[发明专利]一种深孔预裂水耦合爆破装药结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种深孔预裂水耦合爆破装药结构及施工方法，其结构包括封堵段和装药段，所述的装药段为多节PVC装药管连接，管内交错捆绑炸药；装药底端两卷炸药分别插入电雷管，装药顶端一卷炸药插入电雷管，所设置的三只电雷管串联；所述的封堵段设置限流封堵装置，封堵装置包括限流水管、膨胀止水条、防水锡箔纸和锥形套管，限流水管为“L”形PVC细管，当限流水管孔外端口向下时，膨胀止水条下半部包裹防水锡箔纸；膨胀止水条出口侧设置锥形套管。施工时边装药边连接PVC装药管并伸入炮孔，根据含水地层及非含水地层调整封堵方法。本发明借助水压爆破优势优化装药结构，也适用于解决含水地层封堵困难。

技术领域

本发明涉及深孔爆破装药结构，具体涉及一种深孔预裂水耦合爆破装药结构。

背景技术

深孔预裂爆破广泛应用于岩土工程中，其目的是充分增加岩体中的裂隙，以满足工程需求。深孔预裂爆破炮孔深度可达10m以上，传统装药方法是利用炮棍将捆绑好的条形药包顶入炮孔底部，再填塞足够的炮泥，主要弊端在于：（1）填塞炮泥段长，反复装填炮泥易捣坏雷管连接线；（2）发生拒爆、残药处理困难，由于炸药安置位置深、炮泥封孔量大，利用高压水枪冲出炸药费时费力；（3）含水岩层堵孔困难，由于岩层水从孔内涌出，完全封闭炮孔时水压作用下易冲出炮泥，形成裸露爆破。

水压爆破相比传统空气介质爆破能显著提高爆破效果，以水作为不耦合介质时，受爆轰波和高温高压爆生气体产物的冲击压缩作用，炸药爆炸在水介质中激起爆炸冲击波，由于水的可压缩性远小于空气，且密度高，具有较大的流动粘度，爆破时水中爆炸冲击波对孔壁的作用强度和作用时间得到增强，爆轰产物的膨胀速度变慢，形成了高压力、持续时间的“水楔效应”，使得岩体中爆破裂缝扩展密度、范围增加。

目前针对水压爆破装药及封堵结构的设计存在诸多弊端，如向炮孔内填塞水袋作为封堵的一部分（专利号：CN201620632028.1、CN201810814425.4、CN201810812578.5等），此类方法并不能完全将水介质充满炮孔，由于爆破裂隙主要发生在装药段，对于装药段较长的深孔预裂爆破，不耦合介质仍为空气；再如发明专利：一种矿体水压爆破系统与矿体水压爆破方法（CN201611155107.9）提出采用注水管注水，炮泥堵孔的封堵结构，借助压力计检测水压，当压力达到额定值后进行起爆，但该方法使用的压力计等设备均为一次性设备，爆破成本高，当进行多孔同时起爆时装药耗时长，孔内积水长时间侵蚀炮泥影响封堵质量；此外，现有研究成果对于含水地层装药封堵还没有较好的解决措施。

发明内容

本发明针对目前深孔预裂爆破采用水压爆破形式，出现装药封堵困难的难题，提出一种深孔预裂爆破装药优化结构，也适用于解决含水地层封堵困难。

本发明一种深孔预裂水耦合爆破装药结构，包括封堵段和装药段。

所述的装药段为多节PVC装药管连接，直径略小于炮孔直径，管内交错捆绑炸药；装药底端两卷炸药分别插入电雷管，装药顶端一卷炸药插入电雷管，引出雷管连接线至孔外；所设置的三只电雷管串联；位于端头的PVC装药管绑扎一根铁丝，引出孔外。

所述的封堵段设置限流封堵装置，封堵装置包括限流水管、膨胀止水条、防水锡箔纸和锥形套管，限流水管为“L”形PVC细管，直径为炮孔直径的1/5~1/6，限流水管内端伸入炮孔内部，外端裸露在孔外，限流水管靠近内端端头位置缠绕膨胀止水条，当限流水管孔外端口向下时，膨胀止水条下半部包裹防水锡箔纸；膨胀止水条孔口侧设置锥形套管，提高阻力。

所述的装药段电雷管连接线从限流水管引出。

所述的装药段PVC装药管利用管件连接件及专用PVC管件胶水连接。

所述的装药段雷管聚能穴朝向传爆方向，底部两只雷管朝向孔口，顶部一只雷管朝向孔底。

本发明装药封堵采用如下施工方法。