矿山爆破结构以及其爆破方法

权利要求

1.矿山爆破结构，包括炮孔(1)，炮孔(1)从上向下依次包括覆盖层(2)和炸药层(3)，其特征在于：炸药层(3)包括底板(31)、圆弧板(32)和药卷(33)，圆弧板(32)的一端与底板(31)滑动连接，圆弧板(32)设有多个，多个圆弧板(32)圆周阵列形成内圆筒，多个圆弧板(32)与底板(31)之间设有驱动圆弧板(32)相互靠近或远离的驱动装置(5)，相邻圆弧板(32)之间连接有弹性板(321)，药卷(33)位于内圆筒内。

2.根据权利要求1所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述驱动装置(5)包括连接杆(51)、驱动杆(52)和驱动组件(53)，连接杆(51)设有多个，均位于内圆筒内沿内圆筒的轴线圆周阵列，连接杆(51)与底板(31)滑动连接，多个连接杆(51)与多个圆弧板(32)一一对应并固定连连接，驱动杆(52)设有多个，多个驱动杆(52)与多个连接杆(51)一一对应并固定连接，驱动组件(53)与驱动杆(52)连接。

3.根据权利要求2所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述驱动组件(53)包括主动齿轮(531)和从动齿轮(532)，从动齿轮(532)与内圆筒同轴，并与底板(31)转动连接，从动齿轮(532)上开设有多个圆弧状的腰形孔(5321)，多个腰形孔(5321)沿从动齿轮(532)圆周阵列，驱动杆(52)远离连接杆(51)的一端插入腰形孔(5321)内，主动齿轮(531)底板(31)转动连接，并与从动齿轮(532)啮合。

4.根据权利要求1所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述主动齿轮(531) 外周设有与主动齿轮(531)同轴的圆形角度尺(5313)，主动齿轮(531)上固定连接有指示针(5312)。

5.根据权利要求1所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述内圆筒内设有多个间隔组件(六)，间隔组件(六)包括隔板(61)和支撑柱(62)，隔板(61)嵌于内圆筒内与内圆筒滑动连接，隔板(61)上开设有导索孔，支撑柱(62)位于隔板(61)底面，支撑柱(62)顶端与隔板(61)可拆卸连接，底端与相邻隔板(61)的顶面抵接。

6.根据权利要求1所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述内圆筒的外周围设有外圆筒(7)，外圆筒(7)与底板(31)固定连接。

7.根据权利要求六所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述外圆筒(7)圆周面上固定连接有多个抵接杆(71)，抵接杆(71)沿外圆筒(7)外周圆周阵列。

8.根据权利要求1所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述抵接杆(71)上滑动连接有加长杆(72)，加长杆(72)与抵接杆(71)之间连接有调节加长杆(72)长度的调节组件(8)。

9.根据权利要求8所述的矿山爆破结构，其特征在于：所述调节组件(8)包括调节螺杆(81)和调节螺母(82)，调节螺杆(81)与抵接杆(71)转动连接，调节螺母(82)与调节螺杆(81)螺纹连接，调节螺母(82)与加长杆(72)固定连接。

10.权利要求1-9任一项所述的爆破结构的爆破方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:根据需要在相应位置钻取炮孔(1)；

