一种爆破封孔方法
阅读说明：本技术 一种爆破封孔方法 (Blasting hole sealing method ) 是由 夏永学 任艳芳 焦彪 陆闯 张晨阳 于 2020-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种爆破封孔方法,其步骤包括：在待爆破物体中施工钻孔；在钻孔中装入炸药和雷管；在钻孔装入阻燃材料并压实炸药；将可膨胀封孔器装入钻孔内顶住阻燃材料；通过与可膨胀封孔器连通的高压泵向可膨胀封孔器中注入高压液体,使可膨胀封孔器膨胀而对钻孔内壁施压,可膨胀封孔器对钻孔内壁的压力达到设计压力后关闭高压泵和注液阀；将钻孔外部的爆破脚线接通起爆器后引爆钻孔内炸药；爆破完成后打开高压泵的注液阀和单向出水阀将可膨胀封孔器内的高压液体排出,使可膨胀封孔器卸压而与钻孔内壁分离后,撤出可膨胀封孔器。本发明提供的一种爆破封孔方法,封孔质量好、封孔成本低,且封孔快速高效、劳动强度较低。(The invention provides a blasting hole sealing method, which comprises the following steps: constructing a drill hole in an object to be blasted; filling explosive and a detonator in the drill hole; filling a flame-retardant material into the drilled hole and compacting the explosive; placing the expandable hole packer into the drill hole to prop against the flame-retardant material; injecting high-pressure liquid into the expandable hole packer through a high-pressure pump communicated with the expandable hole packer to expand the expandable hole packer to apply pressure to the inner wall of the drill hole, and closing the high-pressure pump and the liquid injection valve after the pressure of the expandable hole packer to the inner wall of the drill hole reaches the design pressure; connecting a blasting leg wire outside the drill hole with an initiator and then detonating explosives in the drill hole; and after the blasting is finished, opening a liquid injection valve and a one-way water outlet valve of the high-pressure pump to discharge the high-pressure liquid in the expandable hole packer, releasing the pressure of the expandable hole packer to separate the expandable hole packer from the inner wall of the drill hole, and withdrawing the expandable hole packer. The blasting hole sealing method provided by the invention has the advantages of good hole sealing quality, low hole sealing cost, high efficiency in hole sealing and low labor intensity.)
技术领域
本发明涉及矿山安全开采技术领域，特别涉及一种爆破封孔方法。
背景技术
在矿山开采过程中，常采用深孔爆破工艺，比如切顶卸压、煤层预裂增透等，但是爆破工艺复杂，尤其是封孔难度较大。目前普遍采用黄泥等阻燃材料进行封孔的工艺，往往需要封孔的长度不小于孔深的30％，封孔劳动强度高、封孔时间长，而且封孔质量较低，爆破时常常出现冲孔现象，不仅影响爆破效果，而且容易破坏井巷工程，甚至造成严重的安全事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种劳动强度低、封孔质量好、成本低、快速高效的爆破封孔方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种爆破封孔方法，包括如下步骤：
在待爆破物体中施工钻孔；
在钻孔中装入炸药和与延伸至钻孔外部的爆破脚线连接的雷管；
在钻孔装入阻燃材料并压实炸药；
将可膨胀封孔器装入钻孔内顶住阻燃材料；
