一、液態(tài)二氧化碳爆破設(shè)備相變致裂技術(shù)

液態(tài)二氧化碳爆破設(shè)備相變致裂技術(shù)是一種理念**進(jìn)、方法安全、效果顯著的爆破技術(shù)，屬于物理爆破技術(shù)，具有爆破過(guò)程無(wú)火花外露、爆破威力大、無(wú)需驗(yàn)炮、操作簡(jiǎn)便、不屬于民爆產(chǎn)品，其運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用獲豁免審批等**點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)有望取代炸藥預(yù)裂爆破、水力擴(kuò)孔、水力壓裂來(lái)強(qiáng)化提高煤層透氣性，快速消除突出危險(xiǎn)性或沖擊地壓。
液態(tài)二氧化碳相變致裂屬于物理致裂過(guò)程，通過(guò)化學(xué)加熱液態(tài)二氧化碳，使其壓力劇增至20MPa~60MPa，高壓液態(tài)二氧化碳沖破定壓剪切片迅速轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，體積膨脹600多倍，瞬間釋放的氣體膨脹能使鉆孔周邊煤體致裂:液態(tài)二氧化碳體積膨脹過(guò)程會(huì)吸收大量的熱量，能有效降低致裂范圍內(nèi)的煤體溫度，有利于抑制煤層自燃液態(tài)二氧化碳相變致裂采用低壓?jiǎn)?dòng)(9v)，比傳統(tǒng)爆破更安全，目不需要驗(yàn)炮，爆破后即可進(jìn)人，實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。

液態(tài)二氧化碳相變致裂裝備結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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二、二氧化碳爆破原理

二氧化碳爆破器的原理:二氧化碳?xì)怏w在一定的高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過(guò)高壓泵將液態(tài)的二氧化碳?jí)嚎s至圓柱體容器(爆破管)內(nèi)，裝入破裂片、導(dǎo)熱棒和密封卷，擰緊合金帽即完成了爆破前的準(zhǔn)備工作。將爆破管和安全云豪美起爆器及電源線攜至爆破現(xiàn)場(chǎng)，把爆破管插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當(dāng)微電流通過(guò)高導(dǎo)熱棒時(shí)，產(chǎn)生高溫?fù)舸┌踩ぃ查g將液態(tài)二氧化碳?xì)饣眲∨蛎洰a(chǎn)生高壓沖擊波致泄壓閥自動(dòng)打開，被爆破物品或堆積物受幾何級(jí)當(dāng)量沖擊波向外迅猛推進(jìn)，從起爆至結(jié)束整個(gè)過(guò)程只需0.4毫秒，且是低溫下運(yùn)行，與周圍環(huán)境的液體，氣體不相融合，不產(chǎn)生任何有害氣體，不產(chǎn)生電弧和電火花，不受高溫、高熱、高濕、高寒影響。在井下爆破時(shí)對(duì)瓦斯具有稀釋作用，無(wú)震蕩，無(wú)粉塵。二氧化碳屬于惰性氣體非易燃易爆物質(zhì)，爆破過(guò)程就是體積膨的過(guò)程，物理做功而非化學(xué)反應(yīng).

三、二氧化碳爆破產(chǎn)品**勢(shì)

對(duì)于傳統(tǒng)開采方法的一場(chǎng)新革命。用于煤礦采煤工作面,替代傳統(tǒng)炮采方法，實(shí)現(xiàn)工作面落煤,爆破威力大、拋煤量多、塊大、拋出距離短，減少工人的強(qiáng)力，且不會(huì)造成放炮崩人事故的發(fā)生。另外爆破煤塊成塊率高，煤粉比率明顯降低，基本不揚(yáng)塵,大大降低了煤塵爆炸隱患。煤礦應(yīng)用此技術(shù)可帶來(lái)產(chǎn)量猛列增長(zhǎng)與利潤(rùn)大幅度提高。具體**勢(shì)

1、具有本質(zhì)的安全特性。從儲(chǔ)存、運(yùn)輸、攜帶、使用、回收等方面均十分安全。主機(jī)與爆破器材分離，從灌裝至爆破結(jié)束時(shí)間較短。液態(tài)二氧化碳灌注僅需1-3分鐘，起爆至結(jié)束僅需4毫秒。實(shí)施過(guò)程無(wú)啞炮，無(wú)需驗(yàn)炮。安全警戒距離短，無(wú)安全隱患。爆.破筒回收方便，可連續(xù)使用。

