[发明专利]用于以可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于以可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法和装置。在一个应用中，本发明涉及用于一般在矿山作业中以可泵送炸药填充向上定向的炮眼的方法和装置。

背景技术

在许多类型的地下采矿，例如利用分块崩落技术采矿中，从进口隧道向上钻探炮眼进入矿山的矿体内或进行其它作业是合适的。根据采矿的类型，这些孔眼可以彼此平行地钻探或它们可以以发散或会聚的模式钻探。然后，这些孔眼需要装满炸药以便炸裂岩石。

如果用ANFO填充，则这是一个相对容易的过程，因为该过程简单地要求用压缩空气将ANFO吹载到孔眼内。ANFO的颗粒相对易碎，这意味着当吹载该产品时，颗粒分裂，并且ANFO在孔眼内压实。在药筒炸药的情况下，药筒可以被气动载入到孔眼内，在孔眼中，药筒在碰撞到孔眼的底部时破裂并压实，并由此完全充满孔眼并阻塞就位。如果孔眼不是过度长，则药筒可以通过利用填充杆破碎药筒来用手压实。

结果类似于由气动载入药筒得到的效果。另外，当利用药筒时，有可能利用任意多种专利装置将炸药保持就位。这些装置一般由塑料制成，并设计成容易推入到孔眼和存放在其中。由于它们的形状，这种装置通常被称为‘挤奶凳’或‘多脚架’。

但是，最现代的主要采矿作业利用从通常称为移动制造单元或MMU的基于车辆的装置输送的可泵送炸药。在大多数例子中，该产品作为非炸药泵送，然后，该非炸药与引起气泡以形成在产品中的活化剂混合，从而使其成为炸药。这些产品在联合国手册中分类在危险品中，如硝酸铵乳剂、悬浮液或凝胶，并通常缩写为ANE。在一些情况中，矿山利用具有1.5级别的高非灵敏炸药。这些产品也能够泵送并通常通过配方中的玻璃微珠的内含物敏化。不管矿山是否利用ANE、1.5炸药或任意其它可泵送材料，向上倾斜炮眼的问题在于材料是液态的，因此在装载期间或在孔眼已被充满之后具有在重力下流出孔眼的倾向。

在使用中采用各种方法来阻止炸药从孔眼流出，但是这些方法都具有一种或另一种的缺点。例如，对于采用乳剂，一些制造者在装药软管的端部结合一种装置，该装置在乳剂离开软管的该端部时使得乳剂的粘度显著地增大，该增大的粘度用于将产品保持在孔眼内。至少一个制造者向乳剂中添加引起产品变粘的成分，从而该粘性将产品保持在孔眼内。

对于在该组产品中被称为悬浮液或凝胶的软胶或水胶，当产品从软管的端部排出时，制造者向产品添加交联剂。这使得产品在仅仅10秒内胶凝或固化，以便将产品保持在孔眼内。

即使采用这些措施，问题在于对于空气来说有可能在产品与孔眼的壁之间找到其路径，一旦这种情况发生，在其从孔眼中掉出之前只是时间问题。流出孔眼的水和来自邻接炮眼的引爆的振动易于增大炸药掉出的可能性。

在上述系统中，在开始孔眼的填充之前必须始终将充注软管推向孔眼的端部，然后在孔眼充满时撤回软管。对于浅孔眼，这可以用手工完成，但对于深孔眼，由于充满产品的软管的长的长度可能是笨重且难以处理的，因此该过程通常涉及利用机械软管推杆。这些软管推杆非常昂贵，如果它们由于任何原因而损坏，则会损失大量的生产时间。

通过从孔眼的孔口向孔眼的上端或底部泵送炸药，从底部填充孔眼是潜在地非常简单的。这需要通气管以允许空气在孔眼充满产品时逸出。对于这种操作，使用中也有许多方法。

一个这种方法涉及具有通气管和充注软管的实体柱塞的使用，其中充注软管穿过通气管。该柱塞可以由两个相对的楔形物组成，所述楔形物装配入孔眼内，从而炸药柱的压力驱动上部楔形物与下部楔形物接触，由此使该楔形物组合体横向扩张成孔眼的壁锁定接合。

但是，在爆炸中被破坏的楔形物可能是昂贵的并难以正确地安装。另外，在炸药由于任何原因需要从孔眼中拆除的情况下，楔形物的拆除可能存在问题。

另一个已知方法涉及是使用可膨胀球以将产品保持在孔眼内，其中填充管线和排出管线穿过该可膨胀球。该球安装有填充阀以允许其一旦被放入孔眼内就由压缩空气充气。除了该设备的费用外，并不总是能够获得压缩空气来充气该球。

本发明寻求提供一种可选择的方法和装置，用于将泵送液体(例如炸药)保持在向上定向的孔眼(例如炮眼)内。

发明内容

本发明限定在所附权利要求中。特别地，根据本发明的一个方面，提供了一种用可泵送材料填充向上定向的孔眼的方法，所述方法包括以下步骤：

提供横向可膨胀的保持器，该保持器具有比孔眼小的长度，该保持器具有在其可操作下端处的入口和在其可操作上端处的出口，该保持器在未膨胀状态具有比孔眼小的横向尺寸；

在未膨胀状态将保持器向上插入到孔眼内；