[发明专利]坚硬岩石集成式快速爆破开挖装置及方法

说明书

本发明公开了一种坚硬岩石集成式快速爆破开挖装置及方法，该装置包括隔爆体，以及与隔爆体可拆卸连接的上部装药结构和下部装药结构；上部装药结构包括内部装有上部装药的上部装药壳，上部装药壳为两端开放的圆筒结构，圆筒结构的一端连接连接隔爆体，另一端连接有封盖，封盖开孔安装有部分与上部装药接触的雷管；下部装药结构包括内部装有下部装药的下部装药壳，下部装药壳为两端开放的圆筒结构，圆筒结构的一端连接连接隔爆体，另一端连接有底座，底座开孔安装有部分与下部装药接触的雷管，提高爆破开挖的速度形成爆破漏斗，减少爆破后的开挖量。

技术领域

本发明具体涉及一种坚硬岩石集成式快速爆破开挖装置及方法，属于爆破开挖技术领域。

背景技术

在岩石的爆破开挖过程中，一般有掏槽爆破方法和分层爆破方法，掏槽爆破方法钻孔的数量多，对于钻具的要求高，分层爆破需要填放底层装药、中间隔爆体和上层装药，并通过设置合理的时间间隔，使爆炸后形成倒圆锥形的爆炸漏斗。

在分层爆破中，将多层装药设置在孔内，上层装药爆炸后将孔口部岩石破碎并抛掷形成一个倒圆锥形的漏斗坑，第二层装药位于坑底下部一定深度处，爆炸后在第一层装药形成的V型坑内形成破碎和抛掷，由于V型地形的夹制作用，漏斗直径、深度与平坦地形相比发生重大变化。上层装药长度为25cm左右时，下层装药长度增加时不会增加可见深度，破碎半径有缓慢增大趋势，当装药长度继续增加时实际破碎体积变化不大，当超过临界深度时只能对装药周围岩石进行破碎，由于破碎范围较小且不易人工开挖，当装药长度减小时可见深度也会减小；下层装药上顶面距离V型坑底25-30cm时，抛掷效果和开口长度可以满足需要，清理工作量相对较少，而如何使下层装药在较短间距中不会被上层装药所引爆成为亟待解决的问题，尤其是在硬岩爆破下，上层装药爆破后的爆破产物高速向下层移动，在如此短的隔爆间距内，容易造成下部装药的殉爆。

主装药爆炸后的爆炸效应包括：空气冲击波、爆炸产物流、爆炸场的高温、高速破片及其他飞散物等。这些因素均可在一定的范围内作用于被发弹药，引起被发药殉爆。而由前级药爆炸产生的这些能量形式之间又是相互联系，相互制约的，因此给分析殉爆的原因带来困难。对于各种具体的前、后级药系统来说，引起殉爆的原因可能是不同的。

由于在密闭介质中由于介质拥有比空气更高的波阻抗会对装药产生的爆轰产物和冲击波产生挟制作用，使其在传播中不再以球面波的形式传播而是以平面波的形式传播，这样便具有了具有明显的方向性，爆轰产物和冲击波会主要朝着后级装药的方向传播。而这样的方向性会比球面波波阵面压力、密度的下降速率小，损失的能量也会相对小很多；同时在传播时孔壁周围会形成强烈的反射冲击波，是压力和能量向着孔的轴向汇聚，向着炮孔的上下传播，加大诱爆后级装药的可能性，为实现隔爆增加更多不确定因素，加大了隔爆的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种坚硬岩石集成式快速爆破开挖装置及方法，防止下部装药殉爆。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种坚硬岩石集成式快速爆破开挖装置，包括隔爆体，以及与隔爆体可拆卸连接的上部装药结构和下部装药结构；

所述上部装药结构包括内部装有上部装药的上部装药壳，所述上部装药壳为两端开放的圆筒结构，所述圆筒结构的一端连接连接隔爆体，另一端连接有封盖，所述封盖开孔安装有部分与上部装药接触的雷管；

所述下部装药结构包括内部装有下部装药的下部装药壳，所述下部装药壳为两端开放的圆筒结构，所述圆筒结构的一端连接连接隔爆体，另一端连接有底座，所述底座开孔安装有部分与下部装药接触的雷管。

结合第一方面，进一步的，所述隔爆体包括外壳以及设置在外壳内的至少两种隔爆介质，其中至少一种为流体介质。

进一步的，所述隔爆介质沿炮孔长度方向分布，包括从上到下顺次布置的干沙结构、疏孔结构和聚氨酯结构。