本發(fā)明屬于爆破技術(shù)，尤其涉及一種軸向遞進(jìn)式二次高效爆破裝置及安裝方法。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)的隧道建設(shè)采煤過(guò)程中，機(jī)械化掘進(jìn)還沒有大規(guī)模使用，沒達(dá)到發(fā)達(dá)水平，爆破技術(shù)尤其是鉆爆法是我國(guó)隧道建設(shè)及巷道采煤的主要方式，但是隧道或巷道的掘進(jìn)中炮眼的利用率低，爆破效果不明顯，掘進(jìn)深度效率低且慢是主要困難，施工難度很大。

我國(guó)的煤礦開采過(guò)程中特別是地質(zhì)條件復(fù)雜的礦山，掘進(jìn)巷道和煤層開采時(shí)時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到特厚的巖體和煤層，由于現(xiàn)有爆破裝置炸藥能量利用率低，炮眼利用率低等單次爆破使巷道的掘進(jìn)深度與進(jìn)度比較慢，爆破效果差，炮孔底部的炸藥對(duì)軸向深部的巖體造成的作用效果不明顯，不能進(jìn)一步提高掘進(jìn)過(guò)程中深度。另外堅(jiān)硬特厚瓦斯頂煤層的綜合開采中，如何讓煤層內(nèi)的應(yīng)力重新分布，使煤層內(nèi)形成裂縫，使瓦斯的抽采利用率提高，減少生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種軸向遞進(jìn)式二次高效爆破裝置及安裝方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)煤層巷道或隧道建設(shè)中爆破裝置炸藥能量利用率低，炮眼利用率低等單次爆破使巷道的掘進(jìn)深度與進(jìn)度比較慢，爆破效果差，炮孔底部的炸藥對(duì)軸向深部的巖體造成的作用效果不明顯、不能使煤層內(nèi)形成裂縫，使瓦斯的抽采利用率提高，減少生產(chǎn)成本等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種軸向遞進(jìn)式二次高效爆破裝置，它包括爆破筒，爆破筒內(nèi)設(shè)有一級(jí)爆破主體和二件爆破主體，一級(jí)爆破主體和二級(jí)爆破主體之間為鋼管，鋼管內(nèi)有剛性材料，爆破筒入口端通過(guò)第一級(jí)底座密封。

所述爆破筒為塑膠材料，爆破筒為雙層中空腔結(jié)構(gòu)。

所述第一級(jí)底座為螺紋底座，在底座上進(jìn)水孔，進(jìn)水孔上安裝進(jìn)水管，進(jìn)水管上有單相進(jìn)水閥和壓力泵。

第一級(jí)底座上設(shè)有出水口，出水口與爆破筒頂端設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管與爆破筒頂端連接處設(shè)置有單向出氣閥和透氣罩。

所述一級(jí)爆破主體包括位于第一級(jí)底座上的第一炸藥室，第一炸藥室與鋼管連接處設(shè)有一級(jí)藥罩，第一炸藥室內(nèi)安裝有第一聚能藥柱，第一聚能藥柱內(nèi)部安裝有一級(jí)導(dǎo)爆雷管，一級(jí)導(dǎo)爆雷管與一級(jí)引線的一端連接，一級(jí)引線的另一端伸出第一級(jí)底座外部。

一級(jí)藥罩為漏斗形結(jié)構(gòu)，漏斗形結(jié)構(gòu)的下底面與鋼管接觸，上底面與第一聚能藥柱接觸。

二件爆破主體包括二級(jí)螺紋底座，二級(jí)螺紋底座上固定有二級(jí)爆破主體外殼，二級(jí)爆破主體外殼內(nèi)為二級(jí)聚能藥柱，二級(jí)聚能藥柱內(nèi)設(shè)有延期雷管，延期雷管通過(guò)二級(jí)引爆線與二級(jí)引燃雷管連接，二級(jí)引燃雷管固定在二級(jí)螺紋底座上，二級(jí)螺紋底座上與二級(jí)引燃雷管連接處開有一個(gè)通孔，通孔圓周上設(shè)有彈簧，彈簧上固定有撞針。

二級(jí)爆破主體外殼為子彈形狀。

所述的軸向遞進(jìn)式二次高效爆破裝置的安裝方法，它包括：

步驟1、將所述爆破裝置放入炮眼；

步驟2、通過(guò)壓力泵向真空腔內(nèi)注水；

步驟3、當(dāng)導(dǎo)水管有水流出時(shí)，停止注水。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明一級(jí)爆破主體與二級(jí)爆破主體之間為鋼管隔離，在巖體內(nèi)部進(jìn)行二次爆破，能提高爆破的效果，生產(chǎn)成本更進(jìn)一步降低。

