2.如权利要求1所述的高温环境爆破器材性能原位试验系统,其特征在于:所述供热子系统包括恒温水箱、输水泵、回水泵、前后置净水器、供热管路;所述恒温水箱包括水箱、加热单元、温控单元、加料单元;水箱容量满足测试炮孔注满水条件的需求,加热单元和温控单元将水箱内的水温保持在试验所需温度,加料单元实现满足试验水温要求的无机盐溶质加料需求。
3.如权利要求1所述的高温环境爆破器材性能原位试验系统,其特征在于,所述供热子系统的输水泵处在炮孔与恒温水箱之间,往测试炮孔内泵入恒温热水,为炮孔提供恒温环境;所述供热子系统的回水泵处在前后置净水器之间,将炮孔内的水以稳定流量抽回恒温箱,保证炮孔内水温保持恒定,且循环使用试验用水;所述供热子系统的前置净水器处于测试炮孔和回水泵之间,旨在洁净流入回水泵的水,避免回水泵堵塞;所述供热子系统的后置净水器处于回水泵和恒温水箱之间,旨在洁净流入恒温水箱的水,避免影响后续升温和泵入流程,或所述供热子系统的回水部分在现场条件受限的条件下省略,此时炮孔内的水自由溢出,得不到回收;所述供热子系统的供热管路需满足耐高温要求,且管路直径宜小于测试炮孔直径。
4.如权利要求1所述的高温环境爆破器材性能原位试验系统,其特征在于,所述测试子系统的测试线路采用屏蔽线;所述测试炮孔的直径和深度根据爆破工程的实际情况确定;所述测试子系统的爆破器材为炸药、雷管和导爆索。
5.如权利要求2所述的高温环境爆破器材性能原位试验系统,其特征在于,所述的供热子系统的恒温箱材质为硬质固体水箱或可折叠软质水箱。
6.一种基于如权利要求1~5中任一所述高温环境爆破器材性能原位试验系统,其特征为:所述供电子系统、供热子系统、测试子系统整合成一套系统或独立存在为单独子系统。
7.一种高温环境爆破器材性能原位试验测试方法,其特征为:所述方法基于权利要求1~6中任意一项所述的试验系统,包括如下步骤:
技术总结本发明公开了一种高温环境爆破器材性能原位试验系统,包括供电子系统、供热子系统、测试子系统,所述供电子系统由电源和供电线路组成,所述供热子系统由恒温水箱、输水泵、回水泵、前后置净水器、供热管路组成,所述测试子系统由测试仪器、测试线路、测试炮孔和待测试爆破器材组成。本发明还提供了一种高温环境爆破器材性能原位试验方法,试验流程简洁明了,操作简单、成本可控。本发明通过恒温水路保证炮孔内水温恒定,能够提供稳定的高温条件,且温度可高于100℃;通过本发明开展原位测试最大程度保证了试验条件和工况与实际爆破工程项目条件和环境一致,得到的爆破器材性能试验结果更具代表性和参考价值。技术研发人员:孙鹏昌,孟海利,薛里,杨年华,孙崔源,康永全,郭云龙,刘一伟受保护的技术使用者:中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所技术研发日:技术公布日:2024/12/2本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20241204/342427.html
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