2、既可定向爆破又可延時(shí)控制，特別是在特殊環(huán)境下，如居民區(qū)、隧道、地鐵、井下等環(huán)境，實(shí)施過(guò)程中無(wú)破壞性震動(dòng)和短波，對(duì)周圍環(huán)境無(wú)破壞性影響。

3、無(wú)需火工庫(kù)，管理簡(jiǎn)便，操作易學(xué)，操作人員少，無(wú)需專業(yè)人員值守。

4、在礦井下使用其性能更加突出，無(wú)論是高瓦斯礦井，沖擊地壓礦井、水文地質(zhì)條件較復(fù)雜的礦井還是易自燃礦井均可應(yīng)用。

5、材料來(lái)源豐富，可就地取材，化工廠、充氣站都有液態(tài)二氧化碳。提高功效，增加效益，降低成本。減少繁雜的報(bào)批審核程序和管理限制。在灌注二氧化碳之前所有皆非爆品。

7為獲得較大當(dāng)量的威力，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，把爆破管并聯(lián)使用。

8、環(huán)保:定向泄能對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生破壞，不產(chǎn)生一氧化碳及氮氧化物等有害氣體,能較好的改善工作環(huán)境，有益工人身體健康

9、便利:通過(guò)不同的CO2(二氧化碳)填充量，更換不同型號(hào)的定能泄壓片和發(fā)熱活化器可控制膨脹系統(tǒng)的工作壓力，從而適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

10、經(jīng)濟(jì):整套系統(tǒng)可反復(fù)使用，使用成本低。

11安全組裝、填充和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程安全可靠相對(duì)于炸藥爆破可徹底消除啞炮崩事故。

12.快速:組裝、充裝操作簡(jiǎn)單，爆破準(zhǔn)備時(shí)間短，可大大提高工作

四 實(shí)施方案

二氧化碳爆破在煤礦中使用主要分為五個(gè)工作步驟。**步驟地面操作間的裝管。第二步爆破工作面的打眼。第三步將裝好氣的致裂管運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅妗５谒牟桨讯趸贾铝压芘谘劾锩妫⑶曳饪祝凇５谖宀交厥铡?

1、二氧化碳致裂管灌裝前的準(zhǔn)備工作:

需要給充裝機(jī)、拆裝機(jī)供應(yīng)380V交流電。②儲(chǔ)液罐有足夠的液態(tài)二氧化碳。③致裂器和相應(yīng)的耗材(加熱棒、爆破片、墊片)。④萬(wàn)用表、鉗子、扳手、內(nèi)六角等工具。

將致裂器儲(chǔ)液管在陳列架上，將鐵絲插入主管中，并使帶鉤的一端從主管刻字的一端伸出。然后把用鐵絲勾住加熱裝置的導(dǎo)線并拉動(dòng)鐵絲使導(dǎo)線從儲(chǔ)液管的另一端伸出。②將定壓剪切裝上密封墊，并與加熱裝置的導(dǎo)線連接在一起(注意定壓減切片凸起的一端朝里)。然后拉出加熱裝置，使定壓減切片完全進(jìn)入儲(chǔ)液管內(nèi)。③**擰緊釋管，再擰緊充裝閥，均擰到手無(wú)法擰動(dòng)為止。④將擰好的致裂器在拆裝機(jī)鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動(dòng)按鈕以啟動(dòng)拆裝機(jī)。⑤按住夾緊按鈕壓力上升到10MPa以上后開。然后按住緊固按鈕當(dāng)壓力上升至10MPa時(shí)，開緊固按鈕。⑥按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。⑦ 重復(fù)步驟⑤⑧測(cè)量電阻，電阻在1-2歐姆為正常。3.2 充氣①將致裂器在充裝臺(tái)上對(duì)好充裝孔，擰緊夾緊桿并用內(nèi)六角扳手打開充裝閥。然后打開致裂器所對(duì)應(yīng)的球閥，關(guān)閉沒(méi)有致裂器的球閥。

