[发明专利]爆破孔柔性自锁堵塞装置及其使用方法

说明书

本发明设计了一种用于钻孔爆破的炮孔柔性自锁堵塞装置及其使用方法，该装置由锥度波纹管、PVC连杆、饼状垫片组成，三者可以快速组装成一个整体。炸药起爆后，爆轰产物向上传播，进入锥度波纹管的开口中，并产生垂直于锥度波纹管内壁的斜面的分力，从而增大锥度波纹管与侧面填充的岩渣之间的摩擦力，利用锥度波纹管与岩渣之间的这种自锁效应，可以避免堵塞物过早地自炮孔孔口喷出。同时，由于空气缓冲层内没有岩渣的阻碍，有利于爆轰产物在空气缓冲层内向炮孔的孔壁扩散，从而改善破岩效果。根据炮孔堵塞段的长度来选择炮孔内柔性自锁堵塞装置的使用数量n，来进一步避免爆轰产物过早向外溢出，提高炸药的能量利用率。

技术领域

本发明涉及爆破领域，特别是爆破孔柔性自锁堵塞装置及其使用方法。

背景技术

爆破开挖是水利水电工程、铁道、市政等基础工程建设的重要环节，也是矿产资源开采的重要手段。新时期，对工程爆破提出了更高的要求，实现爆炸能量高效利用和爆破危害效应的有效控制是响应国家建设节能环保型社会，实现经济可持续发展的必然要求。大量的研究资料表明，实际工程中炸药破碎岩石的能量利用率仅占炸药总能量的20％～30％，炸药爆炸所释放出的能量只有很少的一部分被用于破碎岩石，其余的大部分能量则转化为无用甚至有害的作用。

炮孔堵塞是钻爆法施工的一个重要环节，堵塞段起着封堵炮孔、防止爆轰气体过早外泄的重要作用。目前常见的堵塞方法是采用岩屑连续堵塞，在实际应用中，这种连续堵塞导致上部堵塞段较长，作用在炮孔上部的爆炸能量较少，导致上部岩体破碎不充分，该现象在大直径炮孔中更为明显。有工程师采用圆柱体结构的缓冲气囊或柱形管组成的堵塞结构，但是这种方法或者成本太高，或者体积太大、不易运输。也有研究人员对堵塞结构进行一定改进，如采用水袋堵塞、速凝固石膏堵塞、组合楔形体堵塞等，但是这些方法或者封堵效果不佳，或者施工流程复杂，难以大范围推广。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种为提高钻孔爆破中的堵塞质量，防止爆轰气体过早外泄，提高炸药能量有效利用率，改善破岩效果。

该柔性自锁堵塞装置是将原有的“岩渣”连续堵塞形式变为“岩渣-空气-岩渣”或“岩渣-空气-岩渣-空气-岩渣”的多夹层式的柔性堵塞形式，炸药起爆后，爆轰产物向上传播，进入锥度波纹管的开口中，由于上部锥度波纹管的楔入效应，锥度波纹管和炮孔壁之间的岩渣受到挤压，摩擦力显著增加，摩擦力的方向和堵塞结构的运动方向相反。利用锥度波纹管与岩渣之间的这种自锁效应，可以避免堵塞物过早地自炮孔孔口喷出，延长炮孔内爆轰产物的作用时间。同时，由于空气缓冲层内没有岩渣的阻碍，有利于爆轰产物在空气缓冲层内向炮孔的孔壁扩散，从而改善破岩效果，提高了炸药能量有效利用率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

爆破孔柔性自锁堵塞装置，包括：锥度波纹管，所述锥度波纹管顶部封闭，下部设置有开口；饼状垫片；PVC连杆；所述锥度波纹管与所述PVC连杆一端可拆卸的连接，所述饼状垫片与所述PVC连杆另一端可拆卸的连接。所述锥度波纹管外侧具有褶皱，可以方便岩渣覆盖在所述锥度波纹管上，并层层堆叠覆盖，使其稳定，更容易填充缝隙。当爆轰气体向炮孔外溢出时，所述爆轰气体进入所述开口中，并产生垂直于所述锥度波纹管内壁的斜面的分力，使得所述锥度波纹管压紧在填充的岩渣上，从而增大所述锥度波纹管与填充的岩渣之间的摩擦力，避免爆轰气体向外溢出。

优选的，所述PVC连杆两端设置有螺纹段，所述开口内设置有与所述螺纹段配合的螺纹孔，所述饼状垫片上设置有所述螺纹段配合的螺纹底孔，通过螺纹孔和螺纹段的配合，可以方便的拆解和组装，在运输过程中方便易行。

一种爆破孔柔性自锁堵塞装置的使用方法，包括如下步骤：

1)钻孔，得到炮孔直径炮孔，炮孔下部装入炸药和雷管形成装药段后，先在炮孔内炸药上部填入一段厚度为L_渣1＝(1.0～3.0)的岩渣，形成第一岩渣填充段；