CN102607349A - 井下中深孔散装乳化基质气动装填设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。本发明所提供的井下中深孔乳化基质气动装填设备改变了我国井下中深孔爆破中传统的炸药装填方式，具有低成本、高效能、高安全性、高环保性能。

Description

井下中深孔散装乳化基质气动装填设备

技术领域

本申请涉及矿用爆破技术，特备是涉及一种井下中深孔散装乳化基质气动装填设备。

背景技术

目前我国的工程爆破仍然主要采用包装炸药大包药和炸药卷装填，通过人工用木棍逐节推装入炮孔或通过风动装药机通过高压风吹入炮孔，这种爆破施工工艺普遍采用的是具有雷管感度的1.1级的爆炸品，其生产、储存、运输、保管、装填过程中安全性较差，工人劳动强度大，而且包装炸药药卷会造成包装材料大量浪费，炸药卷需使用石蜡纸筒或塑料筒、塑料中包袋、垫板、纸箱、包装带包装，制造成本高且会造成包装材料浪费，且这种火工产品其炮烟生成量大，易于造成较大污染。

这种成品炸药，多为粉状硝铵炸药或包装乳化炸药，炸药本身配方较为复杂，包装材料多，其二氧化碳等有毒气体排放量为70L/kg左右，爆破后需要较长通风时间，不符合节能环保的要求。而且该炸药密度出厂后是固定值，不可调、不能随着岩石条件的变化和环境的变化作调整。从安全的角度来说，这种成品包装药卷炸药均具备8号工业雷管感度，其生产、运输、储存、装填过程中为1.1级危险等级，从炸药生产到现场装药不具备本质安全化水平。

而且，这种成品包装药卷炸药爆破施工方法由于不能在炮孔内实现全耦合装药，难以有效排除孔内的积水，因此爆破效果较差，且浪费穿孔成本。

目前井下中深孔爆破开始采用乳化炸药装药，主要是利用电动装药装置，存在漏电危害，安全保护措施不完备，炸药回流散落比较快，易造成装药不连续，易于出现半爆现象，同时需要加装逆止器，该装药技术费工费时。

还有一种方案是利用风动装药机直接吹送具备雷管感度的粉状炸药或粘性粒状铵油炸药，存在静电危害，高压风的危害，炸药散落比较严重，该方法和工艺不具备本质安全化水平。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种适用于井下中深孔爆破的散装乳化基质气动装填设备，适合上向孔、水平孔及下向中深孔的装药。

本发明的技术方案如下：

一种井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，其中乳化基质储送装置中包括用以储存乳化基质的乳化基质容器和乳化基质过滤装置，以及用以泵送乳化基质的基质泵，敏化液储送装置中包括用以储存敏化液的敏化液容器及敏化液过滤装置，以及用以泵送敏化液的敏化液泵，清洗水储送装置包括用以储存清洗水的清洗水容器及清洗水过滤装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，以及设备框架，其特征在于：还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。

可选的，还包括与乳化基质容器相通的输料管路，所述输料管路将地面存储的乳化基质输入乳化基质容器内，所述输料管路上设置有截止阀。

可选的，所述基质泵和敏化液泵为双组份联动柱塞泵，所述双组份联动柱塞泵的柱塞位于基质缸和敏化液缸内往复运动，其两端通过单向阀分别吸纳并按设定比例同步泵送乳化基质和敏化液。

可选的，所述基质泵一端还设置有乳化基质回流管路与乳化基质容器相通。

可选的，还包括自动送管装置，所述自动送管装置包括输药管，并控制输药管送入炮孔底部。

可选的，所述敏化液储送装置包括2个或2个以上的敏化液容器，各敏化液容器中分别储存不同型号的敏化液，并通过选择阀控制输出不同型号的敏化液。

可选的，所述压缩空气气源和气动马达之间具有气路管路，该气路管路上设置有用以去除压缩空气中的杂质的油水分离装置，还包括与压缩空气气源及乳化基质储存容器相连的泄压阀。

可选的，还包括用以采集、储存及远程控制乳化基质及敏化液泵送参数的信息处理装置，所述信息处理装置内置有用于记录气动装填设备工作循环次数和乳化基质及敏化液泵送量的计数模块和显示模块。

