一种深孔爆破本质安全型快速装药装置[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611050701.1
(22)申请日 2016.11.24
(71)申请人 中国矿业大学（北京）
地址 100083 北京市海淀区学院路丁11号
(72)发明人 赵杰超　郭德勇　刘爽　刘晓光　
(51)Int.Cl.
F42D 1/08(2006.01)
F42D 3/04(2006.01)
E21C 41/18(2006.01)
(54)发明名称一种深孔爆破本质安全型快速装药装置(57)摘要一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，主要包括：位于装置最前端的导向头，施工完成的钻孔内通常存在较多的煤岩碎屑或碎块，圆锥形导向头既能够有效地避免因装药而引起煤岩碎屑或碎块的堆积，又能减小装药阻力以便于装药工作的顺利完成；位于装置尾部的尾塞，能够有效地减弱封孔过程对药卷的冲击，避免药卷被撞破溢出；管体，通过增减PVC管体数目或改变PVC 管体直径可以满足各种长度或孔径炮孔的装药需要，对炮孔长度和孔径变化适应性强；安全绳，在发生卡炮孔、扯断放炮线或导爆索等意外情况时能够快速拉出药卷，避免药卷遗留在炮孔内，有效地提高了装药过程的抗灾变能力。

该装置具有工艺简单、易于操作、
安全可靠的特点。

权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 108106506 A 2018.06.01
C N 108106506
A
1.一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，主要包括：
导向头，所述导向头由锥形端头和稳固柱组成，其中锥形端头用于驱赶炮孔内可能存在的煤岩块体而实现装药装置的快速推进；
多根管体，所述多根管体之间首尾相连以满足储放炸药的需求，其中最前端的管体连接至所述导向头的稳固柱；
尾塞，所述尾塞由稳固柱和尾柱组成，其中稳固柱用于连接所述管体，尾柱用于承载推送装置时施加的外部载荷；
安全绳，所述安全绳连接至所述导向头的稳固柱，用于快速拉出整个装置。

2.根据权利要求1所述一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，其特征在于，所述导向头上锥形端头的最大直径应大于与之相连管体部分的外径，而所述导向头上稳固柱的直径应小于或等于与之相连管体部分的内径。

3.根据权利要求1所述一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，其特征在于，所述每根管体的一端设置变径端头，且变径端头的内径等于管体另一端的外径。

4.根据权利要求1所述一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，其特征在于，所述尾塞上尾柱的直径应大于与之相连管体部分的外径，而所述尾塞上稳固柱的直径应小于或等于与之相连管体部分的内径。

5.根据权利要求1所述一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，其特征在于，所述尾塞上设置有能够穿插放炮线的槽口，且槽口与设置在尾塞稳固柱上的稳固孔之间无交叉。

6.根据权利要求1所述一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，其特征在于，所述导向头的稳固柱和与之相连管体上设置有相对应的稳固孔，所述安全绳通过稳固孔连接在导向头上。

7.根据权利要求1-6任一项所述一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，其特征在于，所述安全绳应具有一定的柔韧度，其材质包括尼龙绳、铁丝和钢丝；所述导向头和所述尾塞应具有一定的强度，其材质包括木材和硬质塑料。

权　利　要　求　书1/1页CN 108106506 A
一种深孔爆破本质安全型快速装药装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种应用于工程爆破领域，尤其是一种应用于深孔爆破的本质安全型快速装药装置。

背景技术
[0002]在矿山开采过程中，高瓦斯低透气性煤层瓦斯超限和回采工作面采空区大面积悬顶问题是制约煤矿安全生产的两大关键因素，而实施超前预裂爆破是增加煤层透气性、弱化坚硬顶板的主要措施之一。

[0003]一般情况下，超前预裂爆破措施具有孔径大、炮孔深和装药量大的特点。

在大直径深炮孔施工过程中通常会遗留下一定数量的煤岩碎屑或碎块，装药时极易引起碎屑或碎块的堆积而堵塞炮孔，因此合理的装药方法是影响深孔钻眼爆破法实施效果与安全性的关键因素之一。

[0004]当前矿井实施钻眼爆破时主要的装药方法是利用炮棍将煤矿许用炸药卷逐段推入炮孔内进行装药。

实践表明，当采用该方法装药时常出现药卷端头推动残存的煤岩碎屑或碎块堆积而堵塞炮孔的现象，无法满足装药要求；同时，装药过程中一旦出现诸如卡炮孔、扯断放炮线或导爆索等意外状况时，难以把已经装入炮孔内的炸药完全拔出，这不但会拖延工期，增加不必要的人力、物力和经济投入，还将会严重威胁矿井的安全生产。

