一种厂房基础岩石爆破装置及爆破控制方法

摘要

本发明公开了一种厂房基础岩石爆破装置及爆破控制方法，包括钻孔支架和爆破控制器，所述钻孔支架顶部固定安装有承接平台，所述承接平台底部固定安装有齐焦转换器，所述齐焦转换器上通过嵌位槽安装有钻孔机、清屑套管和投放杆，所述钻孔机由钻杆和钻机底座组成，所述钻杆连接有固定安装在钻机底座内部的钻机，所述投放杆末端通过固定安装的卡位槽活动安装有水平射孔装置或爆破雷管，所述水平射孔装置和爆破雷管内均固定安装有电脉冲引爆器，所述电脉冲引爆器通过内置的蓝牙信号模块接收爆破控制器的爆破信号；经过钻孔和水平射孔后，再逐次进行爆破；使用方便，具有爆破的优势通道，避免飞石的产生，能够杜绝哑弹产生，安全性能更好。

说明书

技术领域

本发明涉及爆破技术领域，具体为一种厂房基础岩石爆破装置及爆破控制方法。

背景技术

在现代建筑中，对地质条件进行改造是常见的事情，特别是在大型建筑时，往往会对地基岩层进行定向爆破，使其接近基岩，更加从而具备建筑要求的地质要求。在爆破岩石山体时，传统的技术是人工站着操作风炮机从山顶边缘垂直向下钻爆破孔，装炸药层层爆破。但是在这种爆破方式中，往往会存在很大的安全隐患，容易产生飞石，而且还会由于爆破产生的能量不够集中，不能达到设计中所需的爆破需求。而在现有技术中，通过防护装置进行防护，这样做的工程量很大，而且效率极低。

为了解决上述问题，在现有的技术方案中，如申请号为201510365370.X公布的一种安全高效环保的岩石爆破设备，包括确定爆破孔的位置和角度、钻爆破孔、扩孔、爆破步骤，可以用最少的雷管、炸药炸开最多的岩石，并确保爆破工人不受灰尘污染，避免安全事故发生，实现节能环保的岩石爆破。但是在类似的技术方案中，还是会不可避免的由于炸药能量得到控制而产生飞石，在厂房基础岩石的爆破中定向性不够好，而且还跟传统爆破一样，甚至会存在“哑弹”的安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种厂房基础岩石爆破装置及爆破控制方法，使用方便，具有爆破的优势通道，避免飞石的产生，能够杜绝哑弹产生，安全性能更好，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种厂房基础岩石爆破装置，包括钻孔支架和爆破控制器，所述钻孔支架顶部固定安装有承接平台，所述承接平台底部固定安装有齐焦转换器，所述齐焦转换器上通过嵌位槽安装有钻孔机、清屑套管和投放杆；

所述钻孔机由钻杆和钻机底座组成，所述钻杆连接有固定安装在钻机底座内部的钻机，所述投放杆末端通过固定安装的卡位槽活动安装有水平射孔装置或爆破雷管，所述水平射孔装置和爆破雷管内均固定安装有电脉冲引爆器，所述电脉冲引爆器通过内置的蓝牙信号模块接收爆破控制器的爆破信号。

作为本发明一种优选的技术方案，所述钻机和钻杆的连接处通过环形卡槽设有防偏导向护套，所述防偏导向护套固定安装在钻机底座上，且防偏导向护套沿着钻杆的轴向延伸。

作为本发明一种优选的技术方案，所述清屑套管末端设有抓屑爪，所述抓屑爪通过连杆臂与设在清屑套管顶端的操作杆连接，且在清屑套管外表面沿着轴向设置有若干组相互平行的清灰喷水管。

作为本发明一种优选的技术方案，所述水平射孔装置包括水平射孔套管，所述水平射孔套管内部通过固定安装在水平射孔套管内壁上的反向挡板设有增压限位隔板，在相邻增压限位隔板之间的水平射孔套管上设有若干个均匀分布的射孔，在射孔对应的水平射孔套管内部设有射孔雷管。

