静态爆破防冲孔装置及爆破方法与流程

本发明属于工程爆破技术领域，更具体地说，是涉及一种静态爆破防冲孔装置及爆破方法。

背景技术：

岩质边坡开挖、混凝土破碎施工中，有时会受到场地的限制，不能采用炸药爆破的方式进行破碎，采用传统破碎机械进行开挖破碎不仅效率低，有时施工空间还受限，此时会选择静态破碎剂进行静态破碎。而为了加快施工进程，一般采用大孔径(一般为5cm～10cm)静态爆破的施工方法进行破碎，但采用大孔径静态破碎剂进行爆破一般都会发生冲孔现象，一旦发生冲孔可能会对施工人员造成较为严重的威胁，导致破碎效果达不到预期要求。

为避免冲孔现象的发生一般通过倒钩式盖子对孔口进行封堵。这种爆破方法是采用一种特殊的钻孔方法，制成一种开口小、内部大的钻孔，将静态破碎剂放置钻孔内后，再将倒钩式盖子的爪深入孔内，使其钩住孔口岩石，起到封孔的作用，但该方法需要特殊的钻具，且保证表面岩石不被破坏，同时孔口部分不能灌满静态破碎剂，否则会影响爆破效果，导致该方法操作复杂。因此急需研制出一种防冲孔、操作便捷、爆破效果好的静态爆破防冲孔装置或爆破方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种静态爆破防冲孔装置及爆破方法，旨在解决目前市场上缺少一种防冲孔、操作便捷、爆破效果好的静态爆破防冲孔装置或爆破方法的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种静态爆破防冲孔装置，包括：连接杆；

上挡板，套设在所述连接杆的上部外壁上且与所述连接杆可拆卸连接，用于封堵钻孔口；以及

下挡板，套设在所述连接杆的底部外壁上；

所述上挡板、钻孔的侧壁及所述下挡板围成用于盛放静态破碎剂的防冲孔容纳腔。

进一步地，所述连接杆上设置有用于固定所述上挡板的第一固定件，所述第一固定件包括分别套设在所述连接杆的上部外壁上且分别与所述连接杆螺纹连接的限位螺母和第一固定螺母，所述限位螺母设置在所述上挡板的下方，所述第一固定螺母设置在所述上挡板的上方，所述限位螺母和所述第一固定螺母相互配合夹持所述上挡板。

进一步地，所述下挡板与所述连接杆可拆卸连接，且所述连接杆上还设置有用于固定所述下挡板的第二固定件，所述第二固定件包括托盘和设置在所述托盘上方并与所述托盘配合夹持所述下挡板的第二固定螺母，所述托盘设置在所述连接杆的底端且用于与所述钻孔的底面抵接，所述第二固定螺母套设在所述连接杆的下部外壁上且与所述连接杆螺纹连接。

进一步地，所述下挡板上设置有用于容纳所述连接杆并供所述连接杆沿所述下挡板径向向所述下挡板中心滑动的卡槽，所述连接杆插设在所述卡槽内。

进一步地，所述第一固定螺母为蝴蝶螺母，所述第二固定螺母为十字型螺母。

进一步地，所述连接杆包括上螺栓杆、下螺栓杆和至少一个标准节杆，所述标准节杆的两端分别通过套管与所述上螺栓杆和所述下螺栓杆连接，所述上挡板套设在所述上螺栓杆外且与所述上螺栓杆可拆卸连接，所述下挡板套设在所述下螺栓杆的底部外壁上。

进一步地，所述套管与所述上螺栓杆、所述下螺栓杆和所述标准节杆分别螺纹连接。

进一步地，所述上螺栓杆和所述下螺栓杆长度相同，所述标准节杆的长度为所述上螺栓杆长度的1.5倍。

本发明提供的静态爆破防冲孔装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明静态爆破防冲孔装置设置了用于封堵钻孔口的上挡板和用于与钻孔底面抵接的下挡板，并通过连接杆将上挡板和下挡板进行连接，使用时将静态破碎剂放置到上挡板、下挡板和钻孔侧壁围成的防冲孔容纳腔内，当静态破碎剂开始膨胀时，防冲孔容纳腔内产生压力，这些压力分别作用于上挡板的内壁上和下挡板的内壁上，而作用于上挡板内壁上和作用于下挡板内壁上的两个力的方向相反，且两个力的大小相当，可以相互抵消，实现装置受力的自平衡，进而避免了静态爆破防冲孔装置被这种压力由钻孔中推出，同时避免了静态破碎剂由钻孔中冲出，进而避免了冲孔现象的发生。

