專利名稱：大孔徑壓差提水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及露天開(kāi)采及巖土工程中深孔爆破施工領(lǐng)域，具體涉及一種大孔徑壓差提水器。
背景技術(shù)：
在露天開(kāi)采及巖土工程中深孔爆破作業(yè)中，炮孔積水會(huì)造成一系列的影響。在露天開(kāi)采中，炮孔中的水會(huì)滲入巖層的裂隙，削弱巖層的穩(wěn)固，造成滑坡，給邊坡穩(wěn)定造成隱患。對(duì)于穿過(guò)不穩(wěn)固巖層的炮孔，炮孔中的水會(huì)削弱孔壁的穩(wěn)固性，造成炮孔崩塌，發(fā)生堵孔。一般情況下，炮孔中的水由孔外流入和地下滲入，孔底會(huì)沉積淤泥、巖屑等雜物，造成孔深不夠。目前采用多超深的辦法來(lái)補(bǔ)償。這不但增加了鉆孔成本，而且還很難準(zhǔn)確控制超深的深度，形成實(shí)際孔深達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。由于炮孔中的積水對(duì)藥包產(chǎn)生浮力，再加上藥包和炮孔之間摩擦作用產(chǎn)生阻力，造成裝藥困難。某些礦山采用在藥包中加鋼球等辦法來(lái)解決這一問(wèn)題。無(wú)論采用何種辦法，即使炮孔中裝藥下去，也很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使得大塊率增大。雖然目前深孔爆破中采用有特殊優(yōu)點(diǎn)的水堵技術(shù)，但在水孔中的情況卻不同。目前堵塞炮孔多用砂子、巖屑等，主要是利用砂子、巖屑等和孔壁之間的摩擦力。由于水的作用，大大降低了它們之間的摩擦系數(shù)。為此，國(guó)外研制了一些化學(xué)填塞料，但成本過(guò)高。為避免爆破作業(yè)過(guò)程出現(xiàn)上述問(wèn)題，提高裝藥效率，確保爆破作業(yè)過(guò)程中的安全，炮孔中水的處理顯得尤為關(guān)鍵，必須采取提水措施，提水過(guò)程是提高爆破作業(yè)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鑒于以往的提水手段多以空壓機(jī)直接吹水，或者用水泵抽水的方法，既危險(xiǎn)，經(jīng)常不能滿足要求。在結(jié)合多年的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易大孔徑壓差提水器以解決目前現(xiàn)場(chǎng)裝藥中面臨的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供了一種在中深孔爆破作業(yè)中可以將炮孔中的水排出、確保爆破作業(yè)順利進(jìn)行的大孔徑壓差提水器。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:大孔徑壓差提水器，包括提水裝置和出水管頭，所述提水裝置包括U型緊固管、進(jìn)氣管、套管，U型緊固管的一端與進(jìn)氣管螺紋連接，進(jìn)氣管的另一端與套管螺紋連接，套管的另一端與出水管頭通過(guò)提水軟管連接；所述進(jìn)氣管上端連接有噴嘴，所述套管上設(shè)有側(cè)窗，所述側(cè)窗靠近進(jìn)氣管上端的噴嘴，且側(cè)窗的高度略低于噴嘴。在上述方案中，所述出水管頭為漸縮式結(jié)構(gòu)，頂端的出水口的直徑小于出水管頭的末端直徑，出水管頭的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有多個(gè)氣孔，氣孔的孔徑小于出水口的直徑。在上述 方案中，所述氣孔與出水口的距離小于其與出水管頭底部距離的三分之在上述方案中，所述U型緊固管的兩端長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)端通過(guò)進(jìn)氣軟管與空壓機(jī)相連，短端與進(jìn)氣管連接。[0010]在上述方案中，所述進(jìn)氣管的上端和下端分別設(shè)有內(nèi)螺紋和外螺紋，進(jìn)氣管下端的外螺紋與U型緊固管短端的內(nèi)螺紋連接，進(jìn)氣管上端的內(nèi)螺紋與噴嘴螺紋連接。在上述方案中，所述各個(gè)螺紋連接部分通過(guò)橡膠墊圈密封。[0011]在上述方案中，所述U型緊固管和套管均采用6分無(wú)縫鋼管，所述進(jìn)氣管采用4分無(wú)縫鋼管。