專利名稱:一種機(jī)械化裝藥裝置及其利用該裝置進(jìn)行裝藥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械化裝藥裝置，更具體地說(shuō)，是一種銨油炸藥(ANFC^tS)的機(jī)械化裝藥裝置，及其利用該裝置進(jìn)行裝藥的方法。
背景技術(shù)：
由中國(guó)上海外經(jīng)集團(tuán)有限公司承建的伊朗德黑蘭北部高速公路項(xiàng)目一期工程，全長(zhǎng)32公里，其中隧道觀座，累計(jì)長(zhǎng)度22. 6公里。隧道開挖方量M0. 28萬(wàn)立方米，炸藥消耗量約沈4. 31萬(wàn)公斤。隧道施工采用傳統(tǒng)的鉆爆法。隧道開挖爆破的鉆孔一般為水平狀或向各個(gè)方向傾斜的接近水平狀的鉆孔，因此，隧道爆破常用乳化炸藥卷，人工裝藥。然而， 在路基爆破中我們常采用ANFO炸藥，全稱是Ammonium Nitrate Fuel Oil，在國(guó)內(nèi)稱銨油炸藥。ANFO炸藥是細(xì)顆粒狀的炸藥，一般包裝是袋裝，因此適合于豎直或大傾角鉆孔的裝藥， 這樣細(xì)顆粒狀炸藥能直接倒進(jìn)鉆好的炮眼孔內(nèi)，而對(duì)水平孔則無(wú)法快速密實(shí)裝藥。
在伊朗乳化炸藥卷的價(jià)格是2. 78美元/公斤，而ANFO炸藥的價(jià)格0. 42美元/公斤，兩者價(jià)格相差顯著。按照上述炸藥消耗量計(jì)算，如果能解決裝藥問(wèn)題而將隧道爆破改用 ANFO炸藥，則本項(xiàng)目?jī)H僅炸藥采購(gòu)成本就可以節(jié)約6M萬(wàn)美元；另外，從該項(xiàng)發(fā)明的實(shí)踐檢驗(yàn)結(jié)果表明還可以大大節(jié)省裝藥的人工成本、減少鉆炮眼孔數(shù)量等綜合效應(yīng)。
由于ANFO炸藥是細(xì)顆粒狀物質(zhì)，要把它密實(shí)的裝入水平狀的鉆好的炮眼孔內(nèi)，最佳的方案是用氣體將炸藥“吹”進(jìn)去；另一方面為了保持連續(xù)地將炸藥“吹”進(jìn)炮眼孔內(nèi)，需要將包裝袋里的炸藥連續(xù)地“吸”進(jìn)裝置里。實(shí)現(xiàn)這種“吸”和“吹”的基本功能就是該發(fā)明裝置所要達(dá)到的目的。為了達(dá)到上述“吸”和“吹”的功能，就需要在吸入?yún)^(qū)產(chǎn)生比外界空氣壓力小的負(fù)壓區(qū)，而在吹入?yún)^(qū)產(chǎn)生比外界空氣壓力大的正壓區(qū)。根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)的原理， 當(dāng)壓力空氣從小孔徑管流入大孔徑管時(shí)，在管徑突變區(qū)域的大孔徑內(nèi)局部區(qū)域產(chǎn)生負(fù)壓， 其他區(qū)域都是正壓。這樣，細(xì)顆粒狀炸藥就可以通過(guò)連接到負(fù)壓區(qū)的管道吸入炸藥，然后順著氣流方向吹入炮眼孔內(nèi)，如圖1所示，高速壓力空氣通過(guò)小孔徑管道a向大孔徑管b方向流動(dòng)，在大孔徑管內(nèi)流速迅速下降，在速度下降的過(guò)渡區(qū)域，管內(nèi)周邊產(chǎn)生了負(fù)壓區(qū)。連接在該負(fù)壓區(qū)的炸藥輸入管c就可以把細(xì)顆粒狀炸藥吸入大孔徑管，順著氣流方向輸送出去，即“吹”出去。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械化裝藥裝置及其利用該裝置進(jìn)行裝藥的方法，其可解決目前ANFO炸藥裝藥難的問(wèn)題，節(jié)省裝藥的人工成本。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出的一種機(jī)械化裝藥裝置，包括依次連接的壓力空氣輸入端接口、壓力空氣閥門、三通管，該壓力空氣閥門與該三通管水平方向的第一端連接，所述三通管垂直于水平方向的一端連接第一寶塔接頭，第一寶塔接頭連接炸藥輸入管，所述水平方向的第二端連接第二寶塔接頭，第二寶塔接頭連接炸藥輸出管；還包括一個(gè)小孔元件，該小孔元件為圓柱體形狀，且一端孔徑大，另一端孔徑小，孔徑大的一端長(zhǎng)度
