一种矿用不耦合连续装药间隔装置及使用方法与流程

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1.本发明涉及工程爆破技术领域，尤其涉及一种矿用不耦合连续装药间隔装置及使用方法。

背景技术：

2.我国露天矿大部分采用爆破方式开采，年采剥工程量巨大。在地质条件较好的岩体中进行爆破作业时，往往能取得较理想的效果，后续工序作业顺利，爆破安全有保障。但在特殊地质的爆破作业中，例如存在软弱夹层及岩层“上软下硬”、“下硬上软”等不均匀区域，极易出现泥岩—砂岩层状岩体重复出现的现象，于此同时，存在岩石裂隙发育、溶洞及防水供应短缺等情况。由此，装药过程中容易出现装药不均匀现象，造成了爆破能量分布不均匀、泄露等问题，岩体得不到预期的破碎，往往出现大块、根底、侧拉、后拉、飞石危害及爆堆不规整等问题，从而造成挖运作业效率低，二次处理成本高、安全风险大等不利后果。例如，在特殊地质体的台阶部位进行爆破时，能量不易与岩体破碎达到最佳匹配，仅靠提高单耗不能解决问题，反而会增加飞石风险。此类难题在我区露天矿开采中普遍存在，已成为影响企业安全管理、成本控制、节能降耗的薄弱环节，急需解决。
3.针对上述问题，本发明提出一种变介质间隔装药装置及其使用方法，且该装置具有特制的纵向聚能穴及非完全间隔装药构造，间隔器内可根据岩层地质条件调整间隔介质以及是否设置聚能穴，应用于存在软弱夹层、软硬分层、裂隙、溶洞区、含水区等的复杂岩层中，能够显著降低单耗，提高爆破效果，降低爆破成本。

