一种兼具炮孔测量与堵孔功能的装置及其应用方法与流程

本发明属于矿山开采爆破领域，具体涉及一种兼具炮孔测量与堵孔功能的装置及其应用方法。

背景技术：

测孔和堵孔是爆破前必须实施的两道工序，目前矿山的测孔和堵孔是分离的两个工作步骤，先测孔，后堵孔。

矿山现有的测孔方式大多采用线绳悬吊水瓶或木棍等测孔物的方式，通过不断下放、提拉线绳估测测孔物的位置，当测孔物到达孔底时，通过在提拉线绳的过程中感受是否有测孔物卡住孔底的反向力确定孔底的位置，然后用力拉扯线绳，使下方固定的测孔物脱落回收线绳，线绳回收后，通过测量下放线绳的长度获取孔深。上述测孔方式较为原始，操作不便，在吊坠物下放到孔底时只能通过不断提拉线绳判断吊坠物的位置，这就可能造成工人在操作时不能准确感知吊坠物的位置及其是否已经到达孔底，造成测量存在误差；同时，在吊坠物到达孔底后，通过用力提拉线绳的方式可能造成线绳因提拉而被扯断，造成测量误差。

矿山目前常用的堵孔方式与测孔方式类似，多采用铁丝与堵孔物(如铁饼、水泥饼)相连的方式，通过铁丝下放堵孔物，通过不断提拉铁丝判断堵孔物的位置，当堵孔物到达孔底时，工人提拉铁丝时会感到明显的阻力，然后通过不断摇晃铁丝使堵孔物回到孔内，工人在孔口处将铁丝固定，达到堵孔的目的。上述堵孔方式，通过铁丝悬挂堵孔物然后进行下放，通过不断提拉铁丝判断堵孔物是否到达孔底，这样的作法比较耗费时间，而且可能存在不能准确感知堵孔物是否到达孔底；同时，当堵孔物到达孔底后，需要将堵孔物通过提拉的方式收回至孔内，这就要求工人不断的摇晃铁丝，晃动堵孔物然后将其提拉至孔内，现有的方式效率低下，且不能保证堵孔物在孔内呈水平状态，造成堵孔效果不好从而影响爆破效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种既能一次测量炮孔深度和孔底位置，又能同时堵塞孔底为下一步装药奠定基础的装置及其应用方法，保证爆破效果。

本发明提供的这种兼具炮孔测量与堵孔功能的装置，包括限位桶、柔性标尺、触碰开关、简易电源、导线和指示灯；限位桶为绝缘材料制作的上端开口的空心圆桶，其底板直径大于围板直径，触碰开关有沿限位桶周向均布的多个，每个触碰开关包括金属板体和金属触块，金属板体的一端可转动的铰接于限位桶内的底板上，另一端穿过围板，金属板体处于水平状态时，其外端对应的位置伸出于炮孔外，围板上对应金属板体穿过位置及其下方有矩形槽，桶外的底板上对应金属板体位置处设置金属触块，限位桶的围板外壁对应金属板体的伸出段上部固定有弹簧；柔性标尺为绝缘材料制作，其上有标示长度的刻度，柔性标尺沿长度方向固定有往返的导线，导线上对应标尺的上端连接有指示灯；柔性标尺的下端与限位桶的上端连接，且柔性标尺位于限位桶的轴向中心线上；简易电源置于限位桶内，与触碰开关和指示灯之间通过导线连成回路。

上述技术方案的一种实施方式中，所述限位桶的底板直径比炮孔直径小3-5cm。

上述技术方案的一种实施方式中，所述限位桶内的底板上在近围板内壁处设置有往底板外缘延伸的径向槽，所述触碰开关的金属板体的内端通过销轴铰接于径向槽中，所述金属触块固定于径向槽的外端。

