堵塞爆破孔的楔入装置的制作方法

本发明涉及一种楔入装置，用于堵塞或封堵容纳炸药或推进剂的采矿爆破孔，以便将爆炸能量限制在爆破孔内，并使爆破孔的堵塞部分周围的岩石破裂。

背景技术：

1、如图1所示，爆破孔通常包括钻入待爆破的岩石中的孔，该孔末端装有炸药或推进剂。当然，如果爆破孔根本没有被堵塞，大量的爆炸能量会从钻孔中逸出。因此，众所周知的是将爆破塞插入钻孔中，在爆破塞的任一侧都有堵塞材料。这种装置有时被称为堵塞装置，用于将爆炸能量限制在爆破孔周围的岩石内。这反过来将爆炸能量的量最大化到需要它的地方，即爆破孔周围的岩石，从而导致有效的能量使用。在使用中，该堵塞装置被压缩以帮助堵塞爆破孔。

2、堵塞爆破孔的楔入装置是已知的，这些装置的目的是提供楔入作用以使孔的堵塞部分周围的岩石破碎。

3、例如，专利申请us2008/0047455公开了一种破岩弹药筒，该破岩弹药筒包括管状主体，该管状主体中结合有堵塞装置。激活后，该堵塞装置在径向上扩张该管状主体的一部分。专利申请us2008/0047455中堵塞装置的优选实施例包括由木材或合适的塑料材料制成的相对的楔形部件。该楔形部件具有匹配的斜面，使得当其被激活时，该斜面彼此搭接以径向扩张该弹药筒。因此，该弹药筒被锁定就位，并且该管状主体的扩张部分与爆破孔的壁摩擦接合。

4、在另一个例子中，专利wo2015/035456公开了一种用于堵塞矿井中的爆破孔的塞子，该塞子包括主动楔形构件，该主动楔形构件具有倾斜面，该倾斜面与被动楔形构件的匹配面滑动连接。在使用中，主动楔形构件定位成最靠近爆炸材料并且被动楔形构件的位置远离爆破孔中的爆炸材料。在爆炸材料爆炸时，主动楔形构件被迫相对于被动楔形构件滑动，使得两个楔形构件对爆破孔的壁施加径向相反的力，并被锁定在适当位置。

5、然而，在这两种情况下，该楔形部件都是分开的、松散的部件，这使得它们使用起来很麻烦。此外，当楔形部件被激活时，其运动没有被定向或对准，这将倾向于减少表面接触(并因此减少施加到孔壁的力)。

6、因此，本发明的目的是提供一种楔入装置，其中楔入体保持在一起，不能被拉开，但是在使用时，当被推到一起时(即，受到外部载荷应力，特别是压缩应力)，能够相对于彼此滑动，以对爆破孔的壁施加径向相反的力。最终结果是楔入装置在爆破孔内锁定在一起，以便堵塞爆破孔并限制爆炸能量蔓延。

技术实现思路

1、根据本发明的广义方面，提供了一种楔入装置，用于堵塞和破裂容纳炸药的爆破孔，爆破孔限定堵塞部分。所述楔入装置包括第一主体和第二主体，第一主体和第二主体设置为相对于彼此以一定角度滑动，其中第一主体和第二主体中的每一个均限定一固定装置，所述固定装置用于将第一部件和第二部件相对于彼此固定。该楔入装置可在默认配置和受力配置之间进行配置，在默认配置中，固定装置将第一主体和第二主体相对于彼此固定，在受力配置中，楔入装置受到外部应力，从而导致固定装置脱离，以允许第一主体和第二主体相对于彼此成角度地滑动，在使用中，第一主体和第二主体将楔入装置锁定在爆破孔内的适当位置，以便堵塞爆破孔并限制由于炸药引爆而产生的爆炸能量蔓延。

2、在一实施例中，第一主体可以包括倾斜表面和从倾斜表面突出的第一止动构件，并且第二主体可以包括互补的倾斜表面，所述互补的倾斜表面包括一壁，所述壁限定了布置成容纳止动构件的凹部，其中限定所述凹部的壁布置成抵靠止动构件，以防止第二主体在第一方向上相对于第一主体滑动，但是允许第二主体在远离止动构件的第二相反方向上相对于第一主体滑动。

3、根据本发明，提供了一种用于堵塞容纳炸药的爆破孔的楔入装置。所述楔入装置包括终止于第一倾斜(或成角度的)端面的第一主体和与第一主体轴向对齐的第二主体，所述第二主体终止于与第一主体的第一倾斜端面互补(以便同轴抵靠)的第二倾斜(或成角度的)端面。第一倾斜端面和第二倾斜端面限定互补的固定装置，以将第一主体和第二主体固定在一起。固定装置设置成防止第一主体和第二主体在横向于楔入装置的纵向轴线的第一相反方向上被拉开，但是当第一主体和第二主体处于轴向对齐的默认配置时，并且在横向于楔入装置的纵向轴线的第二相反方向上被拉开、或者在横向于楔入装置的纵向轴线的方向上被推或压在一起时，固定装置允许第一主体和第二主体相对于彼此成角度地滑动分开并侧向远离彼此，从而对爆破孔的壁施加径向相反的力，以将楔入装置定位并锁定在爆破孔内的适当位置，从而堵塞爆破孔并限制由于炸药引爆而产生的爆炸能量蔓延。特别地，第一主体和第二主体彼此远离的这种运动是定向的和对齐的，从而使表面接触和施加到爆破孔壁的相关力最大化。

