液态二氧化碳相变致爆破设备技术简介

液态二氧化碳相变致裂爆破设备技术是一种理念、方法安全、效果的爆破技术，属于物理爆破技术，具有爆破过程无火花外露、爆破威力大、无需验炮、操作简便、不属于民爆产品，其运输、储存和使用获豁免审批等优点，被广泛应用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液态二氧化碳相变致裂技术有望取代预裂爆破、水力扩孔、水裂来强化提高煤层透气性，快速消除危险性或冲击地压。

液态二氧化碳相变致裂属于物理致裂过程，通过化学加热液态二氧化碳，使其压力剧增至20mpa~60mpa，高压液态二氧化碳冲破定压剪切片迅速转化为气态，体积膨胀多倍，瞬间释放的气体膨胀能使钻孔周边煤体致裂:液态二氧化碳体积膨胀过程会吸收大量的热量，能有效降低致裂范围内的煤体温度，有利于抑制煤层自燃;液态二氧化碳相变致裂采用低压启动(9v)，比传统爆破更安全，且不需要验炮，爆破后即可进人，实现连续工作。液态二氧化碳相变致裂装备结构如图1所示。

图1液态二氧化碳相变致裂装备结构示意图

二氧化碳爆破原理二氧化碳爆破器的原理:二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器(爆破管)内，装入破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破管和安全云毫差器及电源线携至爆破现场，把爆破管插入钻孔中固定好，连接器电源。当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开，被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进，从至结束整个过程只需0.4毫秒，且是低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生任何有害气体不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。在井下爆破时对瓦斯具有稀释作用，无震荡，无粉尘。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质，爆破过程就是体积膨的过程，物3理做功而非化学反应。

10、.经济:整套系统可反复使用,使用成本低。

11.安全:组装、填充和运输等过程安全,相对于炸.药爆破可哑炮崩人事故。

12.快速:组装、充装操作简单,爆破准备时间短，可提高工作效率与量。

四、实施方案

二氧化碳爆破在煤矿中使用主要分为五个工作步骤。步骤地面操作间的装管。第二步爆破工作面的打眼。第三步将装好气的致裂管运输到工作面。第四步把二氧化碳致裂管放炮眼里面，并且封孔，放炮。第五步回收。

(一)地面操作间装管

1、二氧化碳致裂管灌装前的准备工作:

d需要给充装机、拆装机供应v交流电。

2储液罐有足够的液态二氧化碳。

3致裂器和相应的耗材(加热棒、爆破片、垫片)。

4万用表、钳子、扳手、内六角等工具。

2、工作流程

操作方法3、

3.1组装

将致裂器储液管放在陈列架上，将铁丝插入主管中，并使带钩的一端从主管。

刻字的一端伸出。然后把用铁丝勾住加热装置的导线并拉动铁丝使导线从储液管的另一端伸出。

2)将定压剪切装上密封垫，并与加热装置的导线连接在一起(注意定压减切片凸起的一端朝里)。然后拉出加热装置，使定压减切片完全进入储液管内3)先拧紧释放管，再拧紧充装阀，均拧到手无法拧动为止。

4将拧好的致裂器放在拆装机钳口上，并将充装阀一头插入拆装头里。然后顺时针旋转急停按钮，按下启动按钮以启动拆装机。g按住夹紧按钮压力上升到10mpa以上后放开。然后按住紧固按钮当压力上升至10mpa时，放开紧固按钮6按住松开按钮，然后将致裂器掉头。

重复步骤

8测量电阻，电阻在1-2欧姆为正常3.2充气d将致裂器放在充装台上对好充装孔，拧紧夹紧杆并用内六角扳手打开充装阀然后打开致裂器所对应的球阀，关闭没有致裂器的球阀。

2按下充装机上的清零键，将称重仪表清零。

(一)注意事项1)设备保存

(1)注液设备安置在地面，需安排库房值班人员妥善保爆破器材，无关人员禁止操作设备。

(2)二氧化碳钢瓶安置在通风、阴凉处，发现钢瓶有腐蚀、损伤、裂纹等缺陷时，及时向试验人员汇报并安排更换

2)设备灌装

(1)井下致裂前对储液管进行二氧化碳灌装，做到随用随灌，不长期保存。(2)灌装前，无关人员离开库房，试验人员对空压机、注液泵性能进行检查，装置一切正常时开始灌装二氧化碳。

(3)灌装过程中，严格按照《液态二氧化碳预裂装置操作手册》，试验期间由信息研究院操作执行，若出现漏气应及时停止，故障。

(4)灌装后，将储液管两端分别插到水中，检验是否漏气:灌装前后对储液管称重，核实灌入液态二氧化碳的质量;对线路进行导通测试，线路正常;充装完成后，上好两端保护盖。

(二)试验安全技术措施

1)钻孔施工由矿方负责

2)钻孔施工严格按照、实施方案施工。由矿方项目负责人负责协调，并安排专人对钻孔施工负责人、现场操作打钻工等进行钻孔布置要求的专项指导，打钻操作人员理解并掌握钻孔施工要求。

3)加热器电流使用矿用智能云安全进行导电，由放炮队爆破工进行接通电流。由我公司安排专人对对爆破工讲明操作要求。

4)井下进行实验前，要先在井上进行云计算智能云安全试验，检查好智能云安全，只有智能云安全性能能够适应井下变相致裂试验标准后方可在井下使用。

6)在进行钻孔预裂前安检队瓦斯检查员检查巷道内瓦斯，只有当瓦斯浓度在0.5%以下时，二氧化碳浓度在0.5%以下时，方可开始进行试验

7)钻孔预裂后，由通风调度查看巷道内探头瓦斯浓度，只有巷道内瓦斯浓度在0.5%以下、二氧化碳浓度在0.5%以下时，瓦斯检查工进入巷道检查巷道内瓦斯和二氧化碳浓度，确认都在0.5%以下时，其他人员方准进入底抽巷。如果有冲击地压危险、瓦斯仍然高值或有其它异常，现场矿方人员应根据实际情况，联合各科室制定措施，进行处置

8)撤人停电、警戒范围:

(1)撤人范围:按照爆破安全规程执行。(2)停电范围:按照爆破安全规程执行。

9)液态二氧化碳相变致裂试验前，由矿上组织，对参加实验的相关人员学习本措施。参加实验的人员必须固定，需要调整人员时，参加人员必须学习本措施，学习后方准上岗作业。打钻工区自主组织学习，打钻机组人员必须固定。

10)该安全措施未涉及的部分均按矿相关规程严格执行