弱震爆破装药装置
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2023-10-24 23:41:29
本实用新型公开了一种弱震爆破装药装置。该装置包含多节筒状减震管、加筋环与安装杆;其中单节筒状减震管由两个减震片拼接而成,筒状减震管上设有两道对称缺口;减震片由外围的柔性材料和中部的硬质定型材料制成;加筋环等间隔设置在筒状减震管外;安装杆为空心直杆,在安装杆上等距离间隔设有钩状凸块。本实用新型装置成本低廉、减震效果好,利用柔性材料包裹硬化夹层,爆破过程中起到减震缓冲作用,大幅降低爆破振动强度;同时爆生气体在与筒状减震管结构及其两侧预留缺口处岩体的不同作用,可使缺口部位岩体产生剪切破坏,从而在缺口附近的孔壁上先产生裂纹,在爆生气体作用下,裂纹进一步扩展并与相邻炮孔产生的裂纹贯通形成裂缝。
本实用新型专利的目的是提供一种弱震爆破装药装置,该装药装置操作简便、成本低廉、爆破效率高,不仅可以大幅阻挡和降低炸药爆炸对岩体的巨大冲击,达到减震目的;同时可以按照爆破要求定向成缝,形成精确控制的断裂面。
针对常规保护对象,主要采用轮廓爆破控制爆破损伤及震动。轮廓爆破包含预裂爆破和光面爆破,预裂爆破在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝;光面爆破采用分区分段微差爆破,可达到临空面平整规则。但由于爆生裂缝极易沿岩体原生裂隙、节理发展,故爆生裂缝的扩展具有很大的随机性和不确定性,断裂的方向很难控制,容易造成岩体的超挖和欠挖,导致爆破效率不高,成型质量差,围岩松动等问题。对于复杂环境下爆破,即临近重要保护部位的施工,要求严格控制爆破震动的影响。轮廓爆破技术无法满足要求,二氧化碳爆破技术逐渐应用于工程实际。二氧化碳爆破是将液态二氧化碳压缩至爆破筒内,插入钻孔中,用微电流通过高导热棒产生的高温击穿安全膜,瞬间气化二氧化碳急剧膨胀产生高压致使岩体开裂。二氧化碳爆破过程中无破坏性震动和短波,对周围环境影响较小。但存在效率低、产量低、成本高、要求高的缺点。目前已有的爆破开挖减震装置有很多新思维,但在减震、成缝的同时难以兼顾操作简便、经济实用等。专利号为CN 202648554U的“岩体工程爆破开挖减震装置”,其包括半圆管体、固定卡、圆筒状炮塞,该装置实施时先根据岩石硬度系数选择半圆管体的材料和弧度,装药完成后用炮塞密封放入炮眼,通过半圆管体吸收部分爆炸能量并阻止爆生气体侵入孔壁,有效保护孔壁。该装置需根据岩体特性选择不同材料管体及管体弧度,使用繁琐,装药效率低;使用刚性材料,放入炮孔的过程中容易卡孔,操作困难,耗时费力且无法做到定向成缝。专利号为CN 108716880A的“一种提高充水减震孔消减爆破振动效果的装置及施工方法”,其包括多支减震胶桶和细绳,该装置实施时先需要在爆破区域和既有保护物之间钻两排减震孔,并在每个减震孔中放入减震胶筒,爆破施工完成后依次取出减震胶筒。该装置利用减震孔和减震胶筒减震,需要在每个减震孔中装满减震胶筒,施工经济性较差,操作复杂,效率低,耗时长;也无法做到定向成缝。
本实用新型装置成本低廉、减震效果好,利用柔性材料包裹硬化夹层,爆破过程中起到减震缓冲作用,大幅降低爆破振动强度;同时爆生气体在与筒状减震管结构及其两侧预留缺口处岩体的不同作用,可使缺口部位岩体产生剪切破坏,从而在缺口附近的孔壁上先产生裂纹,在爆生气体作用下,裂纹进一步扩展并与相邻炮孔产生的裂纹贯通形成裂缝。
本团队由武汉大学水利水电学院二级教授、博士生导师领衔的专家以及博士生组成。团队长期致力于水利水电工程爆破技术和岩石动力学方面的科研及教学工作。由卢教授所领导的团队先后主持国家自然科学基金和973计划课题等基础研究项目10多项,主持和参与了三峡、锦屏和白鹤滩等20多项国家重点水利水电工程的科研和生产项目。在爆破破岩机理、岩体开挖瞬态卸荷效应和爆破振动控制等方面取得研究进展,获国家科技进步二等奖3项(2项排名第2、1项排名第4)、省部级科技进步一等奖2项(均排名第1),发表SCI和EI收录论文200多篇,授权发明专利20多项。同时卢教授还兼任国际爆破破岩组织委员会委员、中国爆破行业协会副会长、中国水利学会工程爆破专委会主任委员、中国力学学会工程爆破专委会副主任委员、中国岩石力学与工程学会岩石动力学专委会副主任委员、中国力学学会理事、中国岩石力学与工程学会理事、《爆破》编委会副主任委员、《岩土工程学报》和《振动与冲击》编委等职。团队科研实力雄厚、能力出众、产出和转化能有效结合。
该发明提出的弱震爆破装药装置,相比较于传统结构方法,本发明成本低廉、减震效果好,利用柔性材料包裹硬化夹层,爆破过程中起到减震缓冲作用,大幅降低爆破振动强度。本项技术研发过程中累计投入30余万元,直接产生经济效益500余万元。在当前基础上,未来将在本发明成果的基础上进一步完善。
本技术基于国家实用新型专利——弱震爆破装药装置,通过工程实践,证明了该方法相较于传统结构方法,更科学,在当前基础上,将持续对该方法进行完善