4、楔入装置通常是圆柱形的，楔入装置的横截面形状选自以下任何形状：圆形、三角形、矩形、六边形、八边形或多边形。显然，可以使用任何其他规则或不规则的形状。楔入装置的宽度或直径通常比爆破孔的宽度或直径更小，以使第一主体和第二主体能够相对于彼此滑动分开并侧向远离彼此。在楔入装置为圆柱形的情况下，楔入装置的半径或弧度可以选择成与被堵塞的爆破孔的半径相匹配。

5、方便的是，第一主体和/或第二主体的外表面可以是光滑的或带有花纹的棱纹，以与爆破孔的壁产生摩擦。

6、第一主体和/或第二主体可以由混凝土、陶瓷、塑料、木材、合适的聚合物，和/或木浆/纸制成。

7、在一实施例中，第一主体和/或第二主体可以限定内腔，以容纳液体、凝胶、气体、固体或流体(例如非牛顿流体)或者炸药(例如用于装填孔的堵塞部分和用于爆破巨石等的炸药)或者任何组合。

8、在一实施例中，第一主体或第二主体可以附接到筒式炸药(或任何其他类型的包装炸药)的端部，多个筒式炸药可以以这种方式连接，以将它们互锁在一起，从而形成连续的、轴向对齐的炸药装药。特别地，第一主体可以连接到筒状炸药的一端，相邻筒状炸药的一端装配有第二主体，第一主体和第二主体通过上面限定的固定装置连接在一起。第一主体和第二主体通常容纳引爆线，以将筒状炸药连接在一起。

9、第一主体和第二主体可以类似于瓶子以形成空腔，在第一主体和第二主体的底部形成瓶口形状。

10、在一实施例中，第一主体和/或第二主体的底端在边缘处是圆形的，以便于将楔入装置安装在爆破孔内。

11、在一实施例中，第一主体和/或第二主体的底端可以在中心处具有凹形，以便于楔入装置进行定位。

12、在一实施例中，第一主体和/或第二主体的成角度的(或倾斜)端面相对于水平面(即，通常是底端)成15度至85度之间的角度。

13、在下面的说明书中，虽然第一主体被指定为相对于第二主体的下部主体，但是楔入装置的方向是可互换的，即，如果颠倒过来，第二主体将低于第一主体。

14、在一实施例中，第一主体包括终止于第一倾斜端面的圆柱形主体部分，所述第一倾斜端面横向于所述主体部分延伸，第一主体上的固定装置包括从第一倾斜端面延伸或突出的细长的第一固定构件，第一固定构件的长度对应于第一倾斜端面的长度(即，在圆柱形主体部分的情况下的直径)，且第一固定构件的宽度窄于第一倾斜端面的宽度(即，在圆柱形主体部分的情况下的直径)。

15、在使用时，所述细长的第一固定构件包括细长滑轨和相对扩大的头部，所述相对扩大的头部靠近所述细长滑轨的可操作上端。所述扩大的头部限定了止动构件，以确保当第一主体和第二主体在其轴向对齐的默认配置中被推或压在一起时，第二主体仅被允许滑动地远离止动构件。

16、在一实施例中，所述细长的第一固定构件的细长滑轨包括：

17、一对第一轨道侧壁，所述一对第一轨道侧壁远离第一倾斜端面横向延伸，从而在滑轨的任一侧限定凹部；和

18、基本平行于第一倾斜端面的可操作上部轨道面。

19、在一实施例中，所述一对第一轨道侧壁包括一对平行的上部第一轨道面和一对向内渐缩的下部第一轨道面，所述下部第一轨道面横向邻近于第一倾斜端面。

20、第一轨道侧壁的可操作下端限定了与所述第一主体的圆柱形主体部分一致(即，与所述第一主体的圆柱形主体部分成一体)的前端面。

21、在一实施例中，所述细长的第一固定构件的扩大的头部包括一对分叉或张开的第一头部侧壁，以及与第一主体的圆柱形主体部分一致(即，与第一主体的圆柱形主体部分成一体)的后端面，所述第一头部侧壁远离第一倾斜端面横向延伸。

22、同样，与所述滑轨一样，所述一对第一头部侧壁包括一对张开的上部第一头部面和一对向内渐缩(并张开)的下部第一头部面，所述下部第一头部面邻近于第一倾斜端面。

23、在一实施例中，第一主体的长度在36毫米和2500毫米之间，并且宽度在10毫米至508毫米之间。

24、在一实施例中，第二主体包括终止于第二倾斜端面的圆柱形主体部分，所述第二倾斜端面横向于主体部分延伸，第二主体上的固定装置包括从倾斜端面延伸或突出的一对间隔开的细长的第二固定构件。

