專(zhuān)利名稱(chēng):一種可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種膨脹塑膠可調(diào)承壓爆破控制方法，涉及到工程巖體鉆孔爆破控制預(yù)裂弱化問(wèn)題，特別涉及一種煤礦井下堅(jiān)硬巖石的承壓爆破控制方法。鉆孔內(nèi)炸藥可以分段安置，順序起爆，炸藥爆炸沖擊波陣面多次作用于鉆孔圍巖充分破巖同時(shí)可以通過(guò)膨脹塑膠管裝藥方式、位置及起爆順序的改變滿(mǎn)足硬巖控制爆破的要求。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于硬巖巷道的開(kāi)挖，尤其對(duì)地質(zhì)條件變化較大的巷道，要充分發(fā)揮設(shè)備在硬巖巷道中的快速掘進(jìn)效果，鉆孔爆破是解決問(wèn)題的最優(yōu)方法之一；而對(duì)于煤礦生產(chǎn)中強(qiáng)度高，節(jié)理、裂隙不發(fā)育，整體性好以及自穩(wěn)能力強(qiáng)的堅(jiān)硬頂板，工作面回采過(guò)程中容易形成大面積懸頂，當(dāng)頂板大面積突然垮落時(shí)極易形成颶風(fēng)和強(qiáng)沖擊載荷，容易造成設(shè)備損壞和人員傷亡，而且容易造成瓦斯壓力釋放，瞬間涌出，誘發(fā)瓦斯重特大事故，當(dāng)煤巖體有沖擊傾向性時(shí)，還容易誘發(fā)沖擊礦壓災(zāi)害，因此，為了達(dá)到工作面安全、高效生產(chǎn)，必須對(duì)此類(lèi)頂板進(jìn)行弱化處理，鉆孔爆破是一種較為常用的方法。
然而，目前在鉆孔爆破自身技術(shù)方面尚存在一些亟待完善的問(wèn)題，如硬巖條件下鉆孔完整性相對(duì)較好，易導(dǎo)致鉆孔裝藥不耦合空間較大，孔內(nèi)炸藥能量利用率較低，粉塵及有害氣體量大，巖體破壞范圍相對(duì)集中整體控制效果較差等系列問(wèn)題。
因此，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，這里提出了 一種膨脹塑膠可調(diào)承壓爆破控制方法，充分利用鉆孔炸藥爆炸能量及炸藥周?chē)橘|(zhì)的擴(kuò)容做功能力，節(jié)約炸藥用量，降溫除塵效果好，有害氣體生成量少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，提高炸藥爆炸能量利用率；可以采用多種方式控制硬巖等深孔爆破條件，如炸藥爆炸沖擊波陣面多次作用于鉆孔圍巖充分破巖；傳爆介質(zhì)的擴(kuò)容相對(duì)空氣介質(zhì)對(duì)圍巖的松動(dòng)破壞作用更大，擴(kuò)大硬巖整體松動(dòng)弱化控制范圍。對(duì)于煤礦生產(chǎn)中堅(jiān)硬煤、巖體的預(yù)裂弱化以及堅(jiān)硬厚層頂板的控制等具有顯著效果。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，采用可調(diào)承壓塑膠膨脹管包裹密封炸藥；塑膠膨脹管內(nèi)的炸藥旁充填傳爆介質(zhì)，傳爆介質(zhì)是液體、固體或固液混合介質(zhì)類(lèi)型；塑膠可調(diào)承壓膨脹管通過(guò)充填傳爆介質(zhì)設(shè)定初始?jí)毫?；并可排出塑膠膨脹管管內(nèi)空氣；設(shè)定爆破安全防護(hù)措施后引爆。
(I)根據(jù)鉆孔長(zhǎng)度及爆破的控制范圍確定塑膠膨脹管4長(zhǎng)度與管徑，往預(yù)先裝有炸藥的管內(nèi)填充或注入傳爆介質(zhì)直至呈微脹狀態(tài)，使膨脹管直徑大小略小于鉆孔直徑值，完成后排盡管內(nèi)空氣介質(zhì)；擠壓盛有炸藥5的膨脹管使管內(nèi)的空氣介質(zhì)通過(guò)排氣針管20充分排除并保持壓癟狀態(tài)，并連接注液管12并往膨脹管內(nèi)注入一定量的傳爆介質(zhì)6，待膨脹管慢慢鼓起達(dá)到初始體積時(shí)停止注液，拔下注液管12同時(shí)將膨脹管注液端19朝上豎直放置，再次輕微擠壓膨脹管通過(guò)排氣針管20排出管內(nèi)剩余空氣，如此反復(fù)幾次直至管口插入的排氣針20管有傳爆介質(zhì)6外流，則塑膠膨脹管管內(nèi)空氣全部排出；
