一、液態(tài)二氧化碳爆破設備相變致裂技術

液態(tài)二氧化碳爆破設備相變致裂技術是一種理念**進、方法安全、效果顯著的爆破技術，屬于物理爆破技術，具有爆破過程無火花外露、爆破威力大、無需驗炮、操作簡便、不屬于民爆產(chǎn)品，其運輸、儲存和使用獲豁免審批等**點，被廣泛應用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液態(tài)二氧化碳相變致裂技術有望取代炸藥預裂爆破、水力擴孔、水力壓裂來強化提高煤層透氣性，快速消除突出危險性或沖擊地壓。
液態(tài)二氧化碳相變致裂屬于物理致裂過程，通過化學加熱液態(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程會吸收大量的熱量，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啟動(9v)，比傳統(tǒng)爆破更安全，目不需要驗炮，爆破后即可進人，實現(xiàn)連續(xù)工作。

液態(tài)二氧化碳相變致裂裝備結構如圖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:二氧化碳氣體在一定的高壓下可轉變?yōu)橐簯B(tài)，通過高壓泵將液態(tài)的二氧化碳壓縮至圓柱體容器(爆破管)內(nèi)，裝入破裂片、導熱棒和密封卷，擰緊合金帽即完成了爆破前的準備工作。將爆破管和安全云豪美起爆器及電源線攜至爆破現(xiàn)場，把爆破管插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當微電流通過高導熱棒時，產(chǎn)生高溫擊穿安全膜，瞬間將液態(tài)二氧化碳氣化，急劇膨脹產(chǎn)生高壓沖擊波致泄壓閥自動打開，被爆破物品或堆積物受幾何級當量沖擊波向外迅猛推進，從起爆至結束整個過程只需0.4毫秒，且是低溫下運行，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。在井下爆破時對瓦斯具有稀釋作用，無震蕩，無粉塵。二氧化碳屬于惰性氣體非易燃易爆物質，爆破過程就是體積膨的過程，物理做功而非化學反應.

三、二氧化碳爆破產(chǎn)品**勢

對于傳統(tǒng)開采方法的一場新革命。用于煤礦采煤工作面,替代傳統(tǒng)炮采方法，實現(xiàn)工作面落煤,爆破威力大、拋煤量多、塊大、拋出距離短，減少工人的強力，且不會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，基本不揚塵,大大降低了煤塵爆炸隱患。煤礦應用此技術可帶來產(chǎn)量猛列增長與利潤大幅度提高。具體**勢

1、具有本質的安全特性。從儲存、運輸、攜帶、使用、回收等方面均十分安全。主機與爆破器材分離，從灌裝至爆破結束時間較短。液態(tài)二氧化碳灌注僅需1-3分鐘，起爆至結束僅需4毫秒。實施過程無啞炮，無需驗炮。安全警戒距離短，無安全隱患。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，實施過程中無破壞性震動和短波，對周圍環(huán)境無破壞性影響。

3、無需火工庫，管理簡便，操作易學，操作人員少，無需專業(yè)人員值守。

4、在礦井下使用其性能更加突出，無論是高瓦斯礦井，沖擊地壓礦井、水文地質條件較復雜的礦井還是易自燃礦井均可應用。

5、材料來源豐富，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為獲得較大當量的威力，可根據(jù)現(xiàn)場情況，把爆破管并聯(lián)使用。

8、環(huán)保:定向泄能對周圍環(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:通過不同的CO2(二氧化碳)填充量，更換不同型號的定能泄壓片和發(fā)熱活化器可控制膨脹系統(tǒng)的工作壓力，從而適應不同的工作環(huán)境。

10、經(jīng)濟:整套系統(tǒng)可反復使用，使用成本低。

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

12.快速:組裝、充裝操作簡單，爆破準備時間短，可大大提高工作

四 實施方案

二氧化碳爆破在煤礦中使用主要分為五個工作步驟。**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備工作:

需要給充裝機、拆裝機供應380V交流電。②儲液罐有足夠的液態(tài)二氧化碳。③致裂器和相應的耗材(加熱棒、爆破片、墊片)。④萬用表、鉗子、扳手、內(nèi)六角等工具。

將致裂器儲液管在陳列架上，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線并拉動鐵絲使導線從儲液管的另一端伸出。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入儲液管內(nèi)。③**擰緊釋管，再擰緊充裝閥，均擰到手無法擰動為止。④將擰好的致裂器在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。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壓力上升至10MPa時，開緊固按鈕。⑥按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。⑦ 重復步驟⑤⑧測量電阻，電阻在1-2歐姆為正常。3.2 充氣①將致裂器在充裝臺上對好充裝孔，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應的球閥，關閉沒有致裂器的球閥。

②按下充裝機上的清零鍵，將稱重儀表清零。③氣每天**次工作前，需要氣，將整個管道排空。**打開充裝臺上的進口球閥和出口球閥。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，關閉出口球閥。④洗管:按下氣按鈕后，關閉進口球閥然后打開出口球閥，將致裂器內(nèi)的二氧化碳出，出一大部分后關閉出口球閥。重復兩到三次，⑤充裝關閉出口球閥后，按下增壓按鈕，待致裂器充滿后機器會自動停止。機器停止后，用內(nèi)六角扳手將致裂器的充裝閥關閉，然后關閉進口球閥，再打開出口球閥將多余氣體出。⑥測試密封性:將致裂器的充裝閥和釋管分別入水中，確保沒有大量氣泡。

(二)鉆孔施工

鉆孔布置如圖1所示，采取鉆孔進行爆破施工在巷道中心大一個空孔 原創(chuàng)力文檔1)施工在巷道中心打一個空孔。2)施丁鉆孔 設計孔深lm，然后進行爆破，爆破后抽出爆破器和連接管。及時進行封孔處理、連接抽管路進行抽，每天上下午兩次測量爆破孔的抽采濃度、負壓等指標。(三)設備運輸(1)儲液管長1m，外徑73mm，灌裝液態(tài)二氧化碳后質量約為25Kg。儲液管采用**質進口鋼材加工而成，結實耐用，可重復使用4000次，除了接通電路能啟動爆破外，磕碰、撞擊、高溫都不會對裝置產(chǎn)生損壞。(2)儲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輸至爆破地點。(3)實驗無法進行或是用不完的儲液管必須及時回收升井，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**個提拉桿，再把致裂器入孔中。5重復步驟④ 將剩余的致裂器連接好。⑥用干細沙用細木根吧眼給封孔，確保管不能飛管7用15的鋼絲繩把每個致裂管的頭部栓起來。⑧根據(jù)智能云安全發(fā)爆器功率將所有致裂器用導線連接好。(單個孔中的致裂器為串聯(lián)，電陽值累計增加)

(五)回收

①將回收好的致裂器用礦車運到操作間，把致裂器在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。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 重復步驟 25將致裂器內(nèi)部的殘渣清理干凈，以便下次使用。