本發(fā)明涉及一種爆破試驗(yàn)裝置，具體涉及一種爆破試驗(yàn)裝置及爆破方法，屬于爆破設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在地下金屬礦山崩落礦石時(shí)經(jīng)常涉及到中深孔爆破，中深孔爆破時(shí)起爆藥包位置的選擇驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)很難采取試驗(yàn)的方法進(jìn)行，因此對(duì)孔口起爆、孔底起爆的爆破效果分析一直依靠理論分析或者大型的相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行研究，如：基于ls-dyna的爆破模擬軟件，該種方法通過網(wǎng)格劃分和巖石屬性賦予，很難考慮巖石的裂隙節(jié)理發(fā)育情況，然而節(jié)理裂隙的發(fā)育恰恰對(duì)爆破效果影響非常很大，該種方法不能考慮爆破實(shí)際，偏理論化；相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置需要大型的模擬設(shè)備，施工和準(zhǔn)備工作復(fù)雜。本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直嘗試新的方案，但是該方案一直沒有得到妥善解決。因此，迫切的需要一種新的方案解決該技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種爆破試驗(yàn)裝置及爆破方法，該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，該方法區(qū)分耦合、不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，依據(jù)孔壁初始?jí)毫焦浪銐毫χ荡笮。瑢?duì)比壓力值與鋼管強(qiáng)度極限選擇鋼管與鋼板的類型、壁厚，這樣可控制裝置變形量，便于直觀比較，非常方便。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，爆破試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述爆破試驗(yàn)裝置包括底座、所述底座上焊接有鋼管體，所山鋼管體內(nèi)設(shè)置有裝藥管，所述裝藥管內(nèi)設(shè)置有乳化粒狀銨油，所述裝藥管的口部設(shè)置有起爆藥包，所述裝藥管的底部底部設(shè)置有起爆藥包。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述裝藥管內(nèi)部設(shè)置有起爆藥包雷管、起爆藥包雷管聚能穴、巖石粉狀炸藥。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述裝藥管的底部還設(shè)置有腳線凹槽。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述試驗(yàn)裝置上設(shè)置有過渡連接裝置，用于將兩套試驗(yàn)裝置進(jìn)行連接，所述過渡連接裝置包括絕緣膠帶、網(wǎng)絡(luò)激發(fā)雷管、雷管腳線與導(dǎo)爆索夾角以及導(dǎo)爆索，所述絕緣膠帶將雷管腳線與導(dǎo)爆索固定纏繞在一起。

一種爆破試驗(yàn)裝置的爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：1)炸藥量與管壁強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)所采用的炸藥類型、炸藥密度、藥柱和炮孔直徑、爆速、耦合與不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，估算孔壁的初始?jí)毫?，參照?jì)算得到的壓力值與鋼管強(qiáng)度極限選擇鋼管與鋼板的類型、壁厚,具體的計(jì)算公式如下：

a.耦合裝藥孔壁初始?jí)毫Γ?imgfile="gda0001089064080000021.gif"wi="525"he="163"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>

b.不耦合裝藥：孔壁初始?jí)毫Γ?imgfile="gda0001089064080000022.gif"wi="406"he="135"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>

其中：

ρ0—炸藥的密度；d—炸藥的爆速；

ρm—介質(zhì)的密度；cp—介質(zhì)的彈性波速；

dc—藥柱直徑；db—炮孔的直徑；

n—爆轟產(chǎn)物碰撞炮孔壁時(shí)的壓力增大系數(shù)，一般n＝10；

2)試驗(yàn)裝置制作，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇鋼管、鋼板類型，將鋼管體均勻的焊接在鋼板上，保證焊縫均勻，其中鋼板的最小邊長(zhǎng)大于4倍的鋼管體直徑；

3)起爆藥包及裝藥管加工，將起爆藥包雷管插入用粉狀巖石炸藥、牛皮紙加工成圓柱狀的起爆藥包中，并保證起爆藥包的長(zhǎng)度大于雷管長(zhǎng)度的2倍，雷管的聚能穴朝向傳爆的方向；起爆藥長(zhǎng)度等于雷管長(zhǎng)度的2倍、保證緊密接觸是為了保證起爆藥被完全激發(fā)避免拒爆，聚能穴朝向傳爆的方向是為了能夠穩(wěn)定傳爆保證爆破效果；

