CN102735125B - 下向炮孔堵塞装置及堵塞方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下向炮孔堵塞装置及堵塞方法，该堵塞装置包括：主杆；杆架，包括呈放射状铰接在主杆上的多个支杆，具有呈伞状收拢的第一状态和呈伞状打开的第二状态，其中，杆架具有在重力作用下从第一状态向第二状态变化的趋势，杆架在第二状态时伞状开口的外径大于下向炮孔的孔径；该堵塞方法在堵塞装置的杆架呈第一状态从炮孔中下放，架杆呈第二状态堵塞炮孔下部孔口。本发明的堵塞装置和堵塞方法对炮孔倾斜度的适应性更强；堵塞效果可靠，可避免过拉导致不装药长度过大的问题；炮孔内下放阻力小，不受局部塌孔的影响。

Description

下向炮孔堵塞装置及堵塞方法

技术领域

本发明涉及一种能够从下向炮孔的上部孔口下放到孔内准确地堵塞炮孔下端的堵塞装置和堵塞方法。

背景技术

在金属矿山采用大直径深孔分层崩矿或大直径深孔侧向崩矿进行***时，炮孔为垂直下向孔或倾斜下向孔，炮孔的下部穿透矿体与拉底空区或采空区相通。

进行装药施工时，需要将下向炮孔的下端堵塞，以便在装药时保证***不掉入空区，并在炮孔下端保持一定的无药段。由于不能进入空区实施堵塞炮孔作业，因而堵塞炮孔的施工作业和保持准确的无药段成为下向炮孔装药施工的难题。

目前，国内外在矿山实际应用的堵孔方式和器具，是采用布袋装入沙石通过绳索沿炮孔下放到炮孔下部后再拉回炮孔堵塞下部孔口，然而再向炮孔中填入砂石形成堵塞和无药段。

这种方式及其器具利用了袋装砂石的散体效应，在砂袋穿过炮孔进入空区后，由于失去了孔壁的约束而向下塌落使得砂袋直径变大，往炮孔内拉回时可以堵塞炮孔。然而，砂袋在孔内下放时沿孔壁产生较大的阻力，在倾斜孔和孔径较小的炮孔内例如炮孔倾角小于70度时或者炮孔孔径小于120mm条件下很难顺利下放到炮孔下端，另外，容易发生砂袋被全部拉入孔内导致不装药长度过大，遇局部塌孔容易被卡住，目前，国内外针对倾斜下向炮孔的堵孔问题一直没有很好地解决。

发明内容

本发明目的在于提供一种下向炮孔堵塞装置，以实现从下向炮孔的上部孔口下放到孔内并且准确地堵塞炮孔下端。本发明的目的还在于提供一种下向炮孔堵塞方法。

为此，本发明一方面提供了一种下向炮孔堵塞装置，包括：主杆；杆架，包括呈放射状铰接在主杆上的多个支杆，具有呈伞状收拢的第一状态和呈伞状打开的第二状态，其中，杆架具有在重力作用下从第一状态向第二状态变化的趋势，杆架在第二状态时伞状开口的外径大于下向炮孔的孔径。

进一步地，上述下向炮孔堵塞装置还包括柔性阻漏罩，柔性阻漏罩覆盖在杆架上。

进一步地，上述杆架上设有挂钩，固定设置在支杆上，挂钩的开口朝向杆架的远离主杆的外侧端。

进一步地，上述杆架在第一状态时伞状开口朝上和在第二状态时伞状开口朝下。

进一步地，上述下向炮孔堵塞装置还包括在主杆上分别设置的第一铰接盘和第二铰接盘，杆架还包括与各支杆对应设置的内杆，内杆的一端与第一铰接盘铰接和内杆的另一端相对于支杆可滑动地连接，支杆的下端与第二铰接盘铰接。

进一步地，上述内杆的一端铰接有套环，套环套于支杆上。

进一步地，上述支杆的转动角度为150度。

进一步地，上述主杆为钢管或塑料棒，内杆为长度大于下向炮孔半径的钢筋或塑料棒，支杆为长度大于炮孔孔径的钢筋或塑料棒。

根据本发明的另一方面，提供了一种下向炮孔的堵塞方法，包括：在上面所描述的下向炮孔堵塞装置的杆架上悬挂重物并且将拉绳连接在堵塞装置的主杆上；利用拉绳使堵塞装置连同重物从下向炮孔的上部孔口下放到下部孔口；以及当堵塞装置在下向炮孔中的下放阻力突然减小时回拉拉绳以封堵下向炮孔的下部孔口。

