[发明专利]一种定向切割爆破装置及方法

说明书

本发明提供了一种定向切割爆破装置及方法，涉及爆破技术领域，本发明提供的定向切割爆破装置包括聚能切缝管以及多个聚能药包；聚能切缝管具有相互独立设置的放药孔以及至少一个聚能槽，聚能槽位于放药孔侧方，聚能切缝管对应聚能槽的管壁开设有切缝，聚能槽、切缝以及放药孔均沿聚能切缝管的轴向延伸；多个聚能药包放置于放药孔内且沿放药孔的延伸方向间隔设置，自放药孔的孔口向孔底的方向聚能药包的药量逐渐增加。本发明提供的定向切割爆破装置综合利用了聚能药包爆破能的聚焦效应和切缝管爆破能的定向释放原理，聚能槽产生的爆破聚焦效应能量流通过切缝得到进一步集中增强和定向释放，增大了炮孔间距，应用范围更广。

技术领域

本发明涉及爆破技术领域，尤其是涉及一种定向切割爆破装置及方法。

背景技术

岩石定向切割爆破是在传统光面爆破法的基础上发展起来的。定向切割爆破采用改变装药结构、炮孔形状或在炮孔内增加附件等方法来改善炮孔周围岩体受力，即在炮孔中心连线方向上增强装药爆炸作用力，或者降低岩石抗破坏能力，从而使裂纹在预定方向上优先起裂、扩展和贯通，得到光滑爆破面，从而提高光面爆破效果。

岩石定向切割爆破，主要应用于井巷周边成形爆破、珍贵石材开采爆破和大型块体切割爆破等领域，可有效减少超挖以及欠挖，提高爆后炮孔眼痕率，同时减少孔壁周围岩石上次生裂纹产生，改善爆破质量，提高围岩稳定性。

岩石定向切割爆破基本上可以分为以下三类：

(1)切槽孔定向切割爆破

采用机械方法形成初始定向裂纹。切槽孔爆破是指在炮孔轴向炮孔壁上按爆破开裂方向和设计要求，切出一定深度的V形槽。V形槽炮孔是根据裂纹扩展理论，在炮孔内壁预制初始裂纹，初始裂纹起到应力集中和导向的作用，使岩石在爆炸作用下，沿着槽线方向断裂。

(2)聚能药包定向切割爆破

利用炸药聚能射流破坏机理，在炮孔周围形成定向裂纹。爆炸的聚能效应也称为空心装药原理或是空穴效应，亦即炸药爆炸时释放的一部分能量，可以通过某一方向实施空心装药而使其能量往这一区域之轴线方向集中。

(3)切缝管定向切割爆破

利用切缝管对能量的导向作用，沿切缝方向形成定向裂纹。切缝管爆破的实质是在具有一定密度和强度的炸药外壳上开设切缝，利用切缝控制爆炸应力场的分布和爆生气体对介质的准静态作用和尖劈作用，达到控制所爆介质的开裂方向的目的。

三类定向切割爆破均取得比传统光面爆破好的应用效果，但切槽孔定向切割爆破需要预先在炮孔壁上切槽，因现场凿岩复杂而限制其推广应用；而聚能药包定向切割爆破或切缝管定向切割爆破仅通过改变装药结构或孔内增加附件等单一方式对传统光面爆破法进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定向切割爆破装置及方法，综合利用了聚能药包爆破能的聚焦效应和切缝管爆破能的定向释放原理，增大了炮孔间距，应用范围更广。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种定向切割爆破装置，包括聚能切缝管以及多个聚能药包；

所述聚能切缝管具有相互独立设置的放药孔以及至少一个聚能槽，所述聚能槽位于所述放药孔侧方，所述聚能切缝管对应所述聚能槽的管壁开设有切缝，所述聚能槽、所述切缝以及所述放药孔均沿所述聚能切缝管的轴向延伸；

多个所述聚能药包放置于所述放药孔内且沿所述放药孔的延伸方向间隔设置，自所述放药孔的孔口向孔底的方向所述聚能药包的药量逐渐增加。

所述聚能切缝管包括管体、限位组件以及两个聚能槽片；

两个所述聚能槽片均连接于所述管体内，两个所述聚能槽片相背离的一侧与所述管体之间形成两个所述聚能槽，两个所述聚能槽片相对的一侧与所述管体之间形成所述放药孔；