專利名稱：：巖孔開槽用切槽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種在斷裂控制爆破技術(shù)中用于巖孔開鑿槽溝的器具。《爆破》雜志一九八八年第一期上刊載的《斷裂控制爆破》一文中公開了美國(guó)馬里蘭大學(xué)歷時(shí)十年，進(jìn)行斷裂控制爆破技術(shù)研究的新進(jìn)展，其主要特點(diǎn)是在已鉆出的炮孔上用特制的開槽機(jī)具沿孔軸向切一溝槽，裝定量炸藥，采用導(dǎo)爆索及與其連接在一起的瞬發(fā)雷管起爆，可達(dá)石材在切槽方向斷裂。大量試驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)的后裂爆破法和良好的光面爆破法相比，斷裂控制爆破法能有效地減少周邊孔的數(shù)目。最理想的斷裂控制爆破所需要的周邊孔間隔，要比其它兩種方法增加39～83％，所引起的“超挖”可減少10～30％，有利于減少破裂和剝蝕，保持被保留巖石的結(jié)構(gòu)完整性。同時(shí)，其周邊孔的裝藥量要比其它兩種方法減少43～69％當(dāng)用微差爆破時(shí)，斷裂控制爆破法所引起的表面震動(dòng)，也比其它兩種方法降低20～50％。馬里蘭大學(xué)大量的實(shí)踐證明，這種技術(shù)有著重要的實(shí)用意義及多方面的優(yōu)越性，但他們至今尚未找到一種作用可靠而又價(jià)格合適的開槽方法。起初，他們使用一種開槽工具取代鉆頭安裝在沖擊鉆上，在周邊孔上開槽，不僅定位困難，而且抽出炮孔時(shí)易卡滯，往往拖延了施工時(shí)間，不得不淘汰，目前，馬里蘭大學(xué)正研制一種新的切槽工具，使鉆孔和切槽同時(shí)進(jìn)行，它的結(jié)構(gòu)為一個(gè)由外表鑲嵌有開槽刀具的，可自由旋轉(zhuǎn)的軸套，套在標(biāo)準(zhǔn)的沖擊鉆頭后面。當(dāng)鉆機(jī)開動(dòng)時(shí)，鉆頭可正常獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，開槽軸套借助于長(zhǎng)刀身為孔壁切槽進(jìn)行定向，借助鉆頭鉆進(jìn)時(shí)的沖擊作用，將驅(qū)使開槽軸套在孔壁上開槽。這種構(gòu)思雖然十分巧妙，但很難將其付諸于實(shí)踐。因該切槽工具具體制造工藝不那么簡(jiǎn)單，尤其實(shí)際上開槽軸套在鉆頭高速旋轉(zhuǎn)時(shí)很難保證不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而致使這種開槽工具到目前為止尚未能夠正式投入使用。因此該文末尾言“……如果能夠找到一種既作用可靠而又價(jià)格合適的開槽方法，那么，應(yīng)用斷裂控制爆破所可以獲得的經(jīng)濟(jì)效益將是相當(dāng)巨大的”。本實(shí)用新型的目的是避免上述已有技術(shù)的不足之處而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作用可靠而又造價(jià)便易、使用方便、切槽時(shí)容易定位，抽出炮孔時(shí)絕不會(huì)發(fā)生卡滯的巖孔開槽用切槽器，以使斷裂控制爆破技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到巖孔開槽用切槽器，在導(dǎo)向體兩側(cè)對(duì)稱鑲嵌一對(duì)開槽刀具，同時(shí)導(dǎo)向體本身在另外兩側(cè)均開有排粉槽，中心鉆有通氣孔，該通氣孔在臨近導(dǎo)向體尾部擴(kuò)大，使其尾部?jī)?nèi)腔是錐形孔，以便裝釬桿來(lái)傳遞沖擊功，排粉槽與通氣孔使得切槽器易與從炮孔中抽出。為增大切割壓力，減少摩擦，使切槽更易于順利進(jìn)行，鑲嵌在導(dǎo)向體上的開槽刀具有一定的傾角，形成頭大尾小，其刀口截面為三角形，有利于爆炸應(yīng)力集中到切出槽溝三角形斷面的尖端處。本實(shí)用新型巖孔開槽器取代鉆頭裝設(shè)在拆卸下棘輪爪的普通鑿巖機(jī)上，當(dāng)鑿巖機(jī)開動(dòng)時(shí)，由于構(gòu)成回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的棘輪爪被拆，無(wú)法回轉(zhuǎn)，只產(chǎn)生沖擊動(dòng)作，便可在已經(jīng)打好的炮孔孔壁上鑿切兩條以炮孔中軸線成軸對(duì)稱的軸向槽溝，槽溝斷面呈三角形尖向外。