[实用新型]一种孔底快速装填装置

说明书

技术领域

本实用新型属于工程爆破技术领域，特别涉及一种用于提高孔底平整度和减少基岩损伤的孔底快速装填装置。

背景技术

水利水电、能源、交通及采矿等领域中，岩石基础多采用钻爆开挖。岩体爆破开挖过程中，由于爆炸荷载的作用，在完成岩石爆破破碎的同时，不可避免地对保留岩体产生动力损伤。因而，岩石基础采用钻爆开挖时，存在着快速施工与开挖成型、损伤控制的这一需要解决的问题。

传统的岩石基础开挖采用台阶爆破并预留保护层的方法，通常保护层开挖分三层，层层剥皮，施工效率低下，严重影响施工进度。在此基础上又发展出了孔底充填柔性垫层的一次台阶爆破法，由于单纯依靠柔性垫层材料对爆炸冲击波的缓冲作用有限，孔底损伤深度依然较大。近年来又发展出了水平预裂辅以浅孔梯段爆破的开挖方法，虽然该方法能够有效地得到平整的岩基面，但由于水平预裂需要竖直工作面，每一工作面开挖进尺较短，依然影响施工进度。为实现高效、快速完成岩石基础的成型开挖，亟需实现垂直孔一次爆除技术。

在成排布置的炮孔底部设置锥形聚—消能座和以松砂等柔性材料为主的缓冲层，通过特定型式的消能结构多次反射爆炸冲击波，诱导爆炸冲击波能量往水平方向聚集，可以在水平方向上加强岩体破碎，在竖直方向上削弱岩体的爆破损伤可有效减小爆后的起伏差，保证开挖面的一次成型，从而实现岩石基础垂直孔爆破开挖成型，达到改善爆破效果和提高施工效率的目的，见附图3。在现阶段的研究与试验中，一般采用的工艺如下。先是钻设有一定超深的垂直爆破孔，然后现场装填松砂至建基面高程，然后放置锥形聚—消能座，然后装填炸药并设置雷管，然后联网起爆。

但是在现阶段的工艺中，仍然存在以下问题，会影响施工效率并降低爆破效果，见附图4。其一，爆破孔钻设完毕后，检测超深，根据超深深度和爆破孔直径计算填砂的体积，现场填砂。由于填砂时，砂往往不可避免地沿着孔壁下滑，且会有一部分滞留在孔壁（岩体裂隙、结构面）上，最终落到孔底的砂将少于预先估计的量，不能很好达到找平的效果。其二，由于砂不可避免地沿着孔壁下滑，砂层的顶部往往不是水平面，当放置锥形聚—消能座于其上时，锥形聚—消能座的底面将也不是平行于水平面，将不能诱导爆炸冲击波能量往水平方向聚集，使预期的爆破效果大打折扣。其三，由于炸药直接置于锥形聚—消能座的顶端，药包在自重的作用下变形，在与锥形聚—消能座的接触面处会产生凹槽，客观上形成了对着基岩的聚能槽，不利于建基面的开挖成型和基岩损伤的控制。其四，现场操作包括填砂至设计高程、放置锥形聚—消能座使其底面平行于水平面等工作依然比较繁琐，还是会影响爆破施工的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的就是根据上述现有技术的状况，针对提高孔底平整度和减少基岩损伤，提出了一种孔底快速装填装置，以解决施工工艺任然比较繁琐的问题，同时改善爆破效果。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种孔底快速装填装置，其特征在于：包括封闭式砂筒（2）、锥形消能—聚能座（1）、开放式炸药筒（3）；所述封闭式砂筒（2）包括上端开口的筒体（4）和顶盖（5），顶盖（5）和筒体（4）的开口端螺纹连接；所述顶盖（5）的上方设置有突出的螺栓（11），锥形消能—聚能座（1）通过其底部设置的螺栓槽与顶盖（5）连接；所述顶盖（5）的外缘向上延伸成筒状结构，开放式炸药筒（3）位于顶盖（5）上方，并通过螺纹结构与顶盖（5）连接；所述封闭式砂筒（2）筒壁上设置有爆破孔（12）。

所述封闭式砂筒（2）和开放式炸药筒（3）的筒壁的厚度为1-2mm，且封闭式砂筒（2）和开放式炸药筒（3）的内、外径一致。

所述锥形消能—聚能座（1）为圆锥形的空间结构，圆锥的母线与底面呈45度角，且圆锥的底面直径比顶盖（5）内经小1-2mm。

所述封闭式砂筒（2）内充填有松砂（8）。

所述开放式炸药筒（3）下端封闭，上端开口，内部填充有药卷（9）。

所述顶盖（5）的高度与锥形消能—聚能座（1）高度匹配；开放式炸药筒（3）筒高与药卷高度匹配。

所述开放式炸药筒（3）顶部在直径两端各设置有一个吊环（6），两个吊环（6）上分别设置有坠绳（7）。

所述封闭式砂筒（2）和开放式炸药筒（3）的材料为聚氯乙烯。

所述锥形消能—聚能座（1）的材料为高波阻抗材料。

所述锥形消能—聚能座（1）的材料为铸铁。