矿山爆破的几种方法

背景技术

目前，在矿山开采技术中，用于爆破开采矿山的过程中，常用的手段是诈要爆破和液态二氧化碳爆破，诈要爆破方式在操作过程中对操作人员的技术手段要求非常高，由于 诈要的不稳定性，在高温、撞击及遇火花时极易发生爆诈，因此，在操作过程中极易发生危 险，即使是专业的爆破团队进行爆破也存在很多不安全因素，不能有效保证操作人员的安 全。最近几年来开始使用液态二氧化碳爆破，该项技术虽然避免了诈要的危险性，但施工设备庞大，使用高压液体二氧化碳注入，对钢管的材质要求极高，操作复杂，成本高，也易发生 诈管的危险。因此，需要一种成本较低、使用方便安全的爆破装置来代替诈要爆破和二氧化 碳爆破。

发明内容

二氧化碳爆破设备的目的之一就是提供一种爆破用气体致裂管，该致裂管可解决现有诈要爆 破带来的危害和液态二氧化碳爆破施工繁琐及对设备要求高的问题。二氧化碳爆破设备的目的之二就是提供一种使用气体致裂管的爆破方法。二氧化碳爆破设备的目的之一是这样实现的：一种爆破用气体致裂管，包括：外管，为直筒耐压塑料管体，其两端固接有端盖，在端盖上穿接有圆管状的金属接 口，在金属接口的外露端上制有外螺纹；内管，为直筒纸管，内置有高压致然的烟火剂，在内管两端分设有封堵管腔的堵塞；引报导线，贯穿内管，且其两端分别穿出所在端的堵塞后，固接在所在端的外 管端盖上的金属接口上；以及电致点火头，设置在内管中，并与穿入内管的引报导线电连接。

二氧化碳爆破设备所提供的爆破用气体致裂管，外管是耐高压的塑料管，内管为纸管，且内管 中的烟火剂只有在高压条件下方可被引然，向外管中填充高压空气，空气的膨胀由内管中 烟火剂经电致点火头引然后发生氧化还原反应、急速升温产生大量高压气体而形成；烟火 剂引然爆破后，利用气体的强大推力来完成爆破作业。致裂管中烟火剂在常压下不是易然 易爆物品，不会在运输、贮存、操作过程中由于碰撞、火花、摩擦、静电发生意外爆诈，贮存运 输和使用的安全性大大提高。致裂管中外管可采用市面上常用的PVC管，内管为纸质材料， 各组件为常见物品，成本较低，并且不属于严格管理物品，采购和生产及使用都很方便。致 裂管组装时只需使若干致裂管的金属接口相互对接，通过套管式的紧固螺母或通过金属连 通管连接就能实现串接，组装简单易操作，重要的是在操作过程中不易发生爆诈，大大提高 了操作过程中的安全性，且爆诈后的烟雾对环境没有危害。

下面以具体实施例详细介绍二氧化碳爆破设备中使用气体致裂管的爆破方法，该爆破方法具 体包括如下步骤：

a、设置若干上面所描述的气体致裂管。

b、在施工工地，经试压和测试导电率合格后，用打孔机在爆破点钻眼打孔，孔洞的 孔径比上述气体致裂管最大处的直径略大即可，以便能够容纳上述气体致裂管。本实施例 中每根气体致裂管的长度为60cm，直径（指外管的外径）为50mm。所打孔洞的直径为60- 80cm深度为1-10m。

c、将若干个上述气体致裂管进行首尾相连，形成依次串接的致裂管组（简称管 组）；相邻两个气体致裂管连接时，通过前一个气体致裂管尾端的金属接口与后一个气体致 裂管首端的金属接口相互对接并紧固连接来实现；管组中相邻两个外管的内腔相连通，进 而使得所有外管的内腔均相互贯通。爆破时需要将致裂管组尾端朝下放入步骤b所打孔洞 中，因此，在连接形成致裂管组后，需要将管组底部气体致裂管尾端的金属接口用丝堵螺母 封接并连接上地线，而管组顶部气体致裂管首端的金属接口通过连接管与空气压缩机相连 通，同时，使管组顶部气体致裂管首端的金属接口通过导线与电子启动器电连接。

d、检测连接好的致裂管组的密封性和导电率，确保致裂管组无泄漏并可靠电连 接。

e、将致裂管组放入步骤b中在爆破点所打的孔洞中，孔洞端口用混凝土浇灌密封。

步骤c、d和e是实现气体致裂管的组拼以及放入所打孔洞的过程，此过程在具体执 行时，可以按照上述步骤统一组拼好后再一起放入孔洞中，也可以先连接两个气体致裂管， 将两个气体致裂管下放至孔洞中（下放时底部气体致裂管的尾端用丝堵螺母密封），然后再 组拼下一个气体致裂管，继续下放，直至完成所有气体致裂管的组拼以及下放工作。当然， 要确保每一个气体致裂管组拼后的密封性和导电性，且保证底部气体致裂管尾端的金属接 口接地线。相邻气体致裂管之间的连接可以采用第二螺母紧固连接，也可以采用金属连通管连接。

f、开启空气压缩机，通过致裂管组顶部气体致裂管的首端向管组中外管的内腔通 入压缩空气，控制致裂管组中的气压不超过0.8MPa，之后关闭空气压缩机，停止注气，并将 连接致裂管组的连接管封死并截断。由于致裂管组中所有外管的内腔均相通，因此通过空 气压缩机可使所有外管的内腔都被通入压缩空气。内管内的气压与外管内的气压相同，均 不超过0.8MPa。

g、撤离空气压缩机并清场，待所有人员和现场设备均撤离到安全区域后，通过远 程遥控控制电子启动器接通电源，触发电子启动器开关，使各气体致裂管中与引报导线相 接的电致点火头引然，由于内管内腔处于高压条件下，因此，电致点火头可将内管中的烟火 剂引然，促使烟火剂发生氧化还原反应，瞬间产生大量的高温高压气体，气体致裂管发生爆 破（内管和外管均诈裂），烟火剂被引然后在30ms内产生的温度不小于500℃，爆速不小于4000m/s，爆容不小于650L/kg，所产生的强大的气体推动力可推开矿石，完成爆破作业，达 到矿石开采的目的。

二氧化碳爆破设备所提供的气体致裂管通过在外管中填充高压空气作为爆破物质，代替了传 统的诈要，保存、储藏及管理的人员和资金投入大大降低，并且无需相关部门进行审批备 案，简化了使用的手续，并且由于气体致裂管的各组成部分比较容易获得，成本能够随之降 低，由于在常压下没有易然易爆物品的存在，在准备爆破阶段，发生意外的可能性大大降 低，有效保证了操作人员的安全；而且该气体致裂管能够进行快速组合，多个气体致裂管组 装为一组进行爆破，爆破的威力可以通过组合进行控制，组合时还可通过金属连通管的连 接方式，来达到使致裂管组长度与爆破威力兼顾的情形。此外，相比传统的爆破方式，由于 空气高温致裂的特性，使用该气体致裂管进行矿山爆破时，爆破声音相对较小，无飞石现 象，无扬尘，无震荡波和冲击波，而且不会产生有害气体，对爆破点附近的环境影响不大，适 于在相关领域进行推广应用。