完成布孔切槽后，在炮眼中裝入適量普通炸藥，由普通電雷管引爆即能使巖石沿切槽方向開裂，實(shí)現(xiàn)斷裂控制爆破。其機(jī)理是切槽控制在預(yù)期斷裂線方向上，由于切槽的存在就預(yù)先在巖體上形成薄弱面，炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的爆炸壓力在切槽的作用下應(yīng)力集中，并沿三角形斷面的尖端向外開裂，形成兩孔間的裂縫。因此它起到規(guī)定斷裂開始部位和控制斷裂擴(kuò)展方向的作用。同時(shí)，孔壁無(wú)切槽部分，由于無(wú)應(yīng)力集中作用，所以對(duì)側(cè)向孔壁的保護(hù)極為有利，因此該技術(shù)不僅適用于隧道、巷道的周邊爆破，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究在本實(shí)用新型應(yīng)用的基礎(chǔ)上，摸索出一套石材開采新技術(shù)，可以按預(yù)定方案一次將石材開采下來(lái)或大塊石料切割成所需要的塊度，進(jìn)一步發(fā)展和完善了斷裂控制爆破技術(shù)。附圖的圖面說(shuō)明如下圖1為本實(shí)用新型巖孔開槽用切槽器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示本實(shí)用新型巖孔開槽用切槽器A-A剖面圖。下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述如圖1所示，本實(shí)用新型巖孔開槽用切槽器由圓柱形金屬導(dǎo)向體(1)兩側(cè)對(duì)稱鑲嵌一對(duì)開槽刀具(2)構(gòu)成。導(dǎo)向體(1)本身在另外兩側(cè)均開有排粉槽(3)，中心鉆有通氣孔(4)，該通氣孔(4)在臨近導(dǎo)向體(1)尾部擴(kuò)大，使其尾部?jī)?nèi)腔呈錐形孔，以便裝釬桿來(lái)傳遞沖擊功，排粉槽(3)與通氣孔(4)使得切槽器易于從炮孔中抽出，避免被卡。為了增大切割壓力，減少摩擦，使切槽更易于順利進(jìn)行，鑲嵌在導(dǎo)向體(1)上的開槽刀具(2)可具有一定的傾角，形成頭大尾小，該傾角可為5°～30°，以10°～20°為佳，以15°為最好。如圖2所示，開槽刀具(2)的刀口截面可呈三角形狀，這樣切出的槽溝斷面亦呈三角形狀，有利于應(yīng)力集中到切槽三角形斷面的尖端處。導(dǎo)向體(1)可由鋼材制成，其上鑲嵌的開槽刀具(2)可為一硬質(zhì)合金片，以增加其耐磨性與強(qiáng)度。本發(fā)明人曾以45#鋼制作導(dǎo)向體(1)，上鑲嵌硬質(zhì)合金片為開槽刀具(2)，制成本實(shí)用新型巖孔開槽用切槽器。在此切槽器應(yīng)用基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)炮孔參數(shù)、裝藥參數(shù)和裝藥結(jié)構(gòu)等技術(shù)、工藝進(jìn)行了多次試驗(yàn)，摸索出一套采用斷裂控制爆破技術(shù)的高效石材開采新技術(shù)。以此進(jìn)行石灰?guī)r和大理石開采，取得了良好的爆破效果，簡(jiǎn)述如下以本實(shí)用新型巖孔開槽用切槽器取代普通鑿巖機(jī)鉆頭，安裝在經(jīng)取下棘輪爪方式改裝的普通鑿巖機(jī)上，在打好的炮眼壁上順利、方便的鑿切出兩條以炮孔中軸線形成軸對(duì)稱，方向相反、斷面呈三角形的兩條軸向溝槽。由于孔壁上有這切槽，因而可以增大炮孔間距、減少炸藥用量，采用特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，只用適當(dāng)普通炸藥，由普通電雷管起爆，按預(yù)定方案一舉爆破成功。具體參數(shù)如下表</tables>注使用2號(hào)巖石硝銨炸藥爆破后石材沿切槽方向斷裂，達(dá)到預(yù)期效果。斷裂面較平整，孔壁無(wú)損，半邊切槽完好留下，即使在裝藥處也沒有發(fā)現(xiàn)有任何細(xì)微裂隙，斷裂縫寬度20～50毫米，無(wú)飛石，震動(dòng)和爆聲微小。由此可見，本實(shí)用新型巖孔開槽用切槽器系一種確實(shí)有效的開槽工具，本發(fā)明人靠此開槽手段解決了斷裂控制爆破技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用并摸索出一套高效石材開采新技術(shù)，這一技術(shù)較之已有的人工開采法、炮孔爆炸爆破法和聚能切割法采石技術(shù)及斷裂控制爆破技術(shù)具有以下的優(yōu)越性1.