[發明專利]一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置及方法

有效

• 申請號: 201910602100.4
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110243242B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 謝興博;鐘明壽;紀沖;顧文彬;郭濤;趙長嘯;馬華原
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D1/06;F42D3/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：爆破裝置(93)包括自上而下依次設置的起爆組件(21)、上部藥柱單元(22)、隔爆管(23)、下部藥柱單元(24)和拋擲單元(25)，爆破裝置(93)放置在巖石(96)上預制洞(92)內，起爆組件(21)起爆后，引爆上部藥柱單元(22)對巖石(96)的上部第一次爆破，并通過隔爆管(23)延遲一段時間后引爆下部藥柱單元(24)對巖石(96)的下部進行第二次爆破，最后引爆拋擲單元(25)對坑體內的碎石進行拋擲清理；

所述的隔爆管(23)包括通過螺紋活動聯接的上連接端子(11)和下連接端子(36)；上連接端子(11)為法蘭結構，上部藥柱單元(22)的上部藥管(16)通過螺紋聯接在上連接端子(11)的法蘭結構上；上部藥管(16)和法蘭結構之間設置有第一緩沖墊(13)；第一緩沖墊(13)為空心結構，其中心通孔(51)內部設置有第二柔性導爆索(14)；第一緩沖墊(13)的外側開有環形槽(52)和連通環形槽(52)和中心通孔(51)的直槽(53)，環形槽(52)和直槽(53)內部安裝有第一柔性導爆索(12)；所述的第一柔性導爆索(12)與第二柔性導爆索(14)相接觸；

下連接端子(36)的上端為套筒(34)，套筒(34)的外部設置有內套管(35)和外套管(10)，內套管(35)和外套管(10)之間設置有若干只級聯的環形金屬膨脹管(9)，下連接端子(36)的下端為法蘭(33)，下部藥柱單元(24)的下部藥管(7)通過螺紋聯接在法蘭(33)上；下部藥管(7)內設置有下層藥柱(6)，下部藥管(7)內部的下層藥柱(6)和法蘭(33)之間設置有第二緩沖墊(31)，第二緩沖墊(31)為空心結構，空心部位內部設置有隔板延期雷管(8)；

所述的拋擲單元(25)包括第二金屬脹形管(2)和底蓋(1)；第二金屬脹形管(2)內部自上而下依次設置第三緩沖墊(5)、金屬脹形塊(4)和拋擲藥劑(3)，拋擲藥劑(3)被底蓋(1)封堵在第二金屬脹形管(2)內部；第二金屬脹形管(2)與下部藥管(7)之間通過螺紋聯接，第三緩沖墊(5)設置在金屬脹形塊(4)和下層藥柱(6)之間，所述的第三緩沖墊(5)和金屬脹形塊(4)均為空心結構，中間安裝有第三柔性導爆索(43)，所述的第三柔性導爆索(43)伸入至拋擲藥劑(3)內部；

所述的起爆組件(21)包括起爆雷管(17)、堵頭(18)和封口蓋(20)，起爆雷管(17)通過雷管接頭(19)固定在堵頭(18)上，起爆組件(21)最上端設置有封口蓋(20)。

2.根據權利要求1所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：環形金屬膨脹管(9)的內圈開有缺口(61)，內套管(35)和套筒(34)上對應缺口(61)的位置設置有直槽(53)，環形金屬膨脹管(9)內部安裝有第四柔性導爆索(44)，第四柔性導爆索(44)盤繞在環形金屬膨脹管(9)的管內及直槽(53)內部，并與第二柔性導爆索(14)相接觸；環形金屬膨脹管(9)的管內填充有炸藥。

3.根據權利要求1所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：所述上部藥管(16)尾端的內部設置有第一金屬脹形管(41)；第一金屬脹形管(41)加工有內螺紋，與上連接端子(11)法蘭結構上的外螺紋相聯接。

4.根據權利要求1所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：所述第二金屬脹形管(2)的內壁為上徑大、下徑小的錐體結構，錐角為5-15°。

5.根據權利要求1所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：所述的上部藥柱單元(22)內的上層藥柱(15)被起爆組件(21)的堵頭(18)封堵在上部藥管(16)內部。

6.根據權利要求1所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：上部藥管(16)為PVC材料制成；內套管(35)和外套管(10)均采用硅橡膠制成。

7.根據權利要求1所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置，其特征在于：拋擲藥劑(3)為硝銨炸藥，上層藥柱(15)和下層藥柱(6)均為TNT炸藥。

8.利用根據權利要求1-7任意之一所述的一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置進行爆破的方法，其特征在于，包括以下步驟：

【1】在巖石指定區域的中心位置上鉆直徑略大于藥管直徑的直孔，將組裝后的爆破裝置放置在孔內；

【2】起爆雷管(17)點火，引發上層藥柱(15)爆炸，對巖石進行第一次爆破；

【3】起爆雷管(17)引發上層藥柱(15)爆炸，進而引發第二柔性導爆索(14)起爆；

【4】第二柔性導爆索(14)起爆后，引發第一柔性導爆索(12)起爆，第一金屬脹形管(41)脹形，第一緩沖墊(13)和第一金屬脹形管(41)綜合作用，對首次爆炸波進行緩沖阻隔；

【5】第二柔性導爆索(14)引發級聯的環形金屬膨脹管(9)內的第四柔性導爆索(44)和爆炸填充物(45)爆炸，內套管(35)、外套管(10)、上連接端子(11)、下連接端子(36)、第二緩沖墊(31)和環形金屬膨脹管(9)綜合作用對首次爆炸波進行再次緩沖阻隔；

【6】第二柔性導爆索(14)引發隔板延期雷管(8)，數百毫秒后，隔板延期雷管(8)引發下層藥柱(6)起爆，對巖石進行二次爆破；同時引發第三柔性導爆索(43)起爆；

【7】第三柔性導爆索(43)引發拋擲藥劑(3)爆炸，對成型后坑體內的碎石進行拋灑清理。