上述技术方案的一种实施方式中，所述限位桶内有将所述径向槽和金属板体的桶内段及限位桶围板上的矩形槽罩住的遮挡罩。

上述技术方案的一种实施方式中，所述限位桶的围板顶部按周向均布四个连接孔，用于连接所述柔性标尺。

上述技术方案的一种实施方式中，所述柔性标尺的下端有连接十字形连接带，十字形连接带与所述限位桶围板上的连接孔连接固定，使柔性标尺下放限位桶时处于限位桶的轴向中心线上。

上述技术方案的一种实施方式中，所述简易电源为简易直流电源。

本发明提高的这种利用上述装置测量炮孔深度及堵塞炮孔的方法，包括以下步骤：

(1)在炮孔孔口设置柔性标尺的固定结构；

(2)将装置的各结构件按设计要求装配好，注意触碰开关金属板体能绕铰接处灵活转动，导线的各连接处接触良好，金属板体落下时与金属触块接触时，指示灯发光；

(3)金属板体的上部与限位桶外壁的弹簧挤压接触时，弹簧有预定的压缩量；

(4)测试通过柔性标尺提起限位桶时，限位桶是否处于水平状态，以保证限位桶在炮孔中的顺利下放；

(5)往限位桶中装入堵孔材料；

(6)通过柔性标尺将限位桶在炮孔中下放，此时触碰开关金属板体的伸出段被孔壁约束挤压弹簧，相当于限位桶及其内堵孔材料的重力作用将柔性标尺往下拉；

(7)当限位桶到达孔底时，触碰开关的金属板体脱离孔壁约束立即下落与金属触块接触使回路导通，柔性标尺上端的指示灯发光，此时读取柔性标尺上的刻度数据记录孔深测量数据；

(8)将柔性标尺的上端固定好，使限位桶通过柔性标尺悬吊于炮孔孔底完成堵孔，接下来即可进入下一步的装药连线工序。

本发明在限位桶的底部沿桶壁周向均布触碰开关，在限位桶的外壁设置弹簧，在限位桶的上端连接柔性标尺，且使柔性标尺位于限位桶的轴向中心线上。在柔性标尺上固定导线，且在导线上对应柔性标尺的上端连接指示灯，同时在限位桶内设置简易电源，并通过导线将触碰开关和指示灯连成回路，回路的通断通过触碰开关实现。通过柔性标尺将装有堵孔材料的限位桶在炮孔中下放时，触碰开关的金属板体被孔壁约束处于上倾斜状态并与弹簧挤压，触碰开关处于打开状态，当限位桶下放至炮孔孔底时，金属板体脱离炮孔孔壁的约束，同时在弹簧的复位推力下立即下落，使触碰开关合上导通回路，使指示灯发光，此时读取柔性标尺上的刻度记录炮孔深度，即可通过指示灯发光来判断炮孔孔底位置。读取柔性标尺上的刻度后将其固定于炮孔孔口，将限位桶悬吊于炮孔孔底封堵炮孔，一改目前试探性、靠手感、凭经验的测孔堵孔的方法，一步骤完成准确测量和堵塞炮孔工序，大大降低了测孔和堵孔难度，为后续装药连续工作节省了大量时间和准备工作，对提高矿山爆破效率、促进矿山安全高效生产意义重大。

附图说明

图1为本发明一个实施例的限位桶在炮孔中下放的状态示意图。

图2为图1连接柔性标尺前的放大示意图。

图3为限位桶到达炮孔孔底后的状态示意图。

具体实施方式

结合图1、图2可以看出，本实施例公开的这种兼具炮孔测量与堵孔功能的装置，包括限位桶1、触碰开关2、弹簧3、柔性标尺4、简易电源、导线和指示灯5。图中简易电源和导线未表示出。

限位桶1为绝缘材料制作的上端开口的空心圆桶，其底板直径大于围板直径，底板的直径略小于炮孔孔径，以小3-5cm为宜。

触碰开关2有沿限位桶1周向均布的多个，每个触碰开关2包括金属板体21和金属触块22。

金属板体21的一端通过销轴可转动的铰接于限位桶1内底板上的近围板内壁处，金属板体位于水平状态时与金属触块22接触，本实施例在底板上开设径向槽，将金属板体21的内端通过销轴铰接于径向槽中的内端，将金属触块22嵌于径向槽中的外端。

