(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910280684.8
(22)申请日 2019.04.09
(71)申请人 山东科技大学
地址 266590 山东省青岛市经济技术开发
区前湾港路579号山东科技大学
(72)发明人 朱庆文 张浩 李廷春 杜贻腾
殷齐浩 王凯 冉金林 杨运琦
(51)Int.Cl.
F42D 1/00(2006.01)
F42D 3/04(2006.01)
F42D 1/08(2006.01)
F42D 1/18(2006.01)
E21C 41/18(2006.01)
(54)发明名称一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法(57)摘要本发明公开了一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法，属于爆破工程施工领域，解决了深孔聚能爆破装药长度受限，聚能效果较差和滑脱问题。本发明由分体聚能管、支撑架、绑带和带缝接头组成；分体聚能管包括支撑架卡槽、阻挡凸起、聚能管壁和聚能切边，通过带缝接头进行连接；支撑架包括支撑尖头、绑扎孔、槽和靠 壁，支撑架可将两个分体聚能管连接为整体；绑带包括绑带卡扣、防退倒刺和咬合倒刺，可将和绑扎至支撑架上；带缝接头含有聚能缝。本发明的分体聚能管适应性强、整体性好，使用绑带绑扎确保和紧密接触，防止滑脱，保证传爆和聚能切缝效果，能处理拒爆事故，
提高工作效率。权利要求书2页 说明书7页 附图8页CN 109900176 A 2019.06.18
C N 109900176
A
1.一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：它由分体聚能管、支撑架、绑带和带缝接头组成；所述的分体聚能管由支撑架卡槽、阻挡凸起、聚能管壁和聚能切边组成；所述的支撑架由支撑尖头、绑扎孔、槽和靠壁组成；所述的绑带由绑带卡扣、防退倒刺和咬合倒刺组成；所述的带缝接头含有聚能缝。
2.如权利要求1所述的一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：所述的支撑架卡槽为分体聚能管内侧壁中央的箭头型凹槽，可供支撑架的支撑尖头插入，支撑架卡槽内设有与支撑尖头相契合的横纹；所述的两个分体聚能管可由多个支撑架连接组合，形成带通长缝的圆柱状管体。
3.如权利要求1所述的一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：所述的支撑架为两个分体聚能管的连接支
架，支撑架两端为支撑尖头，支撑尖头内设有与支撑架卡槽相契合的横纹，支撑尖头的两尾端做圆角处理，支撑架高度的中心且靠近支撑尖头处有绑扎孔。
4.如权利要求1所述的一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：所述的槽位于支撑架两侧中部，支撑架的左右侧各有一个槽，能使嵌入，槽内沿走向设有凸起纹路。
5.如权利要求1所述的一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：所述的靠壁为支撑架两侧的圆弧形过渡区域，圆弧直径正好等于矿用的直径，靠壁内侧设有棱形纹路。
6.如权利要求1所述的一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：所述的绑带为矿用阻燃材料制成，绑带能穿过支撑架的绑扎孔。
7.如权利要求1所述的一种新型深孔爆破聚能管，其特征在于：所述的绑带卡扣为绑带一端的矩形结构，其上部有开口，可使绑带穿过，绑带卡扣内含有防退倒刺，防退倒刺防止绑带逆向运动。
