一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法，液态堵塞物(3)是由水、基料、稳态剂配置而成，沿炮孔(1)轴线方向，从孔底向孔外依次为炸药(2)、液态堵塞物(3)、孔口限位卡(4)；雷管(5)位于炸药(2)的底部，雷管起爆线(6)沿炮孔(1)的孔壁敷设，雷管起爆线(6)的一端与雷管(5)相连，雷管起爆线(6)的另一端经孔口限位卡(4)中间的圆孔引至炮孔(1)外，与起爆网路连接；炮孔堵塞长L＝k1×

【技术实现步骤摘要】
一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法


[0001]本专利技术属于炮孔爆破
，尤其涉及一种基于液态堵塞物堵塞炮孔的方法，在保证爆破质量的前提下减小炮孔堵塞长度，降低炮孔堵塞劳动强度，可以在地下矿山巷道、采场、隧道以及露天爆破中广泛应用。

技术介绍

[0002]炮孔堵塞是改善爆破效果的关键因素之一。通过正确的堵塞可以减少或避免爆破孔的爆炸能量损失，延长爆破作用时间，提高炸药能量利用率，改善爆破破岩质量，减少空气冲击和爆破飞石。研究表明，如果没有炮孔堵塞，从炮孔中的逃逸的能量高达爆炸能量的50％，由此可见炮孔堵塞的重要性。堵塞长度与堵塞质量、堵塞材料密切相关。合理的堵塞长度应能降低爆炸气体能量损失和尽可能增加钻孔装药量；良好的堵塞质量应尽可能增加爆炸气体在炮孔内的作用时间，减少空气冲击波、噪声和个别飞石的危害。堵塞质量好，堵塞物密度大时，可以减小堵塞长度。
[0003]那么，如何确定合理的堵塞长度和堵塞质量，以充分发挥炸药爆炸的能量，取得最佳的爆破效果？目前，炮孔堵塞已广泛用于露天爆破。生产实践中，露天爆破普遍采用钻孔岩粉作为炮孔堵塞材料，主要依靠岩粉的重力荷载以避免冲孔现象的发生；通常采用经验公式确定堵塞长度L，一般取孔径d或底盘抵抗线W的一定倍数进行计算，如L＝(20～30)d、L＝(0.7～1.0)W。虽然《爆破安全规程》规定，地下爆破炮孔应用黏土或黏土与砂子的混合物进行堵塞；炮孔填塞长度应符合下列要求：炮孔深度小于0.6m时，不应装药、爆破；炮孔深度为0.6～1.0m时，封泥长度不应小于炮孔深度的1/2；炮孔深度超过1.0m时，封泥长度不应小于0.5m；炮孔深度超过2.5m时，封泥长度不应小于1.0m；光面爆破时，周边孔应用炮泥封实，且封泥长度不应小于0.3m；无封泥，封泥不足或不实的炮孔不应爆破。然而，实际生产中，地下爆破在炮孔堵塞方面严重滞后。由于相对露天爆破而言，地下爆破炮孔直径偏小，炮孔数量多，堵塞工作量大、时间长，且堵塞材料缺乏、运输不方便。为此，在诸多矿山巷道、采场和隧道掘进爆破作业中，通常不采取任何堵塞或采用编织袋进行简单堵塞就进行爆破作业，严重降低了爆破质量，导致爆破大块率高，炸药利用率低，炸药消耗量大。
[0004]由此可见，当前爆破作业或者不堵塞，或者炮孔堵塞长度通常根据经验公式选取，堵塞长度精确性差，没有考虑岩体特性、岩体质量指标、炸药性能、温度、地应力、堵塞物材质等影响因素，且堵塞长度大、劳动强度大，堵塞密实性有很大的差异，堵塞质量难以保证，因此，依靠经验公式确定堵塞长度具有一定的应用局限性。
[0005]为此，综合考虑各种影响因素，本专利技术提出了一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法，可以在保证爆破破岩效果的前提下减小堵塞长度，降低堵塞作业的劳动强度，提高爆破作业效率，在地下巷道、采场、隧道以及露天爆破中具有很强的适用性。

