一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置的制作方法

本发明涉及爆破器材技术领域，特别是涉及一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置。

背景技术：

随着煤炭资源的开发，露天开采爆破遇到采空区越来越多，经常发生煤炭自燃现象，钻孔爆破时，形成着火孔或高温炮孔，给后期装药爆破造成重大安全隐患，其中，宁煤集团大峰露天煤矿发生了高温孔装药意外爆炸，造成人员伤亡的重大事故。另外，地采矿井塌陷区火区治理都要求炸药能耐高温、耐高压。这些采矿过程均涉及到了高温爆破问题。

高温爆破是指炮孔温度高于60℃的爆破工程。在不同的爆破工程领域中，有时候遇到的温度常高达几百度。我国爆破安全规程(gb6722-2014)中明确规定，当爆破温度超过60℃时，要采取特殊的爆破安全作业措施，包括药包隔热防护、炮孔降温和使用耐高温炸药等。炸药与起爆器材在高温下不稳定的特点，决定了高温爆破与一般的爆破有所不同。高温爆破所引起的安全事故时有发生，给爆破工作带来了安全隐患。高温爆破一直是煤矿自燃火区开釆的一个重要难题，一方面存在着早爆的风险，另一方面爆破效率低和爆破成本高，此外，还存在着工人中毒、空气污染等问题。因此，研究开发出一种成本低廉、耐高温、工业炸药隔热装置十分迫切，这种隔热装置能能够在高温爆破工程中使用，避免意外爆炸事故的发生，从而解决当前着火孔、高温孔装药爆破的技术难题。

高温爆破中，对爆破器材进行隔热包装是非常有效的安全措施。特别在高硫高温矿床开采的爆破作业中，炸药中的硝酸铵与硫化矿石接触反应后，将引起炸药自燃、自爆。因此国家爆破安全规程规定，对硝铵类炸药需采取隔离包装。最初的隔离包装采用的是牛皮纸包装，该包装材料在50℃下具有一定的效果，但当硫化矿体内的炮孔温度大于70～80℃时，则不仅要求药包外部包装在装药过程中不发生机械性破损，而且要求包装材质本身具有良好的耐高温、耐酸性腐蚀以及能防止酸性蒸汽渗透，达到高度密封隔离的性能。为了保证充分可靠需考虑采用内外双层包装，现代高分子合成的耐高温树脂涂料和薄膜，以及玻璃丝布之类的致密防火织物，在特别恶劣的条件下，均可以充分满足上述全部要求，能在100～300℃的孔内环境条件下应用。

廖明清等人采用双层耐热包装其外包装为z型涂胶药筒，内包装为jb型药袋，能在100℃多的温度下正常使用。另外用玻璃丝布外涂水玻璃防水包装炸药也可应用在100℃以下高温硫化矿爆破中。在煤矿高温矿山的深孔爆破中，主要的隔热材料为pvc管和特制的隔热石棉管，其直径可根据孔径的大小进行选择。在硐室高温爆破中，常使用隔热石棉板，酮室底部铺1层红砖进行隔热。李晓虎等为了在相对高温区域进行爆破作业，采用锡箔纸防水袋注水爆破技术，采用该爆破技术方法在高温火区内进行了13组爆破作业，孔深在4～12m内。结果显示：爆破操作时间能够控制在3min之内，且装药过程顺畅，虽然存在部分根底，但爆破效果总体上满足对高温火区爆破效果的要求。该方法要求钻孔后，无需注水，采用锡箔纸防水袋下孔注满水后，可防止高温火区注水对孔壁的破坏，确保钻孔后孔壁光滑完整，保证装药操作时间，避免卡孔，保证爆破安全和质量。

但这些研究都不能准确的将温度控制在一个稳定的安全数值内，并且隔热时间较短，给爆破施工带来了巨大的安全隐患。此外，由于步骤繁琐，使用范围受限，大大降低了一次起爆量和施工效率。现有的单质炸药具有一定的耐高温性能，但价格昂贵，工业上无法大量使用，而现有工业炸药(铵油炸药、乳化炸药、重铵油炸药)不具有耐高温性能。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置，该隔热装置是一种新型的火区炮孔爆破药包智能隔热装置，该装置利用隔热管将外界温度隔离，同时在装有药包的塑料管与基础隔热管之间加入特殊的溶剂，控制溶剂沸点，从而将温度控制在安全范围内。并且当溶剂受热蒸发时，可以自动填充溶剂控制水位，该火区炮孔爆破药包智能隔热装置提高了耐热温度的同时大大延长了保护药包的时间。