[0012]在上述方案中，所述側(cè)窗包括四個(gè)，均勻分布在套管的四周。[0013]在上述方案中，所述側(cè)窗長(zhǎng)度比噴嘴略小，差值不大于1cm。[0014]所述U型緊固管采用6分無(wú)縫鋼管熱加工至U型，U型緊固管長(zhǎng)端不小于20cm，其兩端外徑為26.8mm，U型頂端至短端的垂直距離為5cm，短端設(shè)有內(nèi)螺紋，長(zhǎng)度為3cm。U型緊固管內(nèi)壁光滑，壓縮空氣在管內(nèi)流動(dòng)順暢。U型緊固管整體寬度小于炮孔的孔徑，放置時(shí)不會(huì)與炮孔的孔壁接觸，對(duì)孔壁沒(méi)有破壞性。[0015]所述的帶有噴嘴的進(jìn)氣管采用4分無(wú)縫鋼管，總長(zhǎng)度為10cm。進(jìn)氣管和U型緊固管短端螺紋連接；噴嘴與進(jìn)氣管通過(guò)螺紋連接，噴嘴外徑小于進(jìn)氣管，高壓氣體從噴嘴處噴出，為炮孔內(nèi)水的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。[0016]所述帶有側(cè)窗的套管采用6分無(wú)縫鋼管，側(cè)窗長(zhǎng)度比噴嘴略小，差值不大于1cm。側(cè)窗為矩形，與所述噴嘴中的氣體共同運(yùn)動(dòng)。套管與U型緊固管的相對(duì)位置可以通過(guò)螺紋來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)其相對(duì)位置，是為了將進(jìn)氣管的噴嘴放置在與套管的側(cè)窗相對(duì)應(yīng)的地方，這取決與于供氣設(shè)備的壓力，以及炮孔內(nèi)水的深度，炮孔質(zhì)量。[0017]所述提水裝置及漸縮式出水管頭通過(guò)零件組裝而成，各個(gè)部分由螺紋連接，密封性能好，緊固容易，抗壓能力強(qiáng)。[0018]本實(shí)用新型的工作原理:將提水裝置伸入炮孔中，U型緊固套管的一端與外接空壓機(jī)相連接，空壓機(jī)將壓縮空氣送入提水裝置的U型緊固套管中，再由U型緊固套管進(jìn)入進(jìn)氣管，氣體從進(jìn)氣管的噴嘴排出時(shí)，噴嘴與帶有側(cè)窗的套管管壁形成負(fù)壓壓差，炮孔中的水在壓差的作用下，由側(cè)窗進(jìn)入套管，并與經(jīng)過(guò)噴嘴中的高速高壓空氣一起混合、運(yùn)動(dòng)進(jìn)入提水軟管，流動(dòng)至漸縮式出水管頭，為避免氣體與水運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快出水管頭甩動(dòng)造成危險(xiǎn)等安全隱患，出水管頭的頂端和側(cè)壁分別設(shè)有通水的出水口和通氣的氣孔，幫助泄壓，氣體和水在出水管頭快速分離，完成安全提水。[0019]由于炮孔內(nèi)的水向套管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，必然會(huì)帶出炮孔內(nèi)的巖屑，在硬巖炮孔內(nèi)，炮孔孔渣粒徑大多在3 4cm之間，側(cè)窗必須具有過(guò)濾較大孔渣的作用，防止發(fā)生堵塞所造成的提水器失效問(wèn)題，本實(shí)用新型對(duì)側(cè)窗的大小設(shè)置，建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)上，能夠過(guò)濾粒徑孔渣，能夠通過(guò)側(cè)窗的孔渣為粉末狀，不影響提水器工作。[0020]本實(shí)用新型的有益效果:[0021](I)利用流體力學(xué)原理，以伯努力方程為演算基礎(chǔ)，實(shí)際試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，有效解決孔內(nèi)積水而導(dǎo)致施工效率和經(jīng)濟(jì)效益較低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了中深孔爆破炮孔的安全，高效提水，能夠極大的提高含水炮孔的經(jīng)濟(jì)效益；[0022](2)組裝式的提水器，構(gòu)造輕便靈活，采用常用材料，各個(gè)部分都有標(biāo)準(zhǔn)件可以替換，能夠一次投入多次使用、大規(guī)模生產(chǎn)，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)場(chǎng)地和施工條件的要求很低，裝配過(guò)程簡(jiǎn)單，施工人員能夠完全掌握其使用方法和步驟；[0023](3)提水器工作原理簡(jiǎn)單，利用壓差進(jìn)水，效率得到了很大提高，U型設(shè)計(jì)避免氣密性不佳的問(wèn)題，不會(huì)出現(xiàn)漏氣、不出水的問(wèn)題；各管件之間用螺紋連接，由橡膠圈密封，能夠達(dá)到所用氣壓的氣密性要求，保證通氣效果不減弱。