4)裝藥結(jié)構(gòu)選擇，先將裝藥管內(nèi)加入乳化粒狀銨油炸藥并保證密實(shí)度，取一個(gè)加工好的起爆藥包至于口部位置，形成孔口起爆裝藥結(jié)構(gòu)；同樣的方法取一個(gè)加工好的起爆藥包反向裝入，保證雷管腳線穿過腳線通孔，并保證雷管腳線沿著腳線凹槽從孔底鋪設(shè)到口部，全過程避免雷管腳線打結(jié)；

5)填充物添加：在管壁與藥柱之間添加無雜質(zhì)、粒度均勻的細(xì)沙，自然堆積保證密實(shí)度；進(jìn)一步確保管壁四周受力均勻；

6)雷管鋪設(shè)、聯(lián)線起爆，將雷管腳線搭接在導(dǎo)爆索上，搭接長(zhǎng)度不小于15cm，且與導(dǎo)爆索傳爆方向夾角小于90度，在距雷管腳線搭接處一段距離纏繞激發(fā)雷管，聯(lián)線完成，激發(fā)起爆雷管引爆整個(gè)起爆網(wǎng)絡(luò)。將加工好的孔底、孔口起爆裝置間隔一段距離或者擺放在不同的巷道之中，利用導(dǎo)爆索將兩套裝置進(jìn)行串聯(lián)，利用絕緣膠帶將其雷管腳線與導(dǎo)爆索緊密纏繞，且保證搭接長(zhǎng)度大于15cm、雷管腳線與導(dǎo)爆索搭接角度與傳爆方向夾角要小于90度，在距雷管腳線搭接處一段距離纏繞激發(fā)雷管，聯(lián)線完成，激發(fā)起爆雷管引爆整個(gè)起爆網(wǎng)絡(luò)；該技術(shù)方案中，搭接長(zhǎng)度不小于15cm、導(dǎo)爆索傳爆方向夾角小于90度是為了保證導(dǎo)爆索能夠順利起爆雷管腳線從而激發(fā)雷管，避免引起拒爆。

7)效果檢查，在鋼管體底部噴漆標(biāo)記來識(shí)別爆破后的鋼管口部與底部，進(jìn)而通過口部與底部的變形量來判斷該種起爆方式下在傳爆方向上應(yīng)力的分布情況。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，1）該技術(shù)方案整體設(shè)計(jì)巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊；2）該技術(shù)方案區(qū)分耦合、不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，依據(jù)孔壁初始?jí)毫焦浪銐毫χ荡笮。瑢?duì)比壓力值與鋼管強(qiáng)度極限選擇鋼管與鋼板的類型、壁厚，這樣可控制裝置變形量，便于直觀比較；3）該技術(shù)方案根據(jù)孔底、孔口不同起爆方式，分別將起爆藥包至于裝置底部與口部，并保證起爆藥長(zhǎng)度大于雷管長(zhǎng)度的2倍，以此獲得一定的起爆能量足夠?qū)⑸⒀b炸藥引爆；4）該技術(shù)方案在管壁與藥柱之間添加無雜質(zhì)、粒度均勻的細(xì)沙，保證爆破后應(yīng)力均勻作用在管壁上，能夠借助該裝置變形量直觀反映不同起爆方式下底部、口部的應(yīng)力大小，后續(xù)可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件段進(jìn)行起爆方式的選擇提高爆破效果的同時(shí)降低爆破有害效應(yīng)；5）該技術(shù)方案成本較低，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為裝藥管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的a-a'視圖；

圖4為圖2的b-b'視圖；

圖中：1-底座，2-鋼管體，3-細(xì)沙，4-裝藥管，5-乳化粒狀銨油炸藥，6-起爆藥包，7-腳線通孔，8-腳線凹槽，9-起爆藥包雷管，10-起爆藥包雷管聚能穴，11-巖石粉狀炸藥，12-雷管腳線，13-絕緣膠帶，14-網(wǎng)絡(luò)激發(fā)雷管，15-雷管腳線與導(dǎo)爆索夾角，16-導(dǎo)爆索，17-底部噴漆標(biāo)記。

