一种用于冻冰炮孔的分阶装药法

技术领域

本发明属于工程爆破施工技术领域，具体地说主要涉及高原地区寒季露天爆破冻冰炮孔装填炸药的施工方法。

背景技术

青藏高原蕴藏着大量的矿产资源，目前我国对青藏高原资源的开发仅占极小的一部分。钻孔爆破法是在高原地区进行矿岩剥离、冻土开挖的主要施工方法。岩体内富含孔隙水，钻孔机械在岩体中钻完炮孔后，岩体内的孔隙水慢慢渗出积聚在炮孔内，形成水孔，由于爆破区域海拔高，空气稀薄，昼夜温差大，炮孔内积水冻冰，冻冰使炮孔堵塞，作业人员无法向炮孔内装填炸药。施工人员需要采取措施除去炮孔内的结冰或者预防炮孔冻冰，才能正常进行装填装药的生产作业，这样不仅延长了工人在高原缺氧环境下的工作时间、增大劳动强度，而且增加企业生产成本、影响爆破效果、增大爆破风险，同时增加了对生态环境造的影响破坏。

多年来川藏线的修建、青藏铁路的建设以及新疆高寒地区水库大坝的修建、西藏矿产资源的开发，为高原高寒爆破施工积累了很多经验，对于冻冰炮孔装药施工的问题也提出了一些解决措施：1.采用PPR管悬吊于炮孔孔口部位，然后用装有煤灰的袋子覆盖；2.减少穿孔数量，确定合理的爆破规模；3.使用钻机二次钻孔；4.用钢管套在木棍上，前端打磨锋利，人工凿冰；5.遵循快速施工的原则，减小装药间隔时间、钻完孔后尽快装药；6.加热融冰；7.阻水防冰，即将水控制在炮孔外部，没有水自然就不能结冰；8.保温防冰,通过对炮孔进行保温处理，使炮孔内温度保持在初始状态，孔内的水温度既不上升也不下降，因此不发生结冰。但是上述措施仍然存在很多问题：方法1在孔口位置仍然有冻冰存在；方法2是被动施工方法，并没有解决冻冰问题，而且限制了工程进度；方法3是去除冻冰的方法，但将极大增加钻孔成本、延长工期；方法4也是去除冻冰的方法，但将极大地增加工人的劳动量；方法5也是被动施工方法，同样没有从根本上解决炮孔冻冰的问题；方法6对于大量冻冰炮孔实施难度大，成本高而且会带来新的排水问题；方法7技术较复杂成本较高不利于推广；方法8需要增加一个新的施工工序，延长高原作业时间，不利于提高效率。但是这些方法多集中于解决如何除冰、防冻冰问题，综合考虑企业成本、技术可行性、工序的连续性、生产效率、人员劳动强度、生态环保等因素，高原地区冻冰炮孔装填炸药目前仍然是一个亟待解决的棘手技术问题。

发明内容

为了有效地解决多年来高原地区寒季露天爆破施工因炮孔冻冰难以装填炸药的技术难题，本发明提出了一种用于冻冰炮孔的分阶装药法，能够变其害为其利，不但不受季节冻冰对装填炸药的影响，反而充分利用炮孔内冻冰的条件改善爆破效果，降低综合生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将向炮孔内装填炸药的施工过程由一个连续的施工过程划分为以装填主装药为主和以安装起爆药包为主的两个阶段分离的施工过程。两个阶段施工过程的时间节点是，在钻完炮孔后、炮孔冻冰前完成第一阶段的装填主装药施工；在经过一段时间的施工等待后，准备起爆时、连接起爆网路前完成第二阶段的安装起爆药包施工。两个阶段施工过程的工序划分是，第一阶段装填主装药施工主要包括验孔、装填炸药、安装导管、炮孔填塞；第二阶段安装起爆药包施工主要包括检查导管、制作起爆药包、安装起爆药包、导管堵塞。原理为第一阶段在炮孔钻完后孔内尚未冻冰时，将主装炸药先装填到炮孔内，并完成炮孔填塞工作，为了确保安全，此过程并不安装起爆药包，由于高原气温的快速变化等原因炮孔内即使结冰，但此时装填主装药工作已经完成不再受其影响，从安全角度看，虽然整个爆区内的炮孔已经装填完炸药，但是并没有安装起爆药包不会发生爆炸，正如没有安装引信的炸弹，所以是安全的，在第一阶段中完成了装填炸药施工的大部分工作；经过一段时间的施工等待后，进入第二阶段，在准备起爆时、开始连接起爆网路前，将起爆药包通过导管装入炮孔内，这样完成了装填炸药的整个工作过程，可以进行爆破，正如安装完引信的炸弹可以发射，此时炮孔内冻冰有利于提高炸药爆炸能量利用率、降低炸药单耗、改善爆破效果。可见，应用本发明后炮孔冻冰不但不会影响爆破施工，而且还变成了能够改善爆破效果，降低生产成本的有利条件。主要施工步骤为，一是验孔，确保每个炮孔深度、角度、顺畅度等符合设计要求；二是装填主装药，按每孔设计的装药量进行装填炸药，药卷直径需小于炮孔直径，如炮孔直径为120mm，药卷直径可以选择90mm、70mm，或者主装药选用流动性好的现场混装炸药等；三是安装导管，将导管安装到炮孔内，紧贴炮孔周壁，深度以能够覆盖起爆药包的安装位置为准，导管上端高出地面30cm，导管直径30mm左右，满足大于起爆药包直径同时与药卷直径之和小于炮孔直径，导管底部和上部安装有密封盖，防止水汽、砂石等进入，步骤三和步骤二根据设计及施工需要可在实施时交替进行；四是炮孔填塞，按照设计的填塞高度，用钻孔岩屑填塞炮孔；五是施工等待，是两个施工阶段的间隔等待时间，可能是步骤四完成后一天或几天，由总体爆破施工进度安排确定，一般在此时间段炮孔发生冻冰现象；六是检查导管，准备安装起爆药包前，打开导管上部密封盖检查导管，确保导管顺直通畅，七是制作起爆药包，按每孔设计的起爆时刻和起爆药包数量制作起爆药包；八是安装起爆药包，按照每孔设计的起爆药包位置通过导管将其安装到炮孔内并固定，起爆雷管的导线引到导管外用于连接起爆网路；九是堵塞导管，用胶泥等材料将导管上端堵塞，此时完成装填炸药的整个施工过程。

