一种防止上向炮孔炸药散落装置

技术领域

本发明涉及一种装置，具体涉及一种防止上向炮孔炸药散落装置，属于结构装置技术领域。

背景技术

钻爆法是是通过钻孔、装药、爆破对岩石开采的方法，是目前开挖破碎岩体的主要手段。尤其是在矿山开采过程中，钻爆法是最主要工法，这种方法对岩层地质条件适应性强，开挖成本低，尤其适合硬岩的开挖和破碎工作。地下矿山无底柱分段崩落法、分段凿岩阶段矿房法等大规模回采工作多采用上向孔爆破方法，其装药工艺多使用风动装药器将粉状炸药吹入炮孔，炸药会在高压风的作用下被压实具有一定密度。但在装药后，随着装药管抽出，高压风停止供应，粉状炸药在重力作用下从炮孔内落下，造成炸药浪费。在矿山现场常使用废旧报纸、纸质包装箱或炸药袋对上向炮孔进行简单封堵，以防止炸药掉落，由于封堵工作是在装药管抽出后进行的，工艺衔接不紧密，所以在封堵过程中容易发生大量炸药掉落，且这种封堵方法提供的阻力有限，对大孔径炮孔的封堵并不适用。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种防止上向炮孔炸药散落装置，该技术方案通过自然状态下的弹性材料与炮孔间间的弹性差实现上向炮孔的封堵，借助弹性材料的体积可压缩性实现弹性胶囊的装填，操作原理与过程简单，便于推广应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种防止上向炮孔炸药散落装置，其特征在于，所述装置包括柔性条带和弹性胶囊；

所述柔性条带是由塑料或橡胶制成，材料包括但不限于PP、PET、PLA和PVC材料等。

所述弹性胶囊包括包装袋和内部包裹的弹性体两部分。

所述柔性条带的长度大于输送炸药的装药管周长4cm左右，宽度为2-4cm，厚度为2-4mm；

所述柔性条带上轴对称布置两个圆锥形凸起，圆锥均位于柔性条带长度方向中轴线位置，直径为8-10mm，高度大于装药管厚度，间距为装药管周长的一半。

所述柔性条带上轴对称布置两个圆形通孔，通孔均位于柔性条带长度方向中轴线位置，直径为4-8mm，通孔间距等于装药管周长。

所述包装袋材质包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯中的一种或者多种混合材料。

所述包装袋充满气体时形状为椭球体，长轴为10cm，短轴小于等于装药管直径，厚度5-10丝，开口处位于长轴端部一侧。

所述弹性体材料包括但不限于聚氨酯(记忆棉)、天然或人造海绵中的一种。

所述弹性体材料压缩前为圆柱体，高度为15-20cm，直径大于炮孔直径3-5cm，所述弹性体经外力挤压可装入包装袋内，挤压方式包括手压或真空抽压，包装时保持弹性体高度方向与包装袋长轴方向平行，包装完成后使用扎带或尼龙绳封口，得到椭球体弹性胶囊。

使用所述装置防止上向炮孔炸药散落的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在装药管上距离管口2-4cm处对称钻取两个通孔，通孔直径为8-10mm，并根据装药管直径，选择合适尺寸的柔性条带；

(2)将柔性条带绑在装药管上距离管口2-4cm位置，两个圆锥体凸起对准装药管上预留的通孔，再用螺栓通过柔性条带的两个通孔并拧紧；

(3)根据炮孔直径和装药量设计弹性材料的长度和直径，并用将其挤压进预先准备好的包装袋中，最后用扎带或尼龙绳扎紧，制备成长轴10cm左右，短轴小于装药管内径的椭球体弹性胶囊；

(4)将雷管与传爆装置连接后置于炮孔底部，使用高压风经由装药管将炸药吹入炮孔并使炸药保持一定密度；

(5)装药完成后将弹性胶囊放入装药管中，使用高压风将胶囊吹入炮孔并楔进炸药中。胶囊在通过装药管端部时被圆锥状硬质凸起划破，短时间内膨胀恢复为圆柱状，由于该圆柱体的直径大于炮孔直径，所以依靠管径差和材料表面本身的摩擦阻力能够避免炸药由上向孔中滑落，

(6)装药结束后从炮孔内将装药管抽出，重复上述过程进行下一炮孔装药。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，(1)本发明通过自然状态下的弹性材料与炮孔间间的弹性差实现上向炮孔的封堵，借助弹性材料的体积可压缩性实现弹性胶囊的装填，操作原理与过程简单，便于推广应用。(2)本发明借助装药过程中原有的风压进行弹性胶囊的输送和装填，既简化了施工过程；同时，强风压能将弹性胶囊楔进炸药内，省去了弹性胶囊在炮孔内的自稳结构，节约了材料。(3)本发明所述的弹性胶囊质软且绝缘，膨胀过程为物理过程，在炮孔内膨胀生效后能够有效阻止炸药滑落的同时不影响各种传爆器材的正常工作，安全性高。(4)本发明所有元件不含金属材料，既保证了使用过程中的安全性且不影响后续的矿石(尤其是金属矿)的处理。另外，所述柔性条带结构简单，寿命长，可重复使用，经济便捷。

