[发明专利]一种基于爆轰波波形调制的环向狭缝无药型罩气隙聚能爆破装药方法

说明书

本发明公开了一种基于爆轰波波形调制的环向狭缝无药型罩气隙聚能爆破装药方法，为了克服常规环向聚能爆破装置需配置药型罩且只能用于特种爆破的局限性，本发明基于环向狭缝爆轰波波形调制技术，在普通工业炸药柱状药包爆轰时构建不限定环数的环向狭缝气隙聚能机制，产生有别于常规柱状装药爆轰所形成的柱状波，沿装药轴线形成多级环形爆轰波气隙聚能射流，在岩土中产生复杂冲击波波形，显著增强冲击波压、拉(剪)作用，以增强炸药爆轰局部破坏能力，提高装药环向爆炸能量集中度与相邻炮孔装药爆炸冲击波的相互作用，达到改善岩土破碎效果与提高炸药能量利用率(或炮孔利用率)的目的。

技术领域

本发明涉及到一种基于爆轰波波形调制的环向狭缝无药型罩气隙聚能爆破装药方法，属于工程爆破技术领域，适用于矿山开采、岩土工程、水利水电、交通工程等行业中的工程爆破，尤其适用于提高井巷与隧道掘进掏槽爆破效率和露天台阶爆破减少根底，具有广泛的应用前景。

背景技术

CN200310120891.6专利公开了一种中深孔爆破聚能平底弹及使用方法，其特征是在柱型装药的周向设置4～8个带罩或不带罩聚能槽或聚能穴，并密封其聚能槽或聚能穴。该平底弹需专门制作且工艺较为复杂。CN201210230068.X专利报道了一种环向线性聚能切割器，该聚能切割器包括约束外壳、炸药、药型罩以及引爆装置，约束外壳为圆柱形管，在外壳内设有多个半圆形管状的线性药型罩；管的缺口均朝向外壳的内壁面并接触，相邻的两半圆形管外壁彼此相切，长度与约束外壳相同，轴线相互平行。其实质为沿装药轴线的多个半圆形线性聚能药型罩组合，构造复杂制作难度较大，且非严格意义上的环向聚能装置。

CN201410218531.8专利公开了环向非连续聚能射流致裂器，在圆管形金属弹壳外圆面上设置有相互平行的环状槽，槽的形状为锥形或半圆形。该致裂器金属弹壳需专门轧制甚至机加工以保证药型罩精度，应用范围受到一定限制。CN201020154765.8专利公开了一种环形聚能槽型平底爆破药包，其下壳体底部护板上放置有环形聚能药型罩，罩内填充炸药。该技术仅实现炮孔孔底局部环向切割以保护预留基岩。

综上所述，现有环向聚能爆破装置相关专利的研制大多数立足于常规聚能爆破的理论与思路，通常需要配合相应药型罩、爆炸装置较为复杂，往往用于特种爆破，在施工工艺、成本控制、装置制作等方面仍有待进一步的改进。

发明内容

为了克服常规环向聚能爆破装置需配置药型罩且只能用于特种爆破的局限性，本发明基于环向狭缝爆轰波波形调制技术，在普通工业炸药柱状药包爆轰时构建不限定环数的环向狭缝气隙聚能机制，产生有别于常规柱状装药爆轰所形成的柱状波，沿装药轴线形成多级环形爆轰波气隙聚能射流，在岩土中产生复杂冲击波波形，显著增强冲击波压、拉(剪)作用，以增强炸药爆轰局部破坏能力，提高装药环向爆炸能量集中度与相邻炮孔装药爆炸冲击波的相互作用，达到改善岩土破碎效果与提高炸药能量利用率(或炮孔利用率)的目的。

本发明采用的技术方案是：通过模制(大批量使用时)或人工切缝(小规模使用时)形成带有环向狭缝的抗静电阻燃PVC管材，狭缝宽度与间距根据不同岩性确定。采用非电起爆系统可考虑采用普通PVC管材。装药设计时应选择合理管材内径与药卷直径相匹配。现场装药工艺与常规炮孔装药一致，仅需在孔底端用强力胶布或胶带固定避免其脱落。

狭缝气隙聚能效应(Slit Gathering Energy Effect)是本发明的理论基础，其有别于常规空穴装药带药型罩的聚能爆破效应(Gathering energy effect)。环向狭缝气隙聚能效应体现在以下两个方面：

(1)环向狭缝对冲击波波形的调制作用；