CN115854807B - 一种防止上向炮孔炸药散落的装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种防止上向炮孔炸药散落的装置及其使用方法，属于爆破工程技术领域，包括装药管和缠绕在该装药管上的充气密封袋；所述装药管包括上段装药管和下段装药管两段，上段装药管和下段装药管之间通过三通阀连接，可通过三通阀的开闭控制装药或为充气密封袋充气。本发明通过自然状态下的弹性材料与炮孔间的摩擦阻力，实现上向炮孔的柔性封堵，操作原理与过程简单，安装快速，便于推广应用。本发明利用装药过程中原有风压对充气密封袋充气，方便快捷；充气密封袋堵塞强度高，适用于多种工况。本发明充气密封袋质软且绝缘，膨胀过程为物理过程，在炮孔内充气膨胀生效后能够在有效阻止炸药滑落，适用于多种尺寸的炮孔，通用性好，安全性高。

Description

一种防止上向炮孔炸药散落的装置及其使用方法

技术领域

本发明属于爆破工程技术领域，具体涉及一种防止上向炮孔炸药散落的装置及其使用方法。

背景技术

钻爆法是通过钻孔、装药、起爆来破碎岩石的方法，是目前破碎岩体的主要手段。尤其是在矿山开采过程中，钻爆法是最主要工法，这种方法对岩层地质条件适应性强，开挖成本低，尤其适合硬岩的开挖和破碎工作。地下矿山开采过程中，无底柱分段崩落法、分段凿岩阶段矿房法等大规模回采工作多采用上向中深孔爆破方法，装药多使用风动装药器将具有一定粘性的炸药吹入炮孔。但在装药后，随着停止供应高压风和装药管抽出，炸药会在重力作用下从炮孔内落下，俗称返粉。通常单孔返粉量少则5-6kg，多则30-50kg，造成炸药严重浪费，散落的炸药，如果没有起爆，混入到爆堆之中，进入运输、提升、破碎、选矿处理工序，极有可能产生重大安全隐患。

当前矿山生产现场常使用废旧报纸、纸质包装箱或炸药袋对上向炮孔进行简单封堵，以防止炸药掉落。

由于封堵工作是在装药管抽出后进行的，工艺衔接不紧密，在封堵过程中仍然会发生大量炸药掉落的情况。现有封堵方法提供阻力有限，对中深孔炮孔，装药量比较大的炮孔，类似封堵并不适用，炸药在重力和扰动作用下，极易滑落。

为解决上向炮孔炸药返粉问题，专利CN106767209A公开了一种炮孔装药及堵塞装置，该装置包括盘片和头杆两部分，工作原理是盘片上的柔性翅片直径大于炮孔直径，盘片被头杆推入炮孔中后能够实现自稳，进而阻止卷状炸药下落，但翅片间的大缝隙决定了该装置仅能用于卷状炸药，对粉状炸药无法起到很好的封堵作用。专利CN111366053 A公开了一种用于防止上向炮孔散装炸药回落的装置及方法，该装置将止回管套在装药管上，再通过限位器将止回管固定在孔口，装药完成后解除限位器并用推杆将止回管顶到装药位置完成炮孔封堵，但该装置配件较多，施工至少需要两个人共同完成，工艺较为复杂。专利CN113310373公开了一种炮孔堵塞装置、上向炮孔的密封方法，该装置通过向吸水溶胀的吸水填充物的中喷水使其快速膨胀，进而达到封堵炮孔的目的，但所使用的吸水材料吸水-膨胀-硬化需要一定时间，喷水装置，也可能使得炸药返潮，影响爆破效果，在此期间内喷水机构需要一直保持在孔内，严重拖慢了施工效率，增加了工人的劳动负担。

综上所述，现有防止上向钻孔装药过程炸药返粉装置存在操作复杂、施工效率低、填塞强度小、适用性弱等问题，不能有效解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止上向炮孔炸药散落的装置及其使用方法，能够安全方便、高效快捷的实现上向炮孔装药及炮孔堵塞。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防止上向炮孔炸药散落的装置，包括装药管和缠绕在该装药管上的充气密封袋；所述装药管包括上段装药管和下段装药管两段，上段装药管和下段装药管之间通过三通阀连接，可通过三通阀的开闭控制装药或为充气密封袋充气。

所述三通阀包括阀杆、入口、上出气口以及侧出气口，上出气口、入口以及侧出气口内部均有内螺纹，入口通过内螺纹与下段装药管连接，上出气口通过内螺纹与上段装药管连接，侧出气口通过螺纹与单向阀一端连接，通过旋转阀杆可分别控制气体从上出气口或侧出气口流出。

