一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置及方法，所述装置包括柱状结构的装置本体，装置本体的内壁周向设置有气囊袋，装置本体的内腔由下至上分为载重段和装药段，载重段设置有配重体，装药段设置有毛竹，毛竹的底部插入配重体固定，毛竹上设置有导爆管，导爆管的底部设置有雷管，上表面通过炮泥密封，导爆管通过导爆索延伸出水面以上，气囊袋与充气管连接，充气管延伸出水面以上。本发明专利技术可以有效的排除炮孔中的积水，对于爆破的炸药利用率提高了很多，节约炸药的使用量，使用时不限于垂直装药，也可以应用于一些炮孔的倾斜装药。装药。装药。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置及方法


[0001]本专利技术涉及水下爆破
，具体地指一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置及方法。

技术介绍

[0002]装药是工程爆破的首要环节，装药的精确决定了爆破效果的成败，水下爆破由于受其周围环境的影响，炮孔中时常被水灌满，水的存在使得炸药爆破性能降低甚至还可能导致炸药失效。不但造成炸药浪费，还使得爆破存在许多安全隐患。通常情况下水下使用的炸药与水的密度很接近，在垂直炮孔中炸药药卷因浮力而造成装药困难。
[0003]水下爆破目前采用的爆破方法有毛竹加工方法与套管装药方法，或是采用一些防水炸药，这些方法目前存在许多缺陷与不足，礁灰岩炮孔不是特别平整，因此使用毛竹与套管装药会造成底部装药困难。这种装药方法炸药都是不连续的，会降低炸药的爆破效果，且在装药过程中会造成炸药的变形，影响炸药的使用。这些方法的操作步骤繁琐，且并不能对炮孔的排水情况起到一个很大的改观。此外也出现了一些新型的装药结构，如中国专利CN112129185A的一种含水炮孔装药装置及装药方法，该方法适用于含水量不大的炮孔，对于礁灰岩水下地层炮孔中含水量丰富，该装置对炸药的防水效果并不是太好，且该方法对于水下的炮孔需要人工进行一节一节的连接，增加了人员工作量，且套筒在进入炮孔的时候，一旦有一些偏差碰撞到孔壁，套管就进不了炮孔，卡在炮孔中处理困难，并且该方法对于垂直炮孔使用效果还可以，但是对于有倾角的炮孔该方法就不太适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述爆破后粉尘消失慢的问题，提出一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置及方法，可以解决水平或垂直炮孔因为浮力而造成的装药困难，且防水性能好，炸药利用率高，容易装填到炮孔底部的，可以自动排开炮孔中水的爆破装药装置，适用于是水下炮孔中含水量较大的炮孔。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所设计的一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置，其特殊之处在于，包括柱状结构的装置本体，所述装置本体的内壁周向设置有气囊袋，所述装置本体的内腔由下至上分为载重段和装药段，所述载重段设置有配重体，所述装药段设置有毛竹，所述毛竹的底部插入配重体固定，所述毛竹上设置有导爆管，所述导爆管的底部设置有雷管，上表面通过炮泥密封，所述导爆管通过导爆索延伸出水面以上，所述气囊袋与充气管连接，所述充气管延伸出水面以上。
[0006]进一步地，所述装置本体的材质为聚乙烯泡沫塑料，径向长度与炮孔相同，所述气囊袋的长度按照炮孔的轴向长度设定。
[0007]更进一步地，所述导爆管通过绑绳与毛竹固定连接。
[0008]更进一步地，所述载重段的长度按以下公式确定：
[0009][0010]式中，L1为配重段长度，R为炮孔半径，L2为装药段长度，ρ为底部配重材料的密度，V为炸药的体积，为不耦合系数。
[0011]更进一步地，所述配重体的质量占装置整体质量的54％～65％。
[0012]基于上述装置，本专利技术还提出一种适用于水下爆破方法，所述方法包括如下步骤：
[0013]1)爆破施工前期准备，根据水下地层岩石的地勘资料和地质条件，测量水下地貌、水深、流速，确定爆破的炮孔位置、炮孔数量以及爆破时的爆破震动范围，通过控制爆破的炮孔排布来确定爆破后的碎石破碎程度及飞溅量；
[0014]2)钻设炮孔，待钻机船到达钻孔区域后，根据爆破的要求依次进行钻孔；
[0015]3)根据水下的爆破环境及破碎效果设计爆破参数，确定炸药量和炸药的排布方式；
[0016]4)根据所述确定的炸药量和钻孔直径，通过不耦合系数以及炸药量计算出适用于水下爆破的孔内隔水装药装置的装药段长度L2；
[0017]5)计算下部配重段长度L1，则炮孔的钻孔深度为L1与L2之和；
[0018]6)对炮孔进行钻孔施工，然后在使用适用于水下爆破的孔内隔水装药装置进行装药；
[0019]7)在装药完成后，对气囊充气，从而排出炮孔内的水；
[0020]8)起爆后15分钟后，由爆破员进行检查，检查其爆破效果以及爆破的碎石大小，以便调整下一次的爆破参数，然后由清渣船来进行清渣以及淤泥。