實(shí)施開槽容易，不需要專門的沖擊設(shè)備，只要對(duì)現(xiàn)有的鑿巖機(jī)進(jìn)行改裝即可實(shí)現(xiàn)只沖不轉(zhuǎn)；2.使用普通炸藥和雷管，易于就地取材，降低成本，提高安全性；3.可增大鉆孔參數(shù)、孔間距比預(yù)裂爆破法提高30～50％，切割寬度可據(jù)實(shí)際要求選材，大大減少了打眼工作量；4.斷裂面平整，孔壁完好無(wú)損，提高了成材率；5.可控制噪音，震動(dòng)在很小范圍內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生飛石。本實(shí)用新型巖孔開槽切槽器相比已有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、使用方便；2.耐磨性好，已切槽20多米，仍保持完好；3.切槽速度快，實(shí)測(cè)每米耗時(shí)4～5分鐘；4.定位容易、排粉順利、不會(huì)被卡滯；5.切槽過(guò)程中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，切槽在同一平面上，保證切割面平整。權(quán)利要求1.一種巖孔開槽用切槽器，由圓柱形全屬導(dǎo)向體與鑲嵌其上的開槽刀具構(gòu)成，其特征在于導(dǎo)向體(1)兩側(cè)對(duì)稱鑲嵌一對(duì)開槽刀具(2)，同時(shí)導(dǎo)向體(1)本身在另外兩側(cè)均開有排粉槽(3)，中心鉆有通氣孔(4)，該通氣孔(4)在臨近導(dǎo)向體(1)尾部擴(kuò)大，使其頭部?jī)?nèi)腔呈錐形孔(5)，以便裝釬桿來(lái)傳遞沖擊功、排粉槽(3)與通氣孔(4)使得切槽器易于從炮孔中抽出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的巖孔開槽用切槽器，其特征在于為增大切割壓力，減少摩擦，使切槽更易于順利進(jìn)行，鑲嵌在導(dǎo)向體(1)上的開槽刀具(2)具有一定的傾角，形成頭大尾小，其刀口截面為三角形，有利于爆炸應(yīng)力集中到切出槽溝三角形斷面的尖端處。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的巖孔開槽用切槽器，其特征在于所說(shuō)的導(dǎo)向體(1)由鋼材制成，其上鑲嵌的開槽刀具(2)為硬質(zhì)合金片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所說(shuō)的巖孔開槽用切槽器，其特征在于開槽刀具(2)的傾角為5°～30°。5.根據(jù)權(quán)利要求4所說(shuō)的巖孔開槽用切槽器，其特征在于開槽刀具(2)的傾角為10°～20°。6.根據(jù)權(quán)利要求5所說(shuō)的巖孔開槽用切槽器，其特征在于導(dǎo)向體(1)由45號(hào)鋼，開槽刀具(2)由YG硬質(zhì)合金片制成，開槽刀具(2)的傾角為15°。專利摘要巖孔開槽用切槽器，涉及一種在斷裂控制爆破技術(shù)中用于巖孔內(nèi)開鑿槽溝的器具。本實(shí)用新型由金屬導(dǎo)向體兩側(cè)對(duì)稱鑲嵌一對(duì)硬質(zhì)合金開槽刀具構(gòu)成，導(dǎo)向體本身在另外兩側(cè)均開有排粉槽，中心鉆有通氣孔。本切槽器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，與改裝后的普通鑿巖機(jī)配套，可在已打好的炮孔壁上鑿切出溝槽，定位容易，排粉順利，系實(shí)現(xiàn)斷裂控制爆破工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的有效手段，配合適當(dāng)方法，可一次將石材切割成型，形成石材開采新技術(shù)。文檔編號(hào)E21C37/00GK2040534SQ8821590公開日1989年7月5日申請(qǐng)日期1988年11月14日優(yōu)先權(quán)日1988年11月14日發(fā)明者劉積銘,郭義奎,宗琦,潘吉仁,曹光保,徐穎,柯昌松,付菊根申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)學(xué)院