二氧化碳爆破方案

年4月19日二氧化碳爆破方案文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。煤礦智能二氧化碳爆破系統(tǒng)實(shí)施方案北京龍德時(shí)代技術(shù)服務(wù)有限公司3月目錄一、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)簡(jiǎn)介 3二、二氧化碳爆破原理 3三、二氧化碳爆破產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 5四、實(shí)施方案 5（一）地面操作間裝管 6（二）鉆孔施工 8（三）設(shè)備運(yùn)輸 8（四）放炮 8（五）回收 9五、施工安全技術(shù)措施 9（一）注意事項(xiàng) 11（二）試驗(yàn)安全技術(shù)措施 12六、設(shè)備配置表 12一、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)簡(jiǎn)介液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)是一種理念先進(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優(yōu)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，經(jīng)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，且不需要驗(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。圖1液態(tài)二氧化碳相變致裂裝備結(jié)構(gòu)示意圖二、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)，經(jīng)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)熱棒和密封圈，擰緊合金帽即完成了爆破前的準(zhǔn)備工作。將爆破管和安全云毫差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)微電流經(jīng)過(guò)高導(dǎo)熱棒時(shí)，產(chǎn)生高溫?fù)舸┌踩?，瞬間將液態(tài)二氧化碳?xì)饣?，急劇膨脹產(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)品優(yōu)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)量猛烈增長(zhǎng)與利潤(rùn)大幅度提高。

具體優(yōu)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,能較好的改進(jìn)工作環(huán)境,有益工人身體健康

9、便利：經(jīng)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)可重復(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人事故。

