[发明专利]螺旋切槽孔爆破方法

说明书

螺旋切槽孔爆破方法属爆破技术领域。

在现有技术中，目前已有切槽孔爆破方法，但切槽方式为直线切槽，其具体形式为：(1)沿孔轴纵向切槽；(2)沿孔轴横向切槽，而已有技术只解决直线成缝爆破问题。运用于裂面控制，该技术在施工时，常存在切槽偏移的技术难题。

本发明主要用于松动爆破和部分抛掷爆破中的破岩爆破(非轮廓线控制爆破)，其目的为：(1)在同等炸药量的情况下，大幅度地扩大爆破的松动范围，因而可减少能耗、降低成本、缩短工期；(2)利用螺旋切槽孔切槽螺距的选择，有效地控制被爆破物的爆后的块体尺寸，避免二次爆破；(3)减少炮孔周围的粉碎区范围，大量减少爆破粉尘对环境的影响；(4)降低爆破对象的起裂能量，在同等爆破规模的情况下，减少爆破振动对环境的影响。

螺旋切槽孔爆破方法，主要的技术方法是根据爆破需要，做成一个带螺旋切槽的圆孔，其切槽个数、螺旋间距、切槽形状等参数根据爆破对象具体确定。螺旋切槽可分为：(a)冲击切槽，此方法是特制一个可切制螺旋形槽的开槽工具，利用冲击力在圆孔周边凿一至数个随孔轴螺旋分布的槽；(b)旋转切槽，此方法一般在较大的孔中实施，是用特制的旋转切割刀具在圆孔壁上切出所需的螺旋槽。螺旋切槽孔爆破方法可采用耦合装药和不耦合装药两种爆破方法，根据爆破对象具体确定。

本发明的工艺特点、步聚，主要工艺是螺旋切槽，螺旋切槽与现有技术的直线切槽的相同之处，都是在圆孔壁上切槽，切槽的主要原理也相同(冲击和旋转切槽)，而不同之处是本发明为螺旋切槽。在力学分析上直线切槽属二维问题，而螺旋切槽属三维问题。在爆破目的上，前者属控制成缝，后者属控制破碎。在破碎机理上，二者都属应力集中拉力破碎，这和现行的圆孔破碎爆破有较大区别。

本发明是做成一个沿轴带螺旋缝切槽的圆孔，其切槽的个数、螺旋间距、切槽的形状等参数根据爆破对象的具体情况设计确定，利用专用的成孔机具，将被爆破的岩石或混凝土等材料，做成带螺旋槽的炮孔，然后装炸药爆破，或利用螺旋切槽工具，制作螺旋形切槽的炮孔，利用冲击力或旋转切割等方法，在圆孔周边做成一至数个随孔轴螺旋分布的槽，在带螺旋槽的孔中装药爆破，螺旋切槽孔经切槽加工形成切槽尖端，利用切槽尖端应力集中破碎被爆材料，使爆破破碎范围增大，设计控制螺旋距，利用切槽螺旋距控制被爆材料的破碎块体，本发明是对岩石、混凝土进行钻孔、螺旋切槽、装炸药爆破，破碎被爆物体，其炮孔孔径、装药方法、起爆方法等均不受限制。

螺旋切槽孔爆破方法是原有直线切槽孔爆破技术的三维推广，直线切槽孔爆破技术是以定向成缝为目的，而螺旋切槽孔爆破技术是以控制破碎被爆破物体为目的，其特点是比原钻孔(圆孔)爆破具有更大的松动范围，且可通过螺旋距等参数来更有效地控制被爆破物体的破碎块径。本发明的另一特点是扩大爆破拉力破坏范围，而尽量缩小爆破受压破坏范围，即以拉力破坏为主。本发明的特征是做成一个沿轴带螺旋切槽的圆孔，其切槽个数、螺旋间距、切槽形状等参数根据爆破对象的具体情况确定，在螺旋切槽孔内装药、爆破。本发明具有降低能耗，提高工效等优点，适用于岩石、混凝土等脆性材料的破碎爆破。

本发明与圆形钻孔爆破相比，具有如下优点及效果：

(1)在破碎机理上，本发明利用了切槽尖端应力集中现象，降低了物体破裂所需能量；

(2)在同等装药情况下，爆破松动半径增大1～5倍；

(3)通过设计切槽螺旋距，可有效地控制爆破块体尺寸，避免二次爆破；

(4)减少爆破振动和爆破粉尘；

(5)减小能耗、降低成本和缩短工期；

(6)现有的切槽孔爆破仅用于直线成缝爆破领域，目的在于控制爆破轮廊，其技术难点在于切槽的直线控制上，而本发明应用领域为破碎爆破，与现有的切槽孔爆破不同。另外，螺旋切槽勿须控制切槽的直线性，避开了现有切槽孔爆破的难点。

附图说明：

图1．螺旋切槽孔爆破方法平面示意图；

图2．为图1的A-A剖面图；

图3．螺旋切槽孔爆破方法立面示意图；

图中序号：(1)被爆破岩体面；(2)切槽张角；(3)螺旋角。

图中标号：R-炮孔半径；H-螺旋距；L-切槽深度。

本发明实施的最好方式：

1．采用重庆建筑大学岩土工程研究所设计的螺旋开槽工具和旋转切割刀具，对爆破体进行冲击切槽和旋转切槽施工。

2．由专业爆破工程队施工。