淺談液態(tài)二氧化碳相變致裂爆破技術(shù)

1.二氧化碳爆炸技術(shù)1.1爆破管安裝二氧化碳爆炸裝置的原理：二氧化碳?xì)怏w在一定的高壓下可以轉(zhuǎn)化為液體。通過高壓將液態(tài)二氧化碳壓縮至圓柱體容器（爆炸性管道），并擰緊斷裂部分、導(dǎo)熱桿和密封圈。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(dāng)微電流通過高導(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打開,被爆破物品或堆積物受幾何級當(dāng)量沖擊波向外迅猛推進(jìn),從起爆至結(jié)束整個(gè)過程只需0.4ms,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(xué)反應(yīng)。1.2爆破質(zhì)量好、使用成本低、安全穩(wěn)定從儲存、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1min~3min,起爆至結(jié)束僅需4ms。實(shí)施過程無啞炮,無需驗(yàn)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(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)施過程中無破壞性震動和短波,對周圍環(huán)境無破壞性影響。(3)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(fù)雜的礦井還是易自燃礦井均可應(yīng)用。(4)便利通過不同的二氧化碳填充量,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(yīng)不同的工作環(huán)境。(5)經(jīng)濟(jì)整套系統(tǒng)可反復(fù)使用,使用成本低。(6)安全組裝、填充和運(yùn)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。(7)快速組裝、充裝操作簡單,爆破準(zhǔn)備時(shí)間短,可大大提高工作效率與量產(chǎn)。2.地面下接枝的裝管過程二氧化碳爆破在石方開挖中使用,主要分為5個(gè)工作步驟。第一步是地面操作間的裝管。第二步是爆破工作面的打眼。第三步要將裝好氣的致裂管運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅妗５谒牟桨讯趸贾铝压芊排谘劾锩?并且封孔,放炮。第五步回收。2.1工作流圖12.2致裂器的及釋放過程①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(dǎo)線并拉動鐵絲使導(dǎo)線從儲液管的另一端伸出。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)入儲液管內(nèi)。③先擰緊釋放管,再擰緊充裝閥,均擰到手無法擰動為止。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,按下啟動按鈕以啟動拆裝機(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⑤。⑧測量電阻,電阻在1Ω~2Ω為正常。(2)充氣①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(yīng)的球閥,關(guān)閉沒有致裂器的球閥。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)2次~3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)器會自動停止。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。(3)鉆孔施工鉆孔設(shè)備采用KY130型露天潛孔鉆機(jī)進(jìn)行施工,鉆孔深度1m~3m,鉆孔布置采用一字形式。(4)設(shè)備運(yùn)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(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爆破外,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(yùn)輸至爆破地點(diǎn)。(5)爆破①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。②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。③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。④重復(fù)步驟③將剩余的致裂器連接好。⑦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)。(6)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,按下啟動按鈕以啟動拆裝機(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