S2：根据炮孔(1)的直径调节加长杆(72)的长度，使得加长杆(72)与炮孔(1)内壁抵接；

S3：根据需要调节相邻圆弧板(32)之间的距离，调节圆弧板(32)与炮孔(1)内壁之间的距离；

S4：根据装药方案，确定相邻隔板(61)之间的距离，从而确定每个隔板(61)连接的支撑柱(62)的长度；

S5：将最底部的隔板(61)装入内圆筒，然后装入药卷(33)，并使导爆索通过导索孔伸出炮孔(1)，之后再依次装入隔板(61)和药卷(33)，直至装满内圆筒；

S6：在内圆筒上方盖设碎石覆盖层(2)。

说明书

技术领域

本申请涉及矿山爆破技术领域，尤其是涉及矿山爆破结构以及其爆破方法。

背景技术

目前，在进行煤矿开采时，需要对岩体进行爆破，现有的爆破方式需要先进行炮眼布置、填充药物、封堵炮眼，然后进行爆破，药物与钻孔壁直接贴合，在进行点火爆破时，岩壁受到的冲击最直接，大量的岩壁破碎会使得爆破的能量消耗，影响爆破能量的传递，从而影响爆破效果。为了提高爆破效果，常常采用不耦合装有的方式进行爆破，不耦合装药是指炸药直径小于炮孔直径，炸药与炮孔之间留有间隙。不耦合装药爆炸时,爆轰波通过空气介质传播到孔壁岩石中,空气间隙犹如气垫一样可将爆轰初始阶段的气体产物能量(部分)储存起来,削弱了作用于炮孔的初始压力峰值，而后受压气垫又将大量储存的能量释放出做功,延长了爆轰气体产物作用的时间改善了爆破效果。

目前，现有的可参考公布号为CN107024157A的中国专利，其公开了一种爆破装药结构，包括顶盖和底盘，在顶盖和底盘之间设置有结构主体，所述结构主体为双圆环结构，内圆环与外圆环之间通过竖向隔板固定，药卷放置在结构主体的内圆环内。上述相关技术中，将药卷放到内圆环，使得药卷与炮孔内壁之间留有间隙，实现不耦合装药。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有内圆环的直径固定，无法根据需要调节内圆环与炮孔内壁之间的间隙的缺陷。

发明内容

为了便于调节炸药与炮孔之间的间隙，本申请提供一种矿山爆破结构以及其爆破方法。

第一方面，本申请提供的一种矿山爆破结构采用如下的技术方案：

一种矿山爆破结构，包括炮孔，炮孔从上向下依次包括覆盖层和炸药层，炸药层包括底板、圆弧板和药卷，圆弧板的一端与底板滑动连接，圆弧板设有多个，多个圆弧板圆周阵列形成内圆筒，多个圆弧板与底板之间设有驱动圆弧板相互靠近或远离的驱动装置，相邻圆弧板之间连接有弹性板，药卷位于内圆筒内。

通过采用上述技术方案，炮孔的直径改变时，通过驱动装置驱动多个圆弧板相互靠近或远离，以调节圆弧板与炮孔内壁之间的距离，从而调节药卷与炮孔之间的距离，一方面使得炸药层能够适用于不同直径的炮孔，增加使用范围，提高使用的便捷性；另一方面，爆破效果与药卷距离炮孔内壁之间的距离相关，根据爆破需要通过调节药卷与炮孔内壁之间的距离，更能针对性爆破，从而有助于更加合理地布局炮孔的数量，节省了爆破成本的同时，还能够提高爆破效果。

另外，弹性板的设置，能够保证多个圆弧板相互靠近或远离的同时，避免相邻圆弧板之间留缝隙，从而有助于避免炸药从内圆筒内掉落，降低炸药的浪费，同时，能够避免炮孔内的水进入内圆筒内使炸药失效，提高爆破效果。此外，弹性板能够将爆轰初始阶段的部分能量储存起来,削弱了作用于炮孔的初始压力峰值，延长了爆轰气体产物作用的时间，改善了爆破效果。

优选的，所述驱动装置包括连接杆、驱动杆和驱动组件，连接杆设有多个，均位于内圆筒内沿内圆筒的轴线圆周阵列，连接杆与底板滑动连接，多个连接杆与多个圆弧板一一对应并固定连连接，驱动杆设有多个，多个驱动杆与多个连接杆一一对应并固定连接，驱动组件与驱动杆连接。

通过采用上述技术方案，驱动组件使得驱动杆滑动，驱动杆滑动带动连接杆滑动，从而使得连接杆驱动圆弧板滑动，以调节相邻圆弧板之间的距离，进而调节圆弧板距离炮孔内壁的距离，适用于不同的爆破需求。