②按下充裝機(jī)上的清零鍵，將稱重儀表清零。③氣每天**次工作前，需要?dú)猓瑢⒄麄€(gè)管道排空。**打開充裝臺(tái)上的進(jìn)口球閥和出口球閥。然后按下按鈕，直到出口球閥噴出連續(xù)不斷的白色氣體后，關(guān)閉出口球閥。④洗管:按下氣按鈕后，關(guān)閉進(jìn)口球閥然后打開出口球閥，將致裂器內(nèi)的二氧化碳出，出一大部分后關(guān)閉出口球閥。重復(fù)兩到三次，⑤充裝關(guān)閉出口球閥后，按下增壓按鈕，待致裂器充滿后機(jī)器會(huì)自動(dòng)停止。機(jī)器停止后，用內(nèi)六角扳手將致裂器的充裝閥關(guān)閉，然后關(guān)閉進(jìn)口球閥，再打開出口球閥將多余氣體出。⑥測(cè)試密封性:將致裂器的充裝閥和釋管分別入水中，確保沒(méi)有大量氣泡。

(二)鉆孔施工

鉆孔布置如圖1所示，采取鉆孔進(jìn)行爆破施工在巷道中心大一個(gè)空孔 原創(chuàng)力文檔1)施工在巷道中心打一個(gè)空孔。2)施丁鉆孔 設(shè)計(jì)孔深lm，然后進(jìn)行爆破，爆破后抽出爆破器和連接管。及時(shí)進(jìn)行封孔處理、連接抽管路進(jìn)行抽，每天上下午兩次測(cè)量爆破孔的抽采濃度、負(fù)壓等指標(biāo)。(三)設(shè)備運(yùn)輸(1)儲(chǔ)液管長(zhǎng)1m，外徑73mm，灌裝液態(tài)二氧化碳后質(zhì)量約為25Kg。儲(chǔ)液管采用**質(zhì)進(jìn)口鋼材加工而成，結(jié)實(shí)耐用，可重復(fù)使用4000次，除了接通電路能啟動(dòng)爆破外，磕碰、撞擊、高溫都不會(huì)對(duì)裝置產(chǎn)生損壞。(2)儲(chǔ)液管在地面灌裝液態(tài)二氧化碳后，由礦方安排人員提前用礦車運(yùn)輸至爆破地點(diǎn)。(3)實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行或是用不完的儲(chǔ)液管必須及時(shí)回收升井，妥善保管。(四)炮①打孔:Φ73致裂器需要打Φ90的孔。②將**根致裂器和第二根致裂器**連 第三根致裂器接好，插好插銷。并將**根致裂器的DO 提拉桿插頭剪短，把兩個(gè)線纏在一起，并用**緣膠布纏好。然后把錐頭連上。③**插入連接好的兩根致裂器插入孔中， 地面 第二根致裂器插入前**把提拉桿插到第二根致裂器的釋管中，然后插入孔中，利用提拉桿支撐致裂器，不然致裂器掉下去。 **根致裂器④將第三根致裂器與第二根致裂器連接 錐頭好，將第二根提拉桿插入第三根致裂器的釋管中。然后拔出**個(gè)提拉桿，再把致裂器入孔中。5重復(fù)步驟④ 將剩余的致裂器連接好。⑥用干細(xì)沙用細(xì)木根吧眼給封孔，確保管不能飛管7用15的鋼絲繩把每個(gè)致裂管的頭部栓起來(lái)。⑧根據(jù)智能云安全發(fā)爆器功率將所有致裂器用導(dǎo)線連接好。(單個(gè)孔中的致裂器為串聯(lián)，電陽(yáng)值累計(jì)增加)

(五)回收

①將回收好的致裂器用礦車運(yùn)到操作間，把致裂器在拆裝機(jī)鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動(dòng)按鈕以啟動(dòng)拆裝機(jī)。②按住夾緊按鈕壓力上升到10MPa以上后開。然后按住拆卸按鈕，旋轉(zhuǎn)一至兩圈后，開拆卸按鈕。③ 按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。④ 重復(fù)步驟 25將致裂器內(nèi)部的殘?jiān)謇砀蓛簦员阆麓问褂谩?