一种溜井堵塞爆破装置及方法与流程

本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种溜井堵塞爆破装置及方法。

背景技术：

地下开采矿山为实现矿石和废石的转运，要在矿井开拓系统中施工一系列的溜井，尤其是在主提升系统附近要施工主溜井以实现矿石和废石的转运功能。但在生产过程中，由于放矿不及时导致积渣长时间沉积压实、倒运大块频率高、溜井翻入了其它较长的物体(如木材或钢材等)或溜井施工规格达不到设计要求等原因，高深溜井经常发生结拱、堵塞等事故，严重影响矿山生产，也给人身安全带来极大威胁。只有安全有效地疏通溜井堵塞，才能保证矿山生产的顺利进行。

长期以来，对于溜井结拱堵塞事故的处理，一直延用了水冲疏通溜井和爆破方式两种传统方式。水冲疏通溜井的方式，是在溜井上部向溜井井筒中灌水，通过水对物料的润湿，降低物料块体之间的摩擦力，最终溜井中结拱堵塞物料在自重力作用下下落，达到疏通溜井的目的。但此法在操作上存在以下方面的问题导致矿山安全生产隐患较大：一是向溜井灌水时，灌水量无法控制，水量过小，结拱或堵塞物料不会下落，达不到疏通溜井的目的；二是灌水量过大，容易造成泥石流，对溜井下部的设备设施或人员造成冲击，易发安全事故；三是溜井疏通的时间无法确定，不利于矿山生产的正常组织。

爆破方式疏通溜井包括爆震处理法、裸露药包支杆爆破法、矿用火箭筒爆破法、钻孔爆破法、氢气球爆破法等。爆震处理法和裸露药包支杆爆破法效果不佳，无法确保溜井疏通；钻孔爆破法难度、效率很低、成本高。矿用火箭筒爆破法和氢气球爆破法分别通过火箭筒和氢气球将炸药包运送至堵塞部位底部，是应用较为广泛的两种溜井堵塞处理方法，如CN 203981038U的中国专利文件公开的一种采用氢气球悬挂药包的溜井堵井爆破装置，但这两种方法运送炸药包的可靠性和安全性均较差，炸药包通常在距离堵塞位置一定距离的时候发生爆炸，导致爆破效果不佳，通常需要采用多次爆破，为井下作业造成严重的安全隐患。因此，寻找安全可靠的炸药运送方法以实现一次爆破疏通溜井堵塞成为相当现实而紧迫的问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：针对现有的火箭筒爆破法和氢气球爆破法存在成本低但是爆破准确性及可靠性差的缺陷，提供一种爆破精准且成本较低的一种溜井堵塞爆破装置及方法。

本发明采用如下技术方案实现：

一种溜井堵塞爆破装置，包括飞行器5及无线遥控器7，所述飞行器5的顶部设有固定炸药包4的装载平台8，所述飞行器5还设有用于实时监测炸药包和堵塞物位置的摄像头9，所述无线遥控器7通过通信模块与飞行器7的飞行驱动模块信号连接，所述无线遥控器7还连接有与摄像头9通信连通的显示设备6。

进一步的，所述摄像头9还包括用于提供照明的照明灯11。

进一步的，所述摄像头9和照明灯11分别设置在飞行器5两侧的支架10上，并保持飞行器的两侧重量平稳。

进一步的，所述炸药包4通过捆绑或胶粘固定在装载平台8上

进一步的，所述炸药包4上的起爆雷管15通过导爆管16与起爆器连接。

本发明还公开了一种使用上述溜井堵塞爆破装置的方法，包括如下步骤：

步骤A、堵塞厚度估算，分别从上、下溜井联络道控制飞行器5至溜井堵塞物的上下部附近，通过飞行器5上安装的摄像头9观测堵塞情况，估算溜井堵塞的厚度；

步骤B、爆炸物安装，根据步骤A估算的溜井堵塞厚度，计算所需炸药的重量，将布置好起爆雷管15的炸药包4固定在飞行器5的装载平台8上；

步骤C、爆炸物输送，操作人员在溜井联络道内通过无线遥控器7将飞行器5提升至溜井堵塞物的底部附近，通过飞行器5上安装的摄像头9观测，控制飞行器5上的炸药包4紧贴溜井堵塞物底部；