可选的，所述混合器为静态混合器。

可选的，所述乳化基质储存容器还包括用以保持乳化基质温度的保温装置。

所述乳化基质为5.1级危险等级的氧化剂。

本发明的技术效果在于以下的一点或几点：

本发明所提供的井下中深孔散装乳化基质炸药气动装填设备，采用目前井下施工现场普遍具备的低成本压缩空气气源，装填炸药采用低碳环保的散装乳化炸药基质，该乳化基质为5.1级危险货物等级的氧化剂，不具备8号工业雷管感度，基质进入炮孔后需经一定时间敏化后才变为炸药，故不但施工过程安全，而且在生产、储存、运输、保管、装填过程中均不具备危险性，因此这种施工装备具有本质安全性。

针对井下中深孔爆破施工，本发明采用井上地面站或炸药厂制备乳化基质或在地面存储乳化基质，通过管路和截止阀与乳化基质容器相连，实现了地面制乳、存储、井下装药的一体化结构，大大简化、降低了设备的复杂程度和成本，推广了散装乳化炸药在井下中深孔爆破中的应用。

本发明的气动装填设备采用散装乳化基质装填，无须炸药的包装材料，减少了有毒气体排放量，实验证明，该乳化基质炸药其爆破后有害气体含量不足20L/kg，大大减少通风排尘时间。

该乳化基质炸药，其装药过程装药量精确，基质泵与敏化液泵都属于柱塞泵(高粘度泵)，本发明采用的双组份联动柱塞泵为同步泵(保证乳化基质和敏化液的泵送输出比)，装药配比精确，装药速度快，装药速度60-130kg/min，设备乳化基质存储罐容积为200kg至3000kg乳化基质。

而且本发明的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备通过设置多个敏化液容器，敏化液容器中分别储存不同型号的敏化液，并通过选择阀控制不同型号敏化液的输出，实现了装药密度可调，可根据岩石条件和环境的不同调节炸药密度并实现耦合装药，有效提高装药效率和施工效率，降低施工成本，提高爆破效果，具有低碳环保的特点。

本发明的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备还设置有自动送管装置，能够自如的将输药管和起爆弹送入炮孔底部，实现孔底起爆。

综上所述，本发明所提供的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，结构简单合理，设备投资少，成本低，便于推广应用，且采用空气动力，体积小，设备移动灵活，其装药量调节范围大，应用面更为广泛，普遍适应于各种井下矿作业施工环境。

本发明的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备采用低碳环保的散装乳化炸药基质，其粘度适中，输送顺畅，有毒有害气体输出量少，且本发明的装填设备还设置了限压装置、限温装置、防空打装置、自动熔断装置以及计算机远程控制系统，具有很高的安全性能和控制性能。

因此，本发明所提供的井下中深孔爆破工程乳化基质气动装填设备改变了我国井下中深孔爆破领域中传统的炸药装填方式，具有低成本、高效能、高安全性、高环保性能，符合我国民爆行业及工程爆破行业发展方向。

附图说明

图1所示为本发明的结构示意图。

图2所示为图1的右视图。

图3所示为图1的俯视图。

附图标记列示如下：1-空气动力组件，2-基质储存罐，3-敏化液储存罐，4-清洗水储存罐，5-基质过滤器，6-敏化液过滤器，7-泄爆装置，8-观察孔，9-人孔盖，10-保温装置，11-泵速校准阀，12-选择阀，13-压力表，14-温度表，15-流量显示器，16-安全控制装置，18-基质回流装置，19-清洗装置，20-信息处理器，21-计数器，22-双组份联动泵，23-启动控制器，24-设备框架，25-叉车槽，26-注入器，27-自动送管装置，28-静态混合器。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，其中乳化基质储送装置中包括用以储存乳化基质的乳化基质容器和乳化基质过滤装置，以及用以泵送乳化基质的基质泵，敏化液储送装置中包括用以储存敏化液的敏化液容器及敏化液过滤装置，以及用以泵送敏化液的敏化液泵，清洗水储送装置包括用以储存清洗水的清洗水容器及清洗水过滤装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，以及设备框架，其特征在于：还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。

