一、液态二氧化碳爆破设备相变致裂技术

液态二氧化碳爆破设备相变致裂技术是一种理念**进、方法安全、效果显著的爆破技术，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**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炸药预裂爆破、水力扩孔、水力压裂来强化提高煤层透气性，快速消除突出危险性或冲击地压。
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600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，目不需要验炮，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。

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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、导热棒和密封卷，拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破管和安全云豪美起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破管插入钻孔中固定好，连接起爆器电源。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，从起爆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，物理做功而非化学反应.

三、二氧化碳爆破产品**势

对于传统开采方法的一场新革命。用于煤矿采煤工作面,替代传统炮采方法，实现工作面落煤,爆破威力大、抛煤量多、块大、抛出距离短，减少工人的强力，且不会造成放炮崩人事故的发生。另外爆破煤块成块率高，煤粉比率明显降低，基本不扬尘,大大降低了煤尘爆炸隐患。煤矿应用此技术可带来产量猛列增长与利润大幅度提高。具体**势

1、具有本质的安全特性。从储存、运输、携带、使用、回收等方面均十分安全。主机与爆破器材分离，从灌装至爆破结束时间较短。液态二氧化碳灌注仅需1-3分钟，起爆至结束仅需4毫秒。实施过程无哑炮，无需验炮。安全警戒距离短，无安全隐患。爆.破筒回收方便，可连续使用。

2、既可定向爆破又可延时控制，特别是在特殊环境下，如居民区、隧道、地铁、井下等环境，实施过程中无破坏性震动和短波，对周围环境无破坏性影响。

3、无需火工库，管理简便，操作易学，操作人员少，无需专业人员值守。

4、在矿井下使用其性能更加突出，无论是高瓦斯矿井，冲击地压矿井、水文地质条件较复杂的矿井还是易自燃矿井均可应用。

5、材料来源丰富，可就地取材，化工厂、充气站都有液态二氧化碳。提高功效，增加效益，降低成本。减少繁杂的报批审核程序和管理限制。在灌注二氧化碳之前所有皆非爆品。

7为获得较大当量的威力，可根据现场情况，把爆破管并联使用。

8、环保:定向泄能对周围环境不产生破坏，不产生一氧化碳及氮氧化物等有害气体,能较好的改善工作环境，有益工人身体健康

9、便利:通过不同的CO2(二氧化碳)填充量，更换不同型号的定能泄压片和发热活化器可控制膨胀系统的工作压力，从而适应不同的工作环境。

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可靠相对于炸药爆破可彻底消除哑炮崩事故。

12.快速:组装、充装操作简单，爆破准备时间短，可大大提高工作

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炮眼里面，并且封孔，炮。第五步回收。

 

1、二氧化碳致裂管灌装前的准备工作:

需要给充装机、拆装机供应380V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。

将致裂器储液管在陈列架上，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**拧紧释管，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。⑤按住夹紧按钮压力上升到10MPa以上后开。然后按住紧固按钮当压力上升至10MPa时，开紧固按钮。⑥按住松开按钮，然后将致裂器掉头。⑦ 重复步骤⑤⑧测量电阻，电阻在1-2欧姆为正常。3.2 充气①将致裂器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。③气每天**次工作前，需要气，将整个管道排空。**打开充装台上的进口球阀和出口球阀。然后按下按钮，直到出口球阀喷出连续不断的白色气体后，关闭出口球阀。④洗管:按下气按钮后，关闭进口球阀然后打开出口球阀，将致裂器内的二氧化碳出，出一大部分后关闭出口球阀。重复两到三次，⑤充装关闭出口球阀后，按下增压按钮，待致裂器充满后机器会自动停止。机器停止后，用内六角扳手将致裂器的充装阀关闭，然后关闭进口球阀，再打开出口球阀将多余气体出。⑥测试密封性:将致裂器的充装阀和释管分别入水中，确保没有大量气泡。

(二)钻孔施工

钻孔布置如图1所示，采取钻孔进行爆破施工在巷道中心大一个空孔 原创力文档1)施工在巷道中心打一个空孔。2)施丁钻孔 设计孔深lm，然后进行爆破，爆破后抽出爆破器和连接管。及时进行封孔处理、连接抽管路进行抽，每天上下午两次测量爆破孔的抽采浓度、负压等指标。(三)设备运输(1)储液管长1m，外径73mm，灌装液态二氧化碳后质量约为25Kg。储液管采用**质进口钢材加工而成，结实耐用，可重复使用4000次，除了接通电路能启动爆破外，磕碰、撞击、高温都不会对装置产生损坏。(2)储液管在地面灌装液态二氧化碳后，由矿方安排人员提前用矿车运输至爆破地点。(3)实验无法进行或是用不完的储液管必须及时回收升井，妥善保管。(四)炮①打孔:Φ73致裂器需要打Φ90的孔。②将**根致裂器和第二根致裂器**连 第三根致裂器接好，插好插销。并将**根致裂器的DO 提拉杆插头剪短，把两个线缠在一起，并用**缘胶布缠好。然后把锥头连上。③**插入连接好的两根致裂器插入孔中， 地面 第二根致裂器插入前**把提拉杆插到第二根致裂器的释管中，然后插入孔中，利用提拉杆支撑致裂器，不然致裂器掉下去。 **根致裂器④将第三根致裂器与第二根致裂器连接 锥头好，将第二根提拉杆插入第三根致裂器的释管中。然后拔出**个提拉杆，再把致裂器入孔中。5重复步骤④ 将剩余的致裂器连接好。⑥用干细沙用细木根吧眼给封孔，确保管不能飞管7用15的钢丝绳把每个致裂管的头部栓起来。⑧根据智能云安全发爆器功率将所有致裂器用导线连接好。(单个孔中的致裂器为串联，电阳值累计增加)

(五)回收

①将回收好的致裂器用矿车运到操作间，把致裂器在拆装机钳口上，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。②按住夹紧按钮压力上升到10MPa以上后开。然后按住拆卸按钮，旋转一至两圈后，开拆卸按钮。③ 按住松开按钮，然后将致裂器掉头。④ 重复步骤 25将致裂器内部的残渣清理干净，以便下次使用。

 

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