另外，本装置还可以在岩石破碎后回收利用，有效减少了工程施工所需造价和减缓了工程施工造成的固体废弃物污染情况。同时本装置不仅可以防止爆破过程中静态破碎剂由钻孔中冲出，还起到抑制破碎剂沿轴向变形的作用，从而有效提高了静态破碎剂的膨胀效果。因此，本装置适用于大孔径静态破碎剂防冲孔施工和一般孔径高效静态破碎剂的防冲孔施工。

本发明还提供一种静态爆破方法，包括以下步骤：

清除钻孔底部废渣；

将组装好的连接杆和下挡板放入所述钻孔内，向下振捣，直至所述下挡板的底部接触所述钻孔的底面；

将拌和好的静态破碎剂注入所述钻孔内；

将上挡板安装至所述连接杆上，使得所述上挡板封堵钻孔口；

待爆破完成后，将静态爆破防冲孔装置由所述钻孔内取出。

进一步地，在所述清除钻孔底部废渣步骤前还设置有组装连接杆和下挡板步骤，所述组装连接杆和下挡板步骤包括以下步骤：

根据所述钻孔的直径制作或选取相应的所述上挡板和下挡板备用；

将所述下挡板安装至连接杆的底部并固定好。

本发明提供的静态爆破方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明静态爆破方法在钻孔内加设了上述静态爆破防冲孔装置，避免了爆破时静态破碎剂由钻孔中冲出，同时静态爆破防冲孔装置还起到抑制破碎剂沿轴向变形的作用，从而有效提高了静态破碎剂的膨胀效果。因此，本方法适用于大孔径静态破碎剂防冲孔施工和一般孔径高效静态破碎剂的防冲孔施工时使用，爆破效果良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的静态爆破防冲孔装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所采用的下挡板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的静态爆破防冲孔装置和钻孔的竖向剖面结构示意图。

图中：10、连接杆；11、上螺栓杆；12、下螺栓杆；13、标准节杆；14、套管；20、上挡板；30、下挡板；40、钻孔；50、卡槽；60、第一固定件；61、限位螺母；62、第一固定螺母；70、第二固定件；71、托盘；72、第二固定螺母。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图3，现对本发明实施例提供的静态爆破防冲孔装置进行说明。静态爆破防冲孔装置，包括连接杆10；上挡板20，套设在连接杆10的上部外壁上且与连接杆10可拆卸连接，用于封堵钻孔口；以及下挡板30，套设在连接杆10的底部外壁上；上挡板20、钻孔40的侧壁及下挡板30围成用于盛放静态破碎剂的防冲孔容纳腔。

使用时，先通过钻孔工具在合适的位置进行钻孔，之后将钻孔40底部的废渣清理干净，将下挡板30套设至连接杆10的下部的外侧壁上，将组装好的连接杆10和下挡板30放置到钻孔40内，并向下振捣，直至下挡板30的底部与钻孔40的底面抵接，之后将拌合好的静态破碎剂放置到静态爆破防冲孔装置与钻孔40的侧壁围成的防冲孔容纳腔内，将上挡板20套设至连接杆10的上部，使其将钻孔口完全封堵住，等待爆破完成，之后将静态爆破防冲孔装置由钻孔40内取出，清理好，等待下次静态爆破使用。其中，下挡板30底部与钻孔40的底面抵接，可以是下挡板30的底面直接与钻孔40的底面抵接，也可以是下挡板30下方的其他部件与钻孔40的底面抵接，根据使用的静态爆破防冲孔装置的具体结构而定。

本发明实施例提供的静态爆破防冲孔装置，与现有技术相比，设置了用于封堵钻孔口的上挡板20和用于与钻孔40底面抵接的下挡板30，并通过连接杆10将上挡板20和下挡板30进行连接，使用时将静态破碎剂放置到上挡板20、下挡板30和钻孔40侧壁围成的防冲孔容纳腔内，当静态破碎剂开始膨胀时，防冲孔容纳腔内产生压力，这些压力分别作用于上挡板20的内壁上和下挡板30的内壁上，而作用于上挡板20内壁上和作用于下挡板30内壁上的两个力的方向相反，且两个力的大小相当，可以相互抵消，实现装置受力的自平衡，进而避免了静态爆破防冲孔装置被这种压力由钻孔40中推出，同时避免了静态破碎剂由钻孔40中冲出，进而避免了冲孔现象的发生。

另外，本装置还可以在岩石破碎后回收利用，有效减少了工程施工所需造价和减缓了工程施工造成的固体废弃物污染情况。同时本装置不仅可以防止爆破过程中静态破碎剂由钻孔40中冲出，还起到抑制破碎剂沿轴向变形的作用，从而有效提高了静态破碎剂的膨胀效果。因此，本装置适用于大孔径静态破碎剂防冲孔施工和一般孔径高效静态破碎剂的防冲孔施工。