优选的，所述驱动组件包括主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮与内圆筒同轴，并与底板转动连接，从动齿轮上开设有多个圆弧状的腰形孔，多个腰形孔沿从动齿轮圆周阵列，驱动杆远离连接杆的一端插入腰形孔内，主动齿轮底板转动连接，并与从动齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，转动主动齿轮，主动齿轮转动驱动从动齿轮转动，从动齿轮转动使得驱动杆沿圆弧状的腰形孔滑动，使得驱动杆靠近或远离从动齿轮的轴线，而驱动杆移动驱动连接杆滑动，以调节圆弧板与从动齿轮轴线之间的距离，进而实现对圆弧板与炮孔内壁之间的距离的调节。另外，从动齿轮转动，驱动多个驱动杆同时移动，使得多个圆弧板同时移动，且多个圆弧板移动的距离相同，保证形成的内圆筒的规整性，使得爆破的冲击力更加均匀，提高爆破效果。

优选的，所述主动齿轮外周设有与主动齿轮同轴的圆形角度尺，主动齿轮上固定连接有指示针。

通过采用上述技术方案，主动齿轮转动带动指示针转动，指示针转动改变指示针在角度尺上的指示位置，通过指示针的指示，便于观察主动齿轮转动的角度，通过主动齿轮转动的角度折算出圆弧板移动的距离，进而能够得知圆弧板与炮孔内壁之间的间距。通过指示针和角度尺的设置，能够快速得知圆弧板距离炮孔内壁之间的距离，提高使用时的便捷性。

优选的，所述内圆筒内设有多个间隔组件，间隔组件包括隔板和支撑柱，隔板嵌于内圆筒内与内圆筒滑动连接，隔板上开设有导索孔，支撑柱位于隔板底面，支撑柱顶端与隔板可拆卸连接，底端与相邻隔板的顶面抵接。

通过采用上述技术方案，向内圆筒内装药卷时，首先，根据相邻药卷之间的距离，选择合适长度的支撑柱，然后将支撑柱与隔板底面连接后，将隔板滑入内圆筒，此时，支撑柱的底端与底板抵接，然后向内圆筒内投放药卷，投放至合适高度后，继续向内圆筒内滑入隔板，使得支撑柱底端与相邻隔板的顶面抵接，然后再向内圆筒内投放药卷，使得药卷位于上方隔板的顶面。通过隔板的设置，实现不连续装药，使得相邻药卷之间通过空气隔开，在实现爆破效果的同时能够节省药卷用量，节约成本。

优选的，所述内圆筒的外周围设有外圆筒，外圆筒与底板固定连接。

通过采用上述技术方案，外圆筒的设置，一方面，外圆筒与炮孔内壁抵接，增加内圆筒的稳定性，并保证药卷位于炮孔的中间位置，以更好地发挥爆破效果；另一方面，外圆筒的设置，对内圆筒内的药卷进行防护，进一步防止炮孔内的水进入内圆筒的情况，防止药卷失效，提高爆破效果。

优选的，所述外圆筒圆周面上固定连接有多个抵接杆，抵接杆沿外圆筒外周圆周阵列。

通过采用上述技术方案，将外圆筒置于炮孔内后，抵接杆与炮孔内壁抵接，降低外圆筒与炮孔内壁的接触面积，从而降低外圆筒与炮孔内壁之间的摩擦力，增加向炮孔内放置外圆筒时的便捷性，提高工作效率。另外，抵接杆沿外圆筒圆周均匀分布，有助于增加抵接杆对外圆筒的支撑时的稳定性，降低外圆筒晃动的情况，从而提高对内圆筒的稳定性，使得药卷处于炮孔中间位置，提高爆破效果。

优选的，所述抵接杆上滑动连接有加长杆，加长杆与抵接杆之间连接有调节加长杆长度的调节组件。

通过采用上述技术方案，当炮孔的直径变大时，调节组件调节加长杆伸出抵接杆的长度，使得加长杆能够与炮孔内壁抵接，从而能够适用于不同直径的炮孔，使得外圆筒和内圆筒位于不同直径的炮孔内均能保持稳定状态，提高使用范围。

优选的，所述调节组件包括调节螺杆和调节螺母，调节螺杆与抵接杆转动连接，调节螺母与调节螺杆螺纹连接，调节螺母与加长杆固定连接。

通过采用上述技术方案，转动调节螺杆，调节螺杆转动驱动调节螺母移动，调节螺母移动带动加长杆移动，从而调节加长杆伸出抵接杆的长度，从而使得加长杆与抵接杆配合能够使得外圆筒和内圆筒处于不同直径的炮孔内时均能保持稳定状态。

