本发明涉及爆破工程领域，具体涉及一种用于露天矿山高温爆破装置及其施工方法。
背景技术：
露天煤矿中的煤层自燃产生的高温炮孔容易引起炸药早爆，从而对爆破剥离施工构成极大威胁。目前的高温爆破施工一般采用注水降温后快速装药施工，或者对爆破器材进行防护后再装填施工，由于注水降温后部分高温炮孔温度回升较快，因此需要在高温炮孔温度大幅回升前进行快速装药、堵塞、起爆等工作，整个爆破施工过程比较仓促紧张。采用防护材料对爆破器材进行防护后能有效延缓爆破器材温度上升速度，但防护材料成本较高，不利于大范围推广应用。另外，上述两种施工方法都需要施工人员在高温炮孔边上下放导爆索、装药、堵塞等操作，如果出现早爆、误爆等意外，将严重威胁施工人员生命安全，而且两种施工方法为了降低可能发生事故的等级，通过控制施工人员数量，即采用“少孔多爆”的原则进行高温爆破，严重影响矿山剥离挖运工作。
中国专利申请号201610997022.9公开了一种用于火区高温爆破的远程控制装药装置及施工方法，该装置使施工人员在向高温炮孔内装入炸药、导爆索以及堵塞物时（危险时段）能够远离高温火区，从而在本质上提高高温爆破的安全性，但该装置包含的开关网路和起爆网路使准备工作过于繁琐，不利于现场施工管理，而且在施工过程中容易被损坏，另外该装置的起爆网路在某个节点发生意外时会导致原起爆网路的失效，从而使发生意外后不能够安全可靠地排除剩余的安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于露天矿山高温爆破装置，该装置避免使用开关网路和起爆网路，从而减少前期准备工作，便于现场施工管理，同时又提高装置的可靠性。该装置通过无线控制使施工人员在向高温炮孔内装入炸药、起爆器材以及堵塞物时能够远离高温火区，从而在本质上提高高温爆破的安全性。
本发明的另一目的是：提供一种用于露天矿山高温爆破的施工方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
一种用于露天矿山高温爆破装置，其特征在于，包括支架、容器、炸药、堵塞物、起爆器材以及开关；其中，所述支架是用于支撑所述容器的支撑机构；所述容器安装在所述支撑机构上且位于高温炮孔的上方，该容器的下端口对准高温炮孔孔口；所述容器里面从下至上分层装有炸药和堵塞物，且炸药中埋有起爆器材；所述开关用于远程控制自动向高温炮孔中装入炸药、起爆器材以及堵塞物。
本发明的一个优选方案，所述起爆器材通过无线控制，其需满足在下落过程不能卡在所述容器的底部与所述的炮孔中，如无线雷管。采用无线控制可避免起爆网路在施工过程中被地表裂隙中高温气体、人员走动所损坏，另外，无线的起爆器材可以埋入炸药中，可以随炸药一起落入高温炮孔中，其可减少起爆网路连接工作，便于现场施工管理。
本发明的一个优选方案，所述开关位于所述容器底部，其通过无线控制，如无线电动开关或者无线雷管。采用无线控制可避免开关网路在施工过程中被地表裂隙中高温气体、人员走动所损坏，其可减少开关网路连接工作，便于现场施工管理。采用无线雷管作为开关时，所述容器的最下层需设有一层堵塞物,这样在无线雷管引爆后，该堵塞物起到缓冲的作用，避免雷管与炸药直接接触从而引爆容器内的炸药。另外，还需要设置一个套管，雷管放在套管中且聚能穴朝向地面，其目的在于约束住雷管能量，即当无线雷管引爆时，确保可以炸断捆绑住容器下端口绳索的同时，也确保无线雷管的爆炸不会炸坏容器，并防止爆炸产生的能量与冲击波影响到所述容器内部的炸药，直接导致炸药爆炸。如果采用无线电动开关时，无需在所述容器的最下层装填堵塞物。
本发明的一个优选方案，所述容器为由柔性材料制作而成的漏斗状结构，例如可以是漏斗状的编织袋或布袋结构，可通过绳索直接绑扎容器的下端口实现封堵。采用该优选方案的好处在于：1、采用柔性材料制作的容器，便于通过绳索对其下端口直接绑扎实现封堵，简化封堵结构，这种封堵结构在装药时也便于通过开关对绳索进行切断，使封堵口可靠地打开；柔性材料制作的容器在不使用时也便于折叠放置，占用空间小；2、漏斗状的容器一方面可以保证其上部具有较大的装载量，另一方面，较窄的下端口便于让爆破材料顺利地落入到高温炮孔中，同时也便于下端口的封堵。