因此采用一种能够实现深孔、大剂量、抗灾变能力强的本质安全型装药装置不仅关系到深孔爆破的施工质量，也关系到矿井的安全生产效益。

发明内容
[0005]为了提高深孔、大剂量装药爆破的抗灾变能力，确保钻眼爆破的安全施工，本发明提出了一种应用于深孔爆破的本质安全型快速装药装置，该装置既具有完善的安全防护设备，能够有效地规避装药过程中可能存在的诸如卡炮孔、扯断放炮线或导爆索等安全隐患，又能够在装药前预探钻孔质量，具有施工工艺简单、安全系数高、装药速度快的特点。

[0006]本发明解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0007]一种深孔爆破本质安全型快速装药装置，主要包括：
[0008]导向头，所述导向头由锥形端头和直径为D3的稳固柱组成，其中所述锥形端头是用于驱赶炮孔内可能存在的煤岩块体而实现装药装置的快速推进，其最大直径为D4，D4>D3；[0009]多根管体，所述多根管体之间首尾相连以满足储放炸药的需求，其中最前端的管体连接至所述导向头的稳固柱，管体外径为D1；
[0010]尾塞，所述尾塞由直径为D6的稳固柱和直径为D5的尾柱组成，其中尾塞的稳固柱与最后端的所述管体连接，D5>D6；
[0011]安全绳，所述安全绳连接至所述导向头的稳固柱，在发生灾变时用于快速拉出装药装置。

[0012]进一步的，在所述导向头的稳固柱及与其相连的所述管体上钻取多个相对应的稳
固孔，将所述安全绳从稳固孔中穿过以稳固所述导向头与所述管体的连接。

[0013]进一步的，所述安全绳的直径应不大于稳固孔的孔径。

[0014]进一步的，在所述尾塞的稳固柱及与其相连的所述管体上钻取多个相对应的稳固孔，并插入稳固条以稳固所述尾塞与所述管体的连接。

[0015]进一步的，所述尾塞上应设置能够穿插放炮线的槽口，且槽口与稳固孔之间无交叉。

[0016]进一步的，所述稳固条的直径应不大于尾塞上稳固孔的孔径。

[0017]进一步的，所述管体的一端应设置内径为D2的管体变径端头，且D1＝D2。

[0018]进一步的，所述导向头上稳固柱的直径D3应等于或略小于与其相连的所述管体的内径。

[0019]进一步的，所述尾塞上稳固柱的直径D6应等于或略小于与其相连的所述管体的内径。

[0020]进一步的，所述管体的材质包括PVC，所述导向头和尾塞的材质包括木材和硬质塑料。

[0021]进一步的，所述管体为PVC管，所述导向头和尾塞为木质。

[0022]进一步的，所述安全绳的材质是尼龙绳、铁丝或钢丝。

[0023]与现有技术相比，本发明的一种深孔爆破本质安全型快速装药装置的有益效果是：
[0024](1)该用于深孔爆破的本质安全型快速装药装置主要由导向头、管体、尾塞和安全绳组成，结构简单、易于操作、可靠性强；
[0025](2)施工完成的钻孔内通常存在较多的煤岩体碎屑或碎块，圆锥形导向头能够有效地避免因装药而引起煤岩体碎屑或碎块的堆积，减小装药阻力，避免人为堵塞炮孔，更有利于装药工作的顺利完成；
[0026](3)多根管体之间可通过管体变径端头实现首尾连接来满足各种装药长度的需要，对装药长度适应性强，且管体的固定作用能够避免各药卷之间相互错动，确保爆破效果；
[0027](4)尾塞的设置能够有效地减弱封孔过程对药卷的冲击，避免药卷因包装皮被撞破溢出与杂质混合而弱化爆破效果；
[0028](5)通过设置安全绳能够在发生卡炮孔、扯断放炮线或导爆索等意外情况时快速拉出药卷，避免药卷遗留在炮孔内，有效地提高了装药过程的抗灾变能力。

附图说明
[0029]通过结合附图更详细地描述本发明的优选实施例，本发明的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号代表的部件相同。

[0030]图1为本发明实施例中用于深孔爆破的本质安全型快速装药装置结构示意图；[0031]图2为本发明实施例中导向头结构示意图。

[0032]图3为本发明实施例中尾塞结构示意图。

[0033]图4为本发明实施例中装药管结构示意图。

[0034]主要附图标号说明：
[0035]1-导向头；2-尾塞；3-管体；4-安全绳；5-放炮线；6-稳固条；7-雷管；8-储药室；9-槽口；10-稳固孔；11-管体变径端头；12-锥形端头；13-稳固柱；14-尾柱。