本发明的一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置，包括基础隔热管、塑料管、套箍、隔热内套筒支座、溶剂、浮点式水位计和分布式光纤测温仪；

所述的基础隔热管为火区炮孔爆破药包智能隔热装置的外层，基础隔热管内侧的空腔内设置有隔热内套筒支座，并且隔热内套筒支座下方和基础隔热管内壁连接，隔热内套筒支座上方和塑料管固定连接，塑料管和基础隔热管之间设置有套箍；

隔热内套筒支座设置夹层，塑料管外壁和基础隔热管内壁间隔处和夹层相通，为溶剂通道，溶剂通道内盛有溶剂；

所述的溶剂内设置有浮点式水位计；所述的基础隔热管外壁设置有分布式光纤测温仪。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，在基础隔热管上部设置有螺纹，其螺纹处连接基础隔热接长管；在塑料管的上部设置有螺纹，其螺纹处连接塑料接长管。

所述的基础隔热管上部设置有螺纹，优选为基础隔热管上部管口外壁设置有外螺纹，基础隔热管接长管管口外壁设置有外螺纹，通过螺母将基础隔热管和基础隔热管接长管相连接；

所述的塑料管上部设置有螺纹，优选为塑料管上部管口外壁设置有外螺纹，塑料管接长管管口外壁设置有外螺纹，通过螺母将塑料管和塑料管接长管相连接；

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，在基础隔热管上部的管壁上设置有溶剂进入口，溶剂进入口与溶剂通道相通，溶剂进入口用于补充溶剂，溶剂进入口连接溶剂补充装置。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的基础隔热管，由防水玻璃纤维布和防火套管由内到外复合而成，设置在外层的防火套管与外界高温第一时间接触，起到隔离外部高温环境，初始阻隔作用。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管为用于充装药包和隔离溶剂的塑料管，其材质为pvc、pp、pe或ps中的一种。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，塑料管和隔热内套筒支座以螺纹相连接。优选为塑料管管口外壁设置有外螺纹，隔热内套筒支座外壁设置有外螺纹，通过螺母将塑料管和隔热内套筒支座相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的隔热内套筒支座为优选为凸字形，隔热内套筒支座的下部和基础隔热管的内侧固定连接，隔热内套筒支座的上部和塑料管相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的套箍设置在火区炮孔爆破药包智能隔热装置的中部，用于固定基础隔热管和塑料管。所述的套箍设置有溶剂流通口。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的溶剂用于将基础隔热管传递过来的温度控制在一定温度下，使高温无法传递到智能隔热装置内部的药包处，溶剂优选为醋酸溶剂或醋酸和水的混合溶剂，醋酸和水的混合比例根据工况温度不同进行调节，从而得到不同沸点的溶剂。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管外壁和基础隔热管内壁间隔处和夹层相通，其相通方式为在隔热内套筒支座上设置有溶剂出入口。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的浮点式水位计随着溶剂的液位进行移动，当溶剂通道内溶剂受热蒸发，溶剂量低于安全水位时，触发警报并开启溶剂补充装置自动填充溶剂，保证溶剂通道内溶剂充足。所述的安全水位为整个火区炮孔爆破药包智能隔热装置长度的1/2处。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的分布式光纤测温仪，用于对智能隔热装置内部温度和环境温度场实时监测。

与现有技术相比，本发明的一种火区高温爆破中药包智能隔热装置，其有益效果是：

1.建设性地利用经配比的特殊溶剂沸点，使外部高温传递到溶剂后，溶剂达到沸点，装在塑料管内的药包不会继续升温，将内层温度控制在安全温度下，从而达到更好的智能隔热效果，增强了爆破效果；

2.隔热装置通过使用低成本的塑料管和基础隔热管来隔离外部高温环境和保护内层药包，当需要加长隔热装置时，利用螺纹连接接长管，用来加长智能隔热装置，大大提高了一次爆破量，提高了隔热装置的使用范围，而且成本低廉，操作简单，并且能够达到更好的智能隔热效果。

3.套箍作为连接基础隔热管和塑料管的主要元件，增强装置的整体性和稳定性。

4.隔热内套筒支座内设置夹层，与基础隔热管和塑料管之间相通，形成溶剂通道，使溶剂能够从上至下贯通，包裹整个塑料管，使药包处于安全温度下，使装置内的安全温度不再受时间限制，延长了保护药包的时间。