8.如权利要求1所述的种深孔异型爆破聚能管的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）根据爆破炮孔的深度和施工巷道的断面尺寸，确定每一节分体聚能管的长度和带缝接头的数目，长度大于炮孔深度；
（2）在第一节分体聚能管的支撑架卡槽内，每间隔20cm安装一个支撑架，将和依次贴紧支撑架的槽和靠壁；
（3）使用绑带穿过支撑架的绑扎孔，绑带插入绑带卡扣内，将和绑扎至支撑架上；
（4）重复第（3）步操作，直至第一节分体聚能管全部绑扎完和，然后扣上另外一半分体聚能管，将支撑架的另外一端支撑尖头插入分体聚能管的支撑架卡槽内，将两个分体聚能管组成带通长缝的圆柱状管体，使聚能缝朝向爆破切缝方向，将第一节组装好的带通长缝的圆柱状管体向上送入炮孔；
（5）第一节分体聚能管组装完毕后，将穿过带缝接头，在带缝接头内壁涂抹粘结胶，使带缝接头的聚能缝和第一节分体聚能管的聚能切边组成的缝隙对齐，保证接头处的聚能效应；
（6）将第二节分体聚能管头部涂抹粘结胶与第一节分体聚能管的带缝接头相连接，并对齐聚能缝，重复第（2）、（3）步的操作；
（7）重复第（4）部的操作，继续连接后续的分体聚能管，保证聚能缝朝向爆破切缝方向，连接最后一节分体聚能管时，将两枚同段使用胶带分别绑扎至两根上；
（8）脚线和用胶带绑扎，使用炮棍前端顶着泡泥和分体聚能管，将分体聚能管和装药顶入
炮孔，泡泥在炮棍的捣实作用下将分体聚能管和装药封堵在炮孔内，多余的封堵在距离孔口0.5m位置处，完成装药封堵工序。
一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法
技术领域
[0001]本发明公布了一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法，属于爆破工程施工领域，尤其涉及一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法。
背景技术
[0002]顶板事故在煤矿事故中比例最大，尤其是在顶板坚硬、不易冒落的开采条件下，采空区大面积悬露顶板存在极大安全隐患，如突然垮落形成飓风冲击、沿不确定方向滑坡垮落破坏围木等设施、顶板压力传递引起底板破坏等问题，造成不必要的经济损失。[0003]针对煤层坚硬顶板难垮落的问题，国内外采用过多种方法，例如注水弱化坚硬顶板法、循环浅孔爆破法和步距式深孔爆破法。注水弱化坚硬顶板法是在专用巷道或回风巷向顶板钻孔、高压注水，岩石受水侵蚀后会改变岩石内颗粒的表面能，使其强度降低；该技术必须应用于顶板岩石吸水性较强，且吸水后强度明显降低的情况下，适用性范围窄。循环
浅孔爆破法是每1
~2个循环，沿切顶边缘向顶板钻孔进行浅孔爆破作业；该方法对工作面生
产带来严重影响，工作面不得不停产，以用来钻孔作业。步距式深孔爆破法是在每次顶板周期垮落前沿切顶线边缘向采空区方向钻2至3排深孔，爆破后形成一定高度沟槽，破坏顶板完整性，但仍存在打断生产连续的问题。
[0004]但目前，针对坚硬顶板难垮落或大面积垮落难控制、应力传递可能造成的底板破坏、突水等隐患问题，免传统方法存在诸多弊端，较可行的方式是在坚硬顶板内进行深孔聚能爆破强制放顶工艺，以期提高顶板的爆破效果，确保强制放顶工作的顺利实施，保证综采工作面的安全高效生产。
[0005]在顶板内进行深孔聚能爆破，巷道的断面尺寸有限，最大困难是如将装药长度为10m左右的送入近乎垂直的钻孔中，且无法保证切缝效果；其次，聚能管多为塑料或者高分子聚合物材质，管壁光滑，目前常用的是利用胶带将绑扎放入聚能管内，管内装药重量随着装药长度不断增大，当装药重力大于和管壁的摩擦力时，极易发生滑脱，从而无法保证聚能爆破效果，操作难度极大；传统方法将长度较大的装药送入深孔后，一旦发生拒爆现象，极难处理，严重威胁爆破人员的生命安全。目前，国内没有适合此类方法的聚能管及其安装方法，大大限制了煤矿切顶工作的进展，从而影响煤矿的安全生产。[0006]在本发明之前，申请号为201721130653 7的专利提供了一种定向爆破聚能管装置，由
