炮孔隔熱裝置及爆破方法與流程
2023-12-01 14:29:31 2
本發明涉及爆破隔熱領域，特別是涉及一種炮孔隔熱裝置及爆破方法。
背景技術：
在我國山西、內蒙、新疆等地存在著大量的自燃煤礦火區。煤礦火區一般採取露天鑽孔爆破，但煤層自燃加熱了其周圍圍巖，使得炮孔溫度可達500℃以上，而爆破時使用的工業炸藥安全使用溫度為80℃以下，故必須採取措施，使炸藥在炮孔中在一定時間內溫度處於80℃以下。
目前使炸藥在高溫炮孔中溫度處於80℃以下，主要採取三種方式。第一種是目前廣泛使用的對炮孔注水降溫，但效果並不十分理想，首先煤礦火區一般位於缺水區域，水源較缺乏，無法對大量炮孔同時和長時間注水；其次水絕大部分從炮孔裂隙流失，而沒有對炮孔降溫，導致注水降溫效果較差；降溫過程需要較長時間，影響著爆破安排；注水降溫治標不治本，沒有徹底消滅火源，停水後炮孔溫度可能快速回升；再次，局部炮孔完整性較好，注水後成為水孔，影響裝藥速度和爆破質量；最後降溫過程對炮孔巖壁毀壞較大，容易發生塌孔和卡孔現象。第二種方式為採取隔熱護套對炸藥進行保護，但是隔熱護套使用的材料為多層耐高溫隔熱材料，價格昂貴，不經濟，難以大範圍使用，且隔熱護套厚度較大，裝藥過程容易卡孔，影響爆破安全。第三種是在炮孔全孔長度範圍內使用存水裝置，使炸藥位於水環境中，這種裝置操作過程較複雜，容易衝孔，且存水裝置在使用過程可能發生漏水問題，具有安全隱患。
技術實現要素：
基於此，有必要提供一種避免了水源對爆破的影響、成本低、降低工人工作強度的炮孔隔熱裝置。
一種炮孔隔熱裝置，包括隔熱筒、第一封蓋、第二封蓋以及由陶瓷纖維或玻璃纖維材料製成的墊柱，所述隔熱筒具有用於供炸藥放置的隔熱腔，所述第一封蓋以及所述第二封蓋分別用於連接在所述隔熱筒的兩端以用於密封所述隔熱腔；
所述隔熱筒的側壁包括受力層、吸水層以及減阻層，且由內至外所述受力層、所述吸水層以及所述減阻層依次順序分布；
所述墊柱呈中空筒狀且所述墊柱的一端封口，另一端開口，當隔熱筒與所述墊柱配合時，所述墊柱具有開口的一端與所述隔熱筒具有第二封蓋的一端接觸配合。
在其中一個實施例中，所述減阻層由抗磨損光滑材料製成，所述減阻層的厚度為0.05mm-1mm。
在其中一個實施例中，所述吸水層由強吸水性材料製成，所述吸水層在吸水前的厚度為1mm-4mm。
在其中一個實施例中，所述受力層由高強度纖維材料製成，所述受力層的厚度為0.2mm-4mm。
在其中一個實施例中，所述第一封蓋的邊緣具有第一折邊，所述隔熱筒的端部與所述第一封蓋以及所述第一折邊適配。
在其中一個實施例中，所述第二封蓋的邊緣具有第二折邊，所述隔熱筒的端部與所述第二封蓋以及所述第二折邊適配。
在其中一個實施例中，所述隔熱筒呈圓筒狀，所述第一封蓋呈圓形，所述第一折邊呈圓環狀，所述第一折邊垂直於所述第一封蓋。
在其中一個實施例中，所述第一折邊的內徑較所述隔熱筒的外徑大0.2mm-0.4mm。
在其中一個實施例中，所述第二封蓋呈圓形，所述第二折邊垂直於所述第二封蓋，所述第二折邊呈圓環狀，所述第二折邊的內徑與所述隔熱筒的外徑相等。
本發明的另一目的在於提供一種爆破方法。
一種爆破方法，包括如下步驟：
打開炮孔隔熱裝置的第一封蓋，將所述藥卷放入所述炮孔隔熱裝置的隔熱筒內，將所述第一封蓋密封所述隔熱筒；
將裝有炸藥的所述隔熱筒浸入水中，使得所述隔熱筒的吸水層吸水，吸水時間為1min-5min；
將所述炮孔隔熱裝置的墊柱裝滿細沙或細土，將裝滿細沙或細土的所述墊柱放入所述炮孔內，放入導爆索；
將吸水後的所述隔熱筒放入所述炮孔內並與所述墊柱接觸。
本發明涉及的炮孔隔熱裝置相對於現有技術具有以下有益效果：
本發明的炮孔隔熱裝置可用於保護炸藥，使得藥卷可在高溫炮孔內正常使用，首先不需要對炮孔注水，解決了水源對爆破安排、炮孔數量、炮孔質量的影響；其次炮孔隔熱裝置結構簡單，原材料經濟便宜，整體厚度小，表面光滑，裝藥過程不易發生卡孔現象；再次隔熱筒操作方便，不存在漏水情況，降低了工作人員工作強度和提高了爆破安全。