(4)噴嘴與側(cè)窗位置可調(diào)節(jié)，可以根據(jù)不同的水深情況選擇不同的相對(duì)位置，使用范圍大，對(duì)需要提水的各種炮孔都適用；管材采用了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)型，噴嘴的選擇多樣化，適合高壓噴嘴和通用型氣噴嘴，可根據(jù)不用使用要求選定；提水器可以沉到炮孔底部，不會(huì)因?yàn)楦×^(guò)大而出現(xiàn)漂浮在上層的現(xiàn)象；(5)漸縮式出水管頭能夠最大程度的確保出水過(guò)程的安全性，在氣壓較大的情況下，出水口和氣孔實(shí)現(xiàn)盡早泄壓，有效防止出水管頭摔傷施工人員。

圖1是本發(fā)明提水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中U型緊固套管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中帶有側(cè)窗的套管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖1中出水管頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖1中帶有側(cè)窗的套管與進(jìn)水管俯視圖。圖7是本實(shí)用新型的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1- U型緊固套管，2-進(jìn)氣管，3-套管，4-噴嘴，5-側(cè)窗，6-出水管頭，7-出水口，8-氣孔，9-提水軟管，10-橡膠墊圈，11-空壓機(jī)，12-炮孔，13-進(jìn)氣軟管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參照?qǐng)Df圖7，本實(shí)用新型所述的大孔徑壓差提水器，包括提水裝置和出水管頭，所述提水裝置包括U型緊固管I (圖2)、進(jìn)氣管2 (圖3)、套管3 (圖4)，U型緊固管I的一端與進(jìn)氣管2螺紋連接，進(jìn)氣管2的另一端與套管3螺紋連接，套管3的另一端與出水管頭6通過(guò)提水軟管9連接；所述進(jìn)氣管2上端連接有噴嘴4，所述套管3上設(shè)有側(cè)窗5，所述側(cè)窗5靠近進(jìn)氣管2上端的噴嘴4，且側(cè)窗5的高度略低于噴嘴4。所述出水管頭6 (圖5)為漸縮式結(jié)構(gòu)，頂端的出水口 7的直徑小于出水管頭6的末端直徑，出水管頭6的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有多個(gè)氣孔8，氣孔8的孔徑小于出水口 7的直徑。所述氣孔8與出水口 7的距離小于其與出水管頭6底部距離的三分之一。所述U型緊固管I的兩端長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)端通過(guò)進(jìn)氣軟管13與空壓機(jī)11相連，短端與進(jìn)氣管2連接。所述進(jìn)氣管2的上端和下端分別設(shè)有內(nèi)螺紋和外螺紋，進(jìn)氣管2下端的外螺紋與U型緊固管I短端的內(nèi)螺紋連接，進(jìn)氣管2上端的內(nèi)螺紋與噴嘴4螺紋連接。所述各個(gè)螺紋連接部分通過(guò)橡膠墊圈10密封。所述U型緊固管I和套管3均采用6分無(wú)縫鋼管，所述進(jìn)氣管2采用4分無(wú)縫鋼管。所述側(cè)窗5包括四個(gè)，均勻分布在套管3的四周。[0043]所述側(cè)窗5長(zhǎng)度比噴嘴4略小，差值不大于1cm。[0044]所述U型緊固管I采用6分無(wú)縫鋼管熱加工至U型，U型緊固管I長(zhǎng)端不小于20cm，其兩端外徑為26.8mm, U型頂端至短端的垂直距離為5cm，短端設(shè)有內(nèi)螺紋，長(zhǎng)度為3cm。