可选的，还包括与乳化基质容器相通的输料管路，所述输料管路将地面存储的乳化基质输入乳化基质容器，所述输料管路上设置有截止阀。

可选的，所述基质泵和敏化液泵为双组份联动柱塞泵，所述双组份联动柱塞泵的柱塞位于基质缸和敏化液缸内往复运动，其两端通过单向阀分别吸纳并按设定比例同步泵送乳化基质和敏化液。

可选的，所述基质泵一端还设置有乳化基质回流管路与乳化基质容器相通。

可选的，还包括自动送管装置，所述自动送管装置包括输药管，并控制输药管送入炮孔底部。

可选的，所述敏化液储送装置包括2个或2个以上的敏化液容器，各敏化液容器中分别储存不同型号的敏化液，并通过选择阀控制输出不同型号的敏化液。

可选的，所述压缩空气气源和气动马达之间的具有气路管路，该气路管路上还设置有用以去除压缩空气中的杂质的油水分离装置，还包括与压缩空气气源及乳化基质储存容器相连的泄压阀。

可选的，还包括用以采集、储存及远程控制乳化基质及敏化液泵送参数的计算机及其内置的信息处理器，所述信息处理器内置有用于记录气动装填设备工作循环次数和乳化基质及敏化液泵送量的计数模块和显示模块。

可选的，所述混合器为静态混合器。

可选的，所述乳化基质储存容器还包括用以保持乳化基质温度的保温装置。

所述乳化基质为5.1级危险等级的氧化剂。

以下结合附图对本发明的实施例做进一步说明。

如图1、2、3所示为本发明的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备一种实施例的不同视向的结构示意图。

乳化基质储存于基质储存罐2中，敏化液储存罐3包括一组容器，分别储存有不同型号的敏化液，清洗水储存于清洗水储存罐4中。

为了简化、降低装填设备的复杂程度和成本，本发明的实施例的井下中深孔装填设备将乳化基质的制备设置于地面站中，并通过输料管路与基质储存罐2相通，该输料管路上设置有截止阀。从而本实施例可以实现地面制乳，井下装药的一体化工作模式。

基质储存罐2中的乳化基质经基质过滤器5过滤杂质，然后再进入双组份联动泵22。

在双组份联动泵22和基质储存罐2之间，设置有基质回流装置18，基质回流装置18用于启动瞬间将乳化基质充满基质泵腔。

敏化液储存罐3经选择阀12输出不同配比的敏化液，经敏化液过滤器6进入双组份联动泵22。

双组份联动泵22包括基质泵和敏化液泵，所述基质泵和敏化液泵为柱塞泵，其柱塞与一传动杆相连，气动马达驱动该传动杆摆动，传动杆驱动基质泵和敏化液泵的柱塞沿其缸体同步往复运动，两泵体分别通过单向阀管路实现乳化基质和敏化液的吸入和排出动作。

双组份联动泵22中，柱塞在同一传动杆驱动下同步运动，其行程比例精确，实现了精确、同步按比例输出乳化基质和敏化液，本实施例中，乳化基质和敏化液的输出比例为100∶3。

泵速校准阀11可以调节双组份联动泵22的输出量，保证装药准确。

本实施例中，既可以井下施工现场现有的压缩空气气站为动力源，也可以自配的空气压缩机为动力源，通过压缩空气动力管路连接气动马达，压缩空气驱动气动马达带动双组份联动泵22柱塞往复运动，驱使两端缸体吸入并输出乳化基质和敏化液。

压缩空气动力管路中设置有油水分离器组件，以去除压缩空气中的水汽及油污等杂质。

乳化基质与敏化液在双组份联动泵22的作用下进入注入器26，并以层流状态进入输药管，输药管在自动送管装置27的作用下，将输药管的管口深入炮孔底部，乳化基质和敏化液经静态混合器28充分静态混合后输入炮孔，经一定时间敏化后变为可以被引爆的乳化炸药，本实施例中，优选的敏化时间为15-20分钟。

