大孔径静态爆破防冲孔装置的制作方法

本实用新型属于工程爆破技术领域，更具体地说，是涉及一种大孔径静态爆破防冲孔装置。

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，而采用传统破碎机械开挖效率太低，此时会选择静态破碎剂进行破碎。当遇到的大面积坚硬岩石情况，采用小孔时，往往需要人工现场进行钻孔，成孔速度慢，施工效率低下。为加快施工进程，采用凿岩机成孔时，需要采用超大孔径(孔径大于10cm)静态爆破的施工方法，采用超大孔径静态破碎时，往往需要考虑三个问题：(1)破碎剂的喷孔，实践表明，孔径越大，发生喷孔的风险就越高，现场一旦发生喷孔现象，往往使得破碎剂的破碎效果大幅降低，甚至起不到破碎效果，同时可能对现场施工人员和机械造成伤害；另外，喷孔会产生大量的烟雾，对城市施工环境造成污染；(2)采用超大孔径破碎时，往往需要消耗大量的破碎剂材料，会在一定程度上增加施工费用。

另外，在破碎剂的反应过程中有时需要加水增加破碎剂的膨胀效果，而直接注水，水往往停留在破碎剂的表层，起不到效果，同时直接在没有防冲孔措施的情况下加水，有一定危险，因此需要设计一种防冲孔、可加水的静态爆破装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种大孔径静态爆破防冲孔装置，旨在解决目前市场上缺少防冲孔、可加水的静态爆破装置的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种大孔径静态爆破防冲孔装置，包括：连接管，底部设置有封堵所述连接管底口的挡板，所述连接管的中下部的侧壁上设置有将其所述连接管内腔与钻孔连通的注水孔；

橡胶套，套设在所述连接管的外侧壁上，用于封堵所述注水孔的出口；

上挡板，套设在所述连接管的上部外侧壁上且与所述连接管可拆卸连接，用于封堵钻孔口；以及

下挡板，套设在所述连接管的底部外侧壁上；

所述上挡板、所述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，所述连接管顶部设置有用于封堵其顶口的密封盖，所述密封盖与所述连接管可拆卸连接。

进一步地，所述密封盖上还插设有与所述连接管的内腔连通的注水管，所述注水管设置在所述连接管外的部分上设置有流量计和水泵。

进一步地，所述连接管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管的上部外侧壁上且分别与所述连接管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并与所述限位螺母配合夹持所述上挡板。

进一步地，所述下挡板与所述连接管可拆卸连接，且所述连接管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，所述托盘套设在所述连接管的底部外侧壁上，所述第二固定螺母套设在所述连接管的下部外侧壁上且与所述连接管螺纹连接。

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

进一步地，所述连接管包括上管体、下管体和至少一个标准管体，所述标准管体的两端分别通过套管与所述上管体和所述下管体密封连接，所述上管体的外侧壁上设置有螺纹，所述螺纹外套设有与所述上管体可拆卸连接的所述上挡板，所述下管体的底部设置有所述挡板，且所述下管体的底部外侧壁上套设有所述下挡板，所述下管体和所述标准管体的侧壁上分别设置有所述注水孔，且所述下管体和所述标准管体的外侧壁上分别套设有所述橡胶套。

进一步地，所述连接管为导热管，且所述连接管内设置有加热装置，所述加热装置与设置在所述连接管外的供电装置电连接。

进一步地，所述供电装置包括电源和与所述电源电连接的导线，所述导线上设置有电源开关，所述加热装置的顶端延伸至所述连接管外并与所述导线的自由端电连接。

进一步地，所述加热装置为绝缘电阻丝。

本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型大孔径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，并通过连接管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，且这两个力的大小相当，可以相互抵消，实现装置受力的自平衡，进而避免了大孔径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，本装置还在连接管的侧壁上加设了注水孔，并在连接管的外侧壁上套设了用于封堵注水孔出口的橡胶套，橡胶套的设置避免了加水过程中静态反应剂通过注水孔进入连接管的内腔，确保了注水时与注水后钻孔内的静态破碎剂总量不变，进而减少了静态破碎剂的损失。因此，本实用新型实施例提供的大孔径静态爆破防冲孔装置，克服了传统静态爆破方法中在静态破碎剂反应过程中注水静态破碎剂易由注水孔喷出的技术难题，实现了静态破碎剂反应过程中安全加水操作，增强了静态破碎剂的破碎效果。

综上所述，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；可用于破碎剂水化反应中补水，防止因缺水导致静态破碎剂水化反应效果不佳；且本装置中连接管采用中空的钢管制成，在破碎剂消耗量相同的情况下，可以有效增大静态爆破的孔径，增强破碎效果，降低施工费用。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。本装置解决了超大孔径(直径大于10cm)破碎剂静态爆破过程中出现的冲孔问题，并减少了破碎剂的用量，节约爆破所需费用，还解决了在破碎剂水化反应过程中加水困难的问题，适用于超大孔径静态破碎剂防冲孔施工和超大孔径高效静态破碎剂的防冲孔施工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的结构示意图；