U型緊固管I內(nèi)壁光滑，壓縮空氣在管內(nèi)流動(dòng)順暢。U型緊固管I整體寬度小于炮孔12的孔徑，放置時(shí)不會(huì)與炮孔12的孔壁接觸，對(duì)孔壁沒(méi)有破壞性。[0045]所述的帶有噴嘴4的進(jìn)氣管2采用4分無(wú)縫鋼管，總長(zhǎng)度為10cm。進(jìn)氣管2和U型緊固管I短端螺紋連接；噴嘴4與進(jìn)氣管2通過(guò)螺紋連接，噴嘴4外徑小于進(jìn)氣管2，高壓氣體從噴嘴4處噴出，為炮孔12內(nèi)水的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。[0046]所述帶有側(cè)窗5的套管3采用6分無(wú)縫鋼管，側(cè)窗5長(zhǎng)度比噴嘴4略小，差值不大于lcm。側(cè)窗5為矩形，與所述噴嘴4中的氣體共同運(yùn)動(dòng)。套管3與U型緊固管I的相對(duì)位置可以通過(guò)螺紋來(lái)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)其相對(duì)位置，是為了將進(jìn)氣管2的噴嘴4放置在與套管3的側(cè)窗5相對(duì)應(yīng)的地方，這取決與于供氣設(shè)備的壓力，以及炮孔內(nèi)水的深度，炮孔質(zhì)量。[0047]所述提水裝置及漸縮式出水管頭6通過(guò)零件組裝而成，各個(gè)部分由螺紋連接，密封性能好，緊固容易，抗壓能力強(qiáng)。[0048]本實(shí)用新型工作時(shí)，將提水裝置伸入炮孔12中，U型緊固套管I的一端與外接空壓機(jī)11相連接，空壓機(jī)11將壓縮空氣送入提水裝置的U型緊固套管I中，再由U型緊固套管I進(jìn)入進(jìn)氣管2，氣體從進(jìn)氣管2的噴嘴4排出時(shí)，噴嘴4與帶有側(cè)窗5的套管3管壁形成負(fù)壓壓差，炮孔12中的水在壓差的作用下，由側(cè)窗5進(jìn)入套管3，并與經(jīng)過(guò)噴嘴4中的高速高壓空氣一起混合、運(yùn)動(dòng)進(jìn)入提水軟管9，流動(dòng)至漸縮式出水管頭6，為避免氣體與水運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快出水管頭甩動(dòng)造成危險(xiǎn)等安全隱患，出水管頭6的頂端和側(cè)壁分別設(shè)有通水的出水口 7和通氣的氣孔8，幫助泄壓，氣體和水在出水管頭6快速分離，完成安全提水。[0049]由于炮孔12內(nèi)的水向套管3內(nèi)流動(dòng)時(shí)，必然會(huì)帶出炮孔12內(nèi)的巖屑，在硬巖炮孔12內(nèi)，炮孔12孔渣粒徑大多在3 4cm之間，側(cè)窗5必須具有過(guò)濾較大孔渣的作用，防止發(fā)生堵塞所造成的提水器失效問(wèn)題，本實(shí)用新型對(duì)側(cè)窗的大小設(shè)置，建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)上，能夠過(guò)濾粒徑孔渣，能夠通過(guò)側(cè)窗5的孔渣為粉末狀，不影響提水器工作。[0050]本實(shí)用新型使用時(shí)，先組裝提水器，依次連接U型緊固管1、進(jìn)氣管2、套管3，然后U型緊固管I的長(zhǎng)端連接進(jìn)氣的進(jìn)氣軟管13，套管3連接出水的提水軟管9，進(jìn)氣軟管13與空壓機(jī)11等供氣設(shè)備相連，提水軟管9與漸縮式出水管頭6相連，將提水器放入炮孔12內(nèi)，漸縮式出水管頭6放置在集水處。開(kāi)啟空壓機(jī)11后，即開(kāi)始提水，炮孔12中的水會(huì)降至與側(cè)窗5高度相近的位置，此時(shí)，炮孔12可以看作干孔處理。本實(shí)用新型可以用于含水量較高的爆破工程施工，適用于要求較高的露天礦山，以及巖土工程的爆破施工。[0051]以上所述的僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等效變化，采用與本例相同或相近結(jié)構(gòu)的提水器，仍屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.