技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种矿用不耦合连续装药间隔装置及使用方法，以提供一种结构简单、传爆性良好，在复杂地质条件岩层中，仍然能够保证较低的单耗及良好爆破效果的不耦合连续装药间隔装置及其使用方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种矿用不耦合连续装药间隔装置，包括刻度牵拉绳、普通介质间隔器、聚能穴介质间隔器、拉绳挂钩、防偏横轴和固定横轴，所述刻度牵拉绳上标记厘米级刻度，所述普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器的顶部和底部均固定有拉绳挂钩，所述上部拉绳挂钩一端连接有固定横轴，一端与刻度牵拉绳连接，所述普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器部分拉绳挂钩一段与刻度牵拉绳连接、一段粘结在普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器顶部和底部表面，所述普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器外壁中部粘接有防偏横轴。
6.作为本发明进一步的方案：所述普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器外径小于炮孔内径，根据地质条件可在普通介质间隔器内装入水或高威力，在聚能穴介质间隔器中装入高威力，根据岩石坚硬程度和岩层复杂程度选择高威力装药量。
7.作为本发明进一步的方案：所述普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器为特殊pvc材质，材料为市场易购的长链季铵盐树脂聚氧化乙烯的pvc树脂，制得的间隔器抗静电性能
优良、对环境湿度依赖性低、综合力学性能好，应用于爆破工作中时，不会有静电现象产生。
8.作为本发明进一步的方案：包括以下步骤：s1：先观察前一次爆破揭露面，并对揭露面地层进行地质分层，测量前一次爆破揭露面软硬底层的层间位置数据，设计间隔位置，选取合适的间隔器、隔介质及间隔器种类，依据测量的地层数据，运用刻度牵拉绳将间隔器吊装到合适的位置；s2：间隔器、刻度牵拉绳按照设计距离在地面装配完成后，需在指定的间隔器上打孔，注入水或高威力等间隔介质，介质装填结束后，需运用pvc管专用粘结剂进行封装，使间隔器内部形成密闭空间，其后将装置逐步下放至炮孔内；s3：依据刻度牵拉绳判断，间隔器是否已放入炮孔内设计位置，校核完成后，将刚性固定横轴横跨炮孔中心部，放置在炮孔上部地表之上，将顶部带有拉升挂钩的整套间隔装置，吊挂在固定横轴上，非耦合连续间隔装药装置在孔内安置完成。
9.所述介质间隔器分为普通介质间隔器及聚能穴介质间隔器，其外径小于炮孔内径，根据地质条件可在普通介质间隔器内装入水或高威力，在聚能穴介质间隔器中装入高威力，根据岩石坚硬程度和岩层复杂程度选择高威力装药量。
10.作为本发明进一步的方案：所述间隔器为特殊pvc材质，材料为市场易购的长链季铵盐树脂聚氧化乙烯(peo)的pvc树脂，制得的间隔器抗静电性能优良、对环境湿度依赖性低、综合力学性能好，应用于爆破工作中时，不会有静电现象产生。
11.有益效果：本发明矿用不耦合连续装药间隔装置结构简单，露天装药作业时操作简单，不耦合连续装药保证了的传爆性，且精确针对不同硬度及完整性的岩石选择合适的间隔器及间隔介质，根据不同地质条件岩层进行合理匹配，最大程度利用能量，降低单耗，提高爆破效果。多样的间隔条件选择使得该装置无论在任何地质条件的露天爆破中均可使用。
附图说明
12.图1为本发明中不耦合连续装药间隔装置现场装配示意图。
13.图2为本发明中普通介质间隔器结构示意图。
14.图3为本发明中聚能穴介质间隔器结构示意图。
15.图例说明：刻度牵拉绳1、普通介质间隔器2、聚能穴介质间隔器3、拉绳挂钩4、防偏横轴5、固定横轴6。
具体实施方式
16.以下结合附图对本发明的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
17.如图1、图2、图3所示，矿用不耦合连续装药间隔装置包括固定横轴6、刻度牵拉绳1、普通介质间隔器2、聚能穴介质间隔器3，其中，刻度牵拉绳为1cm刻度精度，用于记录间隔器在炮孔内的吊装位置，固定横轴6为刚性金属材料，长度大于炮孔内径，孔口部刻度牵拉绳1与拉绳挂钩4连接，此处拉绳挂钩4挂于固定横轴6中部，刻度牵拉绳1另一端可依此连接普通介质间隔器2或聚能穴介质间隔器3，依此可吊装多个间隔器，普通介质间隔器2内设空
腔，另包含顶部拉绳挂钩、底部拉绳挂钩、防偏横轴5，聚能穴介质间隔器3包括左右两个椎体形状聚能穴，中部装药结构，均为为中空构造，另包含顶部拉绳挂钩、底部拉绳挂钩、防偏横轴5，防偏横轴5粘结于间隔器正中部，可防止在液体装药过程中间隔器左右摆动，使间隔器离开设计位置，使得间隔器周围药量不均。
18.另外，现场操作前，需首先根据前一次爆破揭露面判断爆破区岩层的地质条件，即是否存在软弱夹层、裂隙、空洞以及各分层区的岩石硬度，最终综合判断后进行岩层分级，如图1示例，从上至下依次是软岩区、超硬岩区、硬岩区，在软岩区可吊装普通介质间隔器2，间隔器中空部分装入水介质，在超硬岩区吊装具有聚能穴的间隔器，其中聚能穴介质间隔器3，中部中空装药部分呈装高威力（tnt），在硬岩区吊装普通介质间隔器2，间隔器中空部分装入高威力（tnt），其中岩石硬度：软岩＜硬岩＜超硬岩，爆炸威力：水介质普通间隔器＜tnt介质普通间隔器＜tnt介质聚能穴间隔器，由此可实现应对不同岩石硬度可选用不同间隔器及间隔介质的目的，需要注意的是间隔器及间隔介质组合后整体密度需大于1.20ｇ／ｃｍ３，可防止炮孔内装入液体后间隔器上浮离开设计位置。
