本發(fā)明涉及采礦，尤其是涉及一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置及安裝方法。

背景技術(shù)：

1、改善頂板的動態(tài)行為是有效管理沿空留巷周圍應(yīng)力分布、保障圍巖穩(wěn)定性的根本方式。為預(yù)防采空區(qū)上方頂板懸跨過大，調(diào)整采場邊界支承壓力的最大值位置，從而優(yōu)化沿空留巷與采區(qū)主要巷道的應(yīng)力分布模式，需要實(shí)施一系列技術(shù)手段來主動調(diào)控頂板巖層的斷裂與移動特性。這些措施旨在加速頂板的斷裂與旋轉(zhuǎn)過程，縮短由開采活動引起的應(yīng)力影響周期，并減輕沿空留巷及采區(qū)大巷周邊巖體的應(yīng)力負(fù)擔(dān)。目前，切頂卸壓被廣泛運(yùn)用在采礦作業(yè)中，此技術(shù)通常依賴鉆孔爆破方法來實(shí)現(xiàn)切頂卸壓作業(yè)。

2、當(dāng)前的頂板弱化研究主要基于假設(shè)已取得良好切頂效果的圍巖控制機(jī)理和技術(shù)方面，但這種假設(shè)的良好切頂效果在復(fù)合頂板條件下難以控制。因此，完善針對復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)的預(yù)裂爆破技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急；其次，切縫爆破作業(yè)一般采用不耦合分段裝藥，導(dǎo)致單孔雷管數(shù)目過多，不僅造成整個(gè)工程使用雷管數(shù)目過多，且在封堵填塞炮泥過程中，雷管引線容易被炮棍破壞，引起雷管拒爆，同時(shí)，電子數(shù)碼雷管成本高，管控嚴(yán)格，審批手續(xù)多，火工品供應(yīng)不及時(shí)，會影響工程進(jìn)度。為此，針對上述工程技術(shù)中的問題，亟需提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效、安全、低成本、效果好的爆破裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置及安裝方法，以應(yīng)對復(fù)合頂板條件下，不同巖層采用分區(qū)隔離爆破方式的同時(shí)利用聚能射流沖擊實(shí)現(xiàn)間隔裝藥傳爆，控制火工品使用數(shù)量，并使得復(fù)合頂板鉆孔全長均勻致裂。

2、本發(fā)明提供的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，包括，

4、管殼，所述管殼包括可拆卸連接的第一半殼和第二半殼，所述第一半殼和第二半殼合圍成管腔；

5、射流件，沿所述管殼的長度方向設(shè)置于管腔內(nèi)，所述射流件包括射流管和聚能錐體，所述射流管內(nèi)部開設(shè)有貫穿的射流通道，所述聚能錐體呈中空錐體狀，所述聚能錐體連通于射流管長度方向的一端；

6、限位結(jié)構(gòu)，用于將射流件固定于管腔內(nèi)。

7、優(yōu)選的，所述限位結(jié)構(gòu)包括定位槽和定位片組，所述定位槽設(shè)置有多組，多組所述定位槽沿管殼的長度方向間隔開設(shè)于管腔腔壁；

8、所述定位片組沿射流管的長度方向間隔設(shè)置于射流管管壁，所述定位片組可嵌入定位槽中。

9、優(yōu)選的，所述定位片組包括主定位片和副定位片，所述主定位片設(shè)置于射流管和聚能錐體的連接處；

10、所述副定位片設(shè)置有多組，多組所述副定位片沿射流管的長度方向間隔設(shè)置于射流管管壁。

11、優(yōu)選的，相鄰兩組所述副定位片之間形成有空槽，所述副定位片和主定位片之間形成有空槽，所述空槽用于放置炮泥。

12、優(yōu)選的，所述聚能錐體的錐角為50-120°，所述聚能錐體的厚度為1-2mm。

13、優(yōu)選的，所述管殼周向側(cè)壁套設(shè)有套管，所述套管設(shè)置有多組，多組所述套管沿管殼的長度方向間隔設(shè)置于管殼周向側(cè)壁。

14、優(yōu)選的，所述射流件和主定位片的材質(zhì)為鋁合金材質(zhì)，所述射流件和主定位片為一體式結(jié)構(gòu)；

15、所述管殼、副定位片和套管的材質(zhì)均為pvc材質(zhì)。

16、優(yōu)選的，所述射流管遠(yuǎn)離聚能錐體的一端可拆卸安裝有軟塞。

17、本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述所述聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置的安裝方法，包括以下步驟：

18、s1、將軟塞安裝于射流管遠(yuǎn)離聚能錐體的一端開口處，將多組副定位片間隔套設(shè)于射流管管壁，并使得定位片組分別嵌入定位槽內(nèi)，向空槽內(nèi)填充炮泥，將第一半殼和第二半殼連接，此時(shí)空槽內(nèi)的炮泥處于壓實(shí)的狀態(tài)，拔下軟塞，并將多組套管間隔套設(shè)于管殼的周向側(cè)壁，得到爆破裝置；

19、s2、對待預(yù)裂爆破的巷道頂板進(jìn)行鉆孔取芯，取芯長度大于3倍的采高，取巖樣若干并檢測，以得到巖體質(zhì)量分級；

20、s3、施工切縫孔，并對切縫孔進(jìn)行鉆孔窺視，劃分并確定非爆破區(qū)和爆破區(qū)，并將爆破區(qū)劃分為軟巖爆破區(qū)、中硬巖爆破區(qū)、硬巖爆破區(qū)；