(2)將盛有炸藥及傳爆介質(zhì)的微脹塑膠膨脹管4裝入鉆孔內(nèi)，將注液管12、炸藥固定柔絲7以及炸藥引線(xiàn)8整齊引出鉆孔孔口，連接注液管繼續(xù)往孔內(nèi)塑膠膨脹管內(nèi)注入傳爆介質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)壓直至達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值，鉆孔內(nèi)塑膠膨脹管體積有所增大，擠壓鉆孔孔壁與管壁間空氣介質(zhì)，充分趕出孔內(nèi)間隙空氣，拔下注液管12后，可利用膨脹管口自閉裝置9和膨脹管口密封裝置10實(shí)現(xiàn)塑膠膨脹管密封，用炮泥11進(jìn)行密實(shí)封孔；
( 3 )在封孔完畢后，在裝藥孔口采取鋪設(shè)隔爆網(wǎng)、安置隔爆水袋或兩者聯(lián)合采用的隔爆措施，待炸藥引線(xiàn)連接完畢后，按照作業(yè)規(guī)程起爆鉆孔內(nèi)承壓膨脹管炸藥。
進(jìn)一步的，膨脹塑膠管材質(zhì)選擇柔性大、韌性強(qiáng)的塑膠材料，如PE、PET、PVC、PU或合成橡膠；預(yù)先密封了 一定量炸藥在可膨脹塑膠管內(nèi)，管內(nèi)裝藥形式、位置及起爆順序需根據(jù)巖性特點(diǎn)及爆破控制要求選擇；管口有自閉裝置保證傳爆介質(zhì)注入后不泄壓、不外流，排氣針管用于充分排出管內(nèi)空氣；塑膠膨脹管內(nèi)裝藥形式分為長(zhǎng)條與分段兩種；管內(nèi)裝藥位置分為整體、離散、兩端、孔口與孔底五種形式；膨脹管內(nèi)炸藥起爆順序分為同時(shí)與順序兩種，其中順序起爆又分為朝孔底與朝孔口兩種；塑膠可調(diào)承壓膨脹管口采用管內(nèi)自閉裝置，保證傳爆介質(zhì)注入后不泄壓、不外流；膨脹管配有專(zhuān)用排氣針管，充分排出管內(nèi)空氣。
進(jìn)一步的，所述傳爆介質(zhì)類(lèi)型選擇，選擇原料充足、制取方便、運(yùn)輸存儲(chǔ)安全、價(jià)格低廉且盡量不與炸藥相容的液體、固體或固液混合物，如水、水泥漿、沙子等，同時(shí)依據(jù)炸藥用量及威力大小決定液體傳爆介質(zhì)內(nèi)是否預(yù)先放置少量細(xì)砂、鐵粉等重度顆粒物。
進(jìn)一步的，傳爆介質(zhì)初始?jí)毫υO(shè)定，根據(jù)巖體巖性特征與炸藥在不同圍壓、不同傳爆介質(zhì)條件下的爆炸特性設(shè)定初始?jí)毫Γ话?.01 IMPa。
在裝藥孔口要進(jìn)行鋪網(wǎng)或安置隔爆水袋或兩者聯(lián)合采用的隔爆措施，防止爆破破碎塊體的崩射。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供了一種膨脹塑膠可調(diào)承壓爆破控制方法，與傳統(tǒng)的爆破方法相比，本發(fā)明通過(guò)傳爆介質(zhì)預(yù)設(shè)壓力改變了炸藥爆炸性能，充分趕出孔裂隙內(nèi)空氣介質(zhì)，提高炸藥爆炸能量利用率；硬巖深孔爆破條件下，鉆孔內(nèi)炸藥分段安置，順序起爆，炸藥爆炸沖擊波陣面多次作用于鉆孔圍巖充分破巖；傳爆介質(zhì)的擴(kuò)容相對(duì)空氣介質(zhì)對(duì)圍巖的松動(dòng)破壞作用較大，進(jìn)而導(dǎo)致煤巖體孔裂隙廣泛貫通，擴(kuò)大硬巖整體松動(dòng)弱化控制范圍；可膨脹塑膠管孔口具有自封閉裝置，往管內(nèi)注入傳爆介質(zhì)時(shí)不需另設(shè)排液管路，簡(jiǎn)化孔內(nèi)爆破裝置；可簡(jiǎn)單通過(guò)膨脹塑膠管裝藥方式、位置及起爆順序的改變滿(mǎn)足硬巖控制爆破的要求；鉆孔內(nèi)炸藥可分段安置，順序起爆，炸藥爆炸沖擊波陣面多次作用于鉆孔圍巖充分破巖也可簡(jiǎn)單通過(guò)膨脹塑膠管裝藥方式、位置及起爆順序的改變滿(mǎn)足硬巖控制爆破的要求；炸藥在傳爆介質(zhì)環(huán)境中爆炸，同時(shí)傳爆介質(zhì)可有效減少爆破有害氣體生成量，降溫除塵效果顯著。成本低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，工藝實(shí)施方便、操作簡(jiǎn)單、方便，運(yùn)輸存放安全，爆破效率顯著提高、推廣應(yīng)用范圍廣。


