[发明专利]一种提升炮孔底部破碎效果绿色爆破装置

说明书

本发明公开了一种提升炮孔底部破碎效果绿色爆破装置，包括反射板、活动板和堵塞板，所述反射板的材质为高波阻抗材料，反射板顶面具有凸起部，所述反射板与堵塞板之间通过至少一根连杆紧固连接，所述活动话套设在反射板与堵塞板之间的连杆上并能沿连杆轴向自由移动，所述活动板与反射板之间用于放置炸药；所述活动板与堵塞板之间设置有水袋，所述堵塞板内具有多个沿其径向移动的顶杆，所述活动板顶面上具有推块，以使炸药爆破时产生的高压气体推动活动板下沿连杆轴向上升挤爆水袋的同时，推块将顶杆前端沿堵塞板径向向外推出顶抵在炮孔内侧壁上。本装置能够有效提高炮孔内波阻抗，减少炮孔超深，扩大爆破漏斗张角，提高炮孔堵塞密闭性以及摩擦阻力等。

技术领域

本发明涉及露天矿山爆破领域，尤其是涉及一种提高炸药能量利用率，减少有害气体排放，改善工程爆破效果的提升炮孔底部破碎效果绿色爆破装置。

背景技术

台阶爆破是露天矿山生产的基本手段，按照孔径、孔深的不同分为深孔台阶爆破和浅孔台阶爆破。目前，国内外一些大型矿山采用大孔径钻机，实现大区、多排微差深孔爆破，对孔网参数、装药结构、填塞方法、起爆顺序、微差间隔时间都进行了比较深入地研究，大大提高了矿山生产效率。另外，随着钻孔机具设备的更新、工业炸药和雷管质量的不断提高，新品种炸药和高精度、多段位毫秒电雷管、非电雷管及数码电子雷管的使用，深孔(台阶)爆破技术的应用得到了优选的发展。

为了减少爆破根底残留，提高采装效率，需要对炮孔超深处理，炮孔超深爆破后会在下一台阶面留下一个个爆破漏斗。由于爆破漏斗的存在造成穿孔不便，成本上升，大大增加爆破不安全因素。

炮孔堵塞是爆破作业的重要环节，炸药爆炸产生的高压气体要冲出炮孔，需要克服堵塞物的惯性阻力和对炮孔壁的粘结力、摩擦力。为保证良好爆破效果，通常做法是直接将穿孔时产生的岩粉直接回填，炮孔充填必须充分密封并保证堵塞物不被高压气体冲出炮孔。

爆破还会产生大量的粉尘、CO、SO₂、氮氧化合物，污染环境。

炸药爆炸破碎岩石主要利益于爆炸冲击波与高压气体双重能量作用，冲击波在岩体内传播，强度随距离的增加而减小。通常在距离爆源3～7倍药包直径的近距离内，冲击波强度压力一般超过岩石的动抗压强度，产生塑性变形或粉碎，消耗大量能量，遂衰变为应力波向外传播。正常情况下，同一爆区不同岩种或地质条件的岩土介质差别不大，波阻抗相近，应力波会在炮孔孔底下面岩体中发生透射，逐渐衰减为地震波。但是，当应力波传到不同的介质分界面时，就会发生反射和透射，其形状变化取决于不同介质的边界条件。当改变传播方向的原介质波阻抗ρ₁C_P1小于新的界面介质ρ₂C_P2时(其中：ρ₁、ρ₂—介质密度，C_P1、C_P2—介质波速)，反射波与入射波同号，压缩波反射仍为压缩波，反向加载，能量利用率和岩石破碎效果得到提升。

因此寄希望于开发一种能够有效提升炸药能量利用，增加爆破作业安全，减少环境污染的绿色辅助装置。

中国文献CN 106767185 A公开了一种提升孔底爆压的多点起爆装置及其安装和使用方法，该申请中提到在炮孔内放置一个钢球，用于提高炸药爆炸的波阻抗，改变爆轰波的传播过程，使爆轰波在靠近孔底等需要压力增大的部位产生正碰撞或斜碰撞，从而提升爆炸爆压，加强对待破碎介质的爆破破碎作用，以获得良好的爆破效果。该钢球可以起到减少超深的作用，但是该方案在实际生产中，存在以下严重的缺陷：

1、钢球的外在弧形面曲度大，造成应力波能量反射过于分散，影响破碎效果。