本发明的一个优选方案，所述支撑机构由可折叠、拆卸的钢三脚架构成，所述容器的上端的开口部位固定在钢三脚架上。这种支撑机构便于存放和安装，并且具有足够的刚度和强度，且支撑的稳定性好。
本发明的一个优选方案，所述炸药为颗粒状炸药或者粉末状炸药。由于上述炸药为颗粒状或粉末状，其实现容器中的炸药在重力作用下能流入炮孔中。
本发明的一个优选方案，所述堵塞物为施工现场的干砂土且该堵塞物最大尺寸小于所述容器下端口半径的四分之一，这样可以就地取材，节省成本；此外，限制堵塞物最大尺寸可以防止装药过程中堵住容器的下端口，从而影响装药质量。
一种用于露天矿山高温爆破装置实现的施工方法，包括以下步骤：
1）对高温炮孔进行注水降温；
2）将带有容器的支撑机构安放在高温炮孔上，并调整支撑机构的角度使容器下端口对准高温炮孔孔口，容器的下端口封堵并装上开关；
3）将少量堵塞物倒入容器中，重新调整支撑机构的位置使容器的下端口对准高温炮孔孔口；
4）将炸药的四分之一倒入容器中，然后放入一个起爆器材，接着将炸药的二分之一倒入容器中，然后再放入一个起爆器材，最后将剩余炸药全部倒入容器中；
5）将堵塞物倒入容器中；
6）重复操作将炮区中的所有高温炮孔准备完毕，并将开关和起爆器材组成无线远程控制系统；
7）将全部人员撤出高温火区；
8）通过开关远程控制打开容器下端口，使得容器中的炸药、起爆器材以及堵塞物落入到高温炮孔中；
9）通过无人机检查所述容器中的炸药、起爆器材以及堵塞物是否全部落入高温炮孔中；
10）如果出现炸药、起爆器材以及堵塞物未完全落入高温炮孔中，必须将该起爆器材从起爆系统中剔除；
11）待全部工作确认无误后引爆起爆器材从而将高温炮孔中的炸药引爆；
12）检查炮区的爆破情况并回收剩余材料。
本发明的用于露天矿山高温爆破装置的工作原理是：
本发明的高温爆破装置利用下端口事先封堵的容器装载爆破需要的炸药、起爆器材以及堵塞物，并用支撑机构支撑在高温炮孔上方，并使得容器的下端口对准高温炮孔孔口，这样当容器的下端口打开时就可以让炸药、起爆器材以及堵塞物自动落入到高温炮孔中。容器的下端口的打开通过无线开关远程控制，具体是通过绳索对容器的下端口进行封堵，并让该绳索与可以将其切断的无线雷管或者无线电动开关连接，无线雷管或者无线电动开关工作后可以将封堵容器的绳索先切断，这样容器的下端口就会自动打开，使得炸药、起爆器材以及堵塞物自动地落入到高温炮孔中，从而实现施工人员在向高温炮孔内装入炸药、起爆器材以及堵塞物时能够远离高温火区。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
1、本发明提供的高温爆破装置避免使用开关网路和起爆网路，从而大大减少前期准备工作，有利于现场施工管理，同时又提高起爆系统的可靠性；
2、本发明提供的高温爆破装置中的起爆系统具有独立性，即起爆系统中的某个起爆器材发生意外时可以及时剔除，从而安全可靠地排除安全隐患，同时原有起爆系统仍能够正常工作；
3、本发明提供的高温爆破装置通过无线控制使施工人员在向高温炮孔内装入炸药、起爆器材以及堵塞物时能够远离高温火区，从而在本质上提高高温爆破的安全性；
4、本发明提供的施工方法可以同时向多个高温炮孔装入爆破材料，不受传统高温爆破的孔数限制，能够对高温火区进行大规模爆破，从而提高矿山火区爆破剥离效率。
附图说明
图1为本发明的用于露天矿山高温爆破装置的一个具体实施方式的结构示意图。
其中，1-容器，2-支架，3-堵塞物，4-炸药，5-起爆器材，6-开关，7-高温炮孔。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1，本发明的用于露天矿山高温爆破装置，其特征在于，包括容器1、支架2、堵塞物3、炸药4、起爆器材5以及开关6；其中，所述支架2是用于支撑所述容器1的支撑机构；所述容器1安装在所述支撑机构2上且位于高温炮孔7的上方，该容器1的下端口对准高温炮孔7孔口；所述容器1里面从下至上分层装有炸药4和堵塞物3，且炸药中埋有起爆器材5；所述开关6用于远程控制自动向高温炮孔7中装入炸药4、起爆器材5以及堵塞物3。