圖1為塑膠可調(diào)承壓膨脹管；
圖2為塑膠可調(diào)承壓膨脹管排氣針管；[0017]圖3為塑膠可調(diào)承壓膨脹管長(zhǎng)條整體裝藥；
圖4為塑膠可調(diào)承壓膨脹管分段離散裝藥；
圖5為塑膠可調(diào)承壓膨脹管分段兩端裝藥；
圖6為塑膠可調(diào)承壓膨脹管分段孔底裝藥；
圖7為塑膠可調(diào)承壓膨脹管分段孔口裝藥；
圖8為硬巖深孔膨脹塑膠可調(diào)承壓爆破剖面。
圖例說(shuō)明:1 一硬巖剖面，2 一裝藥鉆孔剖面，3 —臨界鉆孔剖面，4 一塑膠可調(diào)承壓膨脹管，5 —炸藥，6 —傳爆介質(zhì)，7 —炸藥固定柔絲，8 —炸藥引線(xiàn)，9 一膨脹管口自閉裝置，10 一膨脹管口密封裝置，11 一炮泥，12 一注液管，13 一鋪網(wǎng)或隔爆水袋固定絲，14 一鋪網(wǎng)，15 一蓄能器，16 一注液管壓力表，17 一注液?jiǎn)蜗蜷y，18 一注液管閥門(mén)，19 一注液端，20 —排
氣針管。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
一種膨脹塑膠可調(diào)承壓爆破控制方法實(shí)現(xiàn)了硬巖深孔爆破控制。，它包括塑膠可調(diào)承壓膨脹管密封炸藥裝置；裝藥周?chē)后w、固體或固液混合傳爆介質(zhì)類(lèi)型；傳爆介質(zhì)初始?jí)毫υO(shè)定以及爆破安全防護(hù)措施。依據(jù)爆破鉆孔深度在孔內(nèi)裝設(shè)適當(dāng)長(zhǎng)度且預(yù)先密封傳爆介質(zhì)與適量炸藥的微脹塑膠管，參照炸藥承壓破巖性能與鉆孔剩余空間大小，利用專(zhuān)用輸運(yùn)裝置繼續(xù)往塑膠管內(nèi)注入適量的傳爆介質(zhì)直至裝藥周?chē)鷤鞅橘|(zhì)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值，充分趕出孔內(nèi)的空氣介質(zhì)，進(jìn)而封孔起爆承壓塑膠管內(nèi)炸藥，利用孔內(nèi)傳爆介質(zhì)壓縮性能小，炸藥能量利用率高及傳爆介質(zhì)擴(kuò)容的特點(diǎn)達(dá)到充分破巖的目的，鉆孔內(nèi)炸藥可分段安置，順序起爆，炸藥爆炸沖擊波陣面多次作用于鉆孔圍巖充分破巖也可簡(jiǎn)單通過(guò)膨脹塑膠管裝藥方式、位置及起爆順序的改變滿(mǎn)足硬巖控制爆破的要求，同時(shí)傳爆介質(zhì)可有效減少爆破有害氣體生成量，降溫除塵效果顯著。該發(fā)明工藝實(shí)施方便、操作簡(jiǎn)單、成本低廉、推廣應(yīng)用范圍廣。
膨脹塑膠可調(diào)承壓爆破控制方法，實(shí)施步驟具體如下:
(I)根據(jù)鉆孔長(zhǎng)度(一般IOcm以上)及爆破的控制范圍確定塑膠膨脹管4合理的有效長(zhǎng)度與管徑，而后往預(yù)先裝有炸藥的管內(nèi)注入傳爆介質(zhì)直至呈微脹狀態(tài)，使膨脹管直徑大小略小于鉆孔直徑值，完成后排盡管內(nèi)空氣介質(zhì)。具體操作方法:根據(jù)鉆孔長(zhǎng)度及爆破控制范圍確定膨脹管的有效長(zhǎng)度與管徑，選管完成后，先輕微擠壓盛有炸藥5的膨脹管使管內(nèi)的空氣介質(zhì)通過(guò)排氣針管20充分排除并保持壓癟狀態(tài)，連接注液管12并往膨脹管內(nèi)注入一定量的傳爆介質(zhì)6，待膨脹管慢慢鼓起達(dá)到初始體積時(shí)停止注液，拔下注液管12同時(shí)將膨脹管注液端19朝上豎直放置，再次輕微擠壓膨脹管通過(guò)排氣針管20排出管內(nèi)剩余空氣,如此反復(fù)幾次直至管口插入的排氣針20管有傳爆介質(zhì)6外流，說(shuō)明管內(nèi)空氣已基本排出；