附图说明

图1为本发明的实施例1火区炮孔爆破药包智能隔热装置的结构示意图。

图2为本发明的实施例2火区炮孔爆破药包智能隔热装置的结构示意图；

图3为本发明的实施例3火区炮孔爆破药包智能隔热装置的结构示意图

图4为本发明的实施例1火区炮孔爆破药包智能隔热装置i-i线剖视图；

图5为本发明的实施例1火区炮孔爆破药包智能隔热装置ii-ii线剖视图。

其中，1为基础隔热管、2为塑料管、3为套箍、4为隔热内套筒支座、5为溶剂、6为浮点式水位计、7为分布式光纤测温仪、8为夹层、9为螺母、10为溶剂出入口、11为基础隔热管接长管、12为塑料管接长管、13为溶剂进入口、14为溶剂补充装置、15为溶剂流通口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置，其结构示意图见图1。该装置包括基础隔热管1、塑料管2、套箍3、隔热内套筒支座4、溶剂5、浮点式水位计6和分布式光纤测温仪7；

所述的基础隔热管1为火区炮孔爆破药包智能隔热装置的外层，基础隔热管1内侧的空腔内设置有隔热内套筒支座4，并且隔热内套筒支座4下方和基础隔热管1内壁连接，隔热内套筒支座4上方和塑料管2固定连接，塑料管2和基础隔热管1之间设置有套箍3；

隔热内套筒支座4设置夹层8，塑料管2外壁和基础隔热管1内壁间隔处和夹层8相通，为溶剂通道，溶剂通道内盛有溶剂5；

所述的溶剂内设置有浮点式水位计6；所述的基础隔热管1外壁设置有分布式光纤测温仪7。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的基础隔热管1，由防水玻璃纤维布和防火套管由内到外复合而成，设置在外层的防火套管与外界高温第一时间接触，起到隔离外部高温环境，初始阻隔作用。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管2为用于充装药包和隔离溶剂的塑料管，其材质为pvc。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，塑料管2和隔热内套筒支座4以螺纹相连接。为塑料管2管口外壁设置有外螺纹，隔热内套筒支座4外壁设置有外螺纹，通过螺母9将塑料管和隔热内套筒支座相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的隔热内套筒支座4为凸字形，隔热内套筒支座4的下部和基础隔热管1的内侧固定连接，隔热内套筒支座4的上部和塑料管2相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的套箍3设置在火区炮孔爆破药包智能隔热装置的中部，用于固定基础隔热管和塑料管。所述的套箍设置有溶剂流通口15(见图4)，根据实际溶剂的量和使用温度情况，可以设置多个溶剂流通口，本实施例设置有8个溶剂流通口。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的溶剂5用于将基础隔热管传递过来的温度控制在一定温度下，使高温无法传递到智能隔热装置内部的药包处，溶剂为醋酸溶剂。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管2外壁和基础隔热管1内壁间隔处和夹层8相通，其相通方式为在隔热内套筒支座4上设置有溶剂出入口10(见图5)，根据实际溶剂的量和使用的温度，设置多个溶剂出入口，本实施例设置4个溶剂出入口。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的浮点式水位计6随着溶剂5的液位进行移动，当溶剂通道内溶剂5受热蒸发，溶剂量低于安全水位时，触发警报并开启溶剂补充装置4自动填充溶剂，保证溶剂通道内溶剂充足。所述的安全水位为整个火区炮孔爆破药包智能隔热装置长度的1/2处。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的分布式光纤测温仪7，用于对智能隔热装置内部温度和环境温度场实时监测。

实施例2

一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置，其结构示意图见图2。该装置包括基础隔热管1、塑料管2、套箍3、隔热内套筒支座4、溶剂5、浮点式水位计6和分布式光纤测温仪7；

所述的基础隔热管1为火区炮孔爆破药包智能隔热装置的外层，基础隔热管1内侧的空腔内设置有隔热内套筒支座4，并且隔热内套筒支座4下方和基础隔热管1内壁连接，隔热内套筒支座4上方和塑料管2固定连接，塑料管2和基础隔热管1之间设置有套箍3；

隔热内套筒支座4设置夹层8，塑料管2外壁和基础隔热管1内壁间隔处和夹层8相通，为溶剂通道，溶剂通道内盛有溶剂5；

所述的溶剂内设置有浮点式水位计6；所述的基础隔热管1外壁设置有分布式光纤测温仪7。

所述的基础隔热管1上部设置有螺纹，为基础隔热管1上部管口外壁设置有外螺纹，基础隔热管接长管11管口外壁设置有外螺纹，通过螺母9将基础隔热管1和基础隔热管接长管11相连接；