聚能管、连接件和定向固定件组成，每段聚能管的侧壁纵向对称设有多个聚能槽，可实现聚能爆破效果；但是此实用新型在管体切割聚能槽长度较大，管体内没有连接，影响聚能管整体性；在深孔内使用时，和管体没有可靠连接，易在管体内滑动脱落，限制了其在现场中的应用。
[0007]在本发明之前，专利号为2004200186110的实用新型提供了定向断裂爆破聚能管，由管体、前锥形定位帽、后定位堵构成；但是此装置的爆破深度有限，在巷道断面尺寸固定时，由于缺乏接头难以实现深孔爆破效果。
[0008]为此，需要发明一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法，能在巷道断面尺寸较小
的情况下将聚能管首尾相接，送入炮孔，聚能管既要切缝还得保证管体的强度和整体性，既能保证传爆效果、确保切缝方向，又能保证和紧密接触，不发生滑移，以保证聚能爆破切顶效果，处理拒爆事故方便，提高工作效率，保证作业安全。
发明内容
[0009]本发明针对现有深孔聚能爆破聚能管在实际运用过程中存在的不足，提供了一种新型深孔爆破聚能管及其使用方法，解决了深孔聚能爆破的装药长度受限和滑脱问题，管体切缝后使用支撑架进行连接，整体性好，处理拒爆事故方便，提高了安全施工效率，保证了切缝效果。
[0010]本发明一种新型深孔爆破聚能管的构造是：是由分体聚能管、支撑架、绑带和带缝接头组成，所述的分体聚能管由支撑架卡槽、阻挡凸起、聚能管壁和聚能切边组成；所述的支撑架由支撑尖头、绑扎孔、槽和靠壁组成；所述的绑带由绑带卡扣、防退倒刺和咬合倒刺组成；所述的带缝接头含有聚能缝。
[0011]所述的分体聚能管是由PPR材料制成，长度1.5
~2.5m，壁厚2
~
5mm，两个分体聚能管
可由多个支撑架连接组合成为一个整体，组合后的两个分体聚能管形成带通长缝的圆柱状
管体，其外直径为40
~70mm。
[0012]所述的支撑架卡槽为分体聚能管内侧壁中央的箭头型凹槽，凹槽的宽度4
~
6mm，深
度8
~10mm，可供支撑架的支撑尖头插入，支撑架卡槽内设有与支撑尖头相契合的横纹，支撑
尖头插入后，横纹相互咬合，支撑架无法沿支撑架卡槽的走向移动，支撑架将两个分体聚能管连接为一个整体，形成带通长缝的圆柱状管体。
[0013]所述的阻挡凸起为支撑架卡槽下侧的直角部分，阻挡凸起尺寸为1
~2mm，阻挡凸起
的存在，导致支撑架卡槽的入口变窄，从而使支撑尖头插入后不可退回，保证连接紧固。
[0014]所述的分体聚能管的壁厚为2
~5mm，当引爆时，爆轰波和爆生气体首先由聚能
切边之间突出，实现切缝效应。
[0015]所述的聚能切边为分体聚能管两侧的通长切口，聚能切边的切边尺寸为2
~5mm，当
两个分体聚能管通过多个支撑架组成带通长缝的圆柱状管体时，带通长缝的圆柱状管体的两个聚能切边的距离等于聚能缝的开口宽度。
[0016]所述的支撑架为两个分体聚能管的连接支架，由PPR材料制成，长度40
~70mm，宽度
8 ~15mm，高度30
~
40mm；支撑架两端为支撑尖头，支撑架高度的中心且靠近支撑尖头处有绑
扎孔，支撑架两侧有槽和靠壁。
[0017]所述的支撑尖头为支撑架的两端的尖头部分，支撑尖头内设有与支撑架卡槽相契合的横纹，支撑尖头插入支撑架卡槽后，横纹相互咬合，支撑架无法沿支撑架卡槽的走向移动，支撑尖头的两尾端做圆角处理，便于插入到支撑架卡槽内，支撑尖头插入后被分体聚能管的阻挡凸起卡主，不可拔出。
[0018]所述的绑扎孔是位于支撑架两端且靠近支撑尖头处的矩形开口，处在厚度的中心
位置，绑扎孔开口边长3
~6mm，可供绑带正向穿过，将矿用和捆绑至支撑架
上。
[0019]所述的槽是位于支撑架两侧中部的弧形凹槽，支撑架的左右侧各有一个槽，槽的半径为3
~
5mm，能使嵌入，槽内沿走向设有凸起纹
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