第二方面，本申请提供一种矿山爆破结构的爆破方法，采用如下的技术方案：

一种爆破结构的爆破方法，包括以下步骤：

S1:根据需要在相应位置钻取炮孔；

S2：根据炮孔的直径调节加长杆的长度，使得加长杆与炮孔内壁抵接；

S3：根据需要调节相邻圆弧板之间的距离，调节圆弧板与炮孔内壁之间的距离；

S4：根据装药方案，确定相邻隔板之间的距离，从而确定每个隔板连接的支撑柱的长度；

S5：将最底部的隔板装入内圆筒，然后装入药卷，并使导爆索通过导索孔伸出炮孔，之后再依次装入隔板和药卷，直至装满内圆筒；

S6：在内圆筒上方盖设碎石覆盖层。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.采用多个圆弧板、弹性板与驱动装置配合，使得内圆筒的直径能够发生改变，使得内圆筒能够放于不同直径的炮孔内，提高使用范围；另外，根据爆破需求，调节内圆筒与炮孔内壁之间的距离，从而能够调节药卷与炮孔内壁之间的距离，适用于不同的爆破需求。

2.弹性板的设置，不仅能够填充圆弧板的间隙，降低炸药泄漏，同时能够对轰炸初期的部分能量储存，降低岩石收到的冲击力，进而降低因大量岩壁破碎而造成的能量消耗，提高能量的传递效果，进而提高爆破效果。

3.从动齿轮和主动齿轮配合，使得多个驱动杆同时移动以同时调节多个圆弧板，保证多个圆弧板移动的距离相同，从而保证形成的内圆筒的规整性，使得爆破的冲击力更加均匀，提高爆破效果。

4.指示针和角度尺的设置，能够快速得知圆弧板距离炮孔内壁之间的距离，提高使用时的便捷性。

5.间隔组件的设置，能够根据需要调节相邻隔板之前的距离，实现不同间隔装药，使得药卷分布合理，节约炸药用量，减少成本的同时能够提高爆破效果。

6.外圆筒和抵接杆的设置，增加了内圆筒的稳定性，从而保证药卷的稳定性，提高爆破效果。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图。

图2是隐藏部分圆弧板和弹性板，旨在显示驱动装置的结构示意图。

图3是旨在显示指示针和角度尺的局部结构示意图。

图4是旨在显示外圆筒和抵接杆的结构示意图。

图5是图4中A处的局部放大图。

附图标记说明：1、炮孔；2、覆盖层；3、炸药层；31、底板、32、圆弧板、321、弹性板；322、滑槽；33、药卷；4、储能环；41、上环体；411、储能槽；42、下环体；5、驱动装置；51、连接杆；52、驱动杆；53、驱动组件；531、主动齿轮；5311、转动板；5312、指示针；5313、角度尺；532、从动齿轮；5321、腰形孔；6、间隔组件；61、隔板；62、支撑柱；7、外圆筒；71、抵接杆；711、盛放槽；712、连通孔；72、加长杆；8、调节组件；81、调节螺杆；811、第一锥齿轮；812、第二锥齿轮；82、调节螺母；9、同步组件；91、同步轮；92、同步带。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种矿山爆破结构。结合图1和图2，爆破结构包括炮孔1，炮孔1内从上到下依次包括碎石覆盖层2、炸药层3和储能环4，炸药层3包括圆形的底板31、圆弧板32和药卷33，底板31与炮孔1同轴设置，圆弧板32与底板31同轴，且圆弧板32底面与底板31抵接并滑动连接，圆弧板32设有多个，本实施中圆弧板32设有六个，并沿圆形底板31的周线周向分布，圆弧板32与底板31之间设有驱动圆弧板32滑动的驱动装置5。相邻圆弧板32之间连接有橡胶材质的弹性板321，弹性板321填充相邻圆弧板32的间距，并与圆弧板32固定连接。圆弧板32和弹性板321围合成圆筒状的内圆筒，药卷33放置于内圆筒内。