大孔徑壓差提水器，其特征在于:包括提水裝置和出水管頭，所述提水裝置包括U型緊固管(I)、進(jìn)氣管(2)、套管(3)，U型緊固管(I)的一端與進(jìn)氣管(2)螺紋連接，進(jìn)氣管(2)的另一端與套管(3)螺紋連接，套管(3)的另一端與出水管頭(6)通過(guò)提水軟管(9)連接；所述進(jìn)氣管(2)上端連接有噴嘴(4)，所述套管(3)上設(shè)有側(cè)窗(5)，所述側(cè)窗(5)靠近進(jìn)氣管(2)上端的噴嘴(4)，且側(cè)窗(5)的高度略低于噴嘴(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述出水管頭(6)為漸縮式結(jié)構(gòu)，頂端的出水口(7)的直徑小于出水管頭(6)的末端直徑，出水管頭(6)的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有多個(gè)氣孔(8)，氣孔(8)的孔徑小于出水口(7)的直徑。
3.如權(quán)利要求2所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述氣孔(8)與出水口(7)的距離小于其與出水管頭(6 )底部距離的三分之一。
4.如權(quán)利要求1所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述U型緊固管(I)的兩端長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)端通過(guò)進(jìn)氣軟管(13 )與空壓機(jī)(11)相連，短端與進(jìn)氣管(2 )連接。
5.如權(quán)利要求1所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述進(jìn)氣管(2)的上端和下端分別設(shè)有內(nèi)螺紋和外螺紋，進(jìn)氣管(2)下端的外螺紋與U型緊固管(I)短端的內(nèi)螺紋連接，進(jìn)氣管(2)上端的內(nèi)螺紋與噴嘴(4)螺紋連接。
6.如權(quán)利要求5所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述各個(gè)螺紋連接部分通過(guò)橡膠墊圈(10)密封。
7.如權(quán)利要求1所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述U型緊固管(I)和套管(3)均采用6分無(wú)縫鋼管，所述進(jìn)氣管(2)采用4分無(wú)縫鋼管。
8.如權(quán)利要求1所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述側(cè)窗(5)包括四個(gè)，均勻分布在套管(3)的四周。
9.如權(quán)利要求8所述的大孔徑壓差提水器，其特征在于:所述側(cè)窗(5)長(zhǎng)度比噴嘴(4)略小，差值不大于1cm。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種大孔徑壓差提水器，包括提水裝置和出水管頭，所述提水裝置包括U型緊固管、進(jìn)氣管、套管，U型緊固管的一端與進(jìn)氣管螺紋連接，進(jìn)氣管的另一端與套管螺紋連接，套管的另一端與出水管頭通過(guò)提水軟管連接；所述進(jìn)氣管上端連接有噴嘴，所述套管上設(shè)有側(cè)窗，所述側(cè)窗靠近進(jìn)氣管上端的噴嘴，且側(cè)窗的高度略低于噴嘴。所述出水管頭為漸縮式結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果組裝式的提水器，構(gòu)造輕便靈活，能夠一次投入多次使用、大規(guī)模生產(chǎn)，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)場(chǎng)地和施工條件的要求很低，裝配過(guò)程簡(jiǎn)單，施工人員能夠完全掌握其使用方法和步驟；噴嘴與側(cè)窗位置可調(diào)節(jié)，適用范圍大；漸縮式出水管頭能夠最大程度的確保出水過(guò)程的安全性。
文檔編號(hào)F04F5/10GK203067369SQ201220705530
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者周洪文, 申一修, 錢(qián)武銘, 王玉杰, 曹躍, 趙利坤, 曾富莉, 李曉虎 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)