参见图1，所述起爆器材5为无线雷管，其需满足在下落过程不能卡在所述容器的底部与所述的炮孔中。起爆器材5可以埋入炸药中，可以随炸药4一起落入高温炮孔中。另外，采用无线控制可避免起爆网路在施工过程中被地表裂隙中高温气体、人员走动所损坏，而且可减少起爆网路连接工作，便于现场施工管理。
参见图1，所述开关6为无线雷管，其位于所述容器1底部。所述容器1的最下层需设有一层堵塞物3,这样在无线雷管引爆后，该堵塞物起到缓冲的作用，避免无线雷管与炸药直接接触从而引爆容器1内的炸药4。另外，还需要设置一个套管，无线雷管放在套管中且聚能穴朝向地面，其目的在于约束住雷管能量，即当无线雷管引爆时，确保可以炸断捆绑住容器1下端口绳索的同时，也确保无线雷管的爆炸不会炸坏容器1，并防止爆炸产生的能量与冲击波影响到所述容器1内部的炸药4，直接导致炸药4爆炸。另外，所述开关6若为无线电动开关，所述容器1的最下层不需要设有一层堵塞物3。采用无线控制可避免开关网路在施工过程中被地表裂隙中高温气体、人员走动所损坏，其可减少开关网路连接工作，便于现场施工管理。
参见图1，所述容器1为由柔性材料制作而成的漏斗状结构，例如可以是漏斗状的编织袋或布袋结构，对准高温炮孔7孔口一端的直径不超过所述高温炮孔7直径，容器1的下端口通过绳索直接绑扎实现封堵，所述容器1的体积略大于所述高温炮孔7中需要装填所述炸药4与所述堵塞物3的总体积。
参见图1，所述支撑机构2由可折叠、拆卸的钢三脚架构成，所述三脚架上端直径略小于所述容器1开口端直径，支开后高度不超过1.5m；所述容器1的上端的开口部位固定在钢三脚架上。这种支撑机构2便于存放和安装，并且具有足够的刚度和强度，且支撑的稳定性好。
参见图1，所述炸药4为颗粒状炸药或者粉末状炸药。由于上述炸药4为颗粒状或粉末状，其实现容器中的炸药在重力作用下流入炮孔中。
参见图1，所述堵塞物3为施工现场的干砂土且该堵塞物3的最大尺寸小于所述容器1的下端口半径的四分之一。这样可以就地取材，节省成本；此外，限制堵塞物3最大尺寸可以防止装药过程中堵住容器1的下端口，从而影响装药质量。
参见图1，本实施例的用于露天矿山高温爆破装置实现的施工方法，包括以下步骤：
1）对高温炮孔7进行注水降温；
2）将带有容器1的支撑机构2安放在高温炮孔7上，并调整支撑机构2的角度使容器1下端口对准高温炮孔7孔口，容器1的下端口封堵并装上开关6；
3）将少量堵塞物3倒入容器中，重新调整支撑机构2的位置使容器1的下端口对准高温炮孔7孔口；
4）将炸药4的四分之一倒入容器1中，然后放入一个起爆器材5，接着将炸药4的二分之一倒入容器1中，然后再放入一个起爆器材5，最后将剩余炸药4全部倒入容器1中；
5）将堵塞物3倒入容器1中；
6）重复操作将炮区中的所有高温炮孔7准备完毕，并将开关和起爆器材组成无线远程控制系统；
7）将全部人员撤出高温火区；
8）通过开关6打开容器1下端口，使得容器1中的炸药4、起爆器材5以及堵塞物3落入到高温炮孔7中；
9）通过无人机检查所述容器中的炸药4、起爆器材5以及堵塞物3是否全部落入高温炮孔7中；
10）如果出现炸药4、起爆器材5以及堵塞物3未完全落入高温炮孔7中，必须将该起爆器材5从起爆系统中剔除；
11）待全部工作确认无误后引爆起爆器材5从而将高温炮孔7中的炸药4引爆；
12）通过无人机检查检查炮区的爆破情况后再人工回收剩余材料。
参见图1，下面结合附图对本发明的用于露天矿山高温爆破装置的工作原理作进一步描述：
本发明的高温爆破装置利用下端口事先封堵的容器1装载爆破需要的炸药4、起爆器材5以及堵塞物3，并用支撑机构2支撑在高温炮孔7上方，并使得容器1的下端口对准高温炮孔7孔口，这样当容器1的下端口打开时就可以让炸药4、起爆器材5以及堵塞物3自动落入到高温炮孔7中。容器1的下端口的打开通过无线开关6远程控制，具体是通过绳索对容器1的下端口进行封堵，并让该绳索与可以将其切断的无线雷管连接，无线雷管工作后可以将封堵容器1的绳索先切断，这样容器1的下端口就会自动打开，使得炸药4、起爆器材5以及堵塞物3自动地落入到高温炮孔7中，从而实现施工人员在向高温炮孔7内装入炸药4、起爆器材5以及堵塞物3时能够远离高温火区。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。