[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201910602100.4
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110243242B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝興博;鐘明壽;紀(jì)沖;顧文彬;郭濤;趙長嘯;馬華原
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置及方法，爆破裝置包括自上而下依次設(shè)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)；起爆組件(21)起爆后，引爆上部藥柱單元(22)，進(jìn)而通過隔爆管(23)延遲一段時間后引爆下部藥柱單元(24)，將巖石延期爆破，并引爆尾端的拋擲單元(25)實(shí)現(xiàn)碎石的拋擲。本發(fā)明通過創(chuàng)造二次臨空面的方法，將過去多次擴(kuò)孔裝藥爆破作業(yè)，優(yōu)化為制式、模塊化的組合裝藥，通過對裝藥隔爆機(jī)理研究，實(shí)現(xiàn)在堅硬孔內(nèi)上下裝藥的長時間隔起爆，形成兩次起爆一次拋擲，從而較好地形成滿足尺寸參數(shù)要求的V形凹坑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于爆破技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于堅硬巖石上進(jìn)行特殊V形凹坑一次成型及碎石同時拋擲清理的爆破裝置及方法。

背景技術(shù)

在采礦、建筑及軍事應(yīng)用領(lǐng)域，通常需要在堅硬的巖石上開鑿出截面為V形的特種坑體，如圖1所示，該V形凹坑為一個上闊下窄，坑體口部d小于深度h、并具有一定傾斜角度要求的V形凹坑，俗稱變異式漏斗，挖掘中通常采用爆破的方式進(jìn)行。圖2給出了V形凹坑常規(guī)分層爆破的成型方法，首先在巖石的上層鉆若干個掏槽孔，包括中心孔和邊緣孔，掏槽孔的位置布置如圖2下方的孔位示意圖。每個孔內(nèi)安裝小當(dāng)量的炸藥，第一層爆炸后進(jìn)行清渣，然后重復(fù)上述步驟再進(jìn)行第二層的爆破清渣，最后通過多次的爆破作業(yè)形成該坑體。該方法存在的問題是鉆孔數(shù)量很大，作業(yè)時間長，炸藥的消耗也多，難以滿足軍事應(yīng)用場合快速成型的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在巖石一次成型制備出特殊V形凹坑的爆破裝置及方法，通過二次臨空的爆破作業(yè)技術(shù)，采用小當(dāng)量炸藥一次性在堅硬巖石中開挖出特殊V形凹坑，實(shí)現(xiàn)爆坑的快速成型及碎石清理。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

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：爆破裝置包括自上而下依次設(shè)置的起爆組件、上部藥柱單元、隔爆管、下部藥柱單元和拋擲單元，爆破裝置放置在巖石上預(yù)制洞內(nèi)，起爆組件起爆后，引爆上部藥柱單元對巖石的上部第一次爆破，并通過隔爆管延遲一段時間后引爆下部藥柱單元對巖石的下部進(jìn)行第二次爆破，最后引爆拋擲單元對坑體內(nèi)的碎石進(jìn)行拋擲清理。

上述一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置中，所述的隔爆管包括通過螺紋活動聯(lián)接的上連接端子和下連接端子；上連接端子為法蘭結(jié)構(gòu)，上部藥柱單元的上部藥管通過螺紋聯(lián)接在上連接端子的法蘭結(jié)構(gòu)上；上部藥管和法蘭結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有第一緩沖墊；第一緩沖墊為空心結(jié)構(gòu)，其中心通孔內(nèi)部設(shè)置有第二柔性導(dǎo)爆索；第一緩沖墊的外側(cè)開有環(huán)形槽和連通環(huán)形槽和中心通孔的直槽，環(huán)形槽和直槽內(nèi)部安裝有第一柔性導(dǎo)爆索；所述的第一柔性導(dǎo)爆索與第二柔性導(dǎo)爆索相接觸；

下連接端子的上端為套筒，套筒的外部設(shè)置有內(nèi)套管和外套管，內(nèi)套管和外套管之間設(shè)置有若干只級聯(lián)的環(huán)形金屬膨脹管，下連接端子的下端為法蘭，下部藥柱單元的下部藥管通過螺紋聯(lián)接在法蘭上；下部藥管內(nèi)設(shè)置有下層藥柱，下部藥管內(nèi)部的下層藥柱和法蘭之間設(shè)置有第二緩沖墊，第二緩沖墊為空心結(jié)構(gòu)，空心部位內(nèi)部設(shè)置有隔板延期雷管；

所述的拋擲單元包括第二金屬脹形管和底蓋；第二金屬脹形管內(nèi)部自上而下依次設(shè)置第三緩沖墊、金屬脹形塊和拋擲藥劑，拋擲藥劑被底蓋封堵在第二金屬脹形管內(nèi)部；第二金屬脹形管與下部藥管之間通過螺紋聯(lián)接，第三緩沖墊設(shè)置在金屬脹形塊和下層藥柱之間，所述的第三緩沖墊和金屬脹形塊均為空心結(jié)構(gòu)，中間安裝有第三柔性導(dǎo)爆索，所述的第三柔性導(dǎo)爆索伸入至拋擲藥劑內(nèi)部。

上述一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置中，環(huán)形金屬膨脹管的內(nèi)圈開有缺口，內(nèi)套管和套筒上對應(yīng)缺口的位置設(shè)置有直槽，環(huán)形金屬膨脹管內(nèi)部安裝有第四柔性導(dǎo)爆索，第四柔性導(dǎo)爆索盤繞在環(huán)形金屬膨脹管的管內(nèi)及直槽內(nèi)部，并與第二柔性導(dǎo)爆索相接觸；環(huán)形金屬膨脹管的管內(nèi)填充有炸藥。

上述一種用于硬巖V形坑體快速成型及拋碴的爆破裝置中，所述上部藥管尾端的內(nèi)部設(shè)置有第一金屬脹形管；第一金屬脹形管加工有內(nèi)螺紋，與上連接端子法蘭結(jié)構(gòu)上的外螺紋相聯(lián)接。