25、第二固定构件在它们之间限定了细长滑轨槽和相对扩大的头部凹部，所述细长滑轨槽用于滑动地容纳第一固定构件的细长滑轨，所述扩大的头部凹部在使用时靠近细长滑轨槽的可操作上端，以容纳第一固定构件的相对扩大的头部。如上所述，当第一主体和第二主体处于它们轴向对齐的默认配置时，并且当第一主体和第二主体被推或压在一起时，第一固定构件的扩大的头部与所述相对扩大的头部凹部一起限定了止动装置，以确保第二主体仅被允许滑动远离止动构件。

26、在一实施例中，所述一对间隔开的细长的第二固定构件包括一对间隔开的第二轨道侧壁，所述第二轨道侧壁远离第二倾斜端面横向延伸，从而限定所述细长滑轨槽，其中相邻的可操作下部轨道面基本平行于第一倾斜端面。

27、在一实施例中，所述一对间隔开的第二轨道侧壁包括一对平行的上部第二轨道面和一对向内渐缩的下部第二轨道面，所述上部第二轨道面横向邻近于第二倾斜端面，以容纳所述第一主体的平行的上部第一轨道面，所述下部第二轨道面用于容纳第一主体的一对向内渐缩的下部第一轨道面。有利的是，这种布置确保了当楔入装置处于其装配好的、轴向对齐的默认配置时，第一主体和第二主体不会被拉开。

28、所述一对间隔开的细长的第二固定构件的外侧限定了与第二主体的圆柱形主体部分一致(即，与第二主体的圆柱形主体部分成一体)的侧端面。

29、在一实施例中，所述一对间隔开的细长的第二固定构件还包括一对分叉或张开的第二头部侧壁，所述第二头部侧壁远离第二倾斜端面横向延伸，以相对于细长滑轨槽限定所述扩大的头部凹部。所述分叉或张开的第二头部侧壁布置成紧贴地容纳所述细长的第一固定构件的扩大头部的一对分叉或张开的第一头部侧壁。

30、同样，如同所述一对间隔开的第二轨道侧壁一样，所述一对第二头部侧壁包括一对张开的上部第二头部面和一对向内渐缩(和张开)的下部第二头部面，所述上部第二头部面邻近于第二倾斜端面。所述一对张开的上部第二头部面和所述一对向内渐缩(并且张开)的下部第二头部面布置成分别紧贴地容纳所述第一固定构件的相应的一对张开的上部第一头部面和一对向内渐缩(且张开)的下部第一头部面。有利的是，这种布置同样确保了当楔入装置处于其装配好的、轴向对齐的默认配置时，第一主体和第二主体不会被拉开。

31、在一实施例中，第二主体的长度在36毫米到2500毫米之间，宽度在10毫米到508毫米之间。

32、在一实施例中，保险丝槽可以限定在第一主体和/或第二主体内，以接收不同强度的保险丝。在使用中，一旦第一主体和第二主体被组装，保险丝就被插入到保险丝槽中以将第一主体和第二主体保持在一起(从而便于操作)。当在足够的压力下，第一主体和第二主体相对于彼此滑动分开并侧向远离时，保险丝设置成断开。

33、保险丝槽可以是任何尺寸，并且可以以任何角度沿着第一主体和/或第二主体的表面定位。

34、在使用中，通过将第一主体和第二主体开槽在一起，从而装配所述楔入装置。这是通过并排放置第一主体和第二主体来实现的，首先使得限定在第二固定构件之间的所述扩大的头部凹部邻近于所述细长滑轨的可操作下端，并且第二主体的细长滑轨槽与第一主体的细长滑轨对齐。然后，第一主体和第二主体一起滑动，直到第一主体的第一固定构件的扩大的头部完全接合在限定在第二主体的第二固定构件之间的相对扩大的头部凹部内。具体地，在该完全装配的配置中，所述第一固定构件的一对张开的上部第一头部面和一对向内渐缩(且张开)的下部第一头部面分别紧贴地抵靠所述一对张开的上部第二头部面和所述一对向内渐缩(且张开)的下部第二头部面。这种布置限定了止动装置，以确保第二主体仅被允许滑动远离止动构件。

35、在本发明的另一实施例中，根据岩石特性(特别是硬度)，以及围绕爆破孔的壁的表面状况，基于与上述相同的原理，可以实施三点弯曲体设计。在这种形式中，当被激活(即被压缩)时，滑动机构在爆破孔壁的一侧堵塞爆破孔，并且利用第二主体的尖部锤击爆破孔壁的另一侧，从而在爆破孔壁的表面产生裂纹。然后，所述裂纹将会扩展并促进周围岩石的破碎。

36、在本发明的又一实施例中，楔入装置包括在第一主体和第二主体之间的附加的中间主体。这些附加的中间主体包括上面定义的任何固定装置。

37、此外，楔入装置可以用于任何角度的孔中，包括向上延伸的爆破孔。楔入装置可向上插入爆破孔中，并通过利用水、流体或气体对空腔型下部第一主体加压或通过使用气囊来固定就位。