本發(fā)明涉及爆破技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適合于高寒地區(qū)凍土中使用的聚能彈。

背景技術(shù)：

青海、西藏等高寒地區(qū)存在季節(jié)性?xún)鐾梁投嗄陜鐾痢８吆貐^(qū)的公路、水利等施工需要解決凍土開(kāi)挖的難題，根據(jù)凍土的特殊地質(zhì)性質(zhì)，目前主要使用的施工方式為鉆孔爆破和聚能彈爆破。

對(duì)于鉆孔爆破施工方式存在以下不足：第一、在鉆進(jìn)的熱熔效應(yīng)下，凍土鉆進(jìn)效率會(huì)降低；第二、鉆孔深度隨因回淤、回凍逐漸變淺，地表為砂土層的孔口容易坍塌；第三、炸藥晝?nèi)谝箖鋈菀鬃冑|(zhì)導(dǎo)致啞炮，高原雷電氣候爆破器材使用存在安全隱患，影響爆破效果的同時(shí)，也給施工帶來(lái)了不便和極大的安全隱患。

聚能彈爆破在凍土爆破施工中需要兼顧輻射和定向作用這兩方面?，F(xiàn)有的聚能彈根據(jù)使用環(huán)境和使用要求具有多種形式。例如，公開(kāi)號(hào)為cn1920472a的專(zhuān)利公開(kāi)了一種水下爆破聚能彈，包括起爆裝置、裝藥、外殼和藥型罩，起爆點(diǎn)位于裝藥底部中心，藥型罩位于裝藥底部，為錐形、半球型或球缺型中的一種，藥型罩內(nèi)充填不吸水的泡沫塑料，形成泡沫和藥型罩組合體，藥型罩底邊與包裝外殼底板密封連接。該聚能彈的外殼內(nèi)藥型罩上方還可設(shè)置一個(gè)水平放置的隔板，隔板的中心線與藥型罩的對(duì)稱(chēng)軸重合。但是，該聚能彈并不滿足凍土爆破施工擴(kuò)孔和定向兼顧的使用要求。

公告號(hào)為cn23644426y的專(zhuān)利公開(kāi)了一種聚能震源彈，聚能彈的聚能罩呈圓錐形，具有定向傳播功能，產(chǎn)生的爆破物沿近似垂直藥柱表面方向或垂直于聚能罩方向，有效面積僅為端面面積，能量利用率低，擴(kuò)孔效果差，不能滿足凍土爆破施工要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于凍土開(kāi)挖的聚能彈，解決現(xiàn)有的聚能彈不能兼顧輻射和定向作用，不適用于凍土開(kāi)挖的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：用于凍土開(kāi)挖的聚能彈，包括外殼、引信裝置、隔板和聚能罩，外殼的頂部中心為引信裝置；外殼內(nèi)設(shè)置聚能罩，聚能罩為金屬材質(zhì)，聚能罩和外殼之間充填炸藥，外殼頂部下方的炸藥內(nèi)水平設(shè)置隔板，隔板的中心線與聚能罩的軸線重合；聚能罩的上段為罩環(huán)，罩環(huán)呈球弧形且頂端朝向隔板，聚能罩的下段呈圓臺(tái)狀，圓臺(tái)的上底面與罩環(huán)相連，圓臺(tái)的下底面與外殼的底部相連。

進(jìn)一步的是：所述外殼的底部外側(cè)設(shè)置支撐聚能彈彈體的支架。

更進(jìn)一步的是：所述支架的高度為所述聚能罩下段的下底面的直徑的3.5倍。

進(jìn)一步的是：所述聚能罩為鑄銅或鑄鐵。

進(jìn)一步的是：所述外殼、隔板和聚能罩之間的空間充填黑梯炸藥。

進(jìn)一步的是：所述外殼頂部的直徑為320mm，外殼底部的直徑為360mm，引信裝置的直徑為20mm；隔板的厚度為75mm，隔板的直徑為300mm，隔板頂部的炸藥層厚30mm；聚能罩的厚度為17mm，聚能罩的罩環(huán)的外半徑為100mm，聚能罩的下段的下底面外直徑為340mm。

進(jìn)一步的是：所述隔板為木質(zhì)材質(zhì)或黏土摻鋸末。具體地，隔板由黏土摻鋸末制成，其中黏土的質(zhì)量占70～90％，余量為鋸末。

用支架支起聚能彈的外殼，通過(guò)引信裝置引爆聚能彈內(nèi)的炸藥，炸藥引爆后，形成的爆轟波通過(guò)隔板，一方面促使爆轟波同時(shí)達(dá)到聚能罩的上段的表面，另一方面改變壓垮弧形聚能罩的爆轟波作用方向，使爆轟波趨向于垂直壓垮球弧形聚能罩。球弧形聚能罩，即罩環(huán)被四周均勻的壓力壓向中心，罩環(huán)逐漸變厚，最終罩環(huán)中心層金屬聚合相碰擠出射流，射流的方向?yàn)榛⌒蜗蛳?，即朝向支架。聚能罩的其余部分被擠壓成致密實(shí)體“金屬杵”，使得爆破性能達(dá)到輻射和定向的雙重傳播效果。

