本發(fā)明屬于工程爆破技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可應用于水利水電、礦山、交通領(lǐng)域巖體爆破施工中的可提升孔底爆壓的多點起爆裝置及其安裝和使用方法。
背景技術(shù)：
在水利水電、礦山、交通等領(lǐng)域中經(jīng)常會用到鉆孔爆破，鉆孔爆破中由于孔底巖石夾制力大，鉆孔底部經(jīng)常爆除不完全，留有巖埂。目前工程爆破中通常采取孔底超深加強裝藥，底部采用猛炸藥的方法，用以克服底部阻力，消除根底。
另外，在工程爆破中經(jīng)常會用到多點起爆技術(shù)，由于設(shè)置多個起爆點，需要調(diào)控起爆時差。但目前國內(nèi)調(diào)控起爆時差大多使用延期雷管或數(shù)碼電子雷管，延期雷管大都是采用化學藥劑作延期體。藥劑延期存在時間不準、延期時間一致性差、儲存時間短等缺陷，延期誤差較大，不能在高精度控制爆破中使用。數(shù)碼電子雷管采用電子延期體取代傳統(tǒng)化學藥劑延期體，能有效改善化學延期體的延期精度不穩(wěn)定、延時精度差等技術(shù)難題，但數(shù)碼電子雷管受電子電路穩(wěn)定性、主控芯片起爆指令同步、時鐘電路穩(wěn)定性、儲能電容延遲時間誤差等影響較大，此外，雷管起爆藥劑流散性不一致、時間漂移和引火藥頭藥劑、橋絲受電流、電壓影響帶來誤差等對于電子雷管延時誤差也有影響，通常存在1ms以上的延時誤差。由延期雷管或數(shù)碼電子雷管的延時誤差分析可知，通過雷管起爆，難以實現(xiàn)工程實際需求的多點起爆。因此如何準確、低成本地控制多點起爆，尤其是一種接近延時零誤差提升孔底爆壓的多點起爆裝置及其安裝和使用方法亟待提出。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：
一種提升孔底爆壓的多點起爆裝置，包括依次連接的雷管、導爆索、起爆具和低爆速炸藥，其特征在于：所述的雷管設(shè)置于待爆巖體外部，導爆索設(shè)置于巖體炮孔內(nèi)，導爆索上依次連接若干起爆具，起爆具設(shè)置于低爆速炸藥中，巖體炮孔底部設(shè)置鋼球。
所述的導爆索為高速低能導爆索，該類導爆索不具備起爆工業(yè)炸藥的能力。
所述的導爆索的爆轟波的傳播速度不小于7000m/s。
所述的起爆具由高能高威力炸藥制成，具有直接起爆工業(yè)炸藥的能力。
所述的低爆速炸藥為常規(guī)工業(yè)炸藥，具有常規(guī)爆速,所述的低爆速炸藥的爆轟波傳播速度為2000-4000m/s。
所述的鋼球由高波阻抗鋼材料制成，在炮轟過程中不會被破壞。
所述的鋼球的直徑小于炮孔直徑，以便鋼球能順利放入炮孔內(nèi)。
一種提升孔底爆壓的多點起爆裝置的安裝和使用方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1、根據(jù)低爆速炸藥及導爆索的爆轟速度，分析計算起爆具安裝數(shù)量和具體安裝位置；
步驟2、根據(jù)步驟1計算得到的起爆具數(shù)量，利用高能高威力炸藥制作相應起爆具；
步驟3、制作高波阻抗鋼球，將鋼球放置于巖體炮孔底部，鋼球在炮孔內(nèi)的位置在設(shè)計開挖面以下；
步驟4、制作含起爆具的藥包，將若干起爆具按設(shè)計位置用高速低能導爆索相連，起爆具和導爆索共同形成起爆系統(tǒng)；
步驟5、將步驟4中含起爆系統(tǒng)的藥包安裝在巖體炮孔內(nèi)后，對炮孔正常堵塞，導爆索在炮孔外端連接雷管，最后聯(lián)網(wǎng)起爆。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1)與現(xiàn)有多點起爆方法相比，本發(fā)明形成接近延時零誤差的多點起爆系統(tǒng)，在常規(guī)爆破炮孔中真正實現(xiàn)多點起爆，且操作簡便。
2)本發(fā)明通過改變爆轟波的傳播過程，使爆轟波在靠近孔底等需要壓力增大的部位產(chǎn)生正碰撞或斜碰撞，從而提升爆炸爆壓，加強對待破碎介質(zhì)的爆破破碎作用，以獲得良好的爆破效果。
3)在不增加炸藥用量和減小鉆孔超深的情況下解決了鉆孔爆破孔底夾制力大難以爆除的工程難題。
附圖說明
圖1為本發(fā)明炮孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1-雷管，2-填塞段，3-起爆具，4-導爆索，5-低爆速炸藥，6-巖體，7-鋼球。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明，如圖1所示，一種提升孔底爆壓的多點起爆裝置，包括依次連接的雷管1、導爆索4、起爆具3和低爆速炸藥5，其特征在于：所述的雷管1設(shè)置于待爆巖體6外部，導爆索4設(shè)置于巖體炮孔內(nèi)，導爆索4上依次連接若干起爆具3，起爆具3設(shè)置于低爆速炸藥5中，巖體炮孔底部設(shè)置鋼球7。
所述的導爆索4為高速低能導爆索，該類導爆索不具備起爆工業(yè)炸藥的能力。
所述的導爆索4的爆轟波的傳播速度不小于7000m/s。
所述的起爆具3由高能高威力炸藥制成，具有直接起爆工業(yè)炸藥的能力。
所述的低爆速炸藥5為常規(guī)工業(yè)炸藥，具有常規(guī)爆速。
所述的鋼球7由高波阻抗鋼材料制成，在炮轟過程中不會被破壞。
所述的鋼球7的直徑小于炮孔直徑，以便鋼球能順利放入炮孔內(nèi)。
一種提升孔底爆壓的多點起爆裝置的安裝和使用方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1、根據(jù)低爆速炸藥及導爆索的爆轟速度，分析計算起爆具安裝數(shù)量和具體安裝位置；
步驟2、根據(jù)步驟1計算得到的起爆具數(shù)量，利用高能高威力炸藥制作相應起爆具；
步驟3、制作高波阻抗鋼球，將鋼球放置于巖體炮孔底部，鋼球在炮孔內(nèi)的位置在設(shè)計開挖面以下；
步驟4、制作含起爆具的藥包，將若干起爆具按設(shè)計位置用高速低能導爆索相連，起爆具和導爆索共同形成起爆系統(tǒng)；
步驟5、將步驟4中含起爆系統(tǒng)的藥包安裝在巖體炮孔內(nèi)后，對炮孔正常堵塞，形成炮孔上部填塞段2，導爆索在炮填塞段2外端連接雷管，最后聯(lián)網(wǎng)起爆。
1)本發(fā)明中的多點起爆裝置起爆過程形成接近延時零誤差的的原理如下：
對于常規(guī)的起爆方法，要形成多點起爆，需要設(shè)置多個起爆點，即在各個點布置延期雷管，來控制延時，但是延期雷管存在時間不準、延期時間一致性差、儲存時間短等缺陷。
本發(fā)明由起爆具和高速低能導爆索形成起爆系統(tǒng)；其中起爆具由高能高威力炸藥制作成；高速低能導爆索的爆轟波傳播速度在7000m/s以上，不具有直接起爆低爆速炸藥的能力；如圖1所示，靠近炮孔底部的2個起爆具，1個起爆具通過高速低能導爆索先起爆，高速低能導爆索的爆轟波繼續(xù)向下傳播，起爆最下面的1個起爆具，來控制多點起爆。高速低能導爆索中的爆轟波在距離上的傳播時間形成多點起爆的延時，正是由于高速低能導爆索傳播爆轟波的速度(7000m/s以上)比低爆速炸藥的爆轟波傳播速度(為2000—4000m/s)快，才使這個延時成為可能，否則未等到高速低能導爆索中的爆轟波傳播到起爆具的位置，炸藥就已先爆。所以本發(fā)明利用導爆索和常規(guī)較低爆速炸藥爆轟波傳播速度的差別，形成了一種接近延時零誤差的起爆系統(tǒng)。
2)本發(fā)明提升孔底爆壓的原理如下：
如圖1所示，基于接近延時零誤差的多點起爆系統(tǒng)，靠近孔底的兩個起爆具先后起爆低爆速炸藥后形成多點起爆，產(chǎn)生的爆轟波正碰撞產(chǎn)生壓力的增強。同時可以根據(jù)實際要求來布置起爆具的位置，在其他壓力需要增大的部位產(chǎn)生正碰撞或斜碰撞，從而提升爆炸爆壓。
根據(jù)C-J爆轟理論，兩等大相向的爆轟波發(fā)生正碰撞后
式(1)中，PCJ為C-J狀態(tài)下的爆轟壓力，P2為正碰撞區(qū)域沖擊波壓力，K為爆轟產(chǎn)物的絕熱指數(shù)。通常情況下K取3，即通常有P2＝2.39PCJ
由此可見正碰撞區(qū)域沖擊波壓力可提升為初始沖擊波壓力的2.39倍。
沖擊波在向孔底傳播的過程中經(jīng)放置在炮孔底部的高波阻抗的鋼球向四周反射，產(chǎn)生斜碰撞，壓力在孔底附近也會大幅加強。
本發(fā)明具體實施例如下：
某水利水電工程邊坡開挖采用上述提升孔底爆壓的多點起爆裝置，鉆孔深度為10m，孔徑90mm，堵頭段長度1.5m，具體實施步驟如下：
1、根據(jù)工業(yè)炸藥及高速低能導爆索的爆轟速度，分析計算起爆具的安裝位置；本實例采用的工業(yè)炸藥和高速低能導爆索的爆轟速度分別為3600m/s，7000m/s；在設(shè)計開挖面以上區(qū)域的爆壓需要加強，經(jīng)計算1個起爆具安裝在設(shè)計開挖面以上0.25m處，1個起爆具安裝在設(shè)計開挖面以上1.28m處，1個起爆具安裝在填塞段2附近；
2、制作起爆具：按照質(zhì)量比為TNT:太安或黑索金:鋁＝50:30:20的配比進行配料，首先將TNT倒入熔化槽內(nèi)使之熔化，融熔的TNT流入混合槽中，當流到混合槽體積1/4時，再將太安或黑索金邊加入邊攪拌，之后加入鋁粉，待TNT與太安或黑索金和鋁粉混合均勻后，調(diào)整溫度到80—82℃，將混合物澆鑄到模具組合體內(nèi)，澆鑄次數(shù)至少為3次，經(jīng)自然冷卻固化成型；
3、在炮孔底部放置高波阻抗鋼球，鋼球的位置在設(shè)計開挖面以下；
4、制作含起爆具的藥包，起爆具用高速低能導爆索相連，起爆具和高速低能導爆索形成起爆系統(tǒng)；
5、將含起爆系統(tǒng)的藥包安裝在炮孔內(nèi)后，對炮孔正常裝藥堵塞，通過水手結(jié)將導爆索起爆網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，檢查后起爆。
本發(fā)明的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明的意圖也包含這些改動和變形在內(nèi)。