基质储存罐2安装有泄爆装置7，泄爆装置7主要包括泄压阀，在基质储存罐2中压力达到设定压力时自动爆裂并泄压，以便于保证基质储存罐2在运输时基质罐的安全。

基质储存罐2上设置有观察孔8和人孔盖9，便于对设备进行观察和维护。

保温装置10可以维持基质储存罐2中的乳化基质的温度在设定的温度范围，以保证装入炮孔的乳化炸药基质的性能稳定。

压力表13、温度表14、流量显示器15便于随时监控装填设备输送乳化基质过程中的基质温度、压力、流量情况，其中流量显示器15可以实时显示乳化基质的泵送流动情况，当流量显示明显变缓或停止时，启动安全控制装置的功能。

启动控制器23用于控制气动马达以及装填设备的启动和停止。

计数器21记录设备运行的泵送循环次数以及装药量情况。

安全控制装置16设置多重安全保护，防止设备发生危险或对现场人员造成伤害。

信息处理器20可以收集、存储、传输装填设备的各项状态参数，以及远程监控装填设备工作。

本装填设备还包括设备框架24，各部件或组件均固定设置在设备框架24上。

设备框架24上还设置有叉车槽25，以便于利用叉车搬运、移转本装填设备。

本实施例提供的井下中深孔散装乳化炸药基质气动装填设备，利用井下施工普遍具有的压风系统提供空气动力源，乳化炸药基质存储在地面仓库中的存储容器内，通过管路和截止阀输送到本装填设备的基质存储罐1内。

另外，本实施例的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备通过设置保温装置，可以实现乳化基质在基质储存罐2内的温度在合理的范围内，以避免温度变化影响炸药的性能。

同时，本实施例的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备还设置有泄爆装置及具有多重安全保护模式的安全控制装置，以及计数器和信息处理器，并可集中到一台计算机或微处理器中，以实现数据集中处理和远程控制。

当然，也可以将本实施例的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备设计安装两套双组份柱塞联动泵，以进一步提高装药速度。

当然，也可以将本实施例的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备安装在小型货车车体上，构成井下中深孔散装乳化基质气动装填车。

Claims (10)

1.一种井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，其中乳化基质储送装置中包括用以储存乳化基质的乳化基质容器和乳化基质过滤装置，以及用以泵送乳化基质的基质泵，敏化液储送装置中包括用以储存敏化液的敏化液容器及敏化液过滤装置，以及用以泵送敏化液的敏化液泵，清洗水储送装置包括用以储存清洗水的清洗水容器及清洗水过滤装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，以及设备框架，其特征在于：还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达以压缩空气做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。

2.如权利要求1所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：还包括与乳化基质容器相通的输料管路，所述输料管路将地面存储的乳化基质输入乳化基质容器，所述输料管路上设置有截止阀。

3.如权利要求2所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述基质泵和敏化液泵为双组份联动柱塞泵，所述双组份联动柱塞泵的柱塞位于基质缸和敏化液缸内往复运动，其两端通过单向阀分别吸纳并按设定比例同步泵送乳化基质和敏化液。

4.如权利要求3所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述基质泵一端还设置有乳化基质回流管路与乳化基质容器相通。

5.如权利要求4所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：还包括自动送管装置，所述自动送管装置包括输药管，并控制输药管送入炮孔底部。

6.如权利要求1所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述敏化液储送装置包括2个或2个以上的敏化液容器，各敏化液容器中分别储存不同型号的敏化液，并通过选择阀控制输出不同型号的敏化液。

7.如权利要求1所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述压缩空气气源和气动马达之间具有气路管路，所述气路管路上设置有用以去除压缩空气中的杂质的油水分离装置，还包括与压缩空气气源及乳化基质储存容器相连的泄压阀。

8.如权利要求1所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：还包括用以采集、储存及远程控制乳化基质及敏化液泵送参数的信息处理装置，所述信息处理装置内置有用于记录气动装填设备工作循环次数和乳化基质及敏化液泵送量的计数模块和显示模块。

9.如权利要求1所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述混合器为静态混合器。

10.如权利要求1所述的井下中深孔散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述乳化基质储存容器还包括用以保持乳化基质温度的保温装置。

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