通过与可膨胀封孔器连通的高压泵向可膨胀封孔器中注入高压液体，使可膨胀封孔器膨胀而对钻孔内壁施压，可膨胀封孔器对钻孔内壁的压力达到设计压力后关闭高压泵和注液阀；
将钻孔外部的爆破脚线接通起爆器后引爆钻孔内炸药；
爆破完成后打开高压泵的注液阀和单向出水阀将可膨胀封孔器内的高压液体排出，使可膨胀封孔器卸压而与钻孔内壁分离后，撤出可膨胀封孔器。
进一步地，所述可膨胀封孔器为一根或多根，所述多根可膨胀封孔器之间通过第一连接件连通，所述钻孔孔口端的可膨胀封孔器通过第二连接件与高压密封钻杆连通，所述高压密封钻杆通过高压胶管与高压泵连通。
进一步地，所述可膨胀封孔器包括中空空腔的杆体及设置在杆体外部的膨胀胶囊，所述膨胀胶囊两端包覆在杆体两端，杆体体壁设置连通杆体的中空空腔与膨胀胶囊囊腔的通液孔，所述杆体一端管口设置内螺纹、另一端管口设置外螺纹。
进一步地，所述第一连接件为一端设置与所述可膨胀封孔器的杆体的内螺纹匹配的外螺纹、另一端设置与所述可膨胀封孔器的杆体的外螺纹匹配的内螺纹的中通结构，所述第一连接件一端通过外螺纹与可膨胀封孔器的杆体一端的内螺纹螺接、另一端通过内螺纹与另一可膨胀封孔器的杆体一端的外螺纹螺接。
进一步地，所述第二连接件为一端设置与所述可膨胀封孔器的杆体的外螺纹匹配的内螺纹、另一端设置与所述高压密封钻杆一端管口的内螺纹匹配的外螺纹的中通结构，所述第二连接件一端通过内螺纹与所述可膨胀封孔器的杆体一端的外螺纹螺接、另一端通过外螺纹与高压密封钻杆一端管口的内螺纹螺接。
进一步地，所述高压泵向所述可膨胀封孔器中注入的高压液体为水，所述可膨胀封孔器对所述钻孔内壁的设计压力为5-30MPa。
进一步地，所述可膨胀封孔器的长度为1-3m/根。
进一步地，所述钻孔可为垂直钻孔、水平钻孔和倾斜钻孔，所述钻孔直径为30～120mm。
进一步地，所述阻燃材料为黄泥。
进一步地，所述阻燃材料在所述钻孔内的长度为不小于0.5m。
本发明提供的一种爆破封孔方法，先用阻燃材料压紧装入钻孔内的炸药和雷管后，然后再用可膨胀封孔器装入钻孔内顶住阻燃材料，通过向可膨胀封孔器内注入高压液体使可膨胀封孔器膨胀而对钻孔内壁施压，从而可使可膨胀封孔器紧紧地压在钻孔内壁上，从而避免了爆破时因封孔不紧而出现的冲孔现象。并且，本发明提供的一种爆破封孔方法，爆破完成后还可以对可膨胀封孔器进行泄压后将可膨胀封孔器从钻孔中取出而再次使用，从而节约了爆破封孔成本，降低了爆破成本，提高了经济效益。同时，本发明提供的一种爆破封孔方法，不仅封孔质量好、封孔成本低，而且本发明直接通过高压泵向可膨胀封孔器中注入高压液体，使可膨胀封孔器膨胀而对钻孔内壁施压，使可膨胀封孔器紧贴在钻孔内壁上，封孔快速高效、劳动强度较低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的爆破封孔方法中使用的封孔设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的爆破封孔方法中使用的封孔设备的局部放大图；
图3为本发明实施例提供的爆破封孔方法中使用的高压泵的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种爆破封孔方法，包括如下步骤：
步骤1)采用矿用钻机在煤矿巷道顶板中施工一个钻孔1，钻孔1可为垂直钻孔、水平钻孔或倾斜钻孔，钻孔1的直径在42mm～94mm。钻孔1施工完后退出钻杆。
步骤2)采用炮棍或其他装药装置将炸药2分段或一次性推送至钻孔1的孔底，其中炸药2内放置有1个或多个雷管3，雷管3与爆破脚线9相连，爆破脚线9延伸至钻孔1的外部。
步骤3)采用炮棍或其他装置将略小于钻孔1直径的圆柱形由阻燃材料形成的炮泥4推送至钻孔1的底部并压实炸药，然后退出炮棍。作为本发明的一种具体实施方式，为了经济有效，阻燃材料形成的炮泥4采用的是黄泥等阻燃性能好的塑性材料。为了防止爆破过程中可膨胀封孔器5受到爆破力破坏，由阻燃材料形成的炮泥4在钻孔1内的长度设计为一般不小于0.5m。
步骤4)将可膨胀封孔器5推入钻孔1内并顶住阻燃材料形成的炮泥4，可膨胀封孔器5与高压密封钻杆6连通，高压密封钻杆6通过高压胶管7与高压泵8连通。可膨胀封孔器5包括带有中空空腔56的杆体51及设置在杆体51外部的能够耐高压的高强度的膨胀胶囊52，所述膨胀胶囊52两端包覆在杆体51两端，杆体51的管壁周围设置有通向膨胀胶囊52的囊腔的通液孔53。推入钻孔1内的可膨胀封孔器5可以为一根或多根。
参见图2，作为本发明的一种具体实施方式，如果钻孔1的孔深较深、钻孔1中的炸药量较大时，可将多根可膨胀封孔器5推入钻孔1内，靠近炮泥4的可膨胀封孔器5的杆体51与炮泥4的接触端为密闭的盲端、其另一端管口设置有外螺纹，其他可膨胀封孔器5的杆体51一端管口设置内螺纹、另一端管口设置外螺纹。而靠近钻孔1孔口的可膨胀封孔器5通过第二连接件55与高压密封钻杆6连通，其他可膨胀封孔器5之间通过第一连接件54连通。其中，第一连接件54为一端设置与可膨胀封孔器5的杆体51的内螺纹匹配的外螺纹、另一端设置与所述可膨胀封孔器5的杆体51的外螺纹匹配的内螺纹的中通结构，第一连接件54一端通过外螺纹与可膨胀封孔器5的杆体51一端的内螺纹螺接、另一端通过内螺纹与另一可膨胀封孔器5的杆体51一端的外螺纹螺接。第二连接件55为一端设置与可膨胀封孔器5的杆体51的外螺纹匹配的内螺纹、另一端设置与高压密封钻杆6一端管口的内螺纹匹配的外螺纹的中通结构，第二连接件55一端通过内螺纹与可膨胀封孔器5的杆体51一端的外螺纹螺接、另一端通过外螺纹与高压密封钻杆6一端管口的内螺纹螺接。