本实施例中上挡板20可与连接杆10螺纹连接或通过固定件进行可拆卸连接。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，连接杆10设置在上挡板20和下挡板30的中心，这一设置确保了上挡板20和下挡板30不同区域受力的平衡，进而避免了爆破过程中上挡板20或下挡板30的板体发生倾斜等现象，进而确保了设备的正常使用和爆破效果良好。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，下挡板30的顶面与上挡板20的底面平行，这一设置进一步确保了上挡板20和下挡板30受力的稳定性和一致性，进而确保了本发明实施例提供的静态爆破防冲孔装置受力后的自平衡效果良好，进而避免了爆破过程中出现冲孔现象。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，连接杆10上设置有用于固定上挡板20的第一固定件60，第一固定件60包括分别套设在连接杆10的上部外壁上且分别与连接杆10螺纹连接的限位螺母61和第一固定螺母62，限位螺母61设置在上挡板20的下方，第一固定螺母62设置在上挡板20的上方，限位螺母61和第一固定螺母62相互配合夹持上挡板20。

使用时根据钻孔40的深度调整好限位螺母61在连接杆10上的位置，使得限位螺母61和第一固定螺母62将上挡板20夹紧后，上挡板20可以将钻孔口完全封堵，又不会使上挡板20陷入钻孔40内。

限位螺母61和第一固定螺母62的设置实现了上挡板20在连接杆10上位置的固定，同时便于用户根据钻孔40的深度调整上挡板20和下挡板30之间的间距，增加了本装置与不同深度钻孔40的匹配性，扩大了本装置的适用范围。另外，限位螺母61和第一固定螺母62的设置也便于用户根据需要将上挡板20由连接杆10上拆下，便于用户将静态破碎剂注入钻孔40内，或根据不同规格钻孔40的直径选取相应规格的上挡板20与连接杆10进行组装。

本实施例中上挡板20为中央设有安装孔的圆形钢板，使用时套设在连接杆10上部，通过限位螺母61和第一固定螺母62进行夹持固定。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，下挡板30与连接杆10可拆卸连接，且连接杆10上还设置有用于固定下挡板30的第二固定件70，第二固定件70包括托盘71和设置在托盘71上方并与托盘71配合夹持下挡板30的第二固定螺母72，托盘71设置在连接杆10的底端且用于与钻孔40的底面抵接，第二固定螺母72套设在连接杆10的下部外壁上且与连接杆10螺纹连接。

下挡板30与连接杆10可拆卸连接，便于用户根据需要将下挡板30由连接杆10上拆下，便于用户根据不同规格钻孔40的直径选取相应的下挡板30进行安装，这一设置有效提高了设备维修和组装的便捷性，进一步增加了本装置与不同规格钻孔40的高匹配性，提高了设备的适用范围，且便于组成本装置的各零部件进行批量生产，进一步降低了设备的生产成本，降低了工程爆破施工的成本。

本实施例中托盘71与连接杆10固定连接或两者一体成型。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图2，下挡板30上设置有用于容纳连接杆10并供连接杆10沿下挡板30径向向下挡板30中心滑动的卡槽50，连接杆10插设在卡槽50内。

为了现场安装和拆卸方便，本实施例在下挡板30上开设了卡槽50，安装时拧松第二固定螺母72(不需要卸掉第二固定螺母72)，使其距离托盘71一定距离后，可以直接将下挡板30插入到第二固定螺母72和托盘71之间，然后拧紧第二固定螺母72，即可固定下挡板30；同样在回收拆卸时，只需要将第二固定螺母72拧松，即可取下下挡板30。卡槽50的设置有效提高了下挡板30的安装或拆卸速率，符合设备的使用要求。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，第一固定螺母62为蝴蝶螺母，第二固定螺母72为十字型螺母。

第一固定螺母62采用蝴蝶螺母便于用户直接手拧进行第一固定螺母62的旋紧或旋松操作，操作便捷。第二固定螺母72采用十字型螺母便于螺母的旋转，同时增加了第二固定螺母72与下挡板30的接触面积，进而增加了第二固定螺母72对下挡板30的支撑效果，降低了使用过程中下挡板30发生变形的风险，确保了装置较长的使用寿命。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，连接杆10包括上螺栓杆11、下螺栓杆12和至少一个标准节杆13，标准节杆13的两端分别通过套管14与上螺栓杆11和下螺栓杆12连接，上挡板20套设在上螺栓杆11外且与上螺栓杆11可拆卸连接，下挡板30套设在下螺栓杆12的底部外壁上。