本發(fā)明采用分級(jí)爆破結(jié)構(gòu)，一級(jí)爆破主體進(jìn)行初次爆炸，對(duì)巖體產(chǎn)生初次爆破效果，漏斗型藥罩會(huì)產(chǎn)生巨大聚能沖擊波，在剛性材料的作用向下，二級(jí)爆破主體會(huì)遞進(jìn)鉆入深部巖體內(nèi)，在延期雷管的效果下，產(chǎn)生微差延時(shí)的二次爆炸，使二次爆炸的效果會(huì)更加明顯。

爆破筒為雙層真空，可由單向閥注入水，使爆破筒膨脹變形，此時(shí)爆破筒會(huì)充滿整個(gè)炮眼，使爆破裝置與炮眼緊密接觸，并擠排出炮眼內(nèi)的空氣，使爆破裝置內(nèi)的水達(dá)到作業(yè)要求的壓力，充分利用水間隔裝藥的作用機(jī)理。

二級(jí)爆破主體外形為子彈型，在聚能沖擊波的作用下能輕松地鉆進(jìn)深部沿體內(nèi)，實(shí)施二次爆炸，一級(jí)爆破主體與二級(jí)爆破主體的長(zhǎng)度比例設(shè)計(jì)為3:1，爆破效果最佳。

本發(fā)明裝置為可拆卸式，可把二級(jí)爆破主體，鋼管，剛性材料單獨(dú)存放，安全方便，一級(jí)爆破主體可根據(jù)工程的具體要求進(jìn)行裝藥量，裝藥方式的安裝，操作便捷。

本發(fā)明主要是進(jìn)行二次爆炸，一級(jí)爆炸和普通的爆破效果相似，主要是二次爆炸在同等的炸藥量下，本裝置的爆炸效果更好，作用更明顯。

本發(fā)明主要利用微差爆破技術(shù)，起底爆破技術(shù)，水間隔爆破技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少爆破振動(dòng)，減少大塊量，降低炸藥單耗量和粉塵的濃度，增大了炮眼的利用率，增大了爆破效果，和爆破安全性。

解決了現(xiàn)有技術(shù)煤層巷道或隧道建設(shè)中爆破裝置炸藥能量利用率低，炮眼利用率低等單次爆破使巷道的掘進(jìn)深度與進(jìn)度比較慢，爆破效果差，炮孔底部的炸藥對(duì)軸向深部的巖體造成的作用效果不明顯、不能使煤層內(nèi)形成裂縫，使瓦斯的抽采利用率提高，減少生產(chǎn)成本等技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝入炮眼時(shí)的操作示意圖；

圖3是本發(fā)明操作完后爆破前的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

一種軸向遞進(jìn)式二次高效爆破裝置，它包括爆破筒21，爆破筒1內(nèi)設(shè)有一級(jí)爆破主體和二件爆破主體，一級(jí)爆破主體和二級(jí)爆破主體之間為鋼管5，鋼管5內(nèi)有剛性材料6，爆破筒入口端通過(guò)第一級(jí)底座1密封；剛性材料6主要起到隔絕一級(jí)爆破主體和二件爆破主體的作用，使之產(chǎn)生延時(shí)爆炸。因此本發(fā)明中也將剛性材料6稱為剛性材料隔絕塊。剛性材料6采用鋼鐵等材料。它固定在鋼管5內(nèi)。為了能夠固定住剛性材料6，在鋼管5內(nèi)壁上設(shè)置均勻設(shè)置3到4個(gè)小凸起，剛性材料6放置在小凸起上，爆炸時(shí)，剛性材料在動(dòng)能作用下沖過(guò)小凸起。

所述爆破筒21為塑膠材料，爆破筒21為雙層中空腔結(jié)構(gòu)。塑膠材料采用聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE等。采用塑膠材料，在外邊往中空腔內(nèi)注入水時(shí)，能夠變形膨脹，使之與炮眼緊密接觸，排出炮眼內(nèi)的空氣，以提高爆炸效果。

所述第一級(jí)底座1為螺紋底座，在底座上進(jìn)水孔，進(jìn)水孔上安裝進(jìn)水管，進(jìn)水管上有單相進(jìn)水閥7和壓力泵22；材料為塑膠材料。

第一級(jí)底座1上設(shè)有出水口，出水口與爆破筒21頂端設(shè)置有導(dǎo)氣管11，導(dǎo)氣管11與爆破筒21頂端連接處設(shè)置有單向出氣閥8和透氣罩9。單向出氣閥和透氣罩主要用于在注水使使真空腔中的空氣排出。導(dǎo)氣管11出水口排出水時(shí)，說(shuō)明注水已經(jīng)住滿，提示停止注水。

