自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置及爆破方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115218725A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202210944149.XF42D1/08(2006.01)(22)申请日2022.08.05F42D1/00(2006.01)F42D3/04(2006.01)(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市铁西区经济技术开发区沈辽西路111号申请人中铁十九局集团第三工程有限公司(72)发明人王军祥孙杰刘韫鑫咸峰坑建秋刘国阳王石磊王旭东张业权李俭刘晓梅张敬轩郭明黄海军王永柱(74)专利代理机构沈阳智龙专利事务所(普通合伙)21115专利代理师王聪耀宋铁军(51)Int.Cl.F42B3/10(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置及爆破方法(57)摘要本发明涉及自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置及爆破方法，该切缝药包包括药包、齿块、锯齿环、弧形外壳套和切缝管，药包上下两端固定锯齿环，上下两端的锯齿环外周圈啮合有多对相对设置的齿块，上下两端相对的齿块之间固定切缝管，弧形外壳套包裹在齿块和切缝管的外周圈并固定于上下两端的锯齿环上，形成一体化的切缝药包结构，相邻切缝管之间的缝隙，以及弧形外壳套之间的缝隙均为切缝口。本发明解决现有切缝管采用对称双切槽形式，无法灵活调整每个切缝角度的问题，以解决隧道开挖过程中的定向断裂问题。CN115218725ACN115218725A权利要求书1/1页1.一种自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置，其特征在于：该切缝药包包括药包（1）、齿块（2）、锯齿环（3）、弧形外壳套（6）和切缝管（7），药包（1）上下两端固定锯齿环（3），上下两端的锯齿环（3）外周圈啮合有多对相对设置的齿块（2），上下两端相对的齿块（2）之间固定切缝管（7），弧形外壳套（6）包裹在齿块（2）和切缝管（7）的外周圈并固定于上下两端的锯齿环（3）上，形成一体化的切缝药包结构，相邻切缝管（7）之间的缝隙，以及弧形外壳套（6）之间的缝隙均为切缝口。2.根据权利要求1所述的一种自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置，其特征在于：齿块（2）、切缝管（7）和弧形外壳套（6）的弧形圆心角度数均为60度。3.根据权利要求2所述的一种自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置，其特征在于：齿块（2）的数量为8块，切缝管（7）的数量为4个，弧形外壳套（6）的数量为4个。4.根据权利要求1所述的一种自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置，其特征在于：锯齿环（3）为圆柱状结构，其外径与药包（1）直径相同，锯齿环（3）外壁均匀布有直角凹槽的锯齿（5）结构，锯齿环（3）中轴线处开设有内螺纹孔（32），锯齿环（3）远离药包（1）的端部设置有卡环（33）结构，在卡环（33）外周圈的四个方向均匀开设有四个槽孔，每个槽孔中设置1个复位弹性件（31），所述复位弹性件（31）为月牙形复位弹簧。5.根据权利要求1所述的一种自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置，其特征在于：弧形外壳套（6）为一段弧形板的两端垂直方向一体设置有扇形板的结构，两端的扇形板均固定于对应的锯齿环（3）圆心处。6.一种如权利要求1所述的自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置的爆破方法，其特征在于，步骤为：步骤一、利用绘图软件确定每个炮孔所需要的切缝角度，首先由绘图软件绘制出爆破面的炮孔分布图，在分布图中连接相邻周边孔圆心，连接线方向为所需的切缝口方向，从而确定每个炮孔所需爆破的切缝数量、切缝宽度与切缝角度；步骤二、根据步骤一中确定的每个炮孔所需爆破的切缝数量、切缝宽度与切缝角度，对应调节切缝药包的齿块（2）和弧形外壳套（6），使相邻切缝管（7）或者相邻弧形外壳套（6）之间的切缝口满足对应炮孔所需爆破的切缝数量、切缝宽度与切缝角度，之后将切缝药包放入到对应的炮孔内；步骤三、使用炮泥对炮孔口进行密封堵塞，依次引爆药包（1），以此完成爆破工作。7.根据权利要求6所述的自主控制隧道岩体爆破能量释放的可调节切缝药包的爆破方法，其特征在于，切缝宽度的计算公式为：式中，𝐵为切缝管的切缝口宽度；𝜎t为岩石的抗拉强度；𝑘为比例因子；pc为炸药爆轰压力。2CN115218725A说明书1/6页自主控制隧道爆破能量释放的切缝药包装置及爆破方法技术领域[0001]本发明涉及爆破工程技术领域，具体为一种自主控制隧道岩体爆破能量释放的可调节切缝药包及其爆破方法。背景技术[0002]在隧道掘进爆破施工过程中，为使岩体爆破开挖后炮孔之间形成平整贯通裂缝，合理控制岩体的损伤程度，常利用切缝药包对爆破时药包释放出的能量进行聚能控制，使能量沿着切缝槽方向定向释放，以此达到定向断裂的效果，获得较好的爆破轮廓，改善超欠挖。[0003