裂隙岩体的水介质不耦合装药爆破方法

摘要

一种裂隙岩体的水介质不耦合装药爆破方法，属于工程爆破领域。该不耦合装药爆破方法包括如下步骤：(1)将吸水倍率大于200g/g的高吸水性树脂放入水中并搅拌，使其充分吸水达到饱和而制成凝胶；(2)在钻好的炮孔内装药，随后将制成的凝胶灌注到炮孔和装药之间的径向空隙内，灌注量取炮孔与炸药之间径向间隙体积的1.1倍；(3)灌注凝胶后，进行封孔、联线和起爆等工序的施工。经过上述操作，便可实现裂隙岩体的水介质不耦合装药爆破。本发明解决了因裂隙岩体保水性差而无法应用水介质不耦合装药爆破的问题，工艺简单，操作方便，能明显提高爆炸能量利用率和爆破效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂隙岩体装药爆破方法，特别是一种裂隙岩体的水介质不耦合装药爆 破方法。

背景技术

水介质不耦合装药爆破是在炮孔孔壁与装药之间的径向间隙内充水，以水为介质来传 递爆炸能量和压力的一种爆破方法。

这种爆破方法利用水的不可压缩性和相对高的密度、流动粘度，来提高爆炸荷载对炮 孔周围岩石的作用强度，改善爆炸能量的分布，增加应力波作用时间。因此，它与空气不 耦合装药爆破相比，具有爆炸能量利用率高、爆破振动和噪声强度低、破碎块度均匀等特 点。

但是，裂隙发育岩体的保水性很差，充入炮孔内的水极易从孔壁的裂隙网络中流失， 因而无法实施水介质不耦合装药爆破。

发明内容

本发明的目的是要提供一种裂隙岩体的水介质不耦合装药爆破方法，解决裂隙岩体保 水性差，炮孔容易漏水的问题。

本发明的目的是这样实现的：该不耦合装药爆破方法，采用高吸水性树脂，使其吸水 饱和成为凝胶后用来充填炮孔和装药之间的径向空隙，并使之在爆炸荷载作用下实现由凝 胶到水的转变，来起到水介质不耦合的作用。

具体步骤如下：

(1)将吸水倍率大于200g/g的高吸水性树脂放入水中并搅拌，使其充分吸水达到饱 和而制成凝胶；

(2)在钻好的炮孔内装药，随后将制成的凝胶灌注到炮孔内，灌注量取炮孔与炸药 之间径向间隙体积的1.1倍；

(3)灌注凝胶后，进行封孔、联线和起爆工序施工；

经过上述操作，便可实现裂隙岩体的水介质不耦合装药爆破。

所述的高吸水性树脂为粉状，吸水倍率大于200g/g。

单孔药量取为空气不耦合装药爆破时的80％左右。

有益效果，由于采用了上述方案，采用高吸水性树脂，高吸水性树脂为强亲水性基团 的具有空间网状立体结构的功能高分子材料，吸水能力强，保水能力高，能够吸收和保存 比自身质量大很多的水分；当高吸水性树脂吸水饱和后即变为凝胶，该凝胶具有比水大很 多的粘度。将所述的凝胶灌注到炮孔与装药之间的间隙后，凝胶能很好地附着在孔壁表面 堵塞裂隙通道，并可稳定地存贮在间隙内；炸药爆炸后，在爆炸冲击作用及高温影响下， 这种含水量极高的凝胶的空间网状立体结构遭到破坏，迅速释放出所吸收的水分，由凝胶 到水的转变，实现水不耦合装药爆破。解决了裂隙岩体保水性差，炮孔容易漏水的问题， 达到了本发明的目的。

优点：(1)解决了因裂隙岩体中保水性差而导致的炮孔漏水问题；(2)爆炸能量利用 率和爆破效果均优于空气不耦合装药爆破；(3)工艺简单，操作方便；(4)高吸水性树脂 为无毒、无害材料，它爆破前后不会对环境产生污染。