技术实现思路

[0006]为解决当前凭经验确定的炮孔堵塞长度差异大、堵塞密实性差异大、堵塞质量难
易保证、爆破破岩质量效果差以及堵塞材料缺乏、运输不方便的不足，本专利技术提供一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法。该方法采用液态堵塞物作为堵塞材料，可以减小露天和地下爆破的炮孔堵塞长度，提高炸药能量利用率，改善爆破破岩质量，减小堵塞炮孔的劳动强度，避免爆破冲击波和飞石危害，提高爆破作业安全。
[0007]为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法，采用以下技术方案：
[0008]1)液态堵塞物是由水、基料、稳态剂配置而成，代替炮泥堵塞炮孔。水与基料的质量比为1:1～1:5，稳态剂为基料质量的0.5％～6.5％；液态堵塞物采用可降解的纤维材料密封包装成圆柱形，外形尺寸与炮孔孔径相适应，可以根据现场炮孔直径需要进行灵活调整，液态堵塞物直径一般在30mm～400mm之间。
[0009]液态堵塞物可以在爆破现场进行制作，也可以在加工车间生产好，运输至爆破现场进行炮孔堵塞，以提高现场施工效率。
[0010]2)炮孔中的装药结构为：沿炮孔轴线方向，从孔底向孔外依次为炸药、液态堵塞物、孔口限位卡；雷管位于炸药的底部，采用反向起爆方式；雷管起爆线沿炮孔的孔壁敷设，雷管起爆线的一端与雷管相连，雷管起爆线的另一端经孔口限位卡中间的圆孔引至炮孔外，与起爆网路连接。
[0011]所述的孔口限位卡的长度为8～10cm，孔口限位卡的直径一般在30mm～400mm范围内调整，与炮孔孔径相匹配，以适应不同孔径参数的需要。
[0012]3)液态堵塞物的炮孔堵塞长度L综合考虑岩体特性、岩体质量指标、炸药性能、温度、地应力以及堵塞物材质和堵塞密实度多个影响因素，由以下公式进行计算：
[0013]L＝k1×
k2×
k3×
(A
×
V
×
t+B
×
RQD+C
×
P)
[0014]式中，L
‑
炮孔堵塞长度，m；V
‑
岩体的纵波速度，m/s；t
‑
爆炸应力波传播到自由面的最短时间，s；RQD
‑
岩体质量指标RQD值(岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与岩芯总长度的比值)；P
‑
炸药的爆轰压力，MPa；A、B、C
‑
分别为岩体纵波速度、岩体RQD值和炸药爆轰压力的回归系数；k1‑
岩体温度影响系数，k2‑
地应力水平影响系数，k3‑
堵塞物材质和堵塞密实度影响系数。
[0015]4)液态堵塞物的炮孔堵塞长度L的确定方法为：
[0016]首先采用声波CT测试仪或其它岩体波速测量设备，现场测量确定岩体的纵波速度V；根据爆破抵抗线参数，计算确定爆炸应力波传播到自由面的最短时间t；通过现场岩石取芯工作，确定岩体质量指标RQD值；根据现场爆破选用的炸药参数，确定炸药的爆轰压力P；将得到的V、t、RQD以及P值，代入到堵塞长度L计算公式中；
[0017]然后，采用正交设计、均匀设计方法制作试验方案，通过开展15次以上不同组分配比的液态堵塞物现场爆破试验，采集现场爆破大量数据样本，建立爆破效果大数据库；采用计算机软件编制机器自学习计算程序，借助机器自学习方法对数据库进行训练计算，优化确定不同条件下取得最佳效果的炮孔堵塞长度L计算公式，输出对应的A、B、C、k1、k2、k3系数，明确最佳的组分配比，指导爆破作业生产实践。
[0018]作为本专利技术的优选，所述的液态堵塞物的包装形式为带有螺纹状突起的圆柱形，根据现场炮孔堵塞需要，包装单节长度控制在0.3m～0.6m之间。
[0019]作为本专利技术的优选，所述的液态堵塞物通过单向螺旋送入到炮孔中，通过螺纹状
突起增加与炮孔的摩擦力和咬合力，增大与孔壁的紧贴度。
[0020]进一步地，所述的基料为膨润土、淀粉、有机粉料中的一种。
[0021]进一步地，所述的稳态剂为无机类分散剂、有机类分散剂、高分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于液态堵塞物的堵塞爆破炮孔的方法，其特征在于采用以下技术方案：1)液态堵塞物(3)是由水、基料、稳态剂配置而成，水与基料的质量比为1:1～1:5，稳态剂为基料质量的0.5％～6.5％；液态堵塞物(3)采用可降解的纤维材料密封包装成圆柱形，外形尺寸与炮孔孔径相适应，可以根据现场炮孔直径需要进行灵活调整；2)炮孔(1)中的装药结构为：沿炮孔(1)轴线方向，从孔底向孔外依次为炸药(2)、液态堵塞物(3)、孔口限位卡(4)；雷管(5)位于炸药(2)的底部，雷管起爆线(6)沿炮孔(1)的孔壁敷设，雷管起爆线(6)的一端与雷管(5)相连，雷管起爆线(6)的另一端经孔口限位卡(4)中间的圆孔引至炮孔(1)外，与起爆网路连接；3)液态堵塞物(3)的炮孔堵塞长度L综合考虑岩体特性、岩体质量指标、炸药性能、温度、地应力以及堵塞物材质和堵塞密实度多个影响因素，由以下公式进行计算：L＝k1×
k2×
k3×
(A
×
V
×
t+B
×
RQD+C
×
P)式中，L
‑
炮孔堵塞长度，m；V
‑
岩体的纵波速度，m/s；t
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爆炸应力波传播到自由面的最短时间，s；RQD
‑
岩体质量指标RQD值；P
‑
炸药的爆轰压力，MPa；A、B、C
‑
分别为岩体纵波速度、岩体RQD值和炸药爆轰压力的回归系数；k1‑
岩体温度影响系数，k2‑
地应力水平影响系数，k3‑
堵塞物材质和堵塞密实度影响系数；4)液态堵塞物(3)的炮孔堵塞长度L的确定方法为：首先采用声波CT测试仪或其它岩体波速测量设备，现场测量确定岩体的纵波速度V；根据爆破抵抗线参数，计算确定爆炸应力波传播到自由面的最短时间t；通过现场岩石取芯工作，确定岩体质量指标RQD值；根据现场爆破选用的炸药参数，确定炸药的爆轰压力P；将得到的V、t、RQD以及P值，代入到堵塞长度L计算公式中；然后，采用正交设计、均匀设计方法制作试...

【专利技术属性】
技术研发人员：仪海豹，陈能革，顾红建，朱磊，刘智兵，
申请(专利权)人：马鞍山矿山研究院爆破工程有限责任公司华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：