爆破时，将储能环4放入炮孔1内，根据炮孔1的直径，调节圆弧板32，使得圆弧板32外周面与炮孔1内壁处于合适的距离，然后将底板31和圆弧板32放入炮孔1内，并与储能环4抵接，之后，将药卷33放入圆弧板32围合成的内圆筒内，最后，覆盖碎石覆盖层2，引爆药卷33进行爆破。

参照图2，驱动装置5包括连接杆51、驱动杆52和驱动组件53，连接杆51水平设置，长度方向与底板31径向相同，连接杆51设有六个，六个连接杆51与六个圆弧板32一一对应，且连接杆51的一端与圆弧板32固定连接。驱动杆52设有六个，并与六个连接杆51一一对应，驱动杆52与连接杆51远离圆弧板32的一端固定连接，且驱动杆52为竖直设置的圆柱状。驱动组件53包括主动齿轮531和从动齿轮532，从动齿轮532和主动齿轮531均位于内圆筒内部，从动齿轮532与底板31同轴设置，并与底板31转动连接，从动齿轮532上开设有六个腰形孔5321，腰形孔5321的一端靠近从动齿轮532轴线，另一端靠近从动齿轮532边缘，且腰形孔5321呈圆弧状，驱动杆52的顶端插入腰形孔5321内，能够在腰形孔内滑动。主动齿轮531的轴线与从动齿轮532轴线相同，且主动齿轮531通过转动轴与底板31转动连接，同时主动齿轮531与从动齿轮532啮合。

参照图3，主动齿轮531连接的转动轴穿出内圆筒后固定连接有转动板5311，转动板5311与主动齿轮531同轴，且转动板5311与底板31抵接，转动轴圆周面套设有密封垫，防止水进入内圆筒内。转动板5311的外周围设有角度尺5313，角度尺5313与底板31固定连接，转动板5311的圆周面上固定连接有指示针5312，用于指示转动板5311转动的角度。转动板5311上螺纹连接有锁紧螺栓5314，锁紧螺栓5314螺纹穿过转动板5311后与底板31紧密抵接，防止转动板5311转动。

调节圆弧板32的距离时，解除锁紧螺栓5314对转动板5311的固定，旋转转动板5311，使得主动齿轮531驱动从动齿轮532转动，从动齿轮532转动使得驱动杆52沿腰形孔5321滑动，驱动杆52滑动驱动连接杆51带动圆弧板32移动，调节圆弧板32与炮孔1内壁的距离。在旋转转动板5311时，通过指示针5312和角度尺5313观察转动板5311旋转的角度，无需测量即能够快速得出圆弧板32与炮孔1之间的距离，操作方便、快捷。

结合图1和图3，内圆筒内设有间隔组件6，间隔组件6沿内圆筒深度间隔设有多个，间隔组件6包括隔板61和支撑柱62，隔板61为与内圆筒同轴的圆形板状结构，隔板61的圆周面与圆弧板32内壁抵接，圆弧板32内壁开设有竖直的滑槽322，滑槽322贯穿圆弧板32的长度，隔板61的圆周面上固定连接有滑块，滑块嵌于滑槽322内与圆弧板32滑动连接。隔板61上开设有供导爆索穿过的导索孔。支撑柱62设有三个，长度方向与隔板61轴线方向相同，三个支撑柱62均位于隔板61的下方并沿隔板61的轴线间隔分布，且支撑柱62一端与隔板61螺纹连接。隔板61通过支撑柱62间隔设置，实现不连续装药，不仅能够合理布局药卷33，从而降低炸药用量。

结合图1和图4，内圆筒的外周围设有外圆筒7，外圆筒7底端与底部顶面固定连接，且外圆筒7与内圆筒之间留有距离。外圆筒7圆周面上固定连接有抵接杆71，抵接杆71长度方向与外圆筒7的径向相同。抵接杆71设有多个，沿外圆筒7的轴线间隔均匀分布。

