本发明属于爆破技术领域，具体涉及一种不耦合装药的定位装置及方法。
背景技术：
不耦合装药是现代爆破技术应用的主要措施之一，其利用水或空气等材料作为间隔介质将炸药与炮孔壁隔开，以降低爆炸波作用于孔壁的初始压力，延长爆炸载荷的有效作用时间，使炮孔周围不产生压碎区或使压碎区明显减少，从而提高炸药能量有效利用率，达到提高爆破破碎效果的目的。因此，该项技术得以广泛应用。
在工程爆破中，药柱中心与炮孔中心重合的不耦合装药爆破称为同心不耦合装药爆破；药柱中心与炮孔中心不重合，即药柱偏离孔心紧靠炮孔壁的某个方位，出现偏心不耦合装药的爆破称为偏心不耦合装药爆破。为了施工方便，常使药卷紧贴壁面，形成偏心不耦合装药，从而致使孔壁应力分布布局不均匀紧贴药包一侧压力远大于距离药包远一侧，从而邻近侧岩体会在爆轰波的强力冲击作用下形成压碎区，造成粉状物增多，邻近侧岩体严重损伤；同时，由于岩体受到强烈粉碎作用，能量消耗大，造成爆破岩体的实际有用能量减少，炸药能量有效利用率降低。因此，为了降低对保留岩体的破坏和过渡粉碎，提高炸药利用率，同心不耦合装药爆破在工程中被广泛提倡；同时在一些特殊要求而进行偏心装药设计中，如何使装药结构准确孔内定位仍是一技术难题。
目前，国内现场不耦合装药通常是将炸药卷纵向捆绑固定在竹片上进行偏心装药，有些为进一步保证施工质量，同时在捆绑炸药的长竹片周围分段捆绑一定能数量的小竹片，孔内导爆索固定捆绑在炸药卷上，然后一起装入炮孔的粗略同心装药。但是，这两种方法均无法保证药卷准确定位，对于捆绑小竹片的这种改进方法，在孔径大、不耦合系数高的爆破工程中，垫片较多，操作麻烦；并且由于孔内本身不光滑且空间狭小，时常会造成药卷破损或堵孔的现象。因此，有必要对现有技术进行改进。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种定位精确、安装方便的不耦合装药的定位装置及方法。
本发明采用的技术方案为：一种不耦合装药的定位装置，主要包括上环圈单元、弹性支撑片单元、下环圈单元和标尺，所述弹性支撑单元的上端与上环圈单元活动连接，弹性支撑片单元的下端与下环圈单元固定相连；所述标尺呈直条状，标尺上设有与弹性支撑单元扩展半径相适配的刻度，标尺的上端与上环圈单元固连，标尺的下端与下环圈单元活动连接。
按上述方案，所述上环圈单元由上环圈、固定于上环圈头部的上环圈卡套、设于上环圈内部的弹簧卡座组成，所述上环圈的尾部设有上环圈防滑带，上环圈防滑带插入上环圈卡套内；所述标尺的上端与上环圈卡套固连。
按上述方案，在上环圈防滑带上游的上环圈上设有上环圈直螺纹带。
按上述方案，所述弹簧卡座包括弹片、中轴、支座和弹簧，所述弹片的一端与弹簧的上端相连，弹簧的下端与上环圈固连，弹片的中部通过中轴铰接于支座上，弹片的另一端设有压紧块，压紧块压紧上环圈的弹性支撑片单元；所述弹片与弹簧连接的一端伸出上环圈的顶部。
按上述方案，所述弹性支撑片单元包括若干沿上环圈周向间隔布置的弹性支撑片，弹簧支撑片沿长度方向间隔开设有方形凹槽，弹性支撑片的下端与下环圈单元固连，弹性支撑片的上端设有L型的拉头，拉头沿上环圈的轴线方向贯穿上环圈；所述弹簧卡座的压紧块可卡入弹簧支撑片的方形凹槽内。
按上述方案，所述下环圈单元包括下环圈，以及固定在下环圈头部的下环圈卡套，所述下环圈的尾部设有下环圈防滑带，下环圈防滑带插入下环圈卡套内；在下环圈防滑带上游的下环圈上设置下环圈直螺纹带。
按上述方案，在下环圈卡套上开设有下环圈套槽，所述标尺的下端穿过下环圈套槽。
本发明还公开了一种同心不耦合装药方法，主要包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的不耦合装药的定位装置各组件；
步骤二、根据炮孔的内径设置标尺的刻度，并安装各组件；
步骤三、将药卷、导爆索和竹片套入上环圈单元和下环圈单元；
步骤四、将上环圈单元的尾部插入上环圈卡套，拉动上环圈防滑带，锁紧上环圈单元；
步骤五、将标尺插入下环圈套槽内，并依据标尺所显示的半径尺寸，调节下环圈单元，从而扩展弹性支撑片以达到半径设定值；
步骤六、拉动下环圈单元的下环圈防滑带锁紧固定，使定位装置整体呈灯笼状；
步骤七、在炮孔内下放竹片、炸药及定位装置的组合体，每隔一定距离安装一个定位装置，并保证装置空间构造相对应，最后进行堵孔、连线及后续工作。