[0021]优选地，所述步骤3)中炸药量的确定方法为：水下钻孔爆破炸药单耗为q＝q1+q2+q3+q4，式中，q1为基本炸药单耗(kg/m3),为陆地台阶爆破的两倍，对于水下垂直钻孔爆破，再增加10％，q2为爆区上方水压增量，q2＝0.01h2，其中h2为水深，q3为爆区上方覆盖层增量，q3＝0.02h3，h3为覆盖层厚度，q4为岩石膨胀增量，q4＝0.03h，h为台阶高度。
[0022]优选地，所述下部配重段长度L1的计算方法为：
[0023][0024]式中，L1为配重段长度，R为炮孔半径，L2为装药段长度，ρ为底部配重材料的密度，为不耦合系数。
[0025]优选地，所述步骤6)中水下爆破的孔内隔水装药装置进行装药时根据爆破设计计算装药量，将导爆管连续地捆绑在长条状毛竹上，且毛竹由下部的配重体固定于一侧，在装药完成后将气囊袋抽为纯真空状态，使装置的体积小于炮孔的体积，使其依靠其自重自由的落入炮孔中，气囊袋留有充气口，在其自由落入炮孔后打开充气装置，通过充气管对气囊袋进行充气，从而排出炮孔中多余的积水，使气囊袋刚好贴住炮孔边缘，进而达到对炮孔的排水的效果。
[0026]优选地，炮孔倾斜设置时，所述下部配重段长度L1的计算方法为：
[0027]式中，L1为配重段长度，R为炮孔半径，L2为装药段长度，ρ为底部配重材料的密度，为不耦合系数，θ为炮孔倾斜角。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0029]1、本专利技术可以有效的排除炮孔中的积水，对于爆破的炸药利用率提高了很多，节约炸药的使用量。
[0030]2、本专利技术装置使用时不限于垂直装药，也可以应用于一些炮孔的倾斜装药。
[0031]3、本专利技术装置采用的聚乙烯泡沫塑料的制作材料便宜、质量轻，压缩性好易折叠，方便运输与安装，具有很大的经济优势。
[0032]4、本专利技术装置中气囊的长度可根据炮孔的长度进行调节，达到对炮孔的彻底的排水效果，且操作方便减少了人力的消耗。
[0033]5、本专利技术装置底部的铁矿砂石用于增大自重减小浮力的原理，可以起到固定橡胶气囊的位置以及固定炸药的位置，确保药卷可以安装到孔底部位，对于孔底的装药效果得到了良好的改善。
[0034]6、本专利技术装入炮孔的炸药连续性好，每条炸药都是无缝连接，炸药的感度与传爆性增强。
附图说明
[0035]图1为本专利技术一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置的结构示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例中涉及的炮孔装药剖面图；
[0037]图3为本专利技术实施例中涉及的装药至炮孔的结构示意图。
[0038]图中，导爆索1，充气管2，毛竹3，炮泥4，绑绳5，装置本体6，导爆管7，气囊袋8，雷管9，配重体10，水面11，炮孔边缘12，装药段13，载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置，其特征在于：包括柱状结构的装置本体(6)，所述装置本体(6)的内壁周向设置有气囊袋(8)，所述装置本体(6)的内腔由下至上分为载重段(14)和装药段(13)，所述载重段(14)设置有配重体(10)，所述装药段(13)设置有毛竹(3)，所述毛竹(3)的底部插入配重体(10)固定，所述毛竹(3)上设置有导爆管(7)，所述导爆管(7)的底部设置有雷管(9)，上表面通过炮泥(4)密封，所述导爆管(7)通过导爆索(1)延伸出水面(11)以上，所述气囊袋(8)与充气管(2)连接，所述充气管(2)延伸出水面(11)以上。2.根据权利要求1所述的适用于水下爆破的孔内隔水装药装置，其特征在于：所述装置本体(6)的材质为聚乙烯泡沫塑料，径向长度与炮孔相同，所述气囊袋(8)的长度按照炮孔的轴向长度设定。3.根据权利要求1所述的适用于水下爆破的孔内隔水装药装置，其特征在于：所述导爆管(7)通过绑绳(5)与毛竹(3)固定连接。4.根据权利要求1所述的适用于水下爆破的孔内隔水装药装置，其特征在于：所述载重段(14)的长度按以下公式确定：式中，L1为配重段长度，R为炮孔半径，L2为装药段长度，ρ为底部配重材料的密度，V为炸药的体积，为不耦合系数。5.根据权利要求1所述的适用于水下爆破的孔内隔水装药装置，其特征在于：所述配重体(10)的质量占装置整体质量的54％～65％。6.一种适用于水下爆破方法，所述方法通过权利要求1～5中任一项所述的一种适用于水下爆破的孔内隔水装药装置实现：其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)爆破施工前期准备，根据水下地层岩石的地勘资料和地质条件，测量水下地貌、水深、流速，确定爆破的炮孔位置、炮孔数量以及爆破时的爆破震动范围，通过控制爆破的炮孔排布来确定爆破后的碎石破碎程度及飞溅量；2)钻设炮孔，待钻机船到达钻孔区域后，根据爆破的要求依次进行钻孔；3)根据水下的爆破环境及破碎效果设计爆破参数，确定炸药量和炸药的排布方式；4)根据所述确定的炸药量和钻孔直径，通过不耦合系数以及炸药量计算出适用于水下爆破的孔内隔水装药装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗忆，张梦晨，陶宇航，李新平，郭运华，黄俊红，李桥梁，沙剑鸣，
申请(专利权)人：武汉理工大学三亚科教创新园，
类型：发明
国别省市：