CN1556366A - 提高条形******能量利用率的***方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于***器材技术领域，提供了一种用于减少中深孔***钻孔超深的，安装在孔底的抗水型周向聚能装药。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；该装药在使用时，安装在孔底，***后产生横向射流，穿入岩石中，使岩石产生裂隙，辅助孔内主装***的爆生气体对孔底进行水平破坏，产生平底作用，减少钻孔超深，并可同时起到起爆弹的作用。

Description

提高条形******能量利用率的***方法

技术领域

本发明属于***技术领域，尤其涉及到一种提高条形******能量利用率的方法。

背景技术

***工程广泛地应用于矿石开采、水利、土建、交通等建设工程中，中深孔***和峒室是应用于上述工程中的最主要的***方法。在峒室***中，常常使用条形装药；而在中深孔***中，其装药形式本身就是一种条形装药。由于常用的工业***均是以硝酸铵为主的，而硝铵类***的特点就是爆速、爆力不稳定，容易受到环境条件的影响，如温度、湿度、储存期、装药形式等都对这类***的爆轰性能产生很大的影响。在使用条形装药进行***时，尤其是在中深孔***中，常常由于***的爆轰不稳定性影响***工程质量，甚至出现***事故。使用过长的条形装药进行***时，常常出现冒黄烟、留底根和管道效应熄爆问题，这其中的主要原因之一是***爆轰不稳定，爆速太低，小于岩层的声速或由于管道效应造成的未爆***压死或爆轰不充分所致，目前，工程上常用的方法是在长条形装药中多设起爆点，采用起爆弹引爆等方法来解决。这不但浪费了***器材，而且改善效果并不理想。

另外，由于工业***的不稳定性和猛度较低，在用于硬岩***、水孔、水下***时，必须采用较高猛度的***，以求与岩石的可爆性匹配，但一般高猛度***中多数掺加高能***，如TNT、***油等，其造价较高，会造成工程费用增加。因此，如何提高工业***的猛度、能量利用率、改善其稳定性就成为***工程中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种在硐室、中深孔***中提高条形***能量利用率的装药方法，以使条形***充分稳定地爆轰，并提高***的猛度与输入岩石中的应力波强度，从而从爆轰形式上解决条形工业***的弊端，实现了提高工业***的能量利用率的目的，改善了***的稳定性。

本发明的技术方案如下：

在条形工业***中，放置一条高爆速起爆药条，以高爆速药条带动条形工业***稳定爆轰，一是以爆轰形式的改变提高工业***的本身的能量释放率，提高***猛度、改善***的爆轰燃烧过程；二是以爆轰形式的改变提高***作用于岩石上的压力，间接地提高***猛度。

首先，发明人在实验中发现，以硝酸铵为主的***在通长方向被引爆时，其爆速有很大的提高。如在钢板表面铺设30mm厚，2.5米宽，12米长的***，在中间引爆时，测得的爆速为2.5～2.7mm·μs^-1；而在其一边用12米长的导爆索(爆速6.9mm·μs^-1)通长方向起爆时，粉状铵油***的爆速稳定在3.5mm·μs^-1左右。这说明爆轰方式对工业***的能量释放率有较大的影响。

用爆压公式 $P_H=\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{D}^2}{K+1}$ 和爆热公式 $Q_V=\frac{D^2}{2(K^2-1)}$ 可得两者的爆轰压力比与用于维持爆轰波的爆热比均为P₂/P₁＝(D₂/D₁)²。

$\frac{P_2}{P_1}={\left(\frac{D_2}{D_1}\right)}^2={\left(\frac{3.5}{2.6}\right)}^2=1.81$

由以上计算结果可见***爆轰压力与维持爆轰波的爆热都提高1.81倍。这也充分说明爆轰方式对工业***的能量释放率非常大的影响。

另外，***爆轰与岩石的相互作用结果可见，从长条起爆后，***输入岩石的压力会大大提高。

对于工业***，如铵油***，其爆速D＝3.5m·μs^-1，密度ρ₀＝1.0g·cm^-3，多方指数K≈2.0，由爆压公式 $P_H=\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{D}^2}{K+1}$ 可计算出其爆轰压力P_H＝4.1GPa。如果这样的***放置在刚性壁面孔模型内，作为一种用于分析比较的近似模型，点起爆形成滑移爆轰，这是孔内的最高压力即是爆轰压力，为P_H＝4.1GPa。

而使用高爆速***通长起爆时，只要起爆药爆速足够高，一般高于主装药1.15倍以上，在主装***中会产生一个锥顶角大于120°的锥形爆轰波面，锥形爆轰波面与刚性孔壁碰撞时，会产生斜反射或马赫反射。这时的斜反射的压力近似等于爆轰波入射刚壁的压力，可用下述公式计算：

