[发明专利]弱震爆破装药装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种弱震爆破装药装置及其使用方法。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。本发明装置成本低廉、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。

技术领域

本发明涉及爆破工程技术领域，具体的说是一种弱震爆破装药装置及其使用方法。

背景技术

近年来，我国水电、公路、铁路、矿山等建设工程不断发展，其中岩体开挖工程大部分采用爆破开挖，随之而来的围岩稳定性及对爆破振动对周围环境影响问题日益突出。

爆破开挖引起的震动对周围岩体的稳定性有非常大的影响。岩体很多时候并不是一块整体，其中存在许多节理和裂隙，由各种各样的结构面和结构体组合而成。炸药在岩体中爆炸，引起周围介质扰动，并以波的形式向外传播。在爆破近区传播的是冲击波，中区是应力波，远区是弹性波。因此爆破应力波会造成远区岩体原有裂隙扩展和局部损伤，从而降低保留岩体的强度和稳定性；频繁的爆破作用会使岩体强度和变形特性显著降低，从而影响岩体的整体稳定性。爆破施工产生的爆破振动应力波传播，可能会引起隧洞衬砌、混凝土坝体等邻近需要保护建筑物的损伤，导致建筑物材料力学性能劣化、强度降低。因此在不稳定或软弱岩体、靠近需要保护建筑物附近进行爆破施工时，有必要进行爆破震动控制，严格控制爆破震动强度。

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 202648554 U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 108716880 A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。

因此，研究设计一种减震效果明显、可以定向成缝且操作简便、且施工成本较低的弱震爆破装药装置，来替代现有的减震装置，具有十分重要的意义。

发明内容