来自高压密封钻杆6的高压液体经过第二连接件55流入靠近钻孔1孔口处的可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内，靠近钻孔1孔口处的可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内的高压液体经过第一连接件54依次流入下一个可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内，一直流进靠近炮泥4的可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内，同时，各可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内的高压液体分别经过杆体51上的通液孔53流进各可膨胀封孔器5的膨胀胶囊52内，在高压液体的液压作用下，各膨胀封孔器5的膨胀胶囊52膨胀而使各个可膨胀封孔器5紧紧压在钻孔1内壁上。
当然，作为本发明的另一种具体实施方式，也可以不需要第一连接件54和第二连接件55，可将靠近炮泥4的可膨胀封孔器5的杆体51的远离炮泥4端通过其外螺纹与另一个可膨胀封孔器5的杆体51一端的内螺纹直接螺接，另一个可膨胀封孔器5的杆体51的另一端通过外螺纹与其他可膨胀封孔器5的杆体51的内螺纹直接螺接，这样多个可膨胀封孔器通过其端部的内外螺纹直接螺接在一起，而靠近钻孔1孔口的可膨胀封孔器5的靠近钻孔1孔口端通过其杆体51端部的外螺纹与高压密封钻杆6端部的内螺纹直接螺接连通。来自高压密封钻杆6的高压液体直接流入靠近钻孔1孔口处的可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内，靠近钻孔1孔口处的可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内的高压液体直接依次流入下一个可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内，一直流进靠近炮泥4的可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内，同时，各可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内的高压液体分别经过杆体51上的通液孔53流进各可膨胀封孔器5的膨胀胶囊52内，在高压液体的液压作用下，各膨胀封孔器5的膨胀胶囊52膨胀而使各个可膨胀封孔器5紧紧压在钻孔1内壁上。
作为本发明的其它具体实施方式，如果钻孔1的深度较小、钻孔1中的炸药量较少时，可将一根可膨胀封孔器5推入钻孔1内。该根可膨胀封孔器5的杆体51与阻燃材料形成的炮泥4的接触端为密闭的盲端，该可膨胀封孔器5的杆体51另一端管口设置有与高压密封钻杆6的一端管口的内螺纹相匹配的外螺纹，该可膨胀封孔器5的杆体51的外螺纹端与高压密封钻杆6的一端管口内螺纹端螺接。当来自高压密封钻杆6的高压液体流入可膨胀封孔器5的杆体51的中空空腔56内时，杆体51的中空空腔56内的高压液体经过杆体51上的通液孔53流进可膨胀封孔器5的膨胀胶囊52内，在高压液体的液压作用下，膨胀胶囊52膨胀而使可膨胀封孔器5紧紧压在钻孔1内壁上。
作为本发明的一种具体实施方式，为了在爆破过程中达到良好的封孔效果，每根可膨胀封孔器5的长度设定在1-3m。
步骤5)将高压密封钻杆6通过高压胶管7与高压泵8相连，通过高压泵向可膨胀封孔器5内注入高压液体。作为本发明的一种具体实施方式，为了经济有效，本发明实施例注入的高压液体采用经济实惠、容易获取的水。参见图3，高压泵8上设置有开关81、注液阀82、进液阀83、压力表盘84、压力调控旋钮85、单向出水阀86、安全阀87及溢流阀88等部件。
步骤6)开启高压泵8并通过其压力调控旋钮85调整注水压力至设计注水压力，然后打开注液阀82，高压水依次通过高压胶管7和高压密封钻杆6注入膨胀式封孔器5内，高压水促使膨胀胶囊52膨胀而使可膨胀封孔器5紧紧压在钻孔1内壁上。为了保证封孔的质量，可膨胀封孔器5对钻孔1内壁的设计注水压力设定在5-30MPa。
步骤7)泵压稳定在注水压力后，关闭高压泵8和其注液阀82，完成封孔。
步骤8)将爆破脚线9与起爆器相连，在安全起爆距离外开启起爆器，起爆信号通过爆破脚线9引爆钻孔1内雷管3，雷管3引爆炸药2。
步骤9)开启注液阀82和单向出水阀86，可膨胀封孔器5中的高压水依次通过高压密封钻杆6、高压胶管7和高压泵8的单向出水阀86排出来，可膨胀封孔器5的膨胀胶囊52内的压力下降，可膨胀封孔器5复原并与钻孔1的孔壁脱离。
步骤10)将高压密封钻杆6和可膨胀封孔器5依次拔出，完成整个爆破工序。由于可膨胀封孔器5前面有一般不小于0.5m的由阻燃材料形成的炮泥4的缓冲作用，爆破过程中可膨胀封孔器5不会被损坏，取出的可膨胀封孔器5还可以作为下一次爆破封孔使用。
本发明提供的一种爆破封孔方法，相对于传统爆破封孔工艺，不仅封孔质量好、封孔成本低，而且封孔快速高效、劳动强度较低，具有良好的推广应用前景。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种混凝土水平支撑结构绿色施工工艺