(2)將盛有炸藥及傳爆介質(zhì)的微脹塑膠管4裝入鉆孔內(nèi)直至膨脹管安裝在如圖3-7中所示的合適位置，同時(shí)將注液管12、炸藥固定柔絲7以及炸藥引線(xiàn)8整齊引出孔口，連接注液管繼續(xù)往孔內(nèi)可膨脹塑膠管內(nèi)注入傳爆介質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)壓直至達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值，注入傳爆介質(zhì)和控制壓力通過(guò)19注液端、15蓄能器、16注液管壓力表、17注液?jiǎn)蜗蜷y、18注液管閥門(mén)完成，此時(shí)孔內(nèi)膨脹管體積有所增大，擠壓孔壁與管壁間空氣介質(zhì)，充分趕出孔內(nèi)間隙空氣，拔下注液管12后，利用膨脹管口自閉裝置9和膨脹管口密封裝置10實(shí)現(xiàn)塑膠管密封，用炮泥11進(jìn)行密實(shí)封孔，確保孔內(nèi)有盡量少的空氣；
(3)在封孔完畢后，在裝藥孔口采取鋪網(wǎng)或安置隔爆水袋13或兩者聯(lián)合采用的隔爆措施，防止爆破產(chǎn)生的破碎塊體崩射，待炸藥引線(xiàn)連接完畢后，按照作業(yè)規(guī)程起爆鉆孔內(nèi)承壓膨脹管炸藥。
值得指出的是，在煤礦生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方案是采用水介質(zhì)作為傳爆介質(zhì)，首先礦井下水源充足、運(yùn)輸和使用成本低廉，其次水的流動(dòng)性強(qiáng)且降、除塵效果顯著，這樣可以取得較高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。由于礦井環(huán)境的復(fù)雜性，可根據(jù)特殊環(huán)境條件下的特殊要求，按技術(shù)要求傳爆介質(zhì)亦可選取其他液體、固體或固液混合物。
以上實(shí)例僅用以說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案而并非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求
書(shū)限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求
基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:采用可調(diào)承壓塑膠膨脹管密封炸藥；塑膠膨脹管內(nèi)的炸藥旁充填傳爆介質(zhì)，傳爆介質(zhì)是液體、固體或固液混合介質(zhì)類(lèi)型；塑膠可調(diào)承壓膨脹管通過(guò)充填傳爆介質(zhì)設(shè)定初始?jí)毫?，并在采取爆破安全防護(hù)措施后引爆。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:充填傳爆介質(zhì)時(shí)排出塑膠膨脹管管內(nèi)空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:塑膠膨脹管管口自帶有細(xì)軟皮管制成的自封閉裝置，當(dāng)管內(nèi)壓強(qiáng)高于管外側(cè)圍壓時(shí)，細(xì)軟皮管自動(dòng)閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:(I)根據(jù)鉆孔長(zhǎng)度及爆破的控制范圍確定塑膠膨脹管長(zhǎng)度與管徑，往預(yù)先裝有炸藥的管內(nèi)填充或注入傳爆介質(zhì)直至呈微脹狀態(tài)，使膨脹管直徑大小略小于鉆孔直徑值，完成后排盡管內(nèi)空氣介質(zhì)；擠壓盛有炸藥的膨脹管使管內(nèi)的空氣介質(zhì)通過(guò)排氣針管充分排除并保持壓癟狀態(tài)，并連接注液管并往膨脹管內(nèi)注入一定量的傳爆介質(zhì)，待膨脹管慢慢鼓起達(dá)到初始體積時(shí)停止注液，拔下注液管同時(shí)將膨脹管注液端9朝上豎直放置，再次輕微擠壓膨脹管通過(guò)排氣針管排出管內(nèi)剩余空氣，如此反復(fù)幾次直至管口插入的排氣針管有傳爆介質(zhì)外流，則塑膠膨脹管管內(nèi)空氣全部排出； (2 )將盛有炸藥及傳爆介質(zhì)的微脹塑膠膨脹管裝入鉆孔內(nèi)，將注液管、炸藥固定柔絲以及炸藥引線(xiàn)整齊引出鉆孔孔口，連接注液管繼續(xù)往孔內(nèi)塑膠膨脹管內(nèi)注入傳爆介質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)壓直至達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值，鉆孔內(nèi)塑膠膨脹管體積有所增大，擠壓鉆孔孔壁與管壁間空氣介質(zhì)，充分趕出孔內(nèi)間隙空氣，拔下注液管后，利用膨脹管口自閉裝置和膨脹管口密封裝置實(shí)現(xiàn)塑膠膨脹管密封，用炮泥進(jìn)行密實(shí)封孔； (3 )在封孔完畢后，在裝藥孔口采取鋪設(shè)隔爆網(wǎng)、安置隔爆水袋或兩者聯(lián)合采用的隔爆措施，待炸藥引線(xiàn)連接完畢后，按照作業(yè)規(guī)程起爆鉆孔內(nèi)承壓膨脹管炸藥。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:膨脹塑膠管材質(zhì)選擇柔性大、韌性強(qiáng)的塑膠材料，如PE、PET、PVC, PU或合成橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:塑膠膨脹管內(nèi)裝藥形式分為長(zhǎng)條與分段兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:管內(nèi)裝藥位置分為整體中間、整體孔口與整體孔底、離散、兩端五種形式；膨脹管內(nèi)炸藥起爆順序分為同時(shí)與順序兩種，其中順序起爆又分為朝孔底與朝孔口兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:傳爆介質(zhì)類(lèi)型選擇水、水泥漿、沙子或鐵粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，其特征在于:根據(jù)巖體巖性特征與炸藥在不同圍壓、不同傳爆介質(zhì)條件下的爆炸特性設(shè)定初始?jí)毫Γ?.0l IMPa。
專(zhuān)利摘要
一種可調(diào)承壓膨脹塑膠管深孔爆破控制方法，采用可調(diào)承壓塑膠膨脹管密封炸藥；塑膠膨脹管內(nèi)的炸藥旁充填傳爆介質(zhì)，傳爆介質(zhì)是液體、固體或固液混合介質(zhì)類(lèi)型；塑膠可調(diào)承壓膨脹管通過(guò)充填傳爆介質(zhì)設(shè)定初始?jí)毫Γ⒃诓扇”瓢踩雷o(hù)措施后引爆。充填傳爆介質(zhì)時(shí)排出塑膠膨脹管管內(nèi)空氣。本發(fā)明利用孔內(nèi)傳爆介質(zhì)壓縮性能小，炸藥能量利用率高及傳爆介質(zhì)擴(kuò)容的特點(diǎn)達(dá)到充分破巖的目的，鉆孔內(nèi)炸藥可分段安置，順序起爆，炸藥爆炸沖擊波陣面多次作用于鉆孔圍巖充分破巖也可簡(jiǎn)單通過(guò)膨脹塑膠管裝藥方式、位置及起爆順序的改變滿(mǎn)足硬巖控制爆破的要求，同時(shí)傳爆介質(zhì)可有效減少爆破有害氣體生成量，降溫除塵效果顯著。
文檔編號(hào)F42D1/00GKCN103148748SQ201310075775
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月8日
發(fā)明者劉長(zhǎng)友, 楊敬軒, 陳寶寶, 楊宇 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan