隧道掌子面炮眼装药装置的制作方法

本发明涉及爆破技术领域，尤其涉及一种隧道掌子面炮眼装药装置。

背景技术：

随着目前施工技术水平和施工设备性能的不断提高，对地下工程及隧道工程在钻爆法施工中也提出了越来越高标准和要求，因此也就出现了像光面爆破、预裂爆破和微振动爆破等多种新型控制爆破技术。然而，在隧道爆破工程中运用控制爆破技术时，需要严格控制隧道掌子面炮眼的装药结构和装药质量，工程上为了削减爆炸冲击波的峰值压力，尤其在光面爆破技术中为了减少爆炸冲击波和爆生气体对围岩产生过大的扰动，常常采用径向不耦合装药结构；而在炮眼轴向装药时为了调整装药过于集中造成围岩过于破碎或爆破超挖现象，常常采用炮眼轴向分段间隔装药结构。但是，目前对于这些控制爆破技术在实际运用中很少去研究如何控制径向不耦合装药和轴向分段间隔装药的质量及其合理的装药方法，也很少有相关装备。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够控制装药位置的隧道掌子面炮眼装药装置。

为解决上述问题采用的技术方案是：隧道掌子面炮眼装药装置包括装药筒、导向头、药卷垫片、定位件、两个固定环和两个调节结构；两个调节结构分别位于装药筒两端，调节结构包括顶托杆、多个固定头和多个顶托头，各固定头沿装药筒上半部的圆周方向间隔布置并与装药筒连接，顶托杆上下方向设置且上端与装药筒上端连接，各顶托头上下方向间隔设置并与顶托杆连接；固定环与调节结构一一对应设置，固定环由钢丝弯曲而成，固定环悬挂在顶托头上，形成固定环的钢丝的两端与固定头连接，从而使固定环固定并可调节；药卷垫片的横截面形状为弧形，药卷垫片穿过装药筒，药卷垫片两端分别放置在两个固定环上；定位件位于装药筒外端正上方并与装药筒连接，定位件与装药筒同向设置并朝向装药筒内端；导向头与装药筒前端可拆卸连接。

进一步的是：装药筒上设置有多个装药筒小孔。

进一步的是：顶托杆由多个顶托杆单体螺纹连接形成，顶托头与顶托杆单体一一对应设置。

进一步的是：药卷垫片由竹子制成。

进一步的是：隧道掌子面炮眼装药装置包括送药杆，送药杆的长度大于装药筒的长度，送药杆上设置有长度标识。

进一步的是：送药杆由绝缘防静电的塑料制成。

本发明的有益效果是：1、本发明的调节结构能够改变固定环的大小和上下位置，从而调节药卷垫片的上下位置，由于药卷放置在药卷垫片上，调节结构也就调节了药卷的上下位置，从而使得本发明能够根据爆破需要实现不同耦合系数的径向同心不耦合装药和偏心不耦合装药。本发明装入炮眼后，根据需要可进行旋转，从而调节药卷偏心方向，将定位件与围岩连接，从而使药卷保持该偏心方向。可见本发明能够较为精确的调节炮眼偏心量和偏心方向，满足各种爆破工况需求，使其在隧道爆破工程中具有更强的适应性和实用性，也能明显提高控制爆破技术在隧道爆破工程中的操作精度和控制爆破效果。

2、本发明设置送药杆后，送药杆将药卷和轴向间隔层顶入装药筒，送药杆上具有长度标识，通过观察长度标识即可得知药卷和轴向间隔层顶入的位置，从而保证了轴向分段间隔装药系数，同样能够提高装药精确性，进而提高爆破效果。

3、采用本发明能够方便、快捷地完成掌子面炮眼装药工作，提高工作效率。

附图说明

图1是隧道掌子面炮眼装药装置轴向剖视图；

图2是隧道掌子面炮眼装药装置外端视图；

图3是送药杆结构图；

图4是隧道掌子面炮眼装药装置装药后的轴向剖视图；

图5是隧道掌子面炮眼装药装置装药后的外端视图；

图6是顶托杆结构图；

图中标记为：装药筒1、装药筒小孔1-1、导向头2、药卷垫片3、调节结构4、固定头4-1、顶托头4-2、顶托杆4-3、顶托杆单体4-3-1、定位件5、固定环6、送药杆7、长度标识7-1、药卷8、轴向间隔层9、径向间隔层10、炮眼11、围岩12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和图2所示：隧道掌子面炮眼装药装置包括装药筒1、导向头2、药卷垫片3、定位件5、两个固定环6和两个调节结构4；两个调节结构4分别位于装药筒1两端，调节结构4包括顶托杆4-3、多个固定头4-1和多个顶托头4-2，各固定头4-1沿装药筒1上半部的圆周方向间隔布置并与装药筒1连接，顶托杆4-3上下方向设置且上端与装药筒1上端连接，各顶托头4-2上下方向间隔设置并与顶托杆4-3连接；固定环6与调节结构4一一对应设置，固定环6由钢丝弯曲而成，固定环6悬挂在顶托头4-2上，形成固定环6的钢丝的两端与固定头4-1连接，从而使固定环6固定并可调节；药卷垫片3的横截面形状为弧形，药卷垫片3穿过装药筒1，药卷垫片3两端分别放置在两个固定环上；定位件5位于装药筒1外端正上方并与装药筒1连接，定位件5与装药筒1同向设置并朝向装药筒1内端；导向头2与装药筒1前端可拆卸连接。

装药筒1和导向头2的尺寸应根据炮眼10的直径和深度设计制造，制造好后，在装药筒1上连接固定头4-1、顶托杆4-3、顶托头4-2和定位件5，固定环6、药卷垫片3和导向头2暂不进行装配，待装药时再装配。装药筒1是圆筒形的，导向头2是圆锥形的，二者均可由薄钢板卷曲成型后焊接制作而成。在装药筒1和导向头2上设置螺纹，即可实现二者可拆卸连接。顶托杆4-3、固定头4-1、顶托头4-2和定位件5均可以是由钢材制成的长条形零件，并均可通过焊接方式连接，定位件5可以直接采用螺栓，，定位件5可以只设置一个，也可以对称设置两个。制作固定环6的钢丝粗细应合适，具有相适应的强度和韧性，能够承受一定的力不变形，又不能过硬导致难以弯曲。药卷垫片3可以由竹子制成，具体可以是由竹子轴向剖开得到。

固定环6悬挂在顶托头4-2上，形成固定环6的钢丝的两端与固定头4-1连接，使钢丝两端少量弹性变形，顶托头4-2向上的力和固定头4-1向下的力共同作用可使固定环6固定。钢丝的两端可以折弯后钩在固定头4-1下方即可；为了更加稳固，钢丝的两端也可以用钳子进一步弯曲使其缠绕在固定头4-1上。调节固定环6的大小，并悬挂在不同的顶托头4-2上，以及连接在不同的固定头4-1上即可改变固定环6上放置的药卷垫片3的位置，从而调节放在药卷垫片3上的药卷8的径向位置。

利用本发明进行炮眼11装药的方法包括如下步骤：a、根据爆破参数设计确定径向不耦合装药系数、药卷偏心位置和偏心量、轴向装药结构及分段间隔装药尺寸，并选取符合要求的药卷8；b、根据药卷偏心量调节固定环6大小并选择合适的顶托头4-2和固定头4-1连接固定环6，使固定环6的下部位置符合要求；c、将药卷垫片3放置到固定环6上；d、将药卷8、轴向间隔层9和径向间隔层10装入装药筒1；e、将导向头2安装到装药筒1前端；f、将隧道掌子面炮眼装药装置装入炮眼11，并旋转调节药卷8偏心方向，再将定位件5与围岩12连接。

轴向间隔层9和径向间隔层10均为现有技术，例如轴向间隔层9可以是炮泥、水袋和空气柱等，径向间隔层10通常为空气间隔层或间隔水袋。

为了了使装药筒1内炸药爆炸释放的爆炸能和爆生气体能尽快地放射传播作用到掌子面围岩12中，可在装药筒1上设置有多个装药筒小孔1-1，装药筒小孔1-1用于传播爆破能量，以提高爆破能的利用率。

为了避免顶托杆4-3对药卷8、轴向间隔层9和径向间隔层10装入产生妨碍，可作如图6的设置，即顶托杆4-3由多个顶托杆单体4-3-1螺纹连接形成，顶托头4-2与顶托杆单体4-3-1一一对应设置。固定环6固定完成后将其下方的顶托杆单体4-3-1拆下，则顶托杆4-3不伸入固定环6，可避免顶托杆4-3对药卷8、轴向间隔层9和径向间隔层10装入产生妨碍。

药卷8、轴向间隔层9和径向间隔层10装入过程中，可采用一个顶杆顶入，顶杆可以是普通的塑料杆，可以用钢卷尺测量药卷8和轴向间隔层9的装入位置。为了进一步方便控制药卷8和轴向间隔层9的装入位置，隧道掌子面炮眼装药装置包括装送药杆7，送药杆7的长度大于装药筒1的长度，送药杆7上设置有长度标识7-1。这样通过观察装药筒1外端对应的长度标识7-1，即可得知药卷8和轴向间隔层9的装入位置，从而更加方便控制轴向装药结构及分段间隔装药尺寸。送药杆7可以由绝缘防静电的塑料制成。