本發明的炮孔隔熱裝置的減阻層材料為抗磨損光滑材料，具有較好的強度，使得隔熱筒滑入炮孔中時，隔熱筒的外壁與炮孔巖石之間的阻力小，不易破壞炮孔和卡孔，此外抗磨損光滑材料透水性和吸水性良好，一方面利於水傳入吸水層和受力層，另一方面吸收的水分提高了其耐溫性能。吸水層具有優秀的吸水性，可吸收大量的水分，水具有較大的比熱容和蒸發焓，而水最高溫度也不會高於水沸點，從而使得隔熱筒內的藥卷在較長時間內溫度處於安全溫度狀態下。受力層強度高，在隔熱筒放入炮孔時，在強衝擊力作用下，徑向和環向變形小，隔熱筒不發生破損，且其變形程度在可控範圍內，使得隔熱筒內水分基本不喪失，此外受力層材料可吸收一定水分，提高了隔熱筒的整體耐熱性。
附圖說明
圖1為本發明一實施例炮孔隔熱裝置示意圖；
圖2為圖1中所示炮孔隔熱裝置與炮孔配合示意圖。
附圖標記說明
10、炮孔隔熱裝置；100、隔熱筒；110、受力層；120、吸水層；130、減阻層；140、隔熱腔；200、第一封蓋；210、第一折邊；300、第二封蓋；310、第二折邊；400、墊柱；20、炮孔；30、導爆索。
具體實施方式
為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
參見圖1所示，本實施例涉及了一種炮孔隔熱裝置10。一種炮孔隔熱裝置10包括隔熱筒100、第一封蓋200、第二封蓋300以及由陶瓷纖維或玻璃纖維材料製成的墊柱400。
隔熱筒100呈圓筒狀，隔熱筒100具有用於供炸藥放置的隔熱腔140，隔熱筒100的內徑可大於炸藥直徑1mm-5mm。本實施例的炮孔隔熱裝置10的隔熱筒100和炸藥藥卷形狀都為圓筒狀，且隔熱筒100內徑大於炸藥直徑1mm-5mm，使得炸藥藥卷易放入隔熱筒100內。
隔熱筒100的外徑小於炮孔20的直徑約5mm-30mm，使得隔熱筒100放入炮孔20中時不易發生卡孔。隔熱筒100的長度為400mm-900mm。本實施例的炮孔隔熱裝置10的隔熱筒100長度為400mm-900mm，可同時放置1-2根藥卷，重量中等，便於工人操作，且放置藥卷後藥卷長度和隔熱筒100長度基本相同，軸向沒有間隙，可把相鄰隔熱筒100距離控制在炸藥殉爆距離以內。
參見圖1所示，第一封蓋200以及第二封蓋300分別用於連接在隔熱筒100的兩端以用於密封隔熱腔140。
參見圖1所示，第一封蓋200呈圓形，第一封蓋200的邊緣具有第一折邊210，第一折邊210垂直於第一封蓋200，第一折邊210呈圓環狀。第一折邊210的高度為20mm。本實施例的第一封蓋200材料和隔熱筒100相同，保證了第一封蓋200位置的耐熱性能，使得隔熱筒100內藥卷底部不會處於高溫環境，保障炸藥的使用安全性。第一封蓋200上的第一折邊210直徑略大於隔熱筒100外徑，且第一折邊210高度較大，一方面便於第一封蓋200蓋住隔熱筒100，另一方面使得第一封蓋200和隔熱筒100方便用耐火膠布綁紮牢固。
參見圖1所示，隔熱筒100的其中一端部與第一封蓋200以及第一折邊210適配，且第一封蓋200的內徑較隔熱筒100的外徑大0.2mm-0.4mm。
第二封蓋300呈圓形，第二封蓋300的邊緣具有第二折邊310，第二折邊310垂直於第二封蓋300，第二折邊310呈圓環狀。隔熱筒100的另一端部與第二封蓋300以及第二折邊310適配。第二折邊310的內徑與隔熱筒100的外徑相等。本實施例的第二封蓋300下圓柱結構、材料和隔熱筒100相同，保證了第二封蓋300位置的耐熱性能，使得隔熱筒100內藥卷底部不會處於高溫環境，保障炸藥的使用安全性。第一封蓋200的第一折邊210其直徑大於隔熱筒100外徑，便於蓋住隔熱筒100，其材料為單一吸水層120材料，厚度小，且能夠吸水，既能保障相鄰隔熱筒100的傳爆，又能保護隔熱筒100端部不受外界高溫作用。
