[发明专利]一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体及其制备与施工方法

说明书

一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体，包括保护外壳，保护外壳内放置有自膨胀片剂，自膨胀片剂之间设置有垫片，保护外壳上设置有穿过自膨胀片剂、垫片和尾翼的螺杆，且螺杆的末端穿出尾翼部分螺接有螺母。一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体的制备方法，包括以下步骤：步骤1、制备自膨胀片剂；步骤2、制备保护外壳和尾翼；步骤3、自膨胀填塞体组装。一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体的施工方法，包括以下步骤：步骤1、自膨胀填塞体吸水；步骤2、自膨胀填塞体封堵炮孔并爆破。自膨胀填塞体内部为自膨胀片剂和垫片交替布置结构，实现了膨胀源在空间位置上的分隔，既防止了反应过程中温度集中，又减少了被气化的水分，有效避免喷孔现象的发生。

技术领域

本发明属于爆破工程技术领域，具体涉及一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体及其制备与施工方法。

背景技术

在露天开采与地下开采爆破过程中，炮孔填塞是必不可少的一道工序。有研究表明，有效的炮孔填塞能够提升20~30%的破岩量，提升炸药能量利用率，降低噪声和有毒有害气体的污染。但目前露天多为岩粉或粗骨料填塞，地下多采用炮泥填塞，均存在填塞效果差，工人劳动生产率低、劳动强度大等缺点。

专利CN109186389B提出了一种炮孔堵塞方法，施工工艺是预先将吸水剂放入定制膨胀袋中，然后用空气囊封堵炮孔后将膨胀袋和岩粉放入炮孔中，最后向炮孔中注水，膨胀袋吸水膨胀，最终达到封堵炮孔的目的。由于膨胀力的作用，其填塞效果优于传统的岩粉或粗骨料填塞，但仍有以下两个问题未得到解决。其一，由于吸水剂选择的高分子吸水树脂，吸水膨胀后强度极低。优质的炮孔填塞要求填塞材料具有高强度与良好的抗剪切能力，否则容易被高速爆生气体剪坏或吹破。该材料显然不符合上述要求。其二，是施工工艺复杂，膨胀袋的位置难以把握，影响填塞质量。

为提升填塞阻力，专利CN108844424B提出了一种缓冲气囊加注浆方法，施工工艺是在距炸药上方一定位置放置空气囊，在空气囊上方进行注浆，达到密闭炮孔的目的。此方法大大提升了填塞体强度，明显优于上述方法。但在现场施工过程中需要增加注浆工艺并添加注浆设备，大大增加了填塞工艺的繁琐程度，使得填塞成本过高，工时延长，难以在现场推广。

为了使施工更加简化，专利CN113982529A公开了一种炮孔堵塞器，特点是依靠叶片间的相互重叠卡紧起到填塞作用，并能防止炸药在上向孔中滑落，使用时仅需将传爆导线由预留孔中穿过并将堵塞器推到指定位置即可，简单方便。但由于该堵塞器通体为PE材料，强度较低，极易被爆生气体破坏。另外，预留孔的大小限制了其在数码电子雷管传爆系统的实用性.

为解决上述问题，专利CN207335553U公开了一种膨胀药卷封堵炮孔装置，这类装置使用时仅需泡水十分钟作用并放入炮孔中，并等待一段时间便能提供良好的填塞效果。其优点在于填塞体施工方便，膨胀压力大，强度高，气密性好。但由于其生效原理是氧化钙的水化反应，所以在大孔径填塞工作中容易发生由于热量积累产生的喷孔现象，大量水蒸气混合膨胀剂从孔内喷出，不仅使得膨胀压降低而影响膨胀效果，还容易对人员和设备造成危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体及其制备与施工方法，在保证提供较大膨胀压力的同时自身也具有很高的强度，防止被爆生气体剪坏或吹破，且具有良好的可操作性，现场施工时，仅需提前泡水并放入炮孔中即可；通过设计内部膨胀剂的结构，杜绝发生喷孔现象的隐患，通过设计外部保护外壳的结构使自膨胀填塞体简单方便地适用于任意角度含水孔的炮孔填塞工作。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种炮孔堵塞用自膨胀填塞体，包括保护外壳，所述保护外壳内放置有自膨胀片剂，且相邻自膨胀片剂之间设置有垫片，以防止自膨胀片剂集中反应造成喷孔，所述保护外壳上沿中心设置有穿过自膨胀片剂、垫片和尾翼的螺杆，且螺杆的末端穿出尾翼部分螺接有螺母，二者共同约束自膨胀填塞体轴向膨胀，并且将保护外壳与尾翼牢牢压紧。