所述充气密封袋包括充气管与充气袋，充气管一端连在充气袋的充气嘴上，另一端与单向阀的出气口连接。

所述充气袋由高分子聚合物和纳米材料进行混合形成的高分子复合材料制成，为扁状形体，其内设置有空腔，外表层一面设置有胶片条。

所述单向阀包括进气口与出气口，进气口有外螺纹，可以与三通阀的侧出气口连接。

一种防止上向炮孔炸药散落的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，根据装药管直径，选择合适尺寸的充气袋，将充气袋未贴有胶片条的一面卷绕在上段装药管上，且充气袋上端面高于上段装药管上端面，并在最外圈套上一个直径大于最外圈直径的纸筒，以固定充气袋在上段装药管上的位置，将充气管上的单向阀与三通阀上的侧出气口拧紧；

步骤2，将雷管与起爆弹组装后置于炮孔底部，使用高压风经由装药管将炸药吹入炮孔并使炸药保持一定密度；

步骤3，装药完成后转动阀杆，关闭三通阀的上出气口，使高压风从侧出气口流出为充气袋充气，充气袋快速膨胀撑破纸筒，当充气袋膨胀到紧贴装药孔内壁时，抽出装药管，由于充气袋外表层的胶片条与炮孔孔壁的摩擦阻力大于充气袋与装药管的摩擦阻力，充气袋就留在炮孔内，且会随着装药管的抽出快速膨胀堵塞住炮孔，避免炸药从炮孔孔中滑落；

步骤4，装药结束后将单向阀从三通阀上旋下，重复上述过程进行下一炮孔装药。

步骤1中所述的充气袋上端面高于上段装药管上端面，即充气袋上端面与上段装药管上端面之间的距离为2-4cm。

本发明的技术效果为：

(1)本发明通过自然状态下的弹性材料与炮孔间的摩擦阻力，实现上向炮孔的柔性封堵，操作原理与过程简单，安装快速，便于推广应用。

(2)本发明利用装药过程中原有风压对充气密封袋充气，方便快捷；充气密封袋堵塞强度高，适用于多种工况。

(3)本发明所述的充气密封袋质软且绝缘，膨胀过程为物理过程，在炮孔内充气膨胀生效后能够在有效阻止炸药滑落的同时，不影响各种传爆器材的正常工作，且适用于多种尺寸的炮孔，通用性好，安全性高。

(4)本发明所有元件不含金属材料，既保证了使用过程中的安全性且不影响后续的矿石尤其是金属矿的处理。另外，所述装药管结构简单，寿命长，可重复使用，经济便捷。

附图说明

图1为本发明防止上向炮孔炸药散落装置的主视图；

图2为本发明充气密封袋的展开图；

图3为本发明充气密封袋卷绕在装药管上的俯视图；

图4为本发明防止上向炮孔炸药散落装置的使用示意图；

图5为本发明装药管抽出后充气密封袋堵塞炮孔的上视图。

1-充气袋，2-充气管，3-单向阀；4-下段装药管；5-三通阀；6-阀杆；7-纸筒；8-上段装药管；9-充气嘴；10-胶片条；11-炮孔；12-炸药。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，一种防止上向炮孔炸药散落的装置，包括装药管和缠绕在该装药管上的充气密封袋；所述装药管包括上段装药管8和下段装药管4两段，上段装药管8和下段装药管4之间通过三通阀5连接，可通过三通阀5的开闭控制装药或为充气袋1充气。所述三通阀5包括阀杆6、入口、上出气口以及侧出气口，上出气口、入口以及侧出气口内部均有内螺纹，入口通过内螺纹与下段装药管4连接，上出气口通过内螺纹与上段装药管8连接，侧出气口通过螺纹与单向阀3一端连接，通过旋转阀杆6可分别控制气体从上出气口或侧出气口流出。所述充气密封袋包括充气管2与充气袋1，充气管2一端连在充气袋1的充气嘴9上，另一端与单向阀3的出气口连接。所述充气袋1由高分子聚合物和纳米材料进行混合形成的高分子复合材料经过深层加工组合而成，为扁状形体，其内设置有空腔，外表层一面复合有胶片条10，采用热压机压制一体成型。所述单向阀3包括进气口与出气口，进气口有外螺纹，可以与三通阀5的侧出气口连接。

当转动阀杆6关闭三通阀5上出气口为充气袋1充气时，压缩空气从单向阀3的进气口进入，克服弹簧力和摩擦力使单向阀3阀口开启，为充气袋1充气；当充气完毕断开单向阀3与三通阀5连接时，在弹簧力和充气袋1内气体反向压力作用下，单向阀3的阀口处于关闭状态，使充气袋1内空气不会回流。