12.快速：組裝、充裝操作簡(jiǎn)單,爆破準(zhǔn)備時(shí)間短，可大大提高工作效率與量產(chǎn)。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。第一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?。第四步把二氧化碳致裂管放炮眼里面，而且封孔，放炮。第五步回收。地面操作間裝管操作間設(shè)備布置圖1、二氧化碳致裂管灌裝前的準(zhǔn)備工作：①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。2、工作流程組裝 充氣放炮回收3、操作方法3.1組裝①將致裂器儲(chǔ)液管放在陳列架上，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先擰緊釋放管，再擰緊充裝閥，均擰到手無(wú)法擰動(dòng)為止。④將擰好的致裂器放在拆裝機(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以上后放開。然后按住緊固按鈕當(dāng)壓力上升至10MPa時(shí)，放開緊固按鈕。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將致裂器放在充裝臺(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放氣：每天首次工作前，需要放氣，將整個(gè)管道排空。先打開充裝臺(tái)上的進(jìn)口球閥和出口球閥。然后按下放氣按鈕，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：按下放氣按鈕后，關(guān)閉進(jìn)口球閥然后打開出口球閥，將致裂器內(nèi)的二氧化碳放出，放出一大部分后關(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放出。⑥測(cè)試密封性：將致裂器的充裝閥和釋放管分別放入水中，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。圖1鉆孔布置圖施工在巷道中心大一個(gè)空孔施工在巷道中心打一個(gè)空孔。施工鉆孔，設(shè)計(jì)孔深1m，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、連接抽放管路進(jìn)行抽放，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)液管采用優(yōu)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）放炮①打孔：Φ73致裂器需要打Φ90的孔。②將第一根致裂器和第二根致裂器先連接好，插好插銷。并將第一根致裂器的DC插頭剪短，把兩個(gè)線纏在一起，并用絕緣膠布纏好。然后把錐頭連上。③先插入連接好的兩根致裂器插入孔中，插入前先把提拉桿插到第二根致裂器的釋放管中，然后插入孔中，利用提拉桿支撐致裂器，不然致裂器掉下去。④將第三根致裂器與第二根致裂器連接好，將第二根提拉桿插入第三根致裂器的釋放管中。然后拔出第一個(gè)提拉桿，再把致裂器放入孔中。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)，電阻值累計(jì)增加）（五）回收①將回收好的致裂器用礦車運(yùn)到操作間，把致裂器放在拆裝機(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以上后放開。然后按住拆卸按鈕，旋轉(zhuǎn)一至兩圈后，放開拆卸按鈕。③按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。④重復(fù)步驟②。⑤將致裂器內(nèi)部的殘?jiān)謇砀蓛?，以便下次使用。五、施工安全技術(shù)措施在液態(tài)二氧化碳相變致裂實(shí)施過(guò)程中，所有施工人員除均需嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》和礦井所有的安全施工措施外，還需要執(zhí)行與液態(tài)二氧化碳相變致裂相關(guān)的安全實(shí)施規(guī)程。（一）注意事項(xiàng)1）設(shè)備保存（1）注液設(shè)備安置在地面，需安排庫(kù)房值班人員妥善保爆破器材，無(wú)關(guān)人員禁止操作設(shè)備。（2）二氧化碳鋼瓶安置在通風(fēng)、陰涼處，發(fā)現(xiàn)鋼瓶有腐蝕、損傷、裂紋等缺陷時(shí)，及時(shí)向試驗(yàn)人員匯報(bào)并安排更換。2）設(shè)備灌裝（1）井下致裂前一天對(duì)儲(chǔ)液管進(jìn)行二氧化碳灌裝，做到隨用隨灌，不長(zhǎng)期保存。（2）灌裝前，無(wú)關(guān)人員離開庫(kù)房，試驗(yàn)人員對(duì)空壓機(jī)、注液泵性能進(jìn)行檢查，確保裝置一切正常時(shí)開始灌裝二氧化碳。（3）灌裝過(guò)程中，嚴(yán)格按照《液態(tài)二氧化碳預(yù)裂裝置操作手冊(cè)》，試驗(yàn)期間由信息研究院技術(shù)人員操作執(zhí)行，若出現(xiàn)漏氣應(yīng)及時(shí)停止，排查故障。（4）灌裝后，將儲(chǔ)液管兩端分別插到水中，檢驗(yàn)是否漏氣；灌裝前后對(duì)儲(chǔ)液管稱重，核實(shí)灌入液態(tài)二氧化碳的質(zhì)量；對(duì)線路進(jìn)行導(dǎo)通測(cè)試，確保線路正常；充裝完成后，上好兩端保護(hù)蓋。（二）試驗(yàn)安全技術(shù)措施1）鉆孔施工由礦方負(fù)責(zé)。2）鉆孔施工嚴(yán)格按照、實(shí)施方案施工。由礦方項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)，并安排專人對(duì)鉆孔施工負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)操作打鉆工等進(jìn)行鉆孔布置要求的專項(xiàng)指導(dǎo)，確保打鉆操作人員理解并掌握鉆孔施工要求。3）加熱器電流使用礦用智能云安全發(fā)爆器進(jìn)行導(dǎo)電，由放炮隊(duì)爆破工進(jìn)行接通電流。由我公司安排專人對(duì)對(duì)爆破工講明操作要求。4）井下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，要先在井上進(jìn)行云計(jì)算智能云安全發(fā)爆器試驗(yàn)，檢查好智能云安全發(fā)爆器，只有智能云安全發(fā)爆器性能能夠適應(yīng)井下變相致裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)后方可在井下使用。6）在進(jìn)行鉆孔預(yù)裂前安檢隊(duì)瓦斯檢查員檢查巷道內(nèi)瓦斯，只有當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?.5%以下時(shí)，二氧化碳濃度在0.5%以下時(shí)，方可開始進(jìn)行試驗(yàn)。7）鉆孔預(yù)裂后，由通風(fēng)調(diào)度查看巷道內(nèi)探頭瓦斯?jié)舛龋挥邢锏纼?nèi)瓦斯?jié)舛仍?.5%以下、二氧化碳濃度在0.5%以下時(shí)，瓦斯檢查工進(jìn)入巷道檢查巷道內(nèi)瓦斯和二氧化碳濃度，確認(rèn)都在0.5%以下時(shí)，其它人員方準(zhǔn)進(jìn)入底抽巷。如果有沖擊地壓危險(xiǎn)、瓦斯依然高值或有其它異常，現(xiàn)場(chǎng)礦方人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，聯(lián)合各科室制定措