图2为本实用新型又一实施例提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的竖向剖面结构示意图；

图3为沿图1中A-A线的剖视结构图；

图4为本实用新型实施例所采用的加热装置的结构示意图。

图中：10、连接管；11、上管体；12、下管体；13、标准管体；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；80、加热装置；90、供电装置；91、电源；92、导线；93、电源开关；15、挡板；16、注水孔；17、橡胶套；18、密封盖；19、注水管；21、流量计；22、水泵。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型实施例提供的大孔径静态爆破防冲孔装置进行说明。所述大孔径静态爆破防冲孔装置，包括连接管10，底部设置有封堵连接管10底口的挡板15，连接管10的中下部的侧壁上设置有将其连接管10内腔与钻孔40连通的注水孔16；橡胶套17，套设在连接管10的外侧壁上，用于封堵注水孔16的出口；上挡板20，套设在连接管10的上部外侧壁上且与连接管10可拆卸连接，用于封堵钻孔口；以及下挡板30，套设在连接管10的底部外侧壁上；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套设至连接管10的下部的外侧壁上，将组装好的连接管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大孔径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套设至连接管10的上部，使其将钻孔口完全封堵住，静态破碎剂开始水化反应。静态破碎剂进行水化反应过程中，若需要向钻孔40内加水增加破碎剂的膨胀效果时，将高压供水管与连接管10连通，通过高压供水管向连接管10内腔注水，水压会将橡胶套17撑开，使得水能够沿橡胶套17内壁与连接管10外壁之间的缝隙流入钻孔40中与其内破碎剂接触，进而完成破碎剂注水。等待爆破完成，之后将大孔径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，根据使用的大孔径静态爆破防冲孔装置的具体结构而定。

本实用新型实施例提供的大孔径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，并通过连接管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，且这两个力的大小相当，可以相互抵消，实现装置受力的自平衡，进而避免了大孔径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，本装置还在连接管10的侧壁上加设了注水孔16，并在连接管10的外侧壁上套设了用于封堵注水孔16出口的橡胶套17，橡胶套17的设置避免了加水过程中静态反应剂通过注水孔16进入连接管10的内腔，确保了注水时与注水后钻孔40内的静态破碎剂总量不变，进而减少了静态破碎剂的损失。因此，本实用新型实施例提供的大孔径静态爆破防冲孔装置，克服了传统静态爆破方法中在静态破碎剂反应过程中注水静态破碎剂易由注水孔喷出的技术难题，实现了静态破碎剂反应过程中安全加水操作，增强了静态破碎剂的破碎效果。

综上所述，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；可用于破碎剂水化反应中补水，防止因缺水导致静态破碎剂水化反应效果不佳；且本装置中连接管10采用中空的钢管制成，在破碎剂消耗量相同的情况下，可以有效增大静态爆破的孔径，增强破碎效果，降低施工费用。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。本装置解决了超大孔径(直径大于10cm)破碎剂静态爆破过程中出现的冲孔问题，并减少了破碎剂的用量，节约爆破所需费用，还解决了在破碎剂水化反应过程中加水困难的问题，适用于超大孔径静态破碎剂防冲孔施工和超大孔径高效静态破碎剂的防冲孔施工。

本实施例中上挡板20可与连接管10螺纹连接或通过固定件进行可拆卸连接。橡胶套17可以采用耐热型橡胶套，只要其在静态破碎剂反应过程中能正常使用即可。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，连接管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。

作为本实用新型提供的大孔径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，进而确保了本实用新型实施例提供的大孔径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。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图2及图4，连接管10顶部设置有用于封堵其顶口的密封盖18，密封盖18与连接管10可拆卸连接。使用时不需要注水时，将密封盖18盖上，避免灰尘及爆破产生的碎渣进入连接管10内腔，有效降低了注水孔16发生堵塞的风险，保证了注水操作的顺利进行。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图2及图4，密封盖18上插设有与连接管10的内腔连通的注水管19，注水管19设置在连接管10外的部分上设置有流量计21和水泵22。

密封盖18的设置避免了通过注水管19注入连接管10内腔的水由连接管10的顶口喷出，进而确保了流入连接管10内腔中的水水压稳定，且足够将橡胶套17撑开，这一设置确保了注水操作的顺利稳定进行。流量计3的设置则实现了加水量的实时精准监测，便于操作人员根据实际情况控制水泵22的启停。

本实施例中密封盖18套设在连接管10的外侧壁上，且通过螺纹与连接管10密封连接。

作为本实用新型提供的大孔径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2，连接管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管10的上部外侧壁上且分别与连接管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的上方并与限位螺母61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在连接管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在连接管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由连接管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与连接管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，使用时套设在连接管10上部，通过限位螺母61和第一固定螺母62进行夹持固定。

作为本实用新型提供的大孔径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2，下挡板30与连接管10可拆卸连接，且连接管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套设在连接管10的底部外侧壁上，第二固定螺母72套设在连接管10的下部外侧壁上且与连接管10螺纹连接。