19.其中，现场操作时，首先观察前一次爆破揭露面，并对揭露面地层进行地质分层，测量前一次爆破揭露面软硬底层的层间位置数据，设计间隔位置，选取合适的间隔器间、隔介质及间隔器种类，依据测量的地层数据，运用刻度牵拉绳1将间隔器吊装到合适的位置，需要注意的是，普通介质间隔,2及聚能穴介质间隔器均为定制的成品，包括其上的拉绳挂钩4、防偏横轴5、锥形聚能穴均为组装完成，间隔器、刻度牵拉绳1按照设计距离在地面装配完成后，需在指定的间隔器上打孔，注入水或高威力等间隔介质，介质装填结束后，需运用pvc管专用粘结剂进行封装，使间隔器内部形成密闭空间，其后将装置逐步下放至炮孔内，依据刻度牵拉绳判断，间隔器是否已放入炮孔内设计位置，校核完成后，将刚性固定横轴横跨炮孔中心部，放置在炮孔上部地表之上，将顶部带有拉升挂钩的整套间隔装置，吊挂在固定横轴6上，非耦合连续间隔装药装置在孔内安置完成。
20.其后将注入炮孔内，间隔器及间隔介质组合后整体密度大于1.20ｇ／ｃｍ３，大于普通密度，间隔器稳定在炮孔内设计位置不会上浮，由于间隔器特殊的吊装结构，且其外径小于炮孔内径，使得液态可分布在间隔器与炮孔壁之间的空隙，构成了连续的装药环境，制造了良好的传爆条件，间隔器上部无需再防止及包。
21.水介质间隔装药爆破原理：水介质间隔爆破时进行的是换能爆破，是爆炸过程由于水介质的参与，改变了单独爆破的物理化学状态的一种特殊爆炸现象，水介质爆破比常规爆破产生应力增加20%、作用时间延长16%～17%左右，使爆破危害全面减小。
22.聚能爆破原理：利用聚能效应制成锥体形药形罩，当爆轰产物作用于药形罩时，爆炸能量沿药形罩轴线方向聚集，形成一股高密度、高速度、高压力的气体射流，并穿透岩体，使其产生初始裂隙，通过爆生气体作用体进一步将裂缝贯通形成断裂面，可提高破碎效果，降低单耗。
23.间隔器间隔装药爆破原理：本质是通过间隔介质改变药柱与炮孔壁的接触关系，以降低应力波和爆轰气体产物作用于孔壁的初始压力，使这种压力的作用时间延长，使炮孔周围不产生压碎区或压碎区明显减小，从而在减小炮孔装药量的情况下，依靠能量有效利用率的提高，达到保证爆破破碎的目的。
24.本发明旨在克服现有间隔器的缺陷，提供一种结构简单、传爆性良好，在复杂地质
条件岩层中，仍然能够保证较低的单耗及良好爆破效果的不耦合连续装药间隔装置及其使用方法。其突出优点是：能够精确针对不同硬度及完整性的岩石选择合适的间隔器及间隔介质，根据不同地质条件岩层进行合理匹配，最大程度利用能量，降低单耗，提高爆破效果。多样的间隔条件选择使得该装置无论在任何地质条件的露天爆破中均可使用。
25.以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种矿用不耦合连续装药间隔装置，其特征在于，包括刻度牵拉绳（1）、普通介质间隔器（2）、聚能穴介质间隔器（3）、拉绳挂钩（4）、防偏横轴（5）和固定横轴（6），所述刻度牵拉绳（1）上标记厘米级刻度，所述普通介质间隔器（2）和聚能穴介质间隔器（3）的顶部和底部均固定有拉绳挂钩（4），所述上部拉绳挂钩（4）一端连接有固定横轴（6），一端与刻度牵拉绳（1）连接，所述普通介质间隔器（2）和聚能穴介质间隔器（3）部分拉绳挂钩（4）一段与刻度牵拉绳（1）连接、一段粘结在普通介质间隔器（2）和聚能穴介质间隔器（3）顶部和底部表面，所述普通介质间隔器（2）和聚能穴介质间隔器（3）外壁中部粘接有防偏横轴（5）。2.根据权利要求1所述的矿用不耦合连续装药间隔装置，其特征在于，所述普通介质间隔器（2）和聚能穴介质间隔器（3）外径小于炮孔内径，根据地质条件可在普通介质间隔器（2）内装入水或高威力，在聚能穴介质间隔器（3）中装入高威力，根据岩石坚硬程度和岩层复杂程度选择高威力装药量。3.根据权利要求1所述的矿用不耦合连续装药间隔装置，其特征在于，所述普通介质间隔器（2）和聚能穴介质间隔器（3）为特殊pvc材质，材料为市场易购的长链季铵盐树脂聚氧化乙烯的pvc树脂，制得的间隔器抗静电性能优良、对环境湿度依赖性低、综合力学性能好，应用于爆破工作中时，不会有静电现象产生。4.一种矿用不耦合连续装药间隔装置的使用方法，根据权利要求1-3中任意一项所述的矿用不耦合连续装药间隔装置，其特征在于，包括以下步骤：s1：先观察前一次爆破揭露面，并对揭露面地层进行地质分层，测量前一次爆破揭露面软硬底层的层间位置数据，设计间隔位置，选取合适的间隔器、隔介质及间隔器种类，依据测量的地层数据，运用刻度牵拉绳将间隔器吊装到合适的位置；s2：间隔器、刻度牵拉绳（1）按照设计距离在地面装配完成后，需在指定的间隔器上打孔，注入水或高威力等间隔介质，介质装填结束后，需运用pvc管专用粘结剂进行封装，使间隔器内部形成密闭空间，其后将装置逐步下放至炮孔内；s3：依据刻度牵拉绳判断（1），间隔器是否已放入炮孔内设计位置，校核完成后，将刚性固定横轴（6）横跨炮孔中心部，放置在炮孔上部地表之上，将顶部带有拉升挂钩的整套间隔装置，吊挂在固定横轴（6）上，非耦合连续间隔装药装置在孔内安置完成。

技术总结

本发明提供了一种矿用不耦合连续装药间隔装置及其使用方法，包括刻度牵拉绳、普通介质间隔器、聚能穴介质间隔器、拉绳挂钩、防偏横轴和固定横轴，普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器的顶部和底部均固定有拉绳挂钩，上部拉绳挂钩一端连接有固定横轴，普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器部分拉绳挂钩一段与刻度牵拉绳连接、一段粘结在普通介质间隔器和聚能穴介质间隔器顶部和底部表面。本发明能够精确针对不同硬度及完整性的岩石选择合适的间隔器及间隔介质，根据不同地质条件岩层进行合理匹配，最大程度利用能量，降低单耗，提高爆破效果，多样的间隔条件选择使得该装置无论在任何地质条件的露天爆破中均可使用。论在任何地质条件的露天爆破中均可使用。论在任何地质条件的露天爆破中均可使用。