1、煤礦智能二氧化碳爆破系統(tǒng)實施方案目錄一、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術簡介二、二氧化碳爆破原理三、二氧化碳爆破產(chǎn)品優(yōu)勢四、實施方案（一）地面操作間裝管（二）鉆孔施工（三）設備運輸（四）放炮（五）回收五、施工安全技術措施（一）注意事項（二）試驗安全技術措施六、設備配置表一、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術簡介液態(tài)二氧化碳相變致裂技術是一種理念先進、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優(yōu)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

2、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20MPa60MPa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 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，且不需要驗炮，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。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(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過高

3、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 圈，擰緊合金帽即完成了爆破前的準備工作。將爆破管和安全云毫差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 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

4、易燃易爆物質(zhì)， 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)品優(yōu)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)量猛烈增長與利潤大幅度提高。具體優(yōu)勢 1、具有本質(zhì)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

5、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(zhì)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。6、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

6、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。.經(jīng)濟：整套系統(tǒng)可反復使用，使用成本低。.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人事 故。.快速：組裝、充裝操作簡單，爆破準備時間短，可大大提高工作效率與量產(chǎn)。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。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輸?shù)焦ぷ髅妗５谒牟桨?/p>

7、二氧化碳致裂管放炮眼里面，并且封孔，放炮。第五步回收。（一）地面操作間裝管操作間設備布置圖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。儲液罐有足夠的液態(tài)二氧化碳。致裂器和相應的耗材（加熱棒、爆破片、墊片）。萬用表、鉗子、扳手、內(nèi)六角等工具。2、工作流程3、操作方法組裝將致裂器儲液管放在陳列架上，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線并拉動鐵絲使導線從儲液管的另一端伸 出。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)。先擰緊釋放

8、管，再擰緊充裝閥，均擰到手無法擰動為止。將擰好的致裂器放在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。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壓力上 升至10MPa時，放開緊固按鈕。按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。重復步驟測量電阻，電阻在1-2歐姆為正常。充氣將致裂器放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。按下充裝機上的清零鍵，將稱重儀表清零。放氣：每天首次工作前，需要放氣，將整個管道排空。先打開充裝臺上的進口球閥和出口球閥。然后按下放氣按鈕，直到出口球閥

9、噴出連續(xù)不斷的白色氣體后，關閉出 口球閥。洗管：按下放氣按鈕后，關閉進口球閥然后打開出口球閥，將致裂器內(nèi)的二氧化碳放出，放出一大部分后關閉出口球閥。重復兩到三次，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 多余氣體放出。測試密封性：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。圖1鉆孔布置圖施工在巷道中心打一個空孔1）施工在巷道中心打一個空孔。2）施工鉆孔，設計孔深1m,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

10、接抽放管路進行抽放，每天上下午兩次測量爆破孔的抽采濃度、負壓等指（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(zhì)量約為 25Kg。儲液管采用優(yōu)質(zhì)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）放炮打孔：73致裂器需要打 90的孔。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，把兩個線纏在一起，并用絕緣膠布纏好。然后把錐頭連上。先

11、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。,第三根致裂器提拉桿.第二根致裂器地面第一根致黑器年頭將第三根致裂器與第二根致裂器連接,第三根致裂器提拉桿.第二根致裂器地面第一根致黑器年頭好，將第二根提拉桿插入第三根致裂器的釋放管中。然后拔出第一個提拉桿，再把致裂器放入孔中。 重復步驟 將剩余的致裂器連接好用干細沙用細木根吧眼給封孔，確保管不能飛管用15的鋼絲繩把每個致裂管的頭部栓起來。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)，電阻值累計增加）（五）回收將回收好的致裂器用礦車運到

12、操作間，把致裂器放在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一 頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。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。按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。重復步驟。將致裂器內(nèi)部的殘渣清理干凈，以便下次使用。五、施工安全技術措施在液態(tài)二氧化碳相變致裂實施過程中，所有施工人員除均需嚴格遵守煤礦安全 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的安 全實施規(guī)程。(一)注意事項1)設備保存(1)注液設備安置在地面，需安排庫房值班人員妥善保爆破器材，無關人員禁止操作 設備。(2)二氧化碳鋼瓶安置

13、在通風、陰涼處，發(fā)現(xiàn)鋼瓶有腐蝕、損傷、裂紋等缺陷時，及 時向試驗人員匯報并安排更換。2)設備灌裝(1)井下致裂前一天對儲液管進行二氧化碳灌裝，做到隨用隨灌，不長期保存。(2)灌裝前，無關人員離開庫房，試驗人員對空壓機、注液泵性能進行檢查，確保裝 置一切正常時開始灌裝二氧化碳。(3)灌裝過程中，嚴格按照液態(tài)二氧化碳預裂裝置操作手冊，試驗期間由信息研 究院技術人員操作執(zhí)行，若出現(xiàn)漏氣應及時停止，排查故障。(4)灌裝后，將儲液管兩端分別插到水中，檢驗是否漏氣；灌裝前后對儲液管稱重， 核實灌入液態(tài)二氧化碳的質(zhì)量；對線路進行導通測試，確保線路正常；充裝完成后， 上好兩端保護蓋。(二)試驗安全技術措施1)

14、鉆孔施工由礦方負責。2)鉆孔施工嚴格按照、實施方案施工。由礦方項目負責人負責協(xié)調(diào)，并安排專人對鉆 孔施工負責人、現(xiàn)場操作打鉆工等進行鉆孔布置要求的專項指導，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)爆器進行導電，由放炮隊爆破工進行接通電流。 由我公司安排專人對對爆破工講明操作要求。4)井下進行實驗前，要先在井上進行云計算智能云安全發(fā)爆器試驗，檢查好智能云安 全發(fā)爆器，只有智能云安全發(fā)爆器性能能夠適應井下變相致裂試驗標準后方可在井下 使用。5 )在進行鉆孔預裂前安檢隊瓦斯檢查員檢查巷道內(nèi)瓦斯，只有當瓦斯?jié)舛仍谝韵聲r，二氧化碳濃度在 以下時，方可開始進行試驗。6)鉆孔預裂后，由通風調(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?% 以下、二氧化碳濃度在 以下時，瓦斯檢查工進入巷道檢查巷道內(nèi)瓦斯和二氧化碳 濃度，確認都在以下時，其他人員方準進入底抽巷。如果有沖擊地壓危險、瓦斯 仍然高值