作为本发明一种优选的技术方案，所述水平射孔套管顶部外侧等间距均匀设有扩张卡位销，所述扩张卡位销末端均通过连接杠杆与设在水平射孔套管内部的冲击滑板连接，且在冲击滑板上方的水平射孔套管内壁上还固定安装有环形脉冲气压阻隔隔板。

作为本发明一种优选的技术方案，所述蓝牙信号模块内置有倒计时自引爆模块，所述倒计时自引爆模块和蓝牙信号模块耦合连接。

另外，本发明还提供了一种厂房基础岩石爆破装置的爆破控制方法，包括如下步骤：

S100、钻设爆破孔，按照设计的布孔图进行钻孔，并通过清屑套管将岩屑清理出去；

S200、水平射孔，在每次钻孔完成后均通过转动齐焦转换器使用投放杆放置水平射孔装置，统一引爆射孔雷管；

S300、埋设爆破雷管，将水平射孔装置取出，同时放置爆破雷管，并逐层夯实土层；

S400、激活与远距离爆破，在完成爆破雷管的布设之后，近距离统一启动倒计时自引爆模块，在退至安全距离后通过爆破控制器引爆，并在设定的倒计时之后进入爆破区进行下一批次爆破，直至爆破完成。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S200中，水平射孔装置的引爆有以下两种情况：

在完成布孔图要求的钻孔和全部的水平射孔装置布设之后，统一进行引爆；

或在完成部分钻孔和部分的水平射孔装置布设之后，逐次进行引爆。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S300中，爆破雷管的埋设具体步骤为：

S301、将水平射孔装置取出，并通过清屑套管将爆破碎屑清理出去；

S302、测量钻孔的深度，当经过水平射孔后的钻孔深度大于原深度10-30cm时，直接放置爆破雷管；当超过原深度10-30cm时，在钻孔底部铺设粉末状的石粉直至达到合适的钻孔深度，再安置爆破雷管；当小于原深度时，通过钻孔机进行二次钻进，直至达到合适的钻孔深度，再安置爆破雷管；

S303、在安置爆破雷管后，逐层通过粉末状的石粉夯实将爆破雷管埋设在钻孔内部。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S400中，倒计时自引爆模块设定的倒计时时间大于爆破控制器引爆的实际操作时间，且两者之间至少相距5min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置齐焦转换器，可以很方便的安装钻孔机、清屑套管和投放杆，以便进行转换，而且在钻孔完之后首先进行水平射孔，对岩层进行预处理，在钻孔的岩壁侧面上形成一系列水平的裂缝，使得爆破能量的冲击能量沿着裂缝的优势通道更好的将岩层炸裂开，避免产生飞石等，而且通过蓝牙远程控制引爆，通过设置的倒计时自引爆模块，防止“哑弹”的安全隐患，更加安全。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明爆破控制器工作示意图；

图3为本发明钻孔机结构示意图；

图4为本发明清屑套管结构示意图；

图5为本发明投放杆结构示意图；

图6为本发明水平射孔装置结构示意图；

图7为本发明流程示意图；

图中标号：1-钻孔支架；2-爆破控制器；3-钻孔机；4-清屑套管；5-投放杆；6-水平射孔装置；7-爆破雷管；8-电脉冲引爆器；9-蓝牙信号模块；10-倒计时自引爆模块；

101-承接平台；102-齐焦转换器；103-嵌位槽；

301-钻杆；302-钻机底座；303-钻机；304-防偏导向护套；

401-抓屑爪；402-连杆臂；403-操作杆；404-清灰喷水管；

601-水平射孔套管；602-增压限位隔板；603-射孔；604-射孔雷管；605-扩张卡位销；606-冲击滑板；607-环形脉冲气压阻隔隔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明提供了一种厂房基础岩石爆破装置，包括钻孔支架1和爆破控制器2，其中钻孔支架1用来安装钻孔装置和爆破装置，而爆破控制器2则用来控制爆破装置的起爆，所述钻孔支架1顶部固定安装有承接平台101，所述承接平台101底部固定安装有齐焦转换器102，所述齐焦转换器102上通过嵌位槽103安装有钻孔机3、清屑套管4和投放杆5，其中钻孔机3、清屑套管4和投放杆5所在直线呈错位不相交排列，通过设置的齐焦转换器102，能够同时将上述的钻孔机3、清屑套管4和投放杆5安装在同一个钻孔支架1上。