所述一級(jí)爆破主體包括位于第一級(jí)底座1上的第一炸藥室10，第一炸藥室10與鋼管5連接處設(shè)有一級(jí)藥罩4，第一炸藥室10內(nèi)安裝有第一聚能藥柱12，第一聚能藥柱12內(nèi)部安裝有一級(jí)導(dǎo)爆雷管3，一級(jí)導(dǎo)爆雷管3與一級(jí)引線2的一端連接，一級(jí)引線2的另一端伸出第一級(jí)底座1外部。

一級(jí)藥罩4為漏斗形結(jié)構(gòu)，漏斗形結(jié)構(gòu)的下底面與鋼管5接觸，上底面與第一聚能藥柱12接觸。一級(jí)藥罩4呈漏斗形主要產(chǎn)生聚能爆炸沖擊波，沖擊波在一級(jí)藥罩4與鋼性材料組成的隔絕塊間的介質(zhì)空氣中傳播，巨大的沖擊波壓力使剛性材料隔絕塊產(chǎn)生動(dòng)能，撞擊撞針。

二件爆破主體包括二級(jí)螺紋底座13，二級(jí)螺紋底座13上固定有二級(jí)爆破主體外殼19，二級(jí)爆破主體外殼19內(nèi)為二級(jí)聚能藥柱20，二級(jí)聚能藥柱20內(nèi)設(shè)有延期雷管18，延期雷管18通過(guò)二級(jí)引爆線17與二級(jí)引燃雷管16連接，二級(jí)引燃雷管16固定在二級(jí)螺紋底座13上，二級(jí)螺紋底座13上與二級(jí)引燃雷管16連接處開有一個(gè)通孔，通孔圓周上設(shè)有彈簧（14，彈簧14上固定有撞針15。二級(jí)螺紋底座13為塑料材料。

二級(jí)爆破主體外殼19為子彈形狀。

所述的軸向遞進(jìn)式二次高效爆破裝置的安裝方法，它包括：

步驟1、將所述爆破裝置放入炮眼；

步驟2、通過(guò)壓力泵向真空腔內(nèi)注水；

步驟3、當(dāng)導(dǎo)水管有水流出時(shí)，停止注水。

本發(fā)明工作原理：

本爆破裝置放入炮眼23中，通過(guò)單向進(jìn)水閥7壓入水，使爆破筒21膨脹，直至把炮眼封閉，斷絕鉆孔內(nèi)與外界的空氣接觸，形成水間隔爆破，點(diǎn)燃一級(jí)引爆線2，引起第一炸藥室10內(nèi)底部的一級(jí)導(dǎo)爆雷管3的爆炸，使聚能藥柱從底部開始爆炸，產(chǎn)生起底爆破的效果。一級(jí)爆破主體引用孔底爆破的原理可以提高爆破效果和掘進(jìn)速度，爆破安全性增大，巖體周圍側(cè)受到水耦合爆炸作用，硬力均勻分布，巖塊小且更加均勻更加規(guī)律，爆破效果好，同時(shí)對(duì)周圍巖體的應(yīng)力場(chǎng)分布，巖體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大作用，松動(dòng)和裂縫等是其表現(xiàn)。在一級(jí)爆破主體爆破后對(duì)巖體已有一定的作用效果，出現(xiàn)裂縫，松動(dòng)等現(xiàn)象，聚能爆炸沖擊波的巨大壓力在一級(jí)藥罩4與鋼性材料的隔絕塊間的介質(zhì)空氣中傳播，爆炸沖擊波作用于剛性材料的隔絕塊，使其把沖擊波的能量轉(zhuǎn)化為剛性材料隔絕塊的巨大動(dòng)能。剛性材料隔絕塊會(huì)沖破鋼管中固定初始位置，并撞擊二級(jí)爆破主體，使二級(jí)爆破主體遞進(jìn)的鉆進(jìn)裂縫或松動(dòng)巖體內(nèi)，二級(jí)爆破主體與底座有致密的螺紋連接，底座材質(zhì)為塑料材質(zhì)起到緩沖、防止二級(jí)爆破主體受到撞擊變形立即爆炸的作用，一次爆破時(shí)，剛性材料隔絕塊撞擊二級(jí)爆破主體底座，撞擊到有彈簧14連接的撞針15，撞針15撞擊到二級(jí)引燃雷管16產(chǎn)生局部熱點(diǎn)，點(diǎn)燃二級(jí)引爆線17，最終引爆延期雷管18，使二級(jí)聚能藥柱20爆炸，該裝置會(huì)產(chǎn)生延時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微差時(shí)間，從而二級(jí)爆破主體爆炸，產(chǎn)生微差爆破效果在延期雷管的作用下產(chǎn)生微差，在深部的巖體內(nèi)進(jìn)行二次爆炸，產(chǎn)生微差爆破效果，可降低振動(dòng)的效果飛石減少，炸藥能量利用率高，炮眼利用率高且具有減振效果。