金属板体21的外端伸出于限位桶1的围板，金属板体在限位桶上装配好后，其外端对应的长度位置处大于炮孔孔径，围板上对应金属板体21的穿过位置及其下方有矩形槽。

限位桶1内有将径向槽和金属板体22的桶内段及限位桶围板上的矩形槽罩住的遮挡罩，以避免限位桶1内装入堵孔材料如细砂时，将径向槽填满及阻挡触碰开关2的金属板体21下落。

限位桶1围板的外壁对应金属板体21伸出段的上部固定有弹簧3。

限位桶1围板的顶部开设有位于一对垂直相交直径上的四个连接孔，用于了连接柔性标尺4。

柔性标尺4采用绝缘材料制作，其上有标示长度的刻度，其上沿长度方向固定有往返的导线，导线上对应标尺的上端连接有指示灯5。

柔性标尺4的下端有连接十字形连接带41，十字形连接带与限位桶1围板上的连接孔连接固定，使柔性标尺4下放限位桶时处于限位桶1的轴向中心线上。

简易电源采用简易直流电源，置于限位桶1内，与触碰开关2和指示灯5之间通过导线连成回路，通过触碰开关2实现回路的导通和断开，导通时，指示灯5发光。所以要测试回路导通后指示灯是否发光。

触碰开关2的金属板体21与限位桶1的底板铰接时，应注意金属板体21能灵活转动。弹簧3固定时，朝下倾斜一定的角度，同时注意位置与金属板体21的位置对应。金属板体21还要注意它在处于水平状态时与金属触块22的良好接触。

本装置的各结构件连接装配好后，要观察柔性标尺将限位桶提起时，限位桶是否水平，限位桶水平才能保证其在炮孔中的而顺利下放。确保限位桶处于水平后，往限位桶内装入堵孔材料，优选可就地取材的细砂，然后通过柔性标尺将限位桶从炮孔中下放。

下放时，由于受炮孔孔壁的约束，触碰开关的金属板体呈上倾斜状态，且挤压弹簧使其有一定的压缩量，以使金属板体在脱离炮孔孔壁的约束时，弹簧可给金属板体下向的推力，使金属板体瞬间下落。

当限位桶到达炮孔孔底时，触碰开关的金属板体脱离孔壁约束立即下落与金属触块接触使回路导通，柔性标尺上端的指示灯发光，此时限位桶位于炮孔孔底，读取柔性标尺上的刻度数据即为炮孔的深度数据。

记录好柔性标尺对应炮孔空口处的额刻度值后，将柔性标尺的上端固定好(预先在炮孔孔口设置固定架)，使限位桶通过柔性标尺悬吊于炮孔孔底完成堵孔，如图3所示。

从图3可以看出，位于炮孔孔底的限位桶处于水平状态，触碰开关金属板体处于水平状态，其伸出段上侧被炮孔周围的采空区顶板挡住，而且触碰开关沿限位桶底部的周向均布有多个，所以限位桶可通过多个金属板体很好的将炮孔孔底水平堵住，为下一步装药奠定基础。

本发明可通过指示灯发光来准确判断限位桶到达炮孔孔底位置，可通过柔性标尺准确的直接读出炮孔深度，还能通过触碰开关的金属板体使限位桶在炮孔孔底处水平限位封堵炮孔，上端将柔性标尺固定于炮孔孔口即可，一改目前试探性、靠手感、凭经验的测孔堵孔的方法，一步骤完成准确测量和堵塞炮孔工序，大大降低了测孔和堵孔难度，为后续装药连续工作节省了大量时间和准备工作，对提高矿山爆破效率、促进矿山安全高效生产意义重大。