21、s4、準(zhǔn)備聚能管若干，根據(jù)軟巖爆破區(qū)、中硬巖爆破區(qū)、硬巖爆破區(qū)的長度確定在聚能管內(nèi)的裝藥量；

22、s5、將步驟s4中裝填有炸藥的若干聚能管分別安裝于爆破裝置長度方向的兩端；

23、s6、重復(fù)步驟s4和步驟s5，直至位于爆破區(qū)的切縫孔裝藥完畢，并在爆破區(qū)靠近非爆破區(qū)的一端填入電子數(shù)碼雷管，并將電子數(shù)碼雷管的導(dǎo)線引出；

24、s7、封堵切縫孔，并聯(lián)連接電子數(shù)碼雷管起爆網(wǎng)絡(luò)；

25、s8、起爆完成爆破切頂作業(yè)。

26、優(yōu)選的，所述爆破區(qū)的爆破裝置分別位于中硬巖爆破區(qū)、硬巖爆破區(qū)和軟巖爆破區(qū)的分層處。

27、綜上所述，本發(fā)明包括以下有益技術(shù)效果：

28、1.本發(fā)明中的管殼設(shè)置為第一半殼和第二半殼，其中射流件通過限位結(jié)構(gòu)固定于第一半殼和第二半殼合圍成的管腔內(nèi)，并且管腔內(nèi)用于填充炮泥，且射流件包括射流管和聚能錐體，聚能錐體具有良好的傳爆效果，此裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且裝填炮泥的過程簡單，在應(yīng)對復(fù)合頂板的條件下，引爆起始炸藥，爆轟波接觸聚能錐，且迅速壓垮聚能錐形成高速金屬射流，高速金屬射流從射流通道射出，沖擊引爆位于前端炸藥的底部，同時(shí)爆轟波壓縮炮泥，使得炮泥向射流管的方向密實(shí)，封堵射流通道完成爆破區(qū)封閉，從而實(shí)現(xiàn)各爆破區(qū)域間的隔離；傳爆工作能夠利用聚能射流沖擊實(shí)現(xiàn)間隔裝藥傳爆，從而使得復(fù)合頂板全長均勻致裂。

29、2.本發(fā)明可大大減少電子數(shù)碼雷管的使用數(shù)量，以13m切縫孔為例，傳統(tǒng)爆破方式單孔需8發(fā)電子數(shù)碼雷管，使用本發(fā)明提出的一種復(fù)合頂板聚能射流沖擊起爆全長均裂爆破切頂裝置可將單孔電子數(shù)碼雷管降至1-2發(fā)，降低了鉆孔爆破成本，且電子數(shù)碼雷管用量的減少解決了雷管引線排列混亂的問題，減少了施工時(shí)炮棍插搗過程中引線損壞的可能，從而避免雷管拒爆。

技術(shù)特征：

1.一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，包括，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，所述限位結(jié)構(gòu)（3）包括定位槽（31）和定位片組（32），所述定位槽（31）設(shè)置有多組，多組所述定位槽（31）沿管殼（1）的長度方向間隔開設(shè)于管腔（13）腔壁；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，所述定位片組（32）包括主定位片（321）和副定位片（322），所述主定位片（321）設(shè)置于射流管（21）和聚能錐體（22）的連接處；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，相鄰兩組所述副定位片（322）之間形成有空槽（15），所述副定位片（322）和主定位片（321）之間形成有空槽（15），所述空槽（15）用于放置炮泥（151）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，所述聚能錐體（22）的錐角為50-120°，所述聚能錐體（22）的厚度為1-2mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，所述管殼（1）周向側(cè)壁套設(shè)有套管（14），所述套管（14）設(shè)置有多組，多組所述套管（14）沿管殼（1）的長度方向間隔設(shè)置于管殼（1）周向側(cè)壁。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，所述射流件（2）和主定位片（321）的材質(zhì)為鋁合金材質(zhì)，所述射流件（2）和主定位片（321）為一體式結(jié)構(gòu)；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置，其特征在于，所述射流管（21）遠(yuǎn)離聚能錐體（22）的一端可拆卸安裝有軟塞（23）。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置的安裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置的安裝方法，其特征在于，所述爆破區(qū)（4）的爆破裝置分別位于中硬巖爆破區(qū)（42）、硬巖爆破區(qū)（41）和軟巖爆破區(qū)的分層處。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種聚能射流沖擊傳爆均裂復(fù)合頂板爆破裝置及安裝方法，屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，包括管殼、射流件和限位結(jié)構(gòu)，所述管殼包括可拆卸連接的第一半殼和第二半殼，所述第一半殼和第二半殼合圍成管腔；射流件沿所述管殼的長度方向設(shè)置于管腔內(nèi)，所述射流件包括射流管和聚能錐體，所述射流管內(nèi)部開設(shè)有貫穿的射流通道，所述聚能錐體呈中空錐體狀，所述聚能錐體連通于射流管長度方向的一端；限位結(jié)構(gòu)用于將射流件固定于管腔內(nèi)。本發(fā)明中的復(fù)合頂板聚能射流沖擊均裂爆破裝置具有高效、安全、低成本、少火工品的特點(diǎn)，不同巖層采用分區(qū)隔離爆破方式的同時(shí)利用聚能射流沖擊實(shí)現(xiàn)間隔裝藥傳爆，使得復(fù)合頂板鉆孔全長均勻致裂。

技術(shù)研發(fā)人員：楊永康,王晨龍,王梅,趙辰悅,孟麟,崔哲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26