所述的塑料管2上部设置有螺纹，为塑料管2上部管口外壁设置有外螺纹，塑料管接长管12管口外壁设置有外螺纹，通过螺母9将塑料管12和塑料管接长管12相连接；

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的基础隔热管1，由防水玻璃纤维布和防火套管由内到外复合而成，设置在外层的防火套管与外界高温第一时间接触，起到隔离外部高温环境，初始阻隔作用。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管2为用于充装药包和隔离溶剂的塑料管，其材质为pp。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，塑料管2和隔热内套筒支座4以螺纹相连接。为塑料管2管口外壁设置有外螺纹，隔热内套筒支座4外壁设置有外螺纹，通过螺母9将塑料管和隔热内套筒支座相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的隔热内套筒支座4为凸字形，隔热内套筒支座4的下部和基础隔热管1的内侧固定连接，隔热内套筒支座4的上部和塑料管2相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的套箍3设置在火区炮孔爆破药包智能隔热装置的中部，用于固定基础隔热管和塑料管。所述的套箍设置有溶剂流通口15。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的溶剂5用于将基础隔热管传递过来的温度控制在一定温度下，使高温无法传递到智能隔热装置内部的药包处，溶剂为醋酸和水的混合溶剂，按体积比，醋酸：水＝10:1。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管2外壁和基础隔热管1内壁间隔处和夹层8相通，其相通方式为在隔热内套筒支座4上设置有溶剂出入口10。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的浮点式水位计6随着溶剂5的液位进行移动，当溶剂通道内溶剂5受热蒸发，溶剂量低于安全水位时，触发警报并开启溶剂补充装置4自动填充溶剂，保证溶剂通道内溶剂充足。所述的安全水位为整个火区炮孔爆破药包智能隔热装置长度的1/2处。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的分布式光纤测温仪7，用于对智能隔热装置内部温度和环境温度场实时监测。

实施例3

一种火区炮孔爆破药包智能隔热装置，其结构示意图见图3。该装置包括基础隔热管1、塑料管2、套箍3、隔热内套筒支座4、溶剂5、浮点式水位计6和分布式光纤测温仪7；

所述的基础隔热管1为火区炮孔爆破药包智能隔热装置的外层，基础隔热管1内侧的空腔内设置有隔热内套筒支座4，并且隔热内套筒支座4下方和基础隔热管1内壁连接，隔热内套筒支座4上方和塑料管2固定连接，塑料管2和基础隔热管1之间设置有套箍3；

隔热内套筒支座4设置夹层8，塑料管2外壁和基础隔热管1内壁间隔处和夹层8相通，为溶剂通道，溶剂通道内盛有溶剂5；

所述的溶剂内设置有浮点式水位计6；所述的基础隔热管1外壁设置有分布式光纤测温仪7。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，在基础隔热管1上部的管壁上设置有溶剂进入口13，溶剂进入口13与溶剂通道相通，溶剂进入口13用于补充溶剂，溶剂进入口连接溶剂补充装置14。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的基础隔热管1，由防水玻璃纤维布和防火套管由内到外复合而成，设置在外层的防火套管与外界高温第一时间接触，起到隔离外部高温环境，初始阻隔作用。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管2为用于充装药包和隔离溶剂的塑料管，其材质为pe。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，塑料管2和隔热内套筒支座4以螺纹相连接。为塑料管2管口外壁设置有外螺纹，隔热内套筒支座4外壁设置有外螺纹，通过螺母9将塑料管和隔热内套筒支座相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的隔热内套筒支座4为回字形，隔热内套筒支座4的下部和基础隔热管1的内侧固定连接，隔热内套筒支座4的上部和塑料管2相连接。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的套箍3设置在火区炮孔爆破药包智能隔热装置的中部，用于固定基础隔热管和塑料管。所述的套箍设置有溶剂流通口15。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的溶剂5用于将基础隔热管传递过来的温度控制在一定温度下，使高温无法传递到智能隔热装置内部的药包处，溶剂为醋酸和水的混合溶剂，按体积比：醋酸：水＝20:1。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的塑料管2外壁和基础隔热管1内壁间隔处和夹层8相通，其相通方式为在隔热内套筒支座4上设置有溶剂出入口10。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的浮点式水位计6随着溶剂5的液位进行移动，当溶剂通道内溶剂5受热蒸发，溶剂量低于安全水位时，触发警报并开启溶剂补充装置4自动填充溶剂，保证溶剂通道内溶剂充足。所述的安全水位为整个火区炮孔爆破药包智能隔热装置长度的1/2处。

所述的火区炮孔爆破药包智能隔热装置中，所述的分布式光纤测温仪7，用于对智能隔热装置内部温度和环境温度场实时监测。