步骤D、起爆爆炸物，将起爆雷管15的导爆管16牵引至安全位置，起爆炸药包4，完成溜井的堵塞爆破处理。

进一步的，所述步骤A中估算溜井堵塞的厚度的具体过程如下：

控制飞行器5至溜井堵塞物的上部，通过飞行器5上搭载的距离测量设备测量堵塞物上部至堵塞物上方溜井一固定位置的距离L1，再控制飞行器5至溜井堵塞物的下部，通过飞行器5上搭载的距离测量设备测量堵塞物下部至堵塞物下方溜井另一固定位置的距离L2，堵塞物厚度L＝H-L1-L2，其中H为堵塞物上下两个固定位置之间的距离。

优选的，所述溜井中的固定位置选取堵塞物上方和下方的溜井联络道。

优选的，所述距离测量设备为激光测距仪。

相比较现有技术中的氢气球爆破法，采用本发明中的飞行器可将炸药包可靠、准确地紧贴溜井堵塞物底部进行爆破，虽然在爆炸后连同飞行器一同炸毁，但是较其他的溜井疏通方式，仍然具备明显的时间和成本优势。

由上所述，本发明巧妙利用小巧灵活的遥控飞行器，利用照明灯、摄像头测定溜井堵塞的厚度，将爆炸物固定于飞行器中间平台，通过无线遥控飞行器顺利将爆炸物紧贴堵塞底部，并且可根据堵塞物的实际情况对爆破位置进行调整选择，操作人员在安全位置进行操作，确保了施工作业安全。本发明的方法简便实用，飞行器可根据现有购买遥控飞行器进行改进，装置结构简单、安全可靠。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的溜井堵塞工作示意图。

图2为实施例中的飞行器俯视图。

图3为实施例中的飞行器正视图。

图中标号：1-溜井联络道；2-溜井；3-堵塞物；4-炸药包；5-飞行器；6-显示设备；7-无线遥控器；8-装载平台；9-摄像头；10-支架；11-照明灯；12-引线；13-绳索；14-起落架；15-起爆雷管；16-导爆管。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的溜井堵塞爆破处理方式为本实施例的优选实施方案，操作人员在溜井2的溜井联络道1中操作无线遥控器7，通过飞行器5将炸药包4输送至溜井的堵塞物3底部，通过显示设备6实时调整飞行器，将炸药包4与堵塞物底部紧贴，然后引爆炸药包，将堵塞物进行爆破。

具体参见图2和图3，本实施例中应用的一种溜井堵塞爆破装置包括飞行器5、显示设备6、无线遥控器7等，其中飞行器5作为遥控飞行设备，其上搭载摄像头9，能够近距离对溜井2中的堵塞物进行侦测，同时还能够将炸药包4精确地送至堵塞物所在的位置，因此，在飞行器5的顶部设有固定炸药包4的装载平台8，同时在飞行器5上还设有摄像头9，摄像头9能够实时监测到炸药包相对堵塞物的位置，辅助炸药包对堵塞物进行精准爆破。

飞行器5的飞行驱动模块通过通信模块与无线遥控器7信号连接，通过无线遥控器7控制飞行器飞行至堵塞物附近，对堵塞物进行观察或输送炸药包。同时，在无线遥控器7上还连接有与摄像头9通信连接的显示设备6，可实时接收并显示摄像头传递的拍摄画面。

由于溜井处于地下，光线较暗，可在飞行器上还设置一照明灯11对摄像头9进行补光。考虑到飞行器的平稳性，摄像头9和照明灯11可分别设置在飞行器5的两侧支架10上，并保持飞行器的两侧重量平稳。

