[發明專利]一種炮孔堵塞用自膨脹片劑及其制備與使用方法

有效

• 申請號: 202210071086.1
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114413699B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 徐帥;李潤然;李章超;朱國軍;楊正明;黃夢龍;馬駿;張豪;郭玟志;程海
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F42D1/18
• 分類號: F42D1/18;C04B26/04;C04B26/28
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發明的一種炮孔堵塞用自膨脹片劑及其制備與使用方法，屬于爆破工程技術領域。自膨脹片劑成分以自膨脹劑為基礎，再添加濕潤劑、粘合劑、吸水劑、激發劑均勻混合，而后擠壓制粒，烘干過篩，壓制成片。整個過程均可由現有的機械設備完成，可取代人工操作，降低工人勞動強度。通過堵塞材料吸水膨脹達到封堵炮孔的效果，本材料在具備較大膨脹壓的同時，大大簡化了施工的復雜程度，更容易被現場接受。同時，通過向自膨脹劑中添加輔料，控制其反應速度和反應程度，使之在提供膨脹壓力的同時不會將巖石脹裂，并且能有效延長膨脹劑的存放時間；另外，部分輔料的添加可以提高膨脹劑的粘性，降低制備過程中的揚塵量。

技術領域：

本發明屬于爆破工程技術領域，具體涉及一種炮孔堵塞材料的制備及其制備與使用方法。

背景技術：

在露天開采與地下開采爆破過程中，炮孔填塞是必不可少的一道工序。有研究表明，有效的炮孔填塞能夠提升20～30％的破巖量，提升炸藥能量利用率，降低噪聲和有毒有害氣體的污染。但目前露天多為巖粉或粗骨料填塞，地下多采用炮泥填塞，均存在填塞效果差，工人勞動生產率低、勞動強度大等缺點。

現有技術提出了一種炮孔堵塞方法，施工工藝是預先將吸水劑放入定制膨脹袋中，然后用空氣囊封堵炮孔后將膨脹袋和巖粉放入炮孔中，最后向炮孔中注水，膨脹袋吸水膨脹，最終達到封堵炮孔的目的。由于膨脹力的作用，其填塞效果優于傳統的巖粉或粗骨料填塞，但仍有以下兩個問題未得到解決。其一，由于吸水劑選擇的高分子吸水樹脂，吸水膨脹后強度極低。優質的炮孔填塞要求填塞材料具有高強度與良好的抗剪切能力，否則容易被高速爆生氣體剪壞或吹破。該材料顯然不符合上述要求。其二是施工工藝復雜，膨脹袋的位置難以把握，影響填塞質量。

現有技術中提出了一種緩沖氣囊加注漿方法，施工工藝是在距炸藥上方一定位置放置空氣囊，在空氣囊上方進行注漿，達到密閉炮孔的目的。此方法大大提升了填塞體強度，明顯優于上述方法。但在現場施工過程中需要增加注漿工藝并添加注漿設備，大大增加了填塞工藝的繁瑣程度，使得填塞成本過高，工時延長，無法在現場推廣。

為解決上述問題，現有技術公開了包括膨脹藥卷封堵炮孔裝置，使用方便，填塞強度大，封堵性能好。但當制備具有一定密度的膨脹藥卷時，不僅工序復雜，耗時耗力，并會產生大量揚塵，嚴重危害工人身體健康。另外，當膨脹藥卷在受約束狀態下(如爆破炮孔中)發生反應時，由于反應速度不可控，容易發生噴孔現象，大量水蒸氣混合膨脹劑從孔內噴出，使得膨脹壓降低，進而影響膨脹效果。

針對以上問題，現有技術一種炮孔填塞材料制備方法及炮孔填塞方法，填塞效果相對較好，但由于原料親水性強，制作完成的成品難以保存；并且施工時需要手工擰緊填塞體外包裝才能保證填塞體密度，導致現場作業時無法保證炮孔填塞施工質量。

綜上所示，本發明針對以上問題提供一種固定密度的炮孔堵塞材料制備及其使用方法，通過堵塞材料吸水膨脹達到封堵炮孔的效果。本材料在具備較大膨脹壓的同時，大大簡化了施工的復雜程度，更容易被現場接受。同時，通過向自膨脹劑中添加輔料，控制其反應速度和生效時間，使之在有限時間內提供強膨脹壓力的同時不會發生噴孔現象，提升了產品的安全性，并且能有效延長膨脹劑的存放時間。另外，部分輔料的添加可以提高膨脹劑的粘性，降低制備過程中的揚塵量。

發明內容：

本發明的目的是克服上述現有技術存在的不足，提供一種炮孔堵塞用自膨脹片劑及其制備與使用方法，通過堵塞材料吸水膨脹達到封堵炮孔的效果，本材料在具備較大膨脹壓的同時，大大簡化了施工的復雜程度，更容易被現場接受。同時，通過向自膨脹劑中添加輔料，控制其反應速度和反應程度，使之在提供膨脹壓力的同時不會將巖石脹裂，并且能有效延長膨脹劑的存放時間；另外，部分輔料的添加可以提高膨脹劑的粘性，降低制備過程中的揚塵量。

本填塞材料成分以自膨脹劑為基礎，再添加濕潤劑、粘合劑、吸水劑、激發劑均勻混合，而后擠壓制粒，烘干過篩，壓制成片。整個過程均可由現有的機械設備完成，可取代人工操作，降低工人勞動強度。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：