3大于孔徑小的一端長(zhǎng)度，孔徑大的一端匹配連接在所述壓力空氣閥門的內(nèi)部，孔徑小的一端匹配連接在所述三通管水平方向的第一端內(nèi)部。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步特征，所述小孔元件外表面為螺紋設(shè)計(jì)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步特征，所述炸藥輸入管、炸藥輸出管為軟管，并分別通過(guò)第一寶塔接頭和第二寶塔接頭與所述三通管垂直于水平方向的一端和所述三通管水平方向的第二端連接。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步特征，所述三通管垂直于水平方向的一端，第一寶塔接頭上設(shè)有接地線。
根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提出一種利用上述裝置進(jìn)行裝藥的方法，包括以下步
驟
1)在鉆好炮眼孔底裝入雷管；
2)關(guān)閉所述壓力空氣閥門，將鉆炮眼孔用的空壓機(jī)輸出的壓力空氣通過(guò)空氣導(dǎo)管連接到所述壓力空氣輸入端接口；
3)將炸藥輸入管軟管伸入到炸藥中；
4)將炸藥輸出管伸入到鉆好炮眼孔底；
5)打開所述壓力空氣閥門開始裝藥，裝到一定數(shù)量，關(guān)閉壓力空氣閥門，完成一次裝
藥；
6)重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一次裝藥。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步特征，所述雷管采用非電雷管；所述三通管垂直于水平方向的一端，第一寶塔接頭上設(shè)有接地線。
由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的機(jī)械化裝藥裝置可解決ANFO炸藥裝藥難的問(wèn)題，具有以下優(yōu)點(diǎn)
a. 該裝置制作簡(jiǎn)單方便、成本低廉、體積小、輕便且操作簡(jiǎn)單、不需要專門培訓(xùn)就可以上崗操作。
b. 裝藥所需的高壓風(fēng)由鉆炮眼的孔空壓機(jī)提供，因此不需要額外的裝備，用本發(fā)明的裝置就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝藥。
c. 由于炸藥輸送是通過(guò)軟管用動(dòng)力空氣輸送，因此，它適用于任何形狀和任何方向已經(jīng)施工完的鉆孔內(nèi)。
d. ANFO炸藥的機(jī)械化裝藥是我國(guó)探索多年還未實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)攻關(guān)課題，該裝置解決了該課題關(guān)鍵難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了 ANFO炸藥的機(jī)械化裝藥，大大提高了裝藥效率。根據(jù)上述項(xiàng)目實(shí)踐統(tǒng)計(jì)顯示，在相同的人力資源配備下，利用該裝置裝藥和人工裝藥相比，效率提高了 5倍以上，大大節(jié)約了裝藥時(shí)間。在隧道掘進(jìn)施工中就意味著大大提高掘進(jìn)速度，可縮短工期，節(jié)約成本。
e. 節(jié)約鉆炮眼孔量。在起初的試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，和用乳化炸藥人工裝藥時(shí)采用同樣的炮眼設(shè)計(jì)時(shí)，使用該裝置裝藥爆破后爆碴塊徑很小。這是因?yàn)槭褂迷撗b置進(jìn)行裝藥， 大大提高了炮眼孔裝藥密度和炮孔裝藥飽滿度，從而增大了每延米炮孔利用率，提高了爆破效率。為此，可以重新設(shè)計(jì)炮眼，大大減少了炮眼數(shù)量，節(jié)約了鉆炮眼孔量30%左右，從而提高了施工速度。


下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明 圖1為本發(fā)明的原理圖