具體實(shí)施方式：

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：參見圖1，一種爆破試驗(yàn)裝置，所述爆破試驗(yàn)裝置包括底座1、所述底座1上焊接有鋼管體2，所山鋼管體2內(nèi)設(shè)置有裝藥管4，所述裝藥管內(nèi)設(shè)置有乳化粒狀銨油炸藥，所述裝藥管的口部設(shè)置有起爆藥包6，所述裝藥管的底部底部設(shè)置有起爆藥包6，所述裝藥管內(nèi)部設(shè)置有起爆藥包雷管9、起爆藥包雷管聚能穴10、巖石粉狀炸藥11，所述裝藥管的底部還設(shè)置有腳線凹槽8，所述試驗(yàn)裝置上設(shè)置有過渡連接裝置，用于將兩套試驗(yàn)裝置進(jìn)行連接，所述過渡連接裝置包括絕緣膠帶13、網(wǎng)絡(luò)激發(fā)雷管14、雷管腳線與導(dǎo)爆索夾角15以及導(dǎo)爆索16，所述絕緣膠帶13將雷管腳線與導(dǎo)爆索固定纏繞在一起。

爆破試驗(yàn)方法：參見圖1-圖4，步驟如下，1）炸藥量與管壁強(qiáng)度計(jì)算，該技術(shù)方案采用的是乳化粒狀銨油炸藥，其密度為1.0g/cm³、爆速為2800m/s，就地取材用q235鋼管(外徑φ=85mm,內(nèi)徑φ=80mm)，孔壁初始?jí)毫梢园凑涨?qiáng)度極限235mp進(jìn)行估算，帶入可反算裝藥管直徑及裝藥量，具體過程如下；

估算后，考慮到鋼管的變形量，裝藥管直徑要略大于上述計(jì)算值，現(xiàn)場(chǎng)采用直徑為20cm、長(zhǎng)度為2m的裝藥管，則可得裝藥量為：

2）試驗(yàn)裝置制作，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇鋼管2、鋼板1，將鋼管2均勻的焊接在鋼板1，保證焊縫均勻，并且使得鋼板1的最小邊長(zhǎng)大于340mm，即大于4倍的鋼管直徑；3）起爆藥包及裝藥管加工，將起爆藥包雷管9插入用粉狀巖石炸藥11、牛皮紙加工成圓柱狀的起爆藥包中，并保證起爆藥包6的長(zhǎng)度大于雷管9長(zhǎng)度的2倍，雷管的聚能穴10朝向傳爆的方向；4）裝藥結(jié)構(gòu)選擇，先將裝藥管4內(nèi)加入5乳化粒狀銨油炸藥并保證密實(shí)度，取一個(gè)加工好的起爆藥包6至于口部位置，形成孔口起爆裝藥結(jié)構(gòu)；同樣的方法取一個(gè)加工好的起爆藥包6反向裝入，保證雷管腳線穿過腳線通孔7，并保證雷管腳線沿著腳線凹槽8從孔底鋪設(shè)到口部，全過程避免雷管腳線打結(jié)；5）填充物添加，將加工好的裝藥管4和選擇好的裝藥結(jié)構(gòu)放置在鋼管體2的中心位置處，一人固定裝藥管防止偏離中心，一人在向鋼管壁與裝藥管之間添加無雜質(zhì)、粒度均勻的細(xì)沙3，全過程保證自然堆積密實(shí)度均勻；6）雷管鋪設(shè)、聯(lián)線起爆：將加工好的孔底、孔口起爆裝置間隔一段距離或者擺放在不同的巷道之中，利用導(dǎo)爆索16將兩套裝置進(jìn)行串聯(lián)，利用絕緣膠帶13將其雷管腳線與導(dǎo)爆索16緊密纏繞，且保證搭接長(zhǎng)度大于15cm、雷管腳線與導(dǎo)爆索搭接角度與傳爆方向夾角要小于90度，在距雷管腳線搭接處一段距離纏繞激發(fā)雷管14，聯(lián)線完成，激發(fā)起爆雷管引爆整個(gè)起爆網(wǎng)絡(luò)；7）效果檢查，爆破后根據(jù)孔底、孔口起爆的兩套裝置鋼管變形量、碎片塊度大小、碎片飛行距離的長(zhǎng)遠(yuǎn)可比較爆破能量利用率情況以及有害效益情況；可針對(duì)某一種起爆裝置通過底部噴漆標(biāo)記17來識(shí)別爆破后的鋼管口部與底部，進(jìn)而通過口部與底部的變形量來判斷該種起爆方式下在傳爆方向上應(yīng)力的分布情況。

需要說明的是上述實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。