本發(fā)明涉及爆破工程中的圍巖定向爆破，具體為一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在圍巖爆破工程中，爆破不僅能更高效地完成開挖工作，而且爆破對(duì)圍巖具有較強(qiáng)的適應(yīng)性以及靈活性。

2、爆破炮孔圓孔在圍巖爆破開挖輪廓線的定向控制效果差，且不同級(jí)別的圍巖爆破炸藥單耗不同(或單孔裝藥量不同)。尤其是在隧道爆破中，爆破導(dǎo)向控制不佳與單孔裝藥量與堅(jiān)固性系數(shù)不匹配，在爆破炮孔圓孔時(shí)常存在超挖、欠挖等現(xiàn)象的發(fā)生。

3、且相同圍巖爆破炸藥的單耗較高，經(jīng)濟(jì)性較差。

4、因此需要對(duì)以上問(wèn)題提出一種新的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的圍巖爆破中圍巖開挖輪廓線的定向控制難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題以及裝藥量問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，包括裝置主機(jī)、裝置支架和特制鋸片，所述裝置主機(jī)的一端通過(guò)裝置支架連接有特制鋸片；

3、所述裝置主機(jī)的包括外部組件和內(nèi)部組件，所述外部組件的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)部組件，所述外部組件包括殼體、激光導(dǎo)向定位器、冷卻水導(dǎo)管、第一輔助把手、第二輔助把手和第三輔助把手，所述內(nèi)部組件包括供能組件、電機(jī)、第一鏈輪和切割感知集成，所述切割感知集成用于獲得爆破炮孔的切割速度，進(jìn)而推斷圍巖級(jí)別s與堅(jiān)固性系數(shù)f，進(jìn)而計(jì)算出炮孔的最佳裝藥量q。

4、進(jìn)一步地，所述殼體的兩側(cè)分別固定連接有第一輔助把手和第二輔助把手，所述殼體的一端固定連接有第三輔助把手，所述殼體遠(yuǎn)離第三輔助把手一端的兩側(cè)設(shè)置有激光導(dǎo)向定位器，所述激光導(dǎo)向定位器用于對(duì)爆破炮孔的方向進(jìn)行定位切槽，能準(zhǔn)確的定位切槽的方向，所述殼體外側(cè)還設(shè)置有冷卻水導(dǎo)管。

5、進(jìn)一步地，所述供能組件包括蓄電池和電源，所述蓄電池和電源設(shè)置于外殼內(nèi)部靠近第三輔助把手的一端。

6、進(jìn)一步地，所述殼體的內(nèi)側(cè)靠近激光導(dǎo)向定位器的一端固定連接有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端固定連接有第一鏈輪。

7、進(jìn)一步地，所述裝置支架包括轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架、鏈條和保護(hù)套管，所述保護(hù)套管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有固定支架，所述固定支架遠(yuǎn)離第一鏈輪的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的頂端通過(guò)保護(hù)套管且轉(zhuǎn)軸與保護(hù)套管轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)從上至下依次設(shè)置有特制鋸片和第二鏈輪，所述第一鏈輪與第二鏈輪之間設(shè)置有鏈條。

8、進(jìn)一步地，所述保護(hù)套管上刻有尺度，可觀察爆破炮孔切割深度，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架與冷卻水導(dǎo)管的出水端連接，用于將冷卻水輸送至特制鋸片處。

9、進(jìn)一步地，所述特制鋸片通過(guò)理論計(jì)算獲得最優(yōu)的開口寬度a和開口深度b，所述開口寬度a為爆破炮孔半徑的0.1～0.3倍；所述開口深度b為爆破炮孔半徑的0.15～0.5倍，形成最佳開口角度α為30°～45°。

10、進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架、鏈條和保護(hù)套管的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度可根據(jù)爆破炮孔的切割深度進(jìn)行增加或減少；

11、進(jìn)一步地，為實(shí)現(xiàn)爆破炮孔導(dǎo)向切割最佳性能，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架、鏈條和保護(hù)套管最佳單根長(zhǎng)度l為0.8～1.5m。

12、進(jìn)一步地，所述切割感知集成用于獲得爆破炮孔的切割速度，進(jìn)而推斷圍巖級(jí)別s與堅(jiān)固性系數(shù)f至少包括以下四種情況；

