一种炮孔内由发泡剂形成不耦合装药结构的装置的制作方法

本实用新型涉及岩体爆破技术领域，具体涉及一种炮孔内由发泡剂形成不耦合装药结构的装置。

背景技术：

炮孔装药结构根据炸药与孔壁接触程度一般可分为耦合和不耦合两种，不耦合装药结构在爆炸时爆轰波通过药柱与孔壁间的空气层作用到周边孔壁岩石中使其产生裂隙，同时空气层被压缩及时储存了部分能量，避免了岩石的过渡粉碎，在随后的过程中压缩空气层又将这个能量释放到裂隙区，增大裂隙区的范围，爆破全过程中能量得到了合理均匀利用，相对耦合装药减少了炸药和爆破器材的消耗量降低了生产成本，但却能达到更佳的爆破效果，因此，不耦合装药结构已被广泛地用于预裂爆破和光面爆破等工程中。

不耦合装药最为关键的技术是实现炸药在炮孔内能在径向、轴向上的精准定位，在具体使用过程中一般分为药卷制作和孔内定位两个步骤。目前，实际施工中一般多用切削的竹片来捆扎药卷，也有使用PVC管来制作药卷，然后放入炮孔内，这些方法无论是药卷制作效率还是定位精度上都存在很大的不足。

对此，也有诸多发明来辅助药卷的定位，或直接在孔内形成不耦合模具后充填炸药，但这些方法基本都需要额外加工大量药卷、定位器或孔内模具，并且在爆破后只有少部分部件能重复利用，考虑实际的工程量这些方法在经济和效率上依然存在不足。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种炮孔内由发泡剂形成不耦合装药结构的装置，实现在炮孔内指定位置喷射发泡剂，形成具有一定厚度的杯状泡沫结构来满足不耦合装药的结构需求，以此解决不耦合装药实际施工中存在孔内定位精度低、施工效率低的问题，具体方案如下所述：

一种炮孔内由发泡剂形成不耦合装药结构的装置，包括发泡剂泵站、输送管和置于该输送管内的气囊控制管，所述发泡剂泵站通过所述输送管连接有发泡剂喷头，该发泡剂喷头侧壁开设有喷孔，所述气囊控制管一端与所述发泡剂泵站连接，另一端伸出所述发泡剂喷头底部与托盘气囊连接，在所述发泡剂喷头顶面安装有止溢橡胶片，且该止溢橡胶片套设在所述输送管的外壁，所述止溢橡胶片的外径大于炮孔的直径，所述输送管的外径小于炮孔的直径。

本实用新型是这样实现的：将输送管深入炮孔的不耦合装药段的最下端，通过气囊控制管给最下端托盘气囊充气形成临时托盘，开启发泡剂泵站喷射发泡剂在炮孔壁上形成环状泡沫结构，关闭发泡剂泵站，并通过气囊控制管抽气收缩托盘气囊，移动发泡剂喷头向上到达新的位置，重复上述过程直到形成孔内全部径向不耦合结构，然后抽出输送管，布置起爆器材，并向孔内注入散装炸药或大包炸药，使用填塞物封口，实施爆破。

为更好的实现本实用新型，进一步地，所述托盘气囊充气后为扁平椭球状，且其长轴直径与炮孔直径相匹配，使托盘气囊充气后能够隔离上部待充部分和下部装药部分。

进一步地，所述托盘气囊的外表面和所述止溢橡胶片下表面涂覆有脱模剂，有利于泡沫结构形成后，泡沫与托盘气囊、止溢橡胶片快递分离。

进一步地，所述发泡剂喷头采用1m-2m长PVC管制作，其外壁均匀开设所述喷孔，PVC价格低廉，结构稳定。

进一步地，所述发泡剂喷头的直径为炮孔直径的0.6-0.9倍，可根据不耦合系数选择不同规格的发泡剂喷头，扩大了本实用新型的使用范围。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)、以发泡剂作为不耦合装药装置的主要材料，具有快速成型、成本低廉的特点，同时确保了炮孔径向空间依然具有较高的可压缩性，满足了不耦合装药爆破原理上的需求。

(2)、在孔内形成径向不耦合结构的条件，省去了药柱的制作环节，提高了炸药在径向和轴向的定位精度。

(3)、该装置能够形成多种装药结构，适应性强，流程简单，现场可操作性好。

(4)、在托盘气囊的外表面和止溢橡胶片下表面涂覆有脱模剂，有利于炮孔壁泡沫结构形成后，泡沫与托盘气囊、止溢橡胶片快速分离。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型炮孔装药过程结构示意图。

图3为本实用新型炮孔装药后结构示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，但本实用新型的实施方式不限于此。

最优实施例：如图1所示，一种炮孔内由发泡剂形成不耦合装药结构的装置，包括发泡剂泵站1、输送管2和置于该输送管2内的气囊控制管3，所述发泡剂泵站1通过输送管2连接有采用1m-2m长PVC管制作的发泡剂喷头4，该发泡剂喷头4侧壁均匀开设有喷孔5，所述气囊控制管3一端与发泡剂泵站1连接，另一端伸出发泡剂喷头4底部与托盘气囊6连接，在发泡剂喷头4顶面安装有止溢橡胶片7，且止溢橡胶片7套设在输送管2的外壁，所述止溢橡胶片7的外径大于炮孔的直径，所述输送管2的外径小于炮孔的直径。

需要说明的是，发泡剂泵站1内存有压缩发泡剂溶液和高压泵，所述发泡剂喷头4的直径为炮孔直径的0.6-0.9倍，所述发泡剂泵站1通过输送管2与气囊控制管3形成的环状间隙用来输送发泡剂8。

所述发泡剂8凝固时间≤10min，膨胀倍数40-80倍。

所述止溢橡胶片7直径略大于炮孔直径，所述托盘气囊6充气后为扁平椭球状，且其长轴直径与炮孔直径一致，所述托盘气囊6的外表面和止溢橡胶片7下表面均涂覆有脱模剂。

本实施例以某露天矿径向不耦合炮孔为例解释说明本实用新型使用方法，以下结合附图具体说明：如图2和图3所示，炮孔直径为138mm，根据设计需要在炮孔AC段3m长范围内采用不耦合装药结构。

(1)、首先，选择不耦合系数为1.25，确定装药直径为138mm/1.25＝110mm,选择长1m的发泡剂喷头4；

(2)、然后，将发泡剂喷头4下放到不耦合装药段下端A水平位置；

(3)、给最下端托盘气囊5充气形成临时托盘，启动发泡剂泵站1向孔壁喷射发泡剂8，根据平均发泡剂膨胀倍数60，及不耦合装药段间隙体积，可确定需要的发泡剂量为[(138/2)2-(110/2)2]*3*3.14/60＝0.273L，以此作为喷射量控制依据；

(4)、收缩底部托盘气囊6，向上移动1个发泡剂喷头4的距离即为1m到达B水平，重复3和4的步骤完成全部不耦合结构制作过程；

经过上述过程可在孔内形成一段或多段径向不耦合结构，若要再轴向形成分段，可在所有环状泡沫结构形成后由下向上逐个布置空气间隔器。

(5)、最后，抽出输送管2和气囊控制管3，布置雷管9、导爆管10，注入铵油颗粒炸药11，使用填塞物12填塞炮孔，实施爆破。

需要特别强调的是，在第二次至最后一次充填发泡剂8时，托盘气囊6外壁不与炮孔内壁相接，只与上一次发泡剂8充填形成环状泡沫结构顶部的内壁相接，这种设置可防止发泡剂8充填过程中因受托盘气囊6阻挡形成空隙区。