本發(fā)明的有益效果是：用于凍土開(kāi)挖的聚能彈的聚能罩和隔板相互配合，達(dá)到輻射和定向雙重傳播性能，提高了炸藥的利用率，提升了凍土開(kāi)挖效率。高海拔地區(qū)凍土爆破施工采用本發(fā)明的聚能彈爆破施工，可在多年凍土中穿孔，爆破后孔底呈壺形，有利于采取藥壺爆破法進(jìn)行下一次爆破，從而大幅度減少鉆孔數(shù)量，減輕高海拔地區(qū)勞動(dòng)強(qiáng)度；此外，還可極大地減小安全隱患，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于凍土開(kāi)挖的聚能彈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中零部件、部位及編號(hào)：外殼1、引信裝置2、隔板3、聚能罩4、炸藥5、支架6。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明用于凍土開(kāi)挖的聚能彈，包括外殼1、引信裝置2、隔板3和聚能罩4，外殼1的頂部中心為引信裝置2。外殼1內(nèi)設(shè)置聚能罩4，聚能罩4為金屬材質(zhì)，例如為鑄銅或鑄鐵，聚能罩4和外殼1之間充填炸藥5，例如炸藥5為黑梯炸藥。外殼1頂部下方的炸藥5內(nèi)水平設(shè)置隔板3，即隔板3嵌設(shè)于炸藥5內(nèi)，隔板3為木質(zhì)材料或黏土摻鋸末材質(zhì)。具體地，隔板3為黏土摻鋸末制成，其中黏土的質(zhì)量占70～90％，余量為鋸末。隔板3的中心線與聚能罩4的軸線重合。外殼1的底部設(shè)置支架6，支架6支撐聚能彈彈體。

聚能罩4為一整體，從形狀上分為上下兩段，聚能罩4的上段為罩環(huán)，罩環(huán)呈球弧形且頂端朝向隔板3；聚能罩4的下段呈圓臺(tái)狀，圓臺(tái)的上底面與罩環(huán)相連，圓臺(tái)的下底面與外殼1的底部相連。

如圖1的尺寸標(biāo)示，單位均為mm。外殼1頂部的直徑為320mm，外殼1底部的直徑為360mm，外殼1的外輪廓可分為三段，上下兩段均呈圓柱狀，中部的連接段呈元臺(tái)狀。引信裝置2的直徑為20mm。隔板3的厚度為75mm，隔板3的直徑為300mm，隔板3頂部的炸藥5層厚30mm。聚能罩4的厚度為17mm，聚能罩4的罩環(huán)的外半徑為100mm，罩環(huán)的內(nèi)半徑為83mm，聚能罩4的下段的下底面外直徑為340mm。支架6的高度為聚能罩4下段的下底面的直徑的3.5倍。

用支架6支起聚能彈的外殼1，通過(guò)引信裝置2引爆聚能彈內(nèi)的炸藥5，聚能罩4的上段為罩環(huán)，下段呈圓臺(tái)狀，再配合隔板3，使得爆破性能達(dá)到輻射和定向的雙重傳播效果。在高海拔地區(qū)凍土層采用本發(fā)明的聚能彈爆破施工，可在多年凍土中穿孔，爆破后孔底呈壺形，有利于下一次采取藥壺法爆破，大幅度減少鉆孔數(shù)量，減輕高海拔地區(qū)勞動(dòng)強(qiáng)度。

經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，用于凍土開(kāi)挖的聚能彈垂直向下和水平的能量比介于3:1～4:1，引爆后的呈弧形向下擴(kuò)散，可提高單位延米鉆孔的爆落凍土方量15％～30％，提升凍土開(kāi)挖效率，同時(shí)極大地減小安全隱患。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于凍土開(kāi)挖的聚能彈，涉及爆破技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有聚能彈不能兼顧輻射和定向作用，不適用于凍土開(kāi)挖的問(wèn)題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：用于凍土開(kāi)挖的聚能彈，包括外殼、引信裝置、隔板和聚能罩，外殼的頂部中心為引信裝置；外殼內(nèi)設(shè)置金屬材質(zhì)的聚能罩，聚能罩和外殼之間充填炸藥，外殼頂部下方的炸藥內(nèi)水平設(shè)置的隔板；聚能罩的上段為呈球弧形的罩環(huán)，聚能罩的下段呈圓臺(tái)狀并與外殼底部相連。聚能罩配合隔板，爆破性能達(dá)到輻射和定向的雙重傳播效果，可在多年凍土中穿孔，爆破后孔底呈壺形，有利于下一次采取藥壺法爆破，提高了炸藥利用率，顯著減少了鉆孔數(shù)量，提升凍土開(kāi)挖效率，此外，還提高了安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：王黎;孫士國(guó);雷博;符曉軍;李寶松;趙志健;張利鋒;李明善;馬江飛;楊金華;康賀;佘夏;劉典忠;陳龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.26
技術(shù)公布日：2017.09.29