在上述应用钻孔支架1的过程中，还需要注意一个问题：

当岩层需要钻孔的深度较大时，则不宜将钻孔机3、清屑套管4和投放杆5全部安置在同一个齐焦转换器102上，这是由于钻深较大的时候，各个装置延伸的长度都较大，已经超过钻孔支架1能够容纳的长度范围，当全部安装在齐焦转换器102上时，转动不便，不能起到便捷的作用；

当岩层需要钻孔的深度较小时，为了便捷就可以将钻孔机3、清屑套管4和投放杆5全部安置在同一个齐焦转换器102上，这是由于钻深较小的时候，各个装置的长度都较小，在钻孔支架1能够容纳的长度范围以内，通过转动可以很便捷更换操作工具。

基于上述，在判断何时将设备全部安装的时候，往往会设定一个参考值，这个参考值即为钻孔的阈值，在厂房基础岩石的钻孔中，钻孔的阈值为2m。

在上述中，还需要说明一个问题：齐焦转换器102，其基本结构都是由上下两块凸面朝下的圆盘组成，上面一块固定在承接平台101的下端，称为固定盘；下面一块可以绕其中心的大头螺钉旋转，称为转动盘。钻孔机3、清屑套管4和投放杆5就分别安装在转动盘上的嵌位槽103内。

所述钻孔机3由钻杆301和钻机底座302组成，所述钻杆301连接有固定安装在钻机底座302内部的钻机303，通过钻机303驱动钻杆301进行钻进。

作为优选的实施方式，所述钻机303和钻杆301的连接处通过环形卡槽设有防偏导向护套304，所述防偏导向护套304固定安装在钻机底座302上，且防偏导向护套304沿着钻杆301的轴向延伸，通过设置的防偏导向护套304，起到限定的作用，防止在钻进的过程中发生中心轴线偏移，导致钻进轨迹偏离。

所述投放杆5末端通过固定安装的卡位槽活动安装有水平射孔装置6或爆破雷管7，所述水平射孔装置6和爆破雷管7内均固定安装有电脉冲引爆器8，所述电脉冲引爆器8通过内置的蓝牙信号模块9接收爆破控制器2的爆破信号，通过爆破控制器2进行统一的爆破控制。

在本实施方式中，所述清屑套管4末端设有抓屑爪401，所述抓屑爪401通过连杆臂402与设在清屑套管4顶端的操作杆403连接，且在清屑套管4外表面沿着轴向设置有若干组相互平行的清灰喷水管404，设置清灰喷水管404的作用在于降低钻进的扬尘，但是需要注意的是，由于是浅层钻进，因此在岩层内部往往是干燥的，在喷水的过程中，需要注意喷水量，不能进行大量的喷水，防止由于喷水过量导致钻孔内部过于潮湿，影响实际的爆破。

进一步说明的是，所述水平射孔装置6包括水平射孔套管601，所述水平射孔套管601内部通过固定安装在水平射孔套管601内壁上的反向挡板设有增压限位隔板602，在相邻增压限位隔板602之间的水平射孔套管601上设有若干个均匀分布的射孔603，在射孔603对应的水平射孔套管601内部设有射孔雷管604。

其中，增压限位隔板602通过反向挡板固定在水平射孔套管601内，在相邻的增压限位隔板602之间形成一个相对密闭的空间，当射孔雷管604爆破的时候，高温高压的气体只能通过射孔603喷出，在钻孔的岩壁侧面上形成一系列水平的裂缝，这样处理的优点在于能够首先在岩壁上形成裂缝，使得后期爆破的过程中，炸药的冲击能量沿着裂缝的优势通道将能量释放出去，能够更好的将岩层炸裂开。

而且在这个过程中，还需要明确的是，由于炸药是成“V”字形爆炸，垂直的爆破孔大大消减了爆炸力，只能炸碎岩石表层，造成被炸碎的岩石满天飞，时常发生安全事故，因此通过先形成优势通道，将冲击能量合理的引导，使得岩层顺着设想的方式裂开，并且减少碎石的形成。