其中a.輸入壓力空氣的小孔徑管；b.產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)的大孔徑管；c.炸藥輸入管圖2為本發(fā)明中小孔元件的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本發(fā)明一種機(jī)械化裝藥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
其中1.壓力空氣輸入端接口 2.壓力空氣閥門 3.三通管 4.炸藥輸入管5.炸藥輸出管6.接地線7.小孔元件8.第一寶塔接頭9.第二寶塔接頭
圖4為本發(fā)明一種機(jī)械化裝藥裝置裝藥示意圖其中1.壓力空氣輸入端接口 2.壓力空氣閥門 3.三通管 4.炸藥輸入管5.炸藥輸出管6.接地線7.小孔元件8.第一寶塔接頭9.第二寶塔接頭10.空氣導(dǎo)管11. ANFO炸藥12.鉆孔孔底13.巖面。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明提出的一種機(jī)械化裝藥裝置，包括依次連接的壓力空氣輸入端接口 1、壓力空氣閥門2、三通管3，該壓力空氣閥門2與該三通管3水平方向的第一端連接，該三通管3垂直于水平方向的一端連接第一寶塔接頭8，炸藥輸入管4連接第一寶塔接頭8，水平方向的第二端連接第二寶塔接頭，炸藥輸出管5連接第二寶塔接頭；還包括一個(gè)小孔元件7，如圖2所示，該小孔元件7為圓柱體形狀，且一端孔徑大，另一端孔徑小，孔徑大的一端長(zhǎng)度大于孔徑小的一端長(zhǎng)度，且孔徑小的一端長(zhǎng)度盡量短，孔徑大的一端匹配連接在壓力空氣閥門的內(nèi)部，孔徑小的一端匹配連接在三通管3水平方向的第一端內(nèi)部，本實(shí)施例中，小孔元件7通過(guò)螺紋與所述壓力空氣閥門2和三通管3匹配連接。
本發(fā)明中炸藥輸入管4采用軟管，其通過(guò)第一寶塔接頭8連接到三通管3的垂直于水平方向的一端；炸藥輸出管5也采用軟管，通過(guò)第二寶塔接頭9連接到三通管3水平方向的第二端，當(dāng)需采用接地線6時(shí)，該接地線6連接在三通管垂直于水平方向的一端，第一寶塔接頭8上。
本發(fā)明利用鉆眼用的空壓機(jī)將壓力空氣接入壓力空氣輸入端接口 1，壓力空氣流經(jīng)壓力空氣閥門2進(jìn)入小孔元件7，通過(guò)小孔后斷面發(fā)生突變?cè)龃?，在三通?的周圍產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)。連接在該負(fù)壓區(qū)的炸藥輸入管4就可以把細(xì)顆粒狀炸藥也就是ANFO炸藥“吸”入到三通內(nèi)，并在氣流的作用下將炸藥通過(guò)炸藥輸出管5 “吹”入鉆孔。
如圖4所示，為本發(fā)明裝置的裝藥示意圖，利用本發(fā)明的機(jī)械化裝藥裝置實(shí)現(xiàn)的裝藥方法，包括以下步驟
1)在鉆好炮眼孔底裝入雷管；
2)關(guān)閉壓力空氣閥門2，將鉆炮眼孔用的空壓機(jī)輸出的壓力空氣通過(guò)空氣導(dǎo)管10連接到所述壓力空氣輸入端接口 1 ；
3)將炸藥輸入管4軟管伸入到ANFO炸藥11中；
4)將炸藥輸出管5伸入到鉆好炮眼孔孔底；
5)打開壓力空氣閥門2開始裝藥，裝到一定數(shù)量，關(guān)閉壓力空氣閥門2，完成一次裝藥；6)重復(fù)以上步驟進(jìn)行下次裝藥。
使用本發(fā)明的該裝置裝藥過(guò)程中因?yàn)闅饬鲙?dòng)炸藥顆粒流動(dòng)，炸藥細(xì)顆粒之間以及炸藥細(xì)顆粒和管壁之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生摩擦，從而可能會(huì)產(chǎn)生靜電。為安全起見(jiàn)起爆雷管推薦使用非電雷管。如果沒(méi)有非電雷管產(chǎn)品而必須使用電雷管，那么為了防止靜電可能激發(fā)電雷管，將采取如下措施
1)將該裝置進(jìn)行接地處理。如圖4所示，用銅心電線6將裝置接地，即連接電容足夠大的地方，如鑿巖臺(tái)架或附近的錨桿。用歐姆表檢測(cè)接地電阻不應(yīng)大于IO5歐姆。
2)炸藥輸入管4、輸出管5采用可導(dǎo)電的軟管以消除靜電。
3)增加裝藥環(huán)境的空氣濕度，降低靜電電壓。
4)在裝藥過(guò)程中隨時(shí)使用Monroe 281型靜電測(cè)試儀對(duì)靜電電壓進(jìn)行檢測(cè)；炮孔內(nèi)靜電電壓不得超過(guò)1500伏。
