一种深孔预裂爆破拼装式装药装置及实施方法

本发明涉及岩土工程爆破，尤其涉及一种针对露天台阶爆破深孔预裂爆破的装药装置及实施方法。

背景技术：

1、在矿山、公路、水利水电等岩土工程领域，针对建基面开挖、边坡整形等关键部位，往往采用深孔预裂爆破技术，不仅可以减小大规模爆破产生的爆破振动等有害效应，减小对保留基岩面的损伤破坏，还可以形成完整平整的开挖面，便于后续工程的施工。

2、预裂爆破装药结构最显著的特点是不耦合间隔装药，其中炮孔直径和药卷直径的比值为径向不耦合系数，药卷与药卷之间间隔一定的距离成为轴向间隔装药。预裂爆破的原理就是，通过不耦合间隔装药减小炸药起爆时的峰值应力，减小爆炸冲击波对炮孔附近岩体的破坏，同时利用爆生气体产生的气仞效应，在相邻炮孔间同时起爆时产生主应力裂缝，并迅速扩大贯通，从而形成预裂缝，以起到降低振动、提高基岩质量、形成平整开挖面的目的。

3、对于深孔台阶爆破，由于底部夹制作用大，需要对底部采取加强装药，通过耦合装药增大底部装药量，以提高底部岩石的爆炸能量，避免出现爆破根底。深孔爆破在孔口段往往采用炮泥或者岩粉进行堵塞，以增加爆生气体的作用时间，提高爆破破碎效果。为提高预裂爆破效果，需要尽可能使装药药卷处于炮孔中心，以保证爆轰压力均匀释放。

4、传统的预裂爆破方法多采用人工装药，在施工现场将长竹竿切成长条，其长度范围为10～25m，具体长度根据炮孔深度确定，将炸药药卷按要求分段绑扎在竹条上，将导爆索紧贴炸药绑扎在竹条上，炸药通过导爆索来引爆。装药时，将绑扎好的竹条放入预裂孔中。由于竹条具有柔性，该方法难以保证药卷始终处于炮孔中心，同时人工现场装药效率低，装药不规范，爆破作业时间长。

5、因此，如何提供一种深孔预裂爆破拼装式装药装置及实施方法，提高装药操作规范程度和装药效率，进而提高施工效率成为本领域技术人员亟待解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种深孔预裂爆破拼装式装药装置及实施方法，解决传统预裂爆破装药效率低下和装药不规范的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种深孔预裂爆破拼装式装药装置，包括底部加强装药筒和装药管，一个所述底部加强装药筒和多个所述装药管的内腔中均固定放置有炸药药卷，所述底部加强装药筒可拆卸连接在所述装药管的底部，所述导爆索的一端固定连接在所述底部加强装药筒的底部，导爆索的另一端依次贯通所述底部加强装药筒和所述装药管后延伸至预裂爆破炮孔的外部；所述预裂爆破炮孔的顶部位置处的堵塞段的底部设置有居中限位盘，所述底部加强装药筒放置到所述预裂爆破炮孔内，且多根装药管组装时从所述居中限位盘的中心孔内穿过，组装完成后在所述预裂爆破炮孔的上部设置有堵塞段。

4、优选的，所述底部加强装药筒包括装药筒本体、筒盖和突出圆管；所述筒盖上设置有筒盖内螺纹，所述筒盖内螺纹与所述装药筒本体顶部设置的装药筒外螺纹连接在一起，所述突出圆管连接在所述筒盖的顶部中心处并与所述装药筒本体的内部相连通，所述突出圆管的顶部处设置有外螺纹，并通过所述外螺纹连接在所述装药管的底部；所述底部加强装药筒的底部开设有圆孔，所述导爆索的底端定位连接在所述圆孔上，顶端向上延伸贯穿所述突出圆管的内孔；所述装药筒本体内部填充有多节匹配的炸药药卷。

5、优选的，所述装药管的顶部设置有装药管外螺纹，所述装药管的底部设置有装药管内螺纹，所述装药管内螺纹分别和所述装药管外螺纹、所述突出圆管的顶部处的外螺纹相匹配，所述装药管设置有多根且通过螺纹相互连接。