$P_N=P_H[1+\frac{K+1}{4K}+\sqrt{{\left(\frac{K+1}{4K}\right)}^2+1}]=\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{D}^2}{K+1}[1+\frac{K+1}{4K}+\sqrt{{\left(\frac{K+1}{4K}\right)}^2+1}]$

如果发生马赫反射，就发生了强爆轰。当马赫反射波稳定后，将与高爆速***速度相同，其波后的爆轰压力可以近似表达为：

$P_M=\frac{{\mathrm{\ρ}}_0{D_H}^2}{K+1}$

其中：D_H为起爆药条的爆速。

对于上面的铵油***，可计算出P_N＝10.0GPa，其压力是铵油***爆压的2.44倍；如果用D_H＝6.9mm·μs^-1的工业导爆索起爆，用可计算出马赫波后的强爆轰压力P_M＝15.9GPa，达到铵油***爆压的3.87倍。由此可见采用少量高爆速***起爆低爆速***，改变其爆轰方式的作用。

根据以上分析可见，对条形装药进行通长起爆，一则可提高工业***自身的能量释放率，也就是提高了***爆速、爆压、猛度；二则是通过爆轰方式的改变，进一步提高了***对被***物的破坏作用，也就是间接提高了***的猛度。另外，以高爆速药条起爆条形***所带来的好处是爆轰稳定、***燃烧充分，从爆轰方式上完全消除了管道效应的不良影响，从而也就解决了正常氧平衡***冒黄烟的问题和留根问题。

具体技术方案可按如下程序进行：

按***使用方法和***起爆性能区分，实施本发明的具体方法可有如下三种：

一、是预制出高爆速起爆药条，将之放置在炮孔中，然后，向孔内注入流动的散装工业***，如粉状***、浆状***、乳化***等，填塞后***。

二、是预制药包方法，在包装好的筒装***中置入高爆速起爆药条，制成预制药包，然后，向孔内逐个装入这种药包，填塞后进行***。

三、在以上两种方法中都可以使用导爆索作为高爆速起爆药条，对导爆索不能可靠起爆的***，可以使用三层装药，即中间为导爆索，导爆索外包能可靠起爆的***，再置入主装***中。

另外，还直接可以使用高爆速***制成起爆药条，如使用塑4、***油***、胶质***、梯黑、泰安、黑索近等，用压制、浇铸、灌注等方法制成起爆药条，只要保证起爆药条的爆速是主装***的1.15倍以上即可。

以上做法都可以用于中深孔***，其中方法一还适用于在峒室中使用的条状装药，而方法二、三则更适用于制造乳化药包，用于水孔或水下***。同时，无论是在中深孔、还是峒室条状药包使用这种方法，起爆点设置位置是不限的。

本发明的效果和益处是：提高了工业***的能量释放率、爆速、爆压和猛度；改善了***爆轰方式，提高了条形装药的横向破坏作用；其附带的效果还可以使***更充分的爆轰，减少工业***爆轰的不稳定性，彻底解决***留根、冒黄烟(NO₂)和沟槽效应引发的熄爆。

附图说明

图1是实现本发明的预制药包结构图。

图2是预制药包在中深孔中的装药结构图。

图3是散装***在中深孔中的装药结构图。

图中，1.起爆药条，2.主装***，3.***，4.填塞。

具体实施方式

以下结合附图，详细叙述本发明的最佳实施例：

                              实施例1

按图1制造预制乳化药包，用500mm长直径20mm的胶质***卷作为起爆药条1，爆速大于6.5mm·μs^-1，爆速为4.5mm·μs^-1乳化铵油***为主装***2，制成500mm长直径90mm的药卷，可按图2方式放在Φ100mm孔内实施水孔或水下***。

                              实施例2

按图3方式装药，爆速大于6.9mm·μs^-1的导爆索为起爆药条1，将8^#***3绑于导爆索上，置于Φ140mm孔内，注入爆速为3.5mm·μs^-1粉状铵油***为主装***2，***效果良好，14m深孔***没有黄烟。

Claims (3)

1.一种提高条形******能量利用率的***方法，其特征是以高爆速***制成起爆药条1，将之置入炮孔中，加入流散的主装***2，然后进行填塞4的方法，起爆药条1的爆速是主装***2的1.15倍以上。

2.根据权利要求1所述的一种提高条形******能量利用率的***方法，其预制药包的方法是，以高爆速***制成起爆药条1，将之置入主装***2内，包装制成预制药包，***时，将药包一个接一个连续地放入炮孔内。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高条形******能量利用率的***方法，可使用导爆索作为高爆速起爆药条1，对导爆索不能可靠起爆的***，使用三层装药，即中间为导爆索，导爆索外包能可靠起爆的***，再置入主装***2中。

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