下挡板30与连接管10可拆卸连接，便于用户根据需要将下挡板30由连接管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和挡板15分别设置在连接管10的底端，且两者一体成型，这一设置确保了连接管10底端的平整性，进而降低了钻孔40底面上的残渣粘附在连接管10底端的几率，确保了本装置的整洁性和较长的使用寿命。另外，托盘71或挡板15与连接管10固定连接或两者一体成型。这一设置确保了挡板15及托盘71与连接管10连接关系的稳定性，进而确保了设备较长的使用寿命。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图3，下挡板30上设置有用于容纳连接管10并供连接管10沿下挡板30径向向下挡板30中心滑动的卡槽50，连接管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。

作为本实用新型提供的大孔径大孔径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。

作为本实用新型提供的大孔径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2，连接管10包括上管体11、下管体12和至少一个标准管体13，标准管体13的两端分别通过套管14与上管体11和下管体12密封连接，上管体11的外侧壁上设置有螺纹，螺纹外套设有与上管体11可拆卸连接的上挡板20，下管体12的底部设置有挡板15，且下管体12的底部外侧壁上套设有下挡板30，下管体12和标准管体13的侧壁上分别设置有注水孔16，且下管体12和标准管体13的外侧壁上分别套设有橡胶套17。

连接管10采用上管体11、下管体12和至少一个标准管体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管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的设置实现了标准管体13分别与上管体11和下管体12的可拆卸连接，便于连接管10的维护和各管体的更换。

确定标准管体13的个数具体操作如下：设上管体11和下管体12长度相同，分别为l，孔深为L，标准管体13的长度为lb，则标准管体13的个数n满足：(L-2l)/lb<n<(L-l)/lb。

本实施例中下管体12为两端外侧壁上设置有螺纹的钢管，下管体12与托盘71采用焊接相连，且托盘71底面水平设置；上管体11为外侧壁布满螺纹的钢管，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，由上管体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。

标准管体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，标准管体13为两端外侧壁设置有螺纹的钢管，标准管体13可以有多段，以满足不同孔深的需要。当标准管体13有至少两个时，相邻的两个标准管体13通过套管14连接。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，套管14的内侧壁上设置有与上管体11螺纹配合的螺纹，标准管体13的两端和下管体12的上端的外侧壁上分别设置有与套管14螺纹配合的螺纹。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图2及图4，连接管10为导热管，且连接管10内设置有加热装置80，加热装置80与设置在连接管10外的供电装置90电连接。

在静态破碎剂反应过程中，其反应速度受到环境的温度影响较大。在气温较低的环境下，静态破碎剂水化作用可能受到低温影响，反应速度缓慢，如碰到严寒天气，静态破碎剂甚至会发生结冰，使得静态破碎剂失效。为了克服以上问题，本实用新型实施例提供的大孔径静态爆破防冲孔装置还在连接管10的内腔中加设了加热装置80，当遇到严寒低温条件或需要提高静态剂反应速率时，通过注水管19向连接管10中注水或其他可导热的液体，之后启动供电装置90使其为加热装置80供电，加热装置80将连接管10内腔中的液体加热，液体再将热量经连接管10传导给放置在钻孔40内的静态破碎剂，进而实现了静态破碎剂所处环境温度的调节，使得静态破碎剂所处环境温度始终保持在便于其自身正常反应的温度范围内或其反应速率较快的温度范围内。这一设置使得本装置可应用于超大孔径静态爆破常温施工，提升破碎剂水化反应反应速度，提高破碎效率，减少破碎时间；还可用于高寒区域大孔径静态爆破施工，防止严寒环境下破碎剂反应缓慢、甚至失效的问题发生。

本实施例所提供的大孔径静态爆破防冲孔装置实现了防冲孔、加热和加水三重功能，克服了低温下破碎剂水化反应的困难的问题，加快了破碎剂反应速度，提高了施工效率，降低了施工费用，使得超大孔径静态爆破施工进展更加顺利，爆破效果更好。

其中，连接管10可采用钢管等可以导热的管体制成，保证了其良好的导热性能，便于其将内腔中的热量传导至钻孔40内。当注水操作和加热操作同时进行时，加热装置80产生的热量还可以通过注入钻孔40中的水传导给静态破碎剂，此时加热效果更加快速且均匀。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，请参阅图2及图4，供电装置90包括电源91和与电源91电连接的导线92，导线92上设置有电源开关93，加热装置80的顶端延伸至连接管10外并与导线92的自由端电连接。

当需要加热时，闭合电源开关93，使得电源91向绝缘电阻丝供电，绝缘电阻丝通电加热。加热装置80的顶端延伸至连接管10外与导线92连接，避免了漏电现象的发生，进一步提高了爆破操作的安全性。

作为本实用新型提供的大孔径静态爆破防冲孔装置的一种具体实施方式，加热装置80为绝缘电阻丝。加热装置80采用绝缘电阻丝，确保了使用的安全性，进一步降低了加热装置80使用时发生漏电的风险。

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