[发明专利]炮孔内多点聚能微射孔式爆破的方法及其安装结构

说明书

本发明公开了一种炮孔内多点聚能微射孔式爆破的方法及其安装结构，步骤包括:（1）利用炸药药柱可塑性，将1～6个顶部为尖锥状、底部设有压边的聚能罩通过其顶部的尖锥状结构从药柱的侧面插入药柱，直到聚能罩底部的压边朝外并紧贴药柱表面，然后将聚能罩固定到药柱上，完成聚能药包的制作，保证所有聚能罩排列在药柱的同一侧；（2）根据实际需要将若干个根据步骤（1）制作的聚能药包投入炮孔中，投入时保证聚能药包上的聚能罩的聚能穴方向呈辐射状地朝向临空面，且聚能药包与炮孔之间为间隙配合；（3）根据常规中深孔爆破的起爆联网步骤进行爆破。本发明降低了钻孔数量和炸药单耗，提高了爆破效率，节省钻爆成本明显。

技术领域

本发明属于爆破施工领域，具体涉及一种炮孔内多点聚能微射孔式爆破的方法及其安装结构，尤其适用于中深孔爆破施工。

背景技术

炸药在岩体中爆炸时所释放出的能量，通过爆破应力波和爆轰气体膨胀压力的方式传递给岩石，使岩石产生破碎。但是，真正用于破碎岩石的能量只占炸药释放能量的极小部分。大部分能量都消耗在作无用功上，如爆炸过程中的热传导、热辐射以及介质的过度粉碎及塑性变形，还有一部分无效的机械功消耗在岩石的振动、抛掷和在空气中形成空气冲击波上。当采用抛掷爆破时用于爆破破碎上的有用功只占总能量的5％～7％，就是采用松动爆破，能量利用率也不会超过20％。因此，提高炸药爆炸能量的利用率是有效地破碎岩石、改善爆破效果和提高经济效益的重要因素，也是爆破工程技术人员孜孜不倦的追求目标。

多少年来炸药爆炸的聚能原理和它所产生的效应，只是用于做穿甲弹的军事目的，近年来才逐渐转为民用，从而可以列入工程爆破的范畴之内。例如利用聚能效应在冻土内穿孔，破冰除凌，为炼钢平炉的出钢口射孔，为石油井内射孔或排除钻孔故障以及切割钢板，或者利用聚能管进行预裂爆破、光面爆破，以期形成平顺完整的开挖轮廓面。

2006年中国矿业大学申请了国家专利《一种多向聚能爆破装置》(ZL200620074521.2)，该实用新型公开一种多向聚能爆破装置，旨在降低钻孔数量和炸药单耗。它包括一个内壁均匀分布有多个凸起的套管，套管内设有与凸起内壁紧密配合并受挤压的异形聚能药包。由凸起部位形成多向聚能爆破的聚能穴，在爆炸时炸药能量沿聚能穴方向产生汇聚，形成高速射流，使炮孔周围优先形成多条径向裂纹，尔后在爆生气体作用下快速扩展，切割岩石形成碎块。该专利已申请十多年，至今在互联网没有见到相关应用报道。究其原因主要有四，一是施工工艺复杂；二是套管大大地增加了爆破成本；三是由于聚能穴的数量受到了空间限制不可能设置很多；四是类似于切槽爆破，炮孔周围优先形成的多条径向裂纹，爆炸能量被导入预裂缝，抑制了其它随机裂纹的形成，使爆破大块率大大增加。该法可以用以获取大块石，却并不能有效降低炸药单耗。

此外，近几年又出现了水介质换能爆破法，意图提高炸药能量利用率同时降低爆破有害效应。该法步骤包括首先在爆破介质的炸药装药腔中安装质量比大于或等于最优值的水介质和炸药，且将炸药和水介质相互隔离，然后引爆所述炸药装药腔中安装的炸药。该法仅在国内外少数几个矿山进行了试验性爆破，未见到有普遍性推广的趋势。究其原因，主要有以下几点：一是该法主要在降低爆破灰尘方面有些许效果，在降低炸药单耗方面效果不明显。二是该法中加入的水介质与炸药是分段隔离的，直接接触的面积很小，炸药爆炸后，水介质吸能化学键断裂分解成H₂和O₂的说法缺乏依据。而且水分解是吸热的，降低了炸药爆炸后，炮孔内“爆炸热力学系统”的温度和压力。三是如果水袋放置在炮孔底部，必然增加底部大块率，如果水袋放置在炮孔上部，相当于增加了堵塞长度，必然增加上部大块率，如果水袋放置在炮孔中间，必然形成分段装药，需要增加雷管数量或使用导爆索，加大爆破成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种能够提高炸药能量有效利用率、改善炸药对爆破介质的爆破效果、减小爆破危害、爆破烟尘少的炮孔内多点聚能微射孔式爆破的方法及其安装结构。

本发明是通过以下技术方案来实现的：