连接杆10采用上螺栓杆11、下螺栓杆12、至少一个标准节杆13相组合的形式，便于用户根据钻孔40的深度灵活设置连接杆10的长度，进而实现了上挡板20和下挡板30之间间距的调节，这一设置进一步增加了本装置与不同规格钻孔40的高适配性，增加了本装置适用范围的广度，符合其使用要求。同时，套管14的设置实现了相邻杆体的可拆卸连接，便于连接杆10的维护和相应杆体的更换。确定标准节杆13的个数具体操作如下：设上螺栓杆11和下螺栓杆12长度相同，分别为l，孔深为l，标准节杆13的长度为lb，则标准节杆13的个数n满足：(l-2l)/lb<n<(l-l)/lb。

本实施例中下螺栓杆12为两端带螺纹的钢筋，下螺栓杆12与托盘71采用焊接相连，且托盘71底面水平设置；上螺栓杆11为布满螺纹的钢筋，主要用于精细调整上挡板20的位置，以便适应不同的孔深和现场复杂的环境。其中根据现场孔深首先确定限位螺母61的位置，待限位螺母61的位置固定好后，由上螺栓杆11顶部套入上挡板20和第一固定螺母62，之后拧紧第一固定螺母62，使其与限位螺母62配合夹紧固定上挡板20。

标准节杆13主要用于粗调防冲孔装置的整体长度，使之满足现场孔深的要求，标准节杆13为两端带螺纹的钢棒，标准节杆13可以有多段，以满足不同孔深的需要；标准节杆13通过带螺纹的套管14与上螺栓杆11和下螺栓杆12相连。当标准节杆13有至少两个时，相邻的两个标准节杆13通过套管14连接。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图3，套管14与上螺栓杆11、下螺栓杆12和标准节杆13分别螺纹连接，不仅提高了连接杆10组装效率，同时便于用户根据钻孔40的深度对连接杆10的长度进行微调，这一设置进一步增加了设备的灵活组装性，提高了本装置使用的便捷性。

作为本发明提供的静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，上螺栓杆11和下螺栓杆12长度相同，标准节杆13的长度为上螺栓杆11长度的1.5倍。

上螺栓杆11和下螺栓杆12长度相同，使得两者可采用相同钢杆制成，组装时可无需互用，这一设置有效提高了连接杆10的组装速率，且便于组成连接杆10的各杆体进行批量生产。标准节杆13长度设为上螺栓杆11长度的1.5倍，便于用户大致判断出连接杆10的长度或快速计算出所需标准节杆13的个数，这一设置进一步提高了连接杆10的组装速率。

本发明还提供一种静态爆破方法。请参阅图3，所述静态爆破方法，包括以下步骤：清除钻孔40底部废渣；将组装好的连接杆10和下挡板30放入钻孔40内，向下振捣，直至下挡板30的底部接触钻孔40的底面；将拌和好的静态破碎剂注入钻孔40内；将上挡板20安装至连接杆10上，使得上挡板20封堵钻孔口；待爆破完成后，将静态爆破防冲孔装置由钻孔40内取出。

本发明提供的静态爆破方法，在钻孔40内加设了上述静态爆破防冲孔装置，避免了爆破时静态破碎剂由钻孔40中冲出，同时静态爆破防冲孔装置还起到抑制破碎剂沿轴向变形的作用，从而有效提高了静态破碎剂的膨胀效果。因此，本方法适用于大孔径静态破碎剂防冲孔施工和一般孔径高效静态破碎剂的防冲孔施工时使用，爆破效果良好。

本实施例中下挡板30的底部接触钻孔40的底面可以是下挡板30的底面直接与钻孔40的底面接触，也可以是下挡板30下方的其他部件与钻孔40的底面接触，根据实际结构确定。

作为本发明提供的静态爆破方法的一种具体实施方式，在清除钻孔40底部废渣步骤前还设置有组装连接杆10和下挡板30步骤，组装连接杆10和下挡板30步骤包括以下步骤：根据钻孔40的直径制作或选取相应的上挡板20和下挡板30备用；将下挡板30安装至连接杆10的底部并固定好。

本实施例中上挡板20的直径与钻孔40的直径一致，下挡板30的直径比钻孔40的直径小0.8～1.2cm。固定下挡板30时可以采用焊接、螺纹连接或固定件连接的方式，也可以采用本发明实施例提供的托盘71和第二固定螺母72进行固定。采用托盘71和第二固定螺母72固定下挡板30步骤包括以下步骤：拧松第二固定螺母72，将下挡板30插入第二固定螺母72和托盘71之间，然后拧紧第二固定螺母72，直至第二固定螺母72和托盘71夹紧下挡板30。

本实施例中上挡板20的直径与钻孔40的直径一致，下挡板30的直径比钻孔40的直径小1cm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。