具体实施方式
[0036]下面将结合附图和优选实施例对本发明的实施方式进行更详细地描述。

虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而本发明可以以各种形式实现，不能被这里所阐述的实施例限制。

相反，给出这些实施例是为了使本发明更加清晰和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

[0037]图1、图2、图3和图4示出了根据示例性实施例的一种用于深孔爆破的本质安全型快速装药装置，其主要包括：导向头1、尾塞2、管体3和安全绳4。

[0038]施工完成的钻孔内通常存在较多的煤岩体碎屑或碎块，导向头1的锥形端头12能够有效地避免因装药而引起煤岩体碎屑或碎块的堆积，减小装药阻力，避免人为堵塞炮孔，有利于装药工作的顺利完成。

[0039]尾塞2的尾柱14能够有效地减弱封孔过程对药卷的冲击，避免药卷因包装皮被撞破溢出与杂质混合而弱化爆破效果。

[0040]导向头1和尾塞2都是通过稳固柱13实现与管体3的连接。

[0041]在导向头1的稳固柱及与其相连的所述管体上分别钻取多个相对应的稳固孔10，将安全绳4从稳固孔10中穿过以固定导向头1与管体3。

[0042]在尾塞2的稳固柱及与其相连的所述管体3上分别钻取多个相对应的稳固孔10，用稳固条6固定尾塞2和管体3。

[0043]多根管体3之间通过管体变径端头11以首尾相连的方式相互连接而形成一个稳固的整体，装药时只需预先在管体内装入药柱，再将装置推入到炮孔内的指定位置即可完成装药过程。

[0044]为顺利穿插安全绳4和稳固条6，安全绳4和稳固条6的直径应小于或等于稳固孔10的孔径。

[0045]为充分发挥安全绳4的作用，安全绳4的长度应略大于炮孔深度。

[0046]为防止导向头1在推力作用下锥形端头12进入管体3，锥形端头12的最大直径D4应大于与之相连管体3端头的外径。

[0047]为防止尾塞2在推力作用下尾柱14进入管体3，用稳固条6把尾柱14固定在管体上，且尾柱14的直径D5应大于与之相连管体3端头的外径。

[0048]为保证导向头1和尾塞2与管体3之间能够顺利连接，导向头1和尾塞2上稳固柱13的直径应等于或略小于与其相连的管体3的内径。

[0049]为消除尾塞2对放炮线的影响，尾塞2上应设置能够穿插放炮线的槽口9，且槽口9与稳固孔10之间无交叉。

[0050]为使多根管体3之间能够牢固地连接，管体变径端头11的内径应等于管体3的外径。

[0051]实施例
[0052]某深孔爆破工作面设计炮孔深度为2700cm，炮孔直径为7.5cm，炸药药柱直径为
4.5cm，装药长度为2000cm，封孔长度为700cm。

采用如图1、图2和图3所示的用于深孔爆破的本质安全型快速装药装置，具体步骤包括：
[0053]步骤一：首先，把导向头的稳固柱部分插入长度为200cm的PVC管体内。

然后，取一段长度为3000cm的10号铁丝用作安全绳，用铁丝一端穿过稳固孔把导向头和最前端PVC管体连接起来。

其中，导向头上锥形端头最粗端的直径为5.5cm、稳固柱的直径为5cm，PVC管体内径为5cm、壁厚0.1cm、总长度为2800cm，各根PVC管体之间依次首尾相连。

[0054]步骤二：把PVC管体推入炮孔内以探测钻孔的实际深度，然后通过安全绳拔出PVC 管体并拆分。

[0055]步骤三：把药卷和雷管按照爆破规程连接并放入PVC管体内，通过增加管体根数来达到要求的装药长度，在管体尾部安装尾塞后用10号铁丝稳固，然后推入炮孔内完成装药。

其中，尾塞上稳固柱的直径为5cm、尾柱的直径为5.5cm。

[0056]综上所述，本发明的优选实施例一种深孔爆破本质安全型快速装药装置主要由导向头、尾塞、PVC管体和铁丝组成，结构简单、易于操作、可靠性强；该装置在装药前可以用于探测钻孔的实际深度和成孔质量，以便于合理的计算装药和封孔长度；通过增减PVC管体数目、改变PVC管体直径可以满足各种炮孔长度、炮孔直径的装药需要，对炮孔直径和孔径变化适应性强；通过设置安全绳能够在发生卡炮孔、扯断放炮线或导爆索等意外情况时快速拉出药卷，避免药卷遗留在炮孔内，有效地提高了装药过程的抗灾变能力。

[0057]上述技术方案的给出只是为了更清楚、全面地描述本发明的实施方式，对于本领域的技术人员而言，根据本发明的应用方法和原理能够很容易地做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

图1
图2图3
图4。