本实施例中的飞行器5采用四轴旋翼飞行器，通过无线遥控器7可实现飞行器的指定路线飞行，并且能够稳定实现定点悬浮。有关四轴旋翼飞行器的遥控控制技术以及图像传输技术，可参考现有成熟的无人飞行设备，本领域技术人员可根据实际需求进行选择使用。

在采购现有飞行器的同时，还需要对现有的飞行器进行如下改造：在飞行器5的顶部设置一平台作为装载平台8，可将炸药包4可靠稳定的固定在装载平台8上；在飞行器的左右两侧连接旋翼的支架10上分别设置摄像头9和照明灯11，摄像头9的电源可直接从飞行器的驱动电源进行取电，照明灯11的电源可通过引线11连接至外部电源，同时，炸药包4上的起爆雷管15通过导爆管16连接至起爆器，为了保持飞行器的平衡，引线11和导爆管16分别从飞行器的两侧牵引至下方的外部电源和起爆器，并同时通过绳索13固定系在飞行器下方起落架14的两侧，避免牵引的引线和导爆管对飞行器的飞行造成影响。

本实施例还公开了一种使用上述溜井堵塞爆破装置的方法，包括如下步骤：

步骤A、堵塞厚度估算，先从位于堵塞物上方的溜井联络道1控制飞行器5至溜井堵塞物的上部附近，通过飞行器5上安装的摄像头9观测堵塞物上部的情况，然后再从位于堵塞物下方的溜井联络道1控制飞行器5至溜井堵塞物下部附近，通过飞行器5上安装的摄像头9观测堵塞物下部的情况，结合估算溜井堵塞的厚度；

如图1所示，溜井堵塞物厚度的测量方法具体为：在飞行器5上搭载激光测距仪，从堵塞物上方的溜井联络道中控制飞行器5至溜井堵塞物3的上部，将激光测距仪的接收装置伸出设置在堵塞物上方溜井联络道和溜井的交接处，通过飞行器5上安装的激光测距仪测量堵塞物上部至溜井与上方的溜井联络道交接处之间的距离L1，再从从下溜井联络道控制飞行器5至溜井堵塞物3的下部，将激光测距仪的接收装置伸出设置在堵塞物下方溜井联络道和溜井的交接处，通过飞行器5上安装的激光测量设备测量堵塞物下部至溜井与下方的溜井联络道交接处之间的距离L2，这样可估算出堵塞物厚度为L＝H-L1-L2，其中，H为上下两个溜井联络道分别与溜井交接处之间的高度距离，而距离为已知。

步骤B、爆炸物安装，根据步骤A估算的溜井堵塞厚度，计算所需炸药的重量，从飞行器上拆下激光测距仪，将布置好起爆雷管15的炸药包4通过胶粘或捆绑固定在飞行器5的装载平台8上；

步骤C、爆炸物输送，操作人员在堵塞物下方的溜井联络道1内通过无线遥控器7将飞行器5提升至溜井堵塞物的底部附近，通过飞行器5上安装的摄像头9观测炸药包和堵塞物底部的位置，控制飞行器5上的炸药包4紧贴溜井堵塞物底部；

步骤D、起爆爆炸物，将起爆雷管15的导爆管16牵引至安全位置，起爆炸药包4，完成溜井的堵塞爆破处理。

在实际操作过程中，应当注意：

步骤B所计算制作的炸药包4重量不能超过飞行器5的载重量。炸药包4放置在飞行器的装载平台8的中部，设置、运输过程都必须非常小心，同时在炸药包4的上部覆盖一定厚度的保护层，并确保炸药包在装载平台8上牢固可靠，防止了爆炸物脱落或与溜井2壁刮擦带来的风险。

步骤C所要求的控制炸药包4紧贴溜井堵塞物3底部的过程必须小心谨慎，选择炸药紧贴的堵塞物3底部位置应尽可能平整。

以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。