实施例1及对比例均基于某矿山地下中深孔回采爆破实验说明，该矿山所用装药管外径30mm，壁厚2mm，炮孔11直径60mm，长度8m，装药长度5m，风动装药器风压0.5MPa，装药密度0.95g/cm3，起爆方式为孔底起爆，炸药12采用粉状铵油炸药。

实施例1

一种防止上向炮孔炸药散落的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，根据装药管尺寸，选择展开后长80mm，宽50mm的充气袋1，充气袋1其中一面贴有长70mm，宽20mm的胶片条10，充气袋1端部的充气嘴9连接有直径8mm的充气管2，充气管2底部连接带有螺纹的单向阀3；将充气袋1未贴有胶片条10的一面螺旋形卷绕在上段装药管8超出管口2cm位置，并套上一个直径40mm的纸筒7，卷绕后俯视图如图3所示，将单向阀3拧紧在三通阀5的侧出气口上；

步骤2，将雷管与起爆弹组装后置于炮孔11底部，使用0.5Mpa高压风经由装药管将炸药12吹入炮孔11并使炸药12保持密度为0.95g/cm3；

步骤3，装药完成后转动阀杆6转动90°，关闭三通阀5的上出气口，使高压风从侧出气口流出为充气袋1充气，充气袋1快速膨胀撑破纸筒7，当充气袋1膨胀到紧贴炮孔内壁时，抽出装药管，由于充气袋1外表层的胶片条10与炮孔11孔壁的摩擦阻力大于充气袋1与装药管的摩擦阻力，充气袋1就留在炮孔11内，且会随着上段装药管8的抽出快速膨胀堵塞住炮孔11，避免炸药12从炮孔中滑落，如图4和图5所示；

步骤4，装药结束后将单向阀3从三通阀5上旋下，完成装药，重复上述过程进行下一炮孔11装药。

对比例

使用风动装药器对上向炮孔11正常装药后，使用报纸和炸药袋对炮孔11进行简单封堵。

将上述实施例1和对比例散落的炸药12进行称重，结果表明，实施例1中上向炮孔炸药12掉落量均小于200g，对比例中上向炮孔炸药12掉落量在5kg左右。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种防止上向炮孔炸药散落的装置，其特征在于，包括装药管和缠绕在该装药管上的充气密封袋；所述装药管包括上段装药管和下段装药管两段，上段装药管和下段装药管之间通过三通阀连接，可通过三通阀的开闭控制装药或为充气密封袋充气；

所述三通阀包括阀杆、入口、上出气口以及侧出气口，上出气口、入口以及侧出气口内部均有内螺纹，入口通过内螺纹与下段装药管连接，上出气口通过内螺纹与上段装药管连接，侧出气口通过螺纹与单向阀一端连接，通过旋转阀杆可分别控制气体从上出气口或侧出气口流出；

所述充气密封袋包括充气管与充气袋，充气管一端连在充气袋的充气嘴上，另一端与单向阀的出气口连接；

所述充气袋由高分子聚合物和纳米材料进行混合形成的高分子复合材料制成，为扁状形体，其内设置有空腔，外表层一面设置有胶片条。

2.根据权利要求1所述的一种防止上向炮孔炸药散落的装置，其特征在于：所述单向阀包括进气口与出气口，进气口有外螺纹，能够与三通阀的侧出气口连接。

3.根据权利要求1所述的一种防止上向炮孔炸药散落的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据装药管直径，选择合适尺寸的充气袋，将充气袋未贴有胶片条的一面卷绕在上段装药管上，且充气袋上端面高于上段装药管上端面，并在最外圈套上一个直径大于最外圈直径的纸筒，以固定充气袋在上段装药管上的位置，将充气管上的单向阀与三通阀上的侧出气口拧紧；

步骤2，将雷管与起爆弹组装后置于炮孔底部，使用高压风经由装药管将炸药吹入炮孔并使炸药保持一定密度；

步骤3，装药完成后转动阀杆，关闭三通阀的上出气口，使高压风从侧出气口流出为充气袋充气，充气袋快速膨胀撑破纸筒，当充气袋膨胀到紧贴装药孔内壁时，抽出装药管，由于充气袋外表层的胶片条与炮孔孔壁的摩擦阻力大于充气袋与装药管的摩擦阻力，充气袋就留在炮孔内，且会随着装药管的抽出快速膨胀堵塞住炮孔，避免炸药从炮孔孔中滑落；

步骤4，装药结束后将单向阀从三通阀上旋下，重复上述过程进行下一炮孔装药。

4.根据权利要求3所述的一种防止上向炮孔炸药散落的装置的使用方法，其特征在于：步骤1中所述的充气袋上端面高于上段装药管上端面，即充气袋上端面与上段装药管上端面之间的距离为2-4cm。