參見圖1所示，隔熱筒100的側壁包括受力層110、吸水層120以及減阻層130，且由內至外受力層110、吸水層120以及減阻層130依次順序分布。
減阻層130由抗磨損光滑材料製成，如全棉帆布、有機矽帆布等，減阻層130的厚度為0.05mm-1mm。
吸水層120由強吸水性材料製成，如PVA等，吸水層120在吸水前的厚度為1mm-4mm。吸水層120吸水後的重量為吸水前重量的6-10倍。吸水層120在吸水前厚度為1mm-4mm，吸水層120在吸水後厚度增加0.1mm-0.3mm。
受力層110由高強度纖維材料製成，受力層110的厚度為0.2mm-4mm。本實施例的炮孔隔熱裝置10的減阻層130、吸水層120、受力層110厚度都較小，最大不超過4mm，使得隔熱筒100整體厚度小，在相同炮孔20直徑下，可多裝炸藥，提高延米方量，降低爆破成本。
墊柱400呈中空筒狀且墊柱400的一端封口，另一端開口，當隔熱筒100與墊柱400配合時，墊柱400具有開口的一端與隔熱筒100具有第二封蓋300的一端接觸配合。墊柱400的外徑小於炮孔20的內徑10mm-20mm；墊柱400的高度為15mm-30mm。本實施例的墊柱400的材料為耐高溫材料，墊柱400在高溫炮孔20內不會毀壞，且內部裝細沙或細土，其首先扔入炮孔20內，位於炮孔20底部，隔絕了炮孔20底部高溫；當隔熱筒100扔入炮孔20時，其與墊柱400接觸，具有緩衝效果，降低了隔熱筒100破壞概率；墊柱400先於隔熱筒100放入炮孔20，而其直徑和隔熱筒100直徑相差不大，故具有探孔的作用，可及時發現炮孔20是否有堵孔等異常變化。
參見圖2所示，本實施例涉及的炮孔隔熱裝置10在用於炮孔20中時涉及了一種爆破方法。
一種基於炮孔隔熱裝置10的爆破方法，包括如下步驟：
裝藥前測量炮孔20深度，根據炮孔20深度確定裝藥高度。
根據裝藥高度、炮孔隔熱裝置10的長度和藥卷的長度，確定炮孔20所需炮孔隔熱裝置10的數量和藥卷的數量。
打開炮孔隔熱裝置10的第一封蓋200，將所述藥卷放入炮孔隔熱裝置10的隔熱筒100內，將第一封蓋200密封隔熱筒100。
將裝有炸藥的隔熱筒100浸入水中，使得隔熱筒100的吸水層120吸水，吸水時間為1min-5min。
將炮孔隔熱裝置10的墊柱400裝滿細沙或細土，將裝滿細沙或細土的墊柱400放入炮孔20內，放入導爆索30。
將吸水後的隔熱筒100放入炮孔20內並與墊柱400接觸。
本發明涉及的炮孔隔熱裝置10相對於現有技術具有以下有益效果：
本發明的炮孔隔熱裝置10可用於保護炸藥，使得藥卷可在高溫炮孔20內正常使用，首先不需要對炮孔20注水，解決了水源對爆破安排、炮孔20數量、炮孔20質量的影響；其次炮孔隔熱裝置10結構簡單，原材料經濟便宜，整體厚度小，表面光滑，裝藥過程不易發生卡孔現象；再次隔熱筒100操作方便，不存在漏水情況，降低了工作人員工作強度和提高了爆破安全。
本發明的炮孔隔熱裝置10的減阻層130材料為抗磨損光滑材料，具有較好的強度，使得隔熱筒100滑入炮孔20中時，隔熱筒100的外壁與炮孔20巖石之間的阻力小，不易破壞炮孔20和卡孔，此外抗磨損光滑材料透水性和吸水性良好，一方面利於水傳入吸水層120和受力層110，另一方面吸收的水分提高了其耐溫性能。吸水層120具有優秀的吸水性，可吸收大量的水分，水具有較大的比熱容和蒸發焓，而水最高溫度也不會高於水沸點，從而使得隔熱筒100內的藥卷在較長時間內溫度處於安全溫度狀態下。受力層110強度高，在隔熱筒100放入炮孔20時，在強衝擊力作用下，徑向和環向變形小，隔熱筒100不發生破損，且其變形程度在可控範圍內，使得隔熱筒100內水分基本不喪失，此外受力層110材料可吸收一定水分，提高了隔熱筒100的整體耐熱性。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。