与现有技术的砂袋相比，本发明的堵塞装置在下向炮孔中移动时受到的阻力大幅减小，因而对炮孔倾斜度和孔径的适应性更强，倾角可降低至50度。堵塞效果可靠，可避免过拉导致不装药长度过大的问题；炮孔内下放阻力减小，不受局部塌孔的影响。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1示出了根据本发明的下向炮孔堵塞装置在炮孔内下放过程中所处的状态；

图2示出了根据本发明的下向炮孔堵塞装置在炮孔内的平面投影示意图；

图3示出了根据本发明的下向炮孔堵塞装置处于堵塞炮孔的状态；以及

图4示出了根据本发明的下向炮孔堵塞装置的变型结构。

附图标记说明

10主杆        20杆架

30柔性阻漏罩  40拉绳

50炮孔        51下部孔口

11第一铰接盘  12第二铰接盘

21内杆        22支杆

23挂钩        24套环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明的向下炮孔堵塞装置的典型应用是对炮孔下端进行封堵。

图1至图3示出了根据本发明的向下炮孔堵塞装置的结构。结合参见图1至图3，堵塞装置包括主杆10、杆架20、柔性阻漏罩30和拉绳40。

主杆10为一根具有一定刚度的杆件，拉绳40为一根具有一定抗拉能力的柔性绳或铁丝，拉绳40束缚在主杆10上。柔性阻漏罩30被固定并覆盖在杆架20上，阻止细物料渗漏，可以为网或布。

杆架20具有在下向炮孔50中移动时保持伞状收拢的第一状态（如图1所示）和在脱离下向炮孔后在重力作用下保持伞状打开的第二状态（如图3所示），其中，杆架20在第一状态时伞状开口朝上和在第二状态时伞状开口朝下，其中，伞状开口的外径大于所述下向炮孔的孔径。

杆架20由4至8组具有一定刚度的杆组构成，杆架的每一杆组包括一根内杆21和一根带有挂钩的支杆22。内杆21的一端与支杆22相连，并且可以沿支杆22的一定范围滑移，内杆21的另一端与固定在主杆10的下方中部的第一铰接盘11铰接；支杆22的一端与固定在主杆10的下方端部的第二铰接盘12铰接，并围绕铰接轴线可以在150度转角范围内自由转动。

当堵塞装置在炮孔内处于下放过程中时，杆架20的内杆21和支杆22构成开口向上的伞状，受到孔壁的约束，杆架20的开口始终向上，借助重力的作用可以使堵塞装置在倾角大于50度的炮孔内顺利下放到炮孔下端并进入空区。当堵塞装置穿透炮孔进入空区后，堵塞装置的杆架支杆22失去了孔壁的约束，在重力作用下支杆被向外打开，直到内杆滑移至受阻位置，保持开口向下的伞状。

由于杆架被打开的直径大于炮孔孔径，回拉堵塞装置后即可封堵炮孔的下部孔口，将拉绳固定后即可填充散体堵塞物和装填***。

实施例一

主杆10为一根外径15mm至25mm，长度200mm至400mm的钢管，在其端部和中间的适当位置设有连接内杆的第一铰接盘和连接支杆的第二铰接盘。

杆架20由6组杆件组成。其中内杆21为直径4mm至8mm、长度大于炮孔半径的钢筋；支杆22为直径4mm至8mm、长度大于炮孔孔径的钢筋。在支杆22上焊接挂钩23。内杆21的一端铰接一金属套环24，套接支杆22并可沿支杆滑移。内杆21的另一端和支杆22的另一端分别与固定在主杆10上的第一铰接盘11和第二铰接盘12铰接。支杆可以在一个自由度的150度范围内转动。阻漏罩为柔性布，拉绳为尼龙绳或铁丝。

实施例二

主杆为一根直径15mm至25mm，长度200mm至400mm的塑料棒，在其端部和中间的适当位置设有连接内杆和支杆的铰接盘。

杆架由8组杆组构成。其中内杆为直径8mm至15mm、长度大于炮孔半径的塑料棒，支杆为直径8mm至15mm、长度大于炮孔孔径的塑料棒。在支杆上设有挂钩；内杆的一端铰接一套环，套接支杆并可沿支杆滑移。内杆的另一端与支杆的一端与主杆铰接，可以在一个自由度的150度范围内转动。阻漏罩为柔性布，拉绳为尼龙绳或铁丝。

