二氧化碳气体爆破方案 - 图文

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煤矿智能二氧化碳爆破系统

实 施 方 案

目录

一、液态二氧化碳相变致裂技术简介

二、二氧化碳爆破原理

三、二氧化碳爆破产品优势

四、实施方案

（一）地面操作间装管

（二）钻孔施工

（三）设备运输

（四）放炮

（五）回收

五、施工安全技术措施

（一）注意事项

（二）试验安全技术措施

六、设备配置表

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一、液态二氧化碳相变致裂技术简介

液态二氧化碳相变致裂技术是一种理念先进、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，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。

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、导热棒和密封圈，

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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、二氧化碳爆破产品优势

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烈增长与利润大幅度提高。具体优势

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。

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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。

６、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人事 故。

12.快速：组装、充装操作简单,爆破准备时间短，可大大提高工作效率与量产。

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。第一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

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