参照图5，抵接杆71远离外圆筒7的一侧开设有盛放槽711，盛放槽711内嵌有延长杆，延长杆与抵接杆71滑动连接，抵接杆71顶面开设有连通孔712，连通孔712的长度方向与抵接杆71的长度方向相同，连通孔712与盛放槽711连通。延长杆与抵接杆71之间连接有调节延长杆长度的调节组件8。调节组件8包括调节螺杆81和调节螺母82，调节螺杆81水平设置，长度方向与抵接杆71长度方向相同，调节螺杆81位于连通孔712的正上方，两端通过转动座与抵接杆71转动连接。调节螺母82套设在调节螺杆81上与调节螺杆81螺纹连接，调节螺母82嵌于连通孔712内与加长杆72固定连接。

参照图5，调节螺杆81上固定连接有第一锥齿轮811，第一锥齿轮811与调节螺杆81同轴，第一锥齿轮811啮合有第二锥齿轮812，第二锥齿轮812转动连接有支撑座，支撑座与抵接杆71固定连接。多个第二锥齿轮812之间连接有同步组件9，同步组件9包括同步轮91和同步带92，同步轮91设有多个，分别与多个第二锥齿轮812一一对应并固定连接，同步轮91的轴线方向与外圆筒7的轴线方向相同，同步带92套设在外圆筒7的外周，并同时与多个同步轮91啮合。

炮孔1直径改变时，转动其中一个调节螺杆81，调节螺杆81转动驱动调节螺母82沿连通孔712滑动，从而使得延长杆滑动，以提调节延长杆伸出盛放槽711的长度使得抵接杆71与延长杆配合，能够使得外圆筒7在不同直径内保持稳定。同步轮91和同步带92配合，使得多个延长杆移动，且移动距离相同，从而保证多个延长杆的端部距离外圆筒7的轴线相同，以保证外圆筒7能够处于炮筒的中间位置。

回看图1，储能环4包括上环体41和下环体42，上环体41位于底板31下方，上环体41为与底板31同轴的圆柱状结构，且上环体41呈中空状，上环体41的顶部直径大于底部直径。上环体41的圆周面上开设有储能槽411，储能槽411呈圆环状，且储能槽411的截面为V形，储能槽411位于靠近上环体41下方的位置。下环体42位于上环体41下方并与上环体41插接，下环体42位于上环体41同轴的圆柱状，且下环体42呈中空状，下环体42的底部直径大于顶部直径。下环体42的圆周面上开设有同样的储能槽411，储能槽411位于靠近下环体42顶端的位置。聚能环将炮孔1底部的岩石完全破碎，提高爆破效果。

本申请实施例一种矿山爆破结构的实施原理为：首先，钻取炮孔1后，将上环体41与下环体42插接，并放入炮孔1底部；然后，转动调节螺杆81，调节加长杆72的长度，使得加长杆72的端部到外圆筒7轴线的距离与炮孔1的半径相同；之后，旋转转动盘使得主动齿轮531转动，以驱动从动齿轮532，使得从动齿轮532驱动驱动杆52移动，以调节圆弧板32，从而调节圆弧板32与炮孔1内壁的间距；之后，将外圆筒7放入炮孔1内，并依次向内圆筒内放入隔板61和药卷33，直至装满内圆筒，并使导爆索通过导索孔伸出炮孔1；最后，在内圆筒上方盖设碎石覆盖层2，通过导爆索进行爆破。

本申请实施例还公开了一种矿山爆破结构的爆破方法，包括以下步骤：

S1：根据爆破需要在相应位置钻取炮孔1；

S2：将聚能环放入炮孔1底部后，根据炮孔1的直径通过调节组件8调节加长杆72的长度，使得加长杆72的端部能够与炮孔1内壁抵接；

S3：根据要求的圆弧板32与炮孔1内壁之间的距离，调节圆弧板32的位置，以使圆弧板32与炮孔1内壁的间距满足要求；

S4：将外圆筒7放入炮孔1内，并根据装药方案，确定支撑柱62的长度，并使支撑柱62与隔板61固定连接；

S5：向内圆筒内放入隔板61，然后装入药卷33，并使导爆索通过导索孔伸出炮孔1，之后按着隔板61、药卷33的顺序依次装入内圆筒，直至装满内圆筒；完成装药；

S6：在内圆筒上方盖设碎石覆盖层2，并保证导爆索处于炮孔1外侧。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。