本发明还提供了一种偏心不耦合装药方法，主要包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的不耦合装药的定位装置各组件；
步骤二、根据炮孔的内径设置标尺的刻度，并安装各组件；
步骤三、将药卷、导爆索和竹片套入上环圈单元和下环圈单元；
步骤四、将上环圈单元锁紧固定，并将标尺插入下环圈单元的下环圈套槽；
步骤五、依据标尺所显示的参数，调节下环圈单元，直至标尺对应半径读数达到不耦合装药时的炮孔最大偏心距尺寸，然后拉动下环圈防滑带锁紧固定，使定位装置整体呈灯笼状；
步骤六、按住上环圈单元的弹簧卡座弹片，使其与方形凹槽分离；拉动弹性支撑片的拉头，使此弹性支撑片半径收缩至对应位置弹性支撑片的偏心距设定值；
步骤七、松开弹片，通过弹簧卡座自动卡入方形凹槽，锁紧弹性支撑片，其它弹性支撑片单元重复步骤六的操作；
步骤八、在炮孔内下放竹片、炸药及定位装置的组合体，在炮孔内沿轴线方向间隔安装定位装置(偏心装药调节弹性支撑片203时，参考第一个定位装置对应卡入的方形凹槽202 位置)，同时保证装置空间构造相对应，最后进行堵孔、连线及后续工作。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用上环圈、下环圈和弹性支撑片，药卷通过上环圈和下环圈固定，并利用弹性支撑片将药卷与炮孔壁隔开，解决了现有技术在不耦合装药的对中问题，以及偏心不耦合装药过程中的定位问题，同时，也避免了药卷破损以及装药过程中由于孔壁粗糙引起的堵孔问题；
2、本发明中上环圈和下环圈尺寸可调，同时通过调节弹性支撑片的长度，适应多种装药钻孔孔径；
3、本发明中弹性支撑片与炮孔的孔壁直接接触，减小了药卷和导爆管的磨损；
4、本发明中弹性支撑片具有一定的弹性，可适应钻孔壁面的轻微凸起，避免了装药过程中由于孔壁粗糙引起的堵孔问题；
5.本发明利用标尺显示的尺度来控制弹性支撑片的长度，以与炮孔内径相适配，操作简单可靠，定位精确度高。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
图2为本实施例中弹簧卡座的结构示意图。
图3为本实施例中上环圈单元的拆分示意图。
图4为本实施例中上环圈单元的俯视图。
图5为本实施例中下环圈单元的拆分示意图。
图6为本实施例中下环圈单元的俯视图。
图7为本实施例的初始状态示意图。
图中：1-上环圈单元；101-弹片；102-中轴；103-支座；104-弹簧；105-上环圈卡套；106- 上环圈直螺纹带；107-上环圈防滑带；108-上环圈；2-弹性支撑片单元；201-拉头；202-方形凹槽；203-弹性支撑片；3-下环圈单元；301-下环圈卡套；302-下环圈直螺纹带；303-下环圈防滑带；304-下环圈套槽；305-下环圈；4-标尺。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1所示的一种不耦合装药的定位装置，主要包括上环圈单元1、弹性支撑片单元2、下环圈单元3和标尺4，所弹性支撑单元2的上端与上环圈单元1活动连接，弹性支撑片单元2的下端与下环圈单元3固定相连；所述标尺4呈直条状，标尺4上设有与弹性支撑单元 2扩展半径相适配的刻度，标尺4的上端与上环圈单元1固连，标尺4的下端与下环圈单元3 活动连接。
本发明中，如图3和图4所示，所述上环圈单元1由上环圈108、固定于上环圈108头部的上环圈卡套105、设于上环圈108内部的弹簧卡座组成，所述上环圈108的尾部设有上环圈防滑带107，上环圈防滑带插入上环圈卡套105内，便于在上环圈108锁紧过程中拉拽受力；所述标尺4的上端与上环圈卡套105固连。优选地，在上环圈防滑带107上游的上环圈108上设有上环圈直螺纹带106，用于上环圈108的尾部插入上环圈卡套105时药卷的锁紧固定；所述弹簧卡座运用杠杆原理，自然状态时弹簧为压缩状态，弹簧卡座卡紧弹性支撑片单元2，控制弹性支撑片单元2的伸缩。
优选地，如图2所示，所述弹簧卡座包括弹片101、中轴102、支座103和弹簧104，所述弹片101的一端与弹簧104的上端相连，弹簧104的下端与上环圈108固连，弹片101的中部通过中轴102铰接于支座103上，弹片101的另一端设有压紧块，压紧块压紧上环圈108 的弹性支撑片单元2；所述弹片101与弹簧104连接的一端伸出上环圈108的顶部。本实施例中，所述上环圈108自然状态下为圆环结构，其具有一定弹性和刚度；上环圈108的内径与药卷的直径相适配。