13、第一種情況為切割速度在1～3min/延米時(shí)，圍巖等級(jí)為ⅴ，堅(jiān)固性系數(shù)為f＜8；

14、第二種情況為切割速度在3～5min/延米時(shí)，圍巖等級(jí)為ⅳ，堅(jiān)固性系數(shù)為8＜f＜15；

15、第三種情況為切割速度在5～7min/延米時(shí)，圍巖等級(jí)為ⅲ，堅(jiān)固性系數(shù)為15＜f＜20；

16、第四種情況為切割速度在大于7min/延米時(shí)，圍巖等級(jí)為ⅲ以上，堅(jiān)固性系數(shù)為20＜f。

17、進(jìn)一步地，所述計(jì)算出炮孔的最佳裝藥量q至少包括以下四種情況；

18、第一種情況為圍巖等級(jí)為ⅴ，堅(jiān)固性系數(shù)為f＜8時(shí)，最佳裝藥量為0.3kg/m3＜q＜0.7kg/m3；

19、第二種情況為圍巖等級(jí)為ⅳ，堅(jiān)固性系數(shù)為8＜f＜15，最佳裝藥量為0.7kg/m3＜q＜1.0kg/m3；

20、第三種情況為圍巖等級(jí)為ⅲ，堅(jiān)固性系數(shù)為15＜f＜20，最佳裝藥量為0.7kg/m3＜q＜1.5kg/m3；

21、第四種情況為圍巖等級(jí)為ⅲ以上，堅(jiān)固性系數(shù)為20＜f，最佳裝藥量為1.5kg/m3＜q。為圍巖控制爆破單耗裝藥量提供最適宜參數(shù)。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明利用轉(zhuǎn)動(dòng)的鋸片對(duì)現(xiàn)有炮孔進(jìn)行位置和角度的控制切割，以此來(lái)控制爆破炮孔的方向和形狀，通過(guò)切割爆破炮孔實(shí)現(xiàn)圍巖控制爆破炮孔導(dǎo)向的作用，同時(shí)通過(guò)切割感知集成獲得爆破炮孔的切割速度，進(jìn)而推斷圍巖級(jí)別與堅(jiān)固性系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出炮孔的最佳裝藥量，精確控制爆炸能量的釋放方向和范圍，進(jìn)而得到理想的爆破效果。

技術(shù)特征：

1.一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述殼體的兩側(cè)分別固定連接有第一輔助把手(7)和第二輔助把手(8)，所述殼體的一端固定連接有第三輔助把手(9)，所述殼體遠(yuǎn)離第三輔助把手(9)一端的兩側(cè)設(shè)置有激光導(dǎo)向定位器(3)，所述激光導(dǎo)向定位器(3)用于對(duì)爆破炮孔的方向進(jìn)行定位切槽，能準(zhǔn)確地定位切槽的方向，所述殼體外側(cè)還設(shè)置有冷卻水導(dǎo)管(6)，所述殼體的內(nèi)側(cè)靠近激光導(dǎo)向定位器(3)的一端固定連接有電機(jī)(1)，所述電機(jī)(1)的輸出端固定連接有第一鏈輪(2)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述供能組件包括蓄電池(4)和電源(5)，所述蓄電池(4)和電源(5)設(shè)置于外殼內(nèi)部靠近第三輔助把手(9)的一端。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述裝置支架包括轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架(10)、鏈條(11)和保護(hù)套管(12)，所述保護(hù)套管(12)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有固定支架(10)，所述固定支架(10)遠(yuǎn)離第一鏈輪(2)的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的頂端通過(guò)保護(hù)套管(12)且轉(zhuǎn)軸與保護(hù)套管(12)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)從上至下依次設(shè)置有特制鋸片(13)和第二鏈輪，所述第一鏈輪(2)與第二鏈輪之間設(shè)置有鏈條(11)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述保護(hù)套管(12)上刻有尺度，可觀察爆破炮孔切割深度，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架(10)與冷卻水導(dǎo)管(6)的出水端連接，用于將冷卻水輸送至特制鋸片(13)處。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述特制鋸片(13)通過(guò)理論計(jì)算獲得最優(yōu)的開口寬度a和開口深度b，所述開口寬度a為爆破炮孔半徑的0.1～0.3倍；所述開口深度b為爆破炮孔半徑的0.15～0.5倍，形成最佳開口角度α為30°～45°。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架(10)、鏈條(11)和保護(hù)套管(12)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度可根據(jù)爆破炮孔的切割深度進(jìn)行增加或減少。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：為實(shí)現(xiàn)爆破炮孔導(dǎo)向切割最佳性能，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定支架(10)、鏈條(11)和保護(hù)套管(12)最佳單根長(zhǎng)度l為0.8～1.5m。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述切割感知集成(14)用于獲得爆破炮孔的切割速度，進(jìn)而推斷圍巖級(jí)別s與堅(jiān)固性系數(shù)f至少包括以下四種情況；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)算出炮孔的最佳裝藥量q至少包括以下四種情況；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種圍巖爆破炮孔定向預(yù)裂切槽與裝藥量感知系統(tǒng)，涉及爆破工程中的圍巖定向爆破技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用轉(zhuǎn)動(dòng)的鋸片對(duì)現(xiàn)有炮孔進(jìn)行位置和角度的控制切割，以此來(lái)控制爆破炮孔的方向和形狀，通過(guò)切割爆破炮孔實(shí)現(xiàn)圍巖控制爆破炮孔導(dǎo)向的作用，同時(shí)通過(guò)切割感知集成獲得爆破炮孔的切割速度，進(jìn)而推斷圍巖級(jí)別與堅(jiān)固性系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出炮孔的最佳裝藥量，精確控制爆炸能量的釋放方向和范圍，進(jìn)而得到理想的爆破效果。

技術(shù)研發(fā)人員：張斌,何睿哲,李建林,況楊,張峘,賈朝林,郭智鴻,余勝,陳熠佳,馮廣,劉濤,周杰,王子健,張學(xué)富,周元輔,徐偉健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10