本发明的有益效果是将炮孔冻冰这一影响装填炸药施工的不利因素变成了能够改善爆破效果、降低生产成本的有利因素，变其害为其利，既解决了寒季高原露天爆破装填炸药施工的技术难题，又充分利用了寒季施工的自然条件，方案新颖独特、能降本提效、节能环保、利于推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明冻冰炮孔分阶装药法结构示意图。

图1中1.炮孔填塞，2.导管，3.主装药，4.导管堵塞，5.起爆药包引线，6.起爆药包，7.孔内冻冰。

具体实施方式

实例1为本发明在炮孔内装填成品炸药并采用正向起爆法的高原寒季露天爆破工程中的应用。

施工步骤为：

一、验孔，确保每个炮孔深度、角度、顺畅度等符合设计要求；

二、装填主装药（3），按设计的装药量和装药高度进行装填炸药，如炮孔直径为120mm，药卷直径选择90mm；

三、安装导管（2），待直径为90mm的药卷装填到安装起爆药包（6）位置时，将导管（2）安装到炮孔内，紧贴炮孔周壁，导管（2）底端安装到直径为90mm的药柱上部，导管（2）上端高出地面30cm左右；

四、继续装填主装药（3），此时主装药（3）应换成直径为70mm的药卷或流动性较好的散装炸药，直至装填到设计位置；

五、炮孔填塞（1），按照设计的填塞高度，用钻孔岩屑填塞炮孔；

六、施工等待，可能是步骤五炮孔填塞（1）完成后一天或几天，由总体爆破施工进度安排确定；

七、检查导管（2），准备安装起爆药包（6）前，打开导管（2）上部密封盖检查导管，确保导管（2）顺直通畅；

八、制作起爆药包（6），按每孔设计的起爆时刻和起爆药包（6）数量制作起爆药包（6）；

九、安装起爆药包（6），按照每孔设计的起爆药包（6）位置通过导管（2）使用重力法将其安装到炮孔内并固定，起爆药包引线（5）引到导管（2）外用于连接起爆网路；

十、导管堵塞（4），用胶泥等材料将导管（2）上端堵塞，此时完成装填炸药的整个施工过程。

实例2为本发明在炮孔内装填现场混装炸药的高原寒季露天爆破工程中的应用。

施工步骤为：

一、验孔，确保每个炮孔深度、角度、顺畅度等符合设计要求；

二、安装导管（2），将导管（2）安装到炮孔内，紧贴炮孔周壁，导管（2）底端安装到炮孔底部，导管（2）上端高出地面30cm左右；

三、装填主装药（3），按每孔设计的装药量进行装填现场混制炸药，直至设计位置；

四、炮孔填塞（1），按照设计的填塞高度，用钻孔岩屑填塞炮孔；

五、施工等待，可能是步骤四完成后一天或几天，由总体爆破施工进度安排确定；

六、检查导管（2），准备安装起爆药包（6）前，打开导管（2）上部密封盖检查导管，确保导管（2）顺直通畅；

七、制作起爆药包（6），按每孔设计的起爆时刻和起爆药包（6）数量制作起爆药包（6）；

八、安装起爆药包（6），按照每孔设计的起爆药包（6）位置通过导管（2）将其安装到炮孔内并固定，起爆药包引线（5）引到导管（2）外用于连接起爆网路；

九、导管堵塞（4），用胶泥等材料将导管（2）上端堵塞，此时完成装填炸药的整个施工过程。

实例3为本发明在平原及暖季的大区露天爆破工程中的应用。

施工步骤为：

一、验孔，确保每个炮孔深度、角度、顺畅度等符合设计要求；

二、安装导管（2），将导管（2）安装到炮孔内，紧贴炮孔周壁，导管（2）底端安装到设计的最底部的起爆药包（6）位置处，导管（2）上端高出地面30cm左右；

三、装填主装药（3），按每孔设计的装药量进行装填现场混制炸药或散装流动性好的炸药，直至设计位置；

四、炮孔填塞（1），按照设计的填塞高度，用钻孔岩屑填塞炮孔；

五、施工等待，可能是步骤四完成后一天或几天，由总体爆破施工进度安排确定；

六、检查导管（2），准备安装起爆药包（6）前，打开导管（2）上部密封盖检查导管，确保导管（2）顺直通畅；

七、制作起爆药包（6），按每孔设计的起爆时刻和起爆药包（6）数量制作起爆药包（6）；

八、安装起爆药包（6），按照每孔设计的起爆药包（6）位置通过导管（2）使用重力法将其安装到炮孔内并固定，起爆药包引线（5）引到导管（2）外用于连接起爆网路；

九、导管堵塞（4），用胶泥等材料将导管（2）上端堵塞，此时完成装填炸药的整个施工过程。

本领域技术人员以本发明为基础进行的改进或受本发明的启示所做的类似方案，即使改变了相关术语及描述方式，也在本发明的权益保护要求范围内。