附图说明

图1为柔性条带展开时的主视图；

图2为柔性条带展开时的侧视图；

图3为弹性胶囊的纵剖面图；

图4为弹性胶囊的横剖面图；

图5为本发明装置的结构和安装使用示意图；

图6为弹性胶囊穿过装药管的过程示意图；

图7为弹性胶囊楔入炸药的过程示意图；

图8为弹性胶囊在炸药中完全展开示意图；

图9为装药管前端开孔纵面图；

图10为装药管前端开孔横剖面图；

图11为柔性条带安装在装药管上的横剖面图。

其中：1-柔性条带，2-圆锥体凸起，3-柔性条带通孔；4-炮孔；5-炸药；6-装药管；7-弹性材料；8-包装袋；9-扎带或尼龙绳；10-装药管通孔；11-压缩状态的弹性胶囊；12-未完全展开的弹性胶囊；13-完全展开的弹性胶囊；14-高压风；15-螺栓连接。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

所述实施例及对比例均基于某矿山地下中深孔回采爆破实验说明，该矿山所用装药管外径30mm，壁厚2mm，炮孔直径60mm，长度8m，装药长度5m，风动装药器风压0.5MPa，装药密度0.95g/cm

实施例1

如图9、10所示，在装药管6距离端部2cm位置对称钻取两个通孔10，直径为8mm。

如图1、2、11所示，柔性条带1通体为PP材质注塑而成，总长度13.5cm，宽度为2cm，厚度为2mm，圆锥体凸起2直径为8mm，高度为4mm，间距为4.7cm，柔性条带通孔3直径为4mm间距为9.5cm。将两个圆锥体凸起2对准装药管上预留的通孔10，再用螺栓15通过柔性条带的两个通孔3并拧紧；

如图3、4所示，弹性材料7为聚氨酯材质，压缩前直径为9cm，高度为15cm，装入长轴为10cm，短轴为28mm的包装袋8中，并使用扎带9进行封口形成压缩状态的弹性胶囊11。

利用高压风14经由装药管6将炸药5吹入炮孔4并使炸药保持密度为0.95g/cm

如图5所示，装药结束后将压缩状态的弹性胶囊11由装药管尾部安装在装药管6中。

如图6、7、8所示，使用高压风14将压缩状态的弹性胶囊11吹出装药管6，此时包装袋8被圆锥体凸起2将划破并继续向前移动。弹性胶囊的包装袋8被划破形成未完全展开的弹性胶囊12并楔入炸药5内，短时间内形成完全展开的弹性胶囊13，此时胶囊依靠自身弹力和摩擦力已完全将炮孔堵住，不会有药粉掉落，可以将装药管抽出，完成装药。

实施例2

如图9、10所示，在装药管6距离端部3cm位置对称钻取两个通孔10，直径为9mm。

如图1、2、11所示，柔性条带1通体为PET材质注塑而成，总长度14cm，宽度为3cm，厚度为3mm，圆锥体凸起2直径为9mm，高度为4mm，间距为4.7cm，柔性条带通孔3直径为4mm间距为9.5cm。将两个圆锥体凸起2对准装药管上预留的通孔10，再用螺栓15通过柔性条带的两个通孔3并拧紧；

如图3、4所示，弹性材料7为聚氨酯材质，压缩前直径为10cm，高度为17.5cm，装入长轴为10cm，短轴为28mm的包装袋8中，并使用扎带9进行封口形成压缩状态的弹性胶囊11。

利用高压风14经由装药管6将炸药5吹入炮孔4并使炸药保持密度为0.95g/cm

如图5所示，装药结束后将压缩状态的弹性胶囊11由装药管尾部安装在装药管6中。

如图6、7、8所示，使用高压风14将压缩状态的弹性胶囊11吹出装药管6，此时包装袋8被圆锥体凸起2将划破并继续向前移动。弹性胶囊的包装袋8被划破形成未完全展开的弹性胶囊12并楔入炸药5内，短时间内形成完全展开的弹性胶囊13，此时胶囊依靠自身弹力和摩擦力已完全将炮孔堵住，不会有药粉掉落，可以将装药管抽出，完成装药。

实施例3

如图9、10所示，在装药管6距离端部4cm位置对称钻取两个通孔10，直径为10mm。

如图1、2、11所示，柔性条带1通体为PLA材质3D打印而成，总长度13cm，宽度为4cm，厚度为4mm，圆锥体凸起2直径为10mm，高度为4mm，间距为4.7cm，柔性条带通孔3直径为4mm间距为9.5cm。将两个圆锥体凸起2对准装药管上预留的通孔10，再用螺栓15通过柔性条带的两个通孔3并拧紧；

如图3、4所示，弹性材料7为聚氨酯材质，压缩前直径为11cm，高度为20cm，装入长轴为10cm，短轴为28mm的包装袋8中，并使用扎带9进行封口形成压缩状态的弹性胶囊11。

利用高压风14经由装药管6将炸药5吹入炮孔4并使炸药保持密度为0.95g/cm

如图5所示，装药结束后将压缩状态的弹性胶囊11由装药管尾部安装在装药管6中。

如图6、7、8所示，使用高压风14将压缩状态的弹性胶囊11吹出装药管6，此时包装袋8被圆锥体凸起2将划破并继续向前移动。弹性胶囊的包装袋8被划破形成未完全展开的弹性胶囊12并楔入炸药5内，短时间内形成完全展开的弹性胶囊13，此时胶囊依靠自身弹力和摩擦力已完全将炮孔堵住，不会有药粉掉落，可以将装药管抽出，完成装药。

对比例1

使用风动装药器对上向炮孔正常装药后，使用报纸和炸药袋对炮孔进行简单封堵。

将上述实施例和对比例散落的炸药进行称重，结果表明，实施例中上向炮孔炸药掉落量均小于200g，对比例中上向炮孔炸药掉落量在5kg左右。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。