附图说明：

图1是本发明的装药结构图。

图中：1-裂隙岩体；2-炮孔；3-炸药；4-凝胶；5-石粉填塞物；6-雷管；7-导爆管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述。

该不耦合装药爆破方法，采用高吸水性树脂，使其吸水饱和成为凝胶后用来充填炮孔 和装药之间的径向空隙，并使之在爆炸荷载作用下实现由凝胶到水的转变，来起到水介质 不耦合的作用。

具体步骤如下：

(1)将吸水倍率大于200g/g的高吸水性树脂放入水中并搅拌，使其充分吸水达到饱 和而制成凝胶；

(2)在钻好的炮孔内装药，随后将制成的凝胶灌注到炮孔内，灌注量取炮孔与炸药 之间径向间隙体积的1.1倍；

(3)灌注凝胶后，进行封孔、联线和起爆工序施工；

经过上述操作，便可实现裂隙岩体的水介质不耦合装药爆破。

所述的高吸水性树脂为粉状，吸水倍率大于200g/g。

单孔药量取为空气不耦合装药爆破时的80％左右。

实施例1：利用高吸水性树脂吸水能力强、保水能力好、以及粘度大的特点，使其吸 水饱和后变为凝胶来充填炮孔和装药之间的径向孔隙，并在爆炸荷载作用下实现有凝胶到 水的转变，可克服因裂隙岩体保水性差而无法实施水介质不耦合装药爆破的问题。

对石灰岩质边坡进行深孔爆破削坡施工，岩石普氏系数f＝8，岩体中X型节理裂隙发 育，且多为张开节理。由于岩体保水性很差，不具备常规水不耦合装药爆破的条件，故前 期采用了空气不耦合装药爆破(孔径150mm，装药直径90mm)，爆破参数如表1所示。但 是，爆破后发现爆堆较分散，根底率偏高，爆破效果不理想。

为提高爆破效果，采用本发明所提出的技术方案，将上述空气不耦合装药爆破改进为 水介质不耦合装药爆破，步骤如下：

(1)首先，计算单个炮孔2的凝胶4用量：取单孔炸药3药量为空气不耦合装药爆 破方法的79％，计算得炸药3的装药直径为80mm。由于炮孔2直径为150mm，因此得径向 间隙体积为706.5L。考虑到炮孔2孔壁存在裂隙，实际充填体积按1.1倍左右的径向间 隙体积计算，所以单个炮孔2的凝胶4实取780L。

然后，进行凝胶4配制：在容积为1000L的容器中注水780L，将吸水倍率300g/g的 粉末状高吸水性树脂2.6kg倒入水中搅拌2min左右，得到凝胶4。

(2)在裂隙岩体1中钻孔后，按照表1水介质不耦合装药爆破参数装填炸药3。如图 1所示，在深度为17m的炮孔2中装入直径80mm、长10m的炸药3。装药时在孔底设置雷 管6并将导爆管引出炮孔2。随后把凝胶4灌注到炮孔2中，使其充满炮孔2与炸药3之 间的径向间隙。

(3)重复步骤(1)、(2)和(3)的操作，直到所有炮孔2均被灌注凝胶4。随后， 用石粉填塞物5封孔并联接导爆管7形成起爆网路，最后起爆所有装药。

爆破后观察发现，采用水介质不耦合装药爆破方法的爆堆整齐，块度均匀，根底率由 空气不耦合装药爆破时的8％下降到零，爆破效果良好。单位耗药量空气不耦合装药爆破 时的0.26kg/m3由下降到0.21kg/m3，炸药单耗降低了21％。

表1

爆破参数 原空气不耦合装药爆破 水介质不耦合装药爆破 台阶高度/m 15 15 孔深/m 17 17 孔径/mm 150 150 孔距/m 7 7 排距/m 4.5 4.5 单孔药量/kg 70 55 装药长度/m 10 10 封孔长度/m 7 7