本发明中，所述弹性支撑片单元2包括若干沿上环圈108周向间隔布置的弹性支撑片203，弹簧支撑片203沿长度方向间隔开设有方形凹槽202，弹性支撑片203的下端与下环圈单元3 固连，弹性支撑片203的上端设有L型的拉头201，拉头201沿上环圈108的轴线方向贯穿上环圈108；所述弹簧卡座的压紧块可卡入弹簧支撑片203的方形凹槽202内。本实施例中，所述弹性支撑片单元2选用具有冲击强度高、化学稳定性强、电性能良好的廉价的特定树脂材料，其具有一定的弹性和硬度；所述弹性支撑片203有6片，其长度为340～360mm，厚度为5mm；各弹性支撑片单元2初始状态尺寸相同，厚度均约为5mm；所述弹性支撑片203 每隔8mm距离有方形凹槽202，弹簧卡座卡入方形凹槽内，从而对弹性支撑片单元2进行锁紧固定。
本发明中，如图5和图6所示，所述下环圈单元3包括下环圈305，以及固定在下环圈305头部的下环圈卡套301，所述下环圈305的尾部设有下环圈防滑带303，下环圈防滑带303 插入下环圈卡套301内，方便在下环圈305锁紧过程中拉拽受力；在下环圈防滑带303上游的下环圈305上设置下环圈直螺纹带302，用于下环圈305嵌入下环圈卡套301时药卷的锁紧固定。优选地，在下环圈卡套301上开设有下环圈套槽304，所述标尺4的下端穿过下环圈套槽304，标尺4显示弹性支撑片单元的扩展半径，标尺4的读数以下环圈套槽304下边缘为准。本实施例中，所述下环圈3自然状态下为圆环结构，其具有一定弹性和硬度，内径大小为药卷直径。
本实施例中，所述标尺4为尼龙标尺，标尺4与上环圈单元1的卡套为一体结构；标尺 4具有一定硬度，其正面标记有刻度，此刻度显示读数为适用的炮孔的直径读数(不耦合装药时为炮孔的最大偏心距)，标尺4可显示的直径范围为32mm～120mm，表示其可应用于直径为32～120mm的炮孔不耦合装药。
本发明还提供了一种同心不耦合装药方法，主要包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的不耦合装药的定位装置各组件，如上环圈单元1、弹片支撑单元2、下环圈单元3和标尺4；
步骤二、根据炮孔的内径设置标尺4的刻度，并安装各组件；
步骤三、将药卷、导爆索和竹片套入上环圈单元1和下环圈单元3；
步骤四、将上环圈单元1的尾部插入上环圈卡套105，拉动上环圈防滑带107对上环圈单元1进行锁紧固定；
步骤五、将标尺4插入下环圈套槽304内，依据标尺4所显示的参数，调节下环圈单元 3，直至弹性支撑片2的扩展半径对应读数(读数以下环圈套槽304下边缘为准)达到设定值；
步骤六、调节下环圈单元3，拉动下环圈单元3的下环圈防滑带303锁紧固定；
步骤七、在炮孔内下放竹片、炸药及定位装置的组合体，在炮孔内沿轴线方向间隔安装定位装置，并保证装置空间构造相对应，最后进行堵孔、连线及后续工作。
本发明还提供了一种同心不耦合装药方法，主要包括以下步骤：
步骤一、提供如上所述的不耦合装药的定位装置各组件，如上环圈单元1、弹片支撑单元2、下环圈单元3和标尺4；
步骤二、根据炮孔的内径设置标尺4的刻度，并安装各组件；
步骤三、将药卷、导爆索和竹片套入上环圈单元1和下环圈单元3；
步骤四、将上环圈单元1锁紧固定，并将标尺4插入下环圈单元3的下环圈套槽304内；
步骤五、依据标尺4所显示的参数，调节下环圈单元，直至标尺4对应半径读数达不耦合装药时的炮孔最大偏心距尺寸，然后拉动下环圈防滑带303锁紧固定，使定位装置整体呈灯笼状，如图1所示；
步骤六、按住弹簧卡座的弹片101，使其与方形凹槽202分离；拉动弹性支撑片203的拉头201，使弹性支撑片203收缩至对应位置弹性支撑片的偏心距设定值；
步骤七、松开弹片101，通过弹簧卡座自动卡入方形凹槽202，锁紧弹性支撑片203，其它5片弹性支撑片单元2重复步骤六的操作；
步骤八、在炮孔内下放竹片、炸药及定位装置的组合体，在炮孔内沿轴线方向间隔安装定位装置(偏心装药调节弹性支撑片203时，参考第一个定位装置对应卡入的方形凹槽202 位置)，同时保证装置空间构造相对应，最后进行堵孔、连线及后续工作。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明专利，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。