优选的是，所述水平射孔套管601顶部外侧等间距均匀设有扩张卡位销605，所述扩张卡位销605末端均通过连接杠杆与设在水平射孔套管601内部的冲击滑板606连接，且在冲击滑板606上方的水平射孔套管601内壁上还固定安装有环形脉冲气压阻隔隔板607。

在上述中，通过设在水平射孔套管601内的冲击滑板606，在受到冲击力的作用时，冲击环606滑动，带动连接杠杆，进而驱动扩张卡位销605卡住岩壁，将整个水平射孔装置6固定在设定的位置，实现水平射孔，而当取出的时候，只需向孔底按压一下，就可以松动，从而将其取出，设在末端的环形脉冲气压阻隔隔板607防止冲击滑板收到巨大冲力作用冲出水平射孔套管601。

需要补充说明的是，所述蓝牙信号模块9内置有倒计时自引爆模块10，所述倒计时自引爆模块10和蓝牙信号模块9耦合连接，通过耦合连接的方式使得在蓝牙信号模块9引爆之后，对于没有接受到蓝牙信号的装置进行倒计时的自动引爆，确保所有的爆破雷管7全部引爆，防止产生“哑弹”等的安全隐患。

作为本发明的一种优选技术方案，如图7所示，本发明还提供了一种厂房基础岩石爆破装置的爆破控制方法，包括如下步骤：

步骤S100、钻设爆破孔，按照设计的布孔图进行钻孔，并通过清屑套管将岩屑清理出去。

步骤S200、水平射孔，在每次钻孔完成后均通过转动齐焦转换器使用投放杆放置水平射孔装置，统一引爆射孔雷管。

在步骤S200中，水平射孔装置的引爆有以下两种情况：

在完成布孔图要求的钻孔和全部的水平射孔装置布设之后，统一进行引爆；

或在完成部分钻孔和部分的水平射孔装置布设之后，逐次进行引爆。

能够通过上述两种方式进行操作的原因在于，进行水平射孔的装药量为爆破装药量的10％-20％之间，处于安全用药范围之内，不会产生强烈的震感和其它爆破效果。

步骤S300、埋设爆破雷管，将水平射孔装置取出，同时放置爆破雷管，并逐层夯实土层。

在步骤S300中，爆破雷管的埋设具体步骤为：

步骤S301、将水平射孔装置取出，并通过清屑套管将爆破碎屑清理出去；

步骤S302、测量钻孔的深度，当经过水平射孔后的钻孔深度大于原深度10-30cm时，直接放置爆破雷管；当超过原深度10-30cm时，在钻孔底部铺设粉末状的石粉直至达到合适的钻孔深度，再安置爆破雷管；当小于原深度时，通过钻孔机进行二次钻进，直至达到合适的钻孔深度，再安置爆破雷管；

步骤S303、在安置爆破雷管后，逐层通过粉末状的石粉夯实将爆破雷管埋设在钻孔内部。

步骤S400、激活与远距离爆破，在完成爆破雷管的布设之后，近距离统一启动倒计时自引爆模块，在退至安全距离后通过爆破控制器引爆，并在设定的倒计时之后进入爆破区进行下一批次爆破，直至爆破完成。

另外的，在本发明中，还需要进一步说明的是：在步骤S400中，倒计时自引爆模块设定的倒计时时间大于爆破控制器引爆的实际操作时间，且两者之间至少相距5min。

综上所述，本发明的主要特点在于：通过设置齐焦转换器，可以很方便的安装钻孔机、清屑套管和投放杆，以便进行转换，而且在钻孔完之后首先进行水平射孔，对岩层进行预处理，在钻孔的岩壁侧面上形成一系列水平的裂缝，使得爆破能量的冲击能量沿着裂缝的优势通道更好的将岩层炸裂开，避免产生飞石等，而且通过蓝牙远程控制引爆，通过设置的倒计时自引爆模块，防止“哑弹”的安全隐患，更加安全。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。