6、优选的，所述装药管的侧壁上设置有切槽，所述切槽的两端距离所述装药管的两端的最小距离为10cm，所述切槽的两个侧边与所述装药管的轴线形成夹角的角度范围值为90°～120°。

7、优选的，所述炸药药卷的直径尺寸和所述装药管的内径尺寸相匹配，所述炸药药卷通过所述切槽固定在所述装药管内，每根所述装药管内等间隔固定有多个所述炸药药卷，相邻两个所述炸药药卷之间的间隔段为空气间隔段。

8、优选的，所述居中限位盘的中心处设置有限位孔，所述限位孔的内径尺寸和所述装药管的外径尺寸相匹配。

9、本发明还提供一种应用于所述的深孔预裂爆破拼装式装药装置的实施方法，包括以下步骤：

10、步骤1：提前制作多节标准预制装药管，所述标准预制装药管通过将多个炸药药卷填充到单个装药管内形成；

11、优选的，所述步骤1中，将多卷炸药药卷按照设计间隔固定在所述装药管中即可得到标准预制装药管。

12、步骤2：底部加强装药筒的制作，在爆破现场对所述底部加强装药筒进行装药，将多节所述炸药药卷放入所述底部加强装药筒内，并将所述导爆索固定到所述底部加强装药筒上，所述导爆索与所述底部加强装药筒内的多卷所述炸药药卷连接在一起；

13、优选的，所述步骤2包括以下分步骤：

14、步骤201：固定导爆索，将导爆索穿过所述底部加强装药筒上的突出圆管和圆孔并固定；

15、步骤202：装药，将所述炸药药卷装满所述底部装药筒本体且和所述导爆索连接在一起；

16、步骤203：封盖，将筒盖的筒盖内螺纹旋紧连接在所述装药筒本体顶端的装药筒外螺纹上。

17、步骤3：初步组装，将第一节所述标准预制装药管的一端和所述底部加强装药筒拼接在一起，将所述导爆索从第一节所述标准预制装药管的另一端穿出并与第一节所述标准预制装药管内的炸药药卷连接在一起，之后将所述居中限位盘穿在第一节所述标准预制装药管的管身上，得到初步组装体，将所述初步组装体放入所述预裂爆破孔的孔口处；

18、步骤4：多节标准预制装药管拼接，于爆破孔的孔口处在第一节所述标准预制装药管的基础上拼接第二节所述标准预制装药管，并将所述导爆索从第二节所述标准预制装药管的顶端穿出且与第二节所述标准预制装药管内的炸药药卷连接在一起，此时下放所述初步组装体，便于在第二节所述标准预制装管的基础上拼接多节所述标准预制装药管，边拼接所述标准预制装药管边下放所述初步组装体，直到所述初步组装体触底为止；

19、优选的，还包括在预裂爆破装药结构中最上一节标准预制装药管上拼接一根不装药的所述装药管，最上端的一根所述装药管延伸出所述预裂爆破炮孔，所述导爆索的末端从该所述装药管内穿出；将其中所述居中限位盘固定在所述预裂爆破孔顶部的堵塞段的底端；

20、步骤5：炮孔堵塞，在堵塞段用炮泥或岩粉进行堵塞；

21、步骤6：重复上述步骤1至步骤5，直至将所有的预裂爆破炮孔装药完成，再将外露的所述导爆索串联起来，最后准备联网起爆。

22、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

23、本发明一种深孔预裂爆破拼装式装药装置及实施方法，采用标准装药管代替竹条对不耦合药卷进行固定，标准装药管结构简单，制作方便，可提前在现场预制，统一预裂爆破装药标准，便于批量生产，提高了生产效率。

24、本发明提到的标准装药管、底部加强装药筒、居中限位盘，可在爆破作业现场完成快速拼装，实现模块化组装，提高作业效率，降低生产成本。

25、本发明中的居中限位盘配合加强装药筒可保证预裂爆破装药结构的中间装药段始终处于炮孔中心，可以保证稳定的爆轰过程，提高预裂爆破的成缝效果。