图4示出了图3所示下向炮孔堵塞装置的变型结构。如图4所示，杆架20包括围绕所述主杆的多个支杆22，其中，各所述支杆22的下端与铰接盘在预定转角范围内可转动地铰接，所述铰接盘固定在所述主杆上。

与图3所示的下向炮孔堵塞装置相比，仅需要一个支杆，结构简化。预定转角范围的上限与下限可由铰接盘来实现，也可以由主杆上的定位件来实现定位。

本发明还公开了一种下向炮孔的堵塞方法，包括：在根据上面所描述的下向炮孔堵塞装置的杆架上悬挂重物；使所述堵塞装置连同重物从下向炮孔的上部孔口放到下部孔口；以及当所述堵塞装置在下向炮孔中的下放阻力突然减小时回拉所述堵塞装置以封堵所述下向炮孔的下部孔口。

本发明的下向炮孔的堵塞方法适应于在倾角大于50度、孔径大于100mm的下部贯穿空区的炮孔中堵塞下部孔口。本发明的方法借助于堵塞装置与悬挂重物从炮孔上部孔口下放到下部孔口，当堵塞装置穿透炮孔进入空区后，堵塞装置失去了炮孔孔壁的摩擦后其下放阻力突然减小，将堵塞装置向炮孔内回拉后堵塞炮孔的下端孔口。

当在炮孔内下放堵塞装置时，杆架开口向上呈伞状收紧放入炮孔内，受到孔壁的约束，杆架的开口始终向上，借助重力的作用可以使堵塞装置在炮孔内顺利下放到炮孔下端并进入空区；当堵塞装置穿透炮孔进入空区后，由于堵塞装置的杆架失去了孔壁的约束，在悬挂重物的作用下，可以向下自由翻转至打开，呈开口向下的伞状，回拉堵塞装置即可封闭堵塞下部孔口，在将拉绳固定后即可填充散体堵塞物和装填***。

本发明的堵塞方法具有可靠性高、成本低和安装简便的优势，并且在倾斜炮孔内可以顺利应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下向炮孔堵塞装置，其特征在于，包括：

主杆（10）；

杆架（20），包括呈放射状铰接在所述主杆上的多个支杆，具有呈伞状收拢的第一状态和呈伞状打开的第二状态，其中，所述杆架具有在重力作用下从所述第一状态向所述第二状态变化的趋势，所述杆架（20）在所述第二状态时伞状开口的外径大于所述下向炮孔（50）的孔径。

2.根据权利要求1所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，还包括柔性阻漏罩（30），所述柔性阻漏罩（30）覆盖在所述杆架（20）上。

3.根据权利要求1所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，所述杆架（20）上设有挂钩（23）。

4.根据权利要求1所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，所述杆架（20）在所述第一状态时伞状开口朝上和在所述第二状态时伞状开口朝下。

5.根据权利要求4所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，挂钩（23）固定设置在所述支杆（22）上，所述挂钩（23）的开口朝向所述杆架的远离所述主杆的外侧端。

6.根据权利要求1所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，还包括在所述主杆（10）分别设置的第一铰接盘（11）和第二铰接盘（12），所述杆架（20）还包括与各所述支杆（22）对应设置的内杆（21），所述内杆（21）的一端与第一铰接盘（11）铰接和所述内杆（21）的另一端相对于所述支杆（22）可滑动地连接，所述支杆（22）的下端与所述第二铰接盘（12）铰接，所述支杆（22）上的挂钩（23）能阻止所述内杆（21）的滑动行程。

7.根据权利要求6所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，所述内杆（21）的一端铰接有套环（24），所述套环（24）套于所述支杆（22）上。

8.根据权利要求1所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，所述支杆（22）的转动角度为150度。

9.根据权利要求6所述的下向炮孔堵塞装置，其特征在于，所述主杆（10）为钢管或塑料棒，所述内杆（21）为长度大于下向炮孔半径的钢筋或塑料棒，所述支杆（22）为长度大于炮孔孔径的钢筋或塑料棒。

10.一种下向炮孔的堵塞方法，其特征在于，包括：

在根据权利要求1至9中任一项所述的下向炮孔堵塞装置的杆架上悬挂重物，并且将拉绳连接在所述堵塞装置的主杆上；

使所述堵塞装置连同重物从下向炮孔的上部孔口下放到下部孔口；以及

当所述堵塞装置在下向炮孔中的下放阻力突然减小时回拉所述拉绳以封堵所述下向炮孔的下部孔口。