5)裝藥時(shí)電源撤離到距工作面20米之外。
但是，上述的具體實(shí)施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對(duì)本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械化裝藥裝置，其特征在于包括依次連接的壓力空氣輸入端接口、壓力空氣閥門、三通管，該壓力空氣閥門與該三通管水平方向的第一端連接，所述三通管垂直于水平方向的一端連接第一寶塔接頭，炸藥輸入管連接在第一寶塔接頭，所述三通管水平方向的第二端連接第二寶塔接頭，炸藥輸出管連接第二寶塔接頭；還包括一小孔元件，該小孔元件為圓柱體形狀，且一端孔徑大，另一端孔徑小，孔徑大的一端長(zhǎng)度大于孔徑小的一端長(zhǎng)度，孔徑大的一端匹配連接在所述壓力空氣閥門的內(nèi)部，孔徑小的一端匹配連接在所述三通管水平方向的第一端內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的機(jī)械化裝藥裝置，其特征在于所述小孔元件外表面為螺紋設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的機(jī)械化裝藥裝置，其特征在于所述炸藥輸入管、炸藥輸出管為軟管，并分別通過(guò)第一寶塔接頭、第二寶塔接頭與所述三通管垂直于水平方向的一端和所述三通管水平方向的第二端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的機(jī)械化裝藥裝置，其特征在于所述三通管垂直于水平方向的一端，第一寶塔接頭上設(shè)有接地線。
5.一種利用根據(jù)權(quán)利要求
3所述裝藥裝置進(jìn)行裝藥的方法，其特征在于包括以下步驟在已經(jīng)鉆好炮眼孔底裝入雷管；關(guān)閉所述壓力空氣閥門，將鉆炮眼孔用的空壓機(jī)輸出的壓力空氣通過(guò)導(dǎo)管連接到所述壓力空氣輸入端接口；將炸藥輸入軟管一端與第一寶塔接頭連接，另外一端伸入到炸藥中；將炸藥輸出管一端與第二寶塔接頭連接，另外一端伸入到鉆好的炮眼孔底；打開所述壓力空氣閥門開始裝藥，裝到一定數(shù)量，關(guān)閉壓力空氣閥門，完成一次裝藥；重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一次裝藥。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝藥方法，其特征在于所述雷管采用非電雷管。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝藥方法，其特征在于所述三通管垂直于水平方向的一端， 第一寶塔接頭上設(shè)有接地線。
專利摘要
本發(fā)明公開的一種機(jī)械化裝藥裝置及其利用該裝置進(jìn)行裝藥的方法，包括依次連接的壓力空氣輸入端接口、壓力空氣閥門、三通管，該壓力空氣閥門與該三通管水平方向的第一端連接，該三通管垂直于水平方向的一端連接第一寶塔接頭炸藥輸入管與該第一寶塔接頭連接，水平方向第二端連接第二寶塔接頭，炸藥輸出管與該第二寶塔接頭連接；還包括一個(gè)小孔元件，該小孔元件為圓柱體形狀，且一端孔徑大，另一端孔徑小，孔徑大的一端長(zhǎng)度大于孔徑小的一端長(zhǎng)度，孔徑大的一端匹配連接在壓力空氣閥門的內(nèi)部，孔徑小的一端匹配連接在三通管水平方向的第一端內(nèi)部。本發(fā)明的機(jī)械化裝藥裝置及其利用該裝置進(jìn)行裝藥的方法可解決ANFO炸藥裝藥難的問(wèn)題，節(jié)省裝藥的人工成本、減少鉆孔數(shù)量等問(wèn)題，且該裝藥裝置簡(jiǎn)易，安裝方便。
文檔編號(hào)F42D1/10GKCN102538603SQ201210016438
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月19日
發(fā)明者萬(wàn)治安, 云建平, 金立平 申請(qǐng)人:中國(guó)上海外經(jīng)(集團(tuán))有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan