[发明专利]一种空气间隔装置及其使用方法

说明书

  

技术领域

本发明属于钻孔爆破的炮孔装药技术领域，尤其是涉及一种应用于炮孔轴向空气间隔装药爆破的空气间隔装置。 

背景技术

近十年来，随着现代化矿山以及西部山区的水电开发，钻孔爆破作为石方开挖的最常用技术得到了快速发展。钻孔爆破传统的连续柱状装药存在单耗大、爆轰初压过高、岩石过度粉碎的缺点，使得炸药能量的有效利用率低。采用空气间隔装药技术可克服传统的连续柱状装药存在问题，空气间隔装药技术的原理为：爆炸时，爆生气体沿轴向迅速涌入空气间隔层中，药包处的压力脉冲衰减，降低了炸药对炮孔周围岩石的初始峰值压力，调节炸药能量分布，使孔内爆炸压力沿炮孔轴向分布得更均匀，从而降低或避免了对炮孔围岩的过度粉碎，扩大破裂区范围，提高炸药爆破能量的有效利用率，从而降低炸药单耗。 

采用空气间隔装药钻孔爆破，需要在空气柱与炸药、空气柱与堵塞炮泥之间设置空气间隔器以支撑炸药或者炮泥，现有的空气间隔器（主要是空气气囊）单价高，直接增加了爆破作业的成本。 

发明内容

针对现有的空气间隔装置结构复杂、成本高昂的问题,本发明提出了一种结构简单、成本低廉、且操作方便的空气间隔装置及其使用方法。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案： 

一、一种空气间隔装置，包括底座和固设在底座上端面的防漏层，所述的底座为圆台形，其上表面面积大于下表面面积，所述的防漏层形成一上表面面积大于下表面面积的开口圆台空腔，承重绳通过设置在底座上的穿线孔纵穿底座，承重绳位于底座底端的一端系有阻滑扣，其另一端系于承重杆上。

上述设置在底座上的穿线孔直径为1~1.5cm。 

阻滑扣、承重绳、承重杆共同作用以固定空气间隔装置，防止其下滑。上述阻滑扣为圆形，其直径大于穿线孔直径。 

为了增加底座的强度，防止空气间隔装置在上部的堵塞物或炸药的重压下变形或破坏，同时考虑到节约原材料的目的，本发明提出了一种优选方案，如下： 

上述底座是由上表面、下表面和侧面围成的中空圆台，围绕底座的中心轴均匀设置有多个加劲板，所述的加劲板垂直底座的上、下表面且其上、下端分别与底座的上、下内表面接触。加劲板的数量优选为4~7个，其数量取决于底座的上、下表面直径，当底座的上、下表面直径大时，则加劲板的数量较多。加劲板可采用塑料制成。

为了支撑防漏层，防止防漏层落下，本发明的另一种优选方案为： 

在防漏层的外表面均匀设置有支撑肋，所述的支撑肋由具有柔韧性的高强度塑料制成，例如，PBT玻纤、PPO玻纤、PES（聚醚砜树脂）、PSU（聚砜）、PEEK（聚醚醚酮）。

自然状态下，即本发明装置未放入炮孔内时，上述防漏层的开口直径D1比炮孔直径D大1~3cm，其高度L1为炮孔直径的1.1~1.3倍。将该空气间隔装置放入炮孔内后，在炮孔挤压下，防漏层和支撑肋可以变形，防漏层和支撑肋四周与炮孔内壁紧密接触，从而可以防止防漏层上的堵塞物或炸药漏下。防漏层在炮泥等堵塞物或炸药的挤压下可以鼓胀变形但不破裂。所述的防漏层由张拉性能良好的塑料制成，例如，TPU（热塑性聚氨）。 

上述底座的高度L2为炮孔直径D的0.8~1.0倍，底座由硬质塑料制成，例如，ABS塑料、PS（聚苯乙烯）、PC（聚碳酸酯）。 

上述承重绳的长度比底座下表面到炮孔孔口距离大0.3~0.4m。 

上述承重杆的长度大于2倍的炮孔直径。 

二、上述空气间隔装置可设置在炮孔内的空气柱与炸药段、空气柱与堵塞段之间，其使用方法包括步骤： 

步骤1，根据炮孔孔径选择合适尺寸的空气间隔装置；

步骤2，通过定位杆将空气间隔装置顶入炮孔内设定位置，根据承重绳伸入炮孔内的长度确定空气间隔装置是否到达设定位置；

步骤3，将承重绳系在横跨在炮孔孔口的承重杆上；

步骤4，向炮孔中装填炮泥等堵塞物或炸药。

上述定位杆为木杆、竹杆或PVC杆，其长度比空气间隔装置底端距炮孔孔口距离大0.5m，定位杆可重复利用。