西安二氧化碳爆破开采设备,气体膨胀

根据目前施工实际及现场调查情况，本处基坑目前开挖至第三级，岩石属性为石灰岩，按照目前市场上常见的机械破碎施工，已基本无法对坚硬的石头进行开挖。根据现场调查，该处与民居密集处较近，达不到民爆施工的条件。故采取新型施工工艺—二氧化碳致裂技术施工是目前为迫切和为合适的的施工方法。

二氧化碳致裂技术施工在白天进行，受天气变化影响较小，除去中雨以上天气和雷雨天气其余时段一般均可施工。根据现场调查，施工区域水系主要由自然降水形成，随地表流失，孔隙潜水及基岩裂隙水量较小，对施工影响较小。
根据现场查看未发现大规模的不良地质作用，小断层较不发育，开挖部位为小背斜的轴部，三级坡以下岩石整体性较好，目前开挖出来的岩石裂面平直，多闭合，倾角较陡。整体地质对二氧化碳致裂技术应用影响较小。

CO2二氧化碳气体以液态杜瓦罐装形式由当地气体站供应，通过充装泵将液态的二氧化碳充装至圆柱体容器（致裂管）内，装入破裂片、激发管和组合密封圈，拧紧充气头泄能头即完成了致裂前的准备工作。将致裂筒和智能云致裂触发器及电源线携至致裂现场，把致裂管插入钻孔中采用砂石填埋好，连接起爆器电源。当微电流通过高激发管时，产生高温，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，气化后的二氧化碳在0.4毫秒内渗入基岩孔隙和裂缝，整体岩石受几何级当量冲击波向外迅猛推进，达到致裂效果。

警戒程序：致裂准备工作全部完毕，发出预警信号，对致裂作业区进行警戒。
警戒人员注意事项：
1）警戒人员按的时间到达警戒点进行警戒；
2）警戒员负责阻止人员、设备、车辆进入警戒范围内；
3）注意避炮位置，确保安全、可靠；
4）通知到就近居民，在致裂警戒后应进入房屋内避炮；
5）致裂后经检查，确认安全并经致裂负责人准许方可撤除警戒。

1、钻孔工作开始前由安全员和致裂班组长对钻孔平台后方坡面进行安全检查，检查的内容包括：钻孔平台是否平整、钻孔平台有无坍方危险、钻孔平台后方坡面有无浮碴、是否存在坍方、滑坡等危害，在确认安全无危险后方可同意履带式潜风钻进入工作台操作。
2、作业人员正确佩戴劳动防护用品。
3、CO2的充装计算充装量，不得超充，不得随意改变充装量。

二氧化碳文明施工措施
1、施工现场设置相应的安全防护设施和安全标志；
2、材料物料分类堆放，状态标识清晰，符合消防要求；
3、现场使用的机械设备，按平面布置规划固定存放，遵守机械安全使用规程，经常保持设备及周围环境清洁，机械标记编号明确，安全装置可靠。
4、提前与附近居民进行协调，处理好关系；
5、文明礼貌，不野蛮施工，注意环保，控制噪音。
6、各类机械车辆停放规定位置，不在现场乱停乱放。

二氧化碳致裂器（以下简称致裂器）属于矿用物理致裂设备，是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，快速释放高压气体破断岩石或落煤，解决了以往用炸药爆破开采和预裂中破坏性大，危险性高及矿体粉碎等缺点，为矿山安全开采和预裂提供可靠保障，广泛适用于煤矿和非煤矿山；致裂器在这些领域的应用有便利性，并具有爆破能量可控、可重复使用、操作维护简单等多种优点。
预裂切顶工艺是将二氧化碳致裂器送入顶板关键层装在设定方向膨胀做功。致裂器启发后，设备上的释放孔释放高能气体，使得围岩在非设定方向上均匀受压，在设定向上集中受拉，依靠岩石抗压怕拉的特性，使岩石按设定方向拉裂成型，从而实现被致裂体按设定方向张拉断裂成型。致裂器在设定方向上形成聚能流，并产生集中张拉应力，使预裂孔沿聚能方向贯穿，形成预裂面；同时，因致裂器作用力可控，可以在实现预裂的同时又能保护好巷道顶板，使得顶板在工作面到来之前悬而不落。
二氧化碳致裂施工工艺流程是围绕二氧化碳致器在地面组装、液态二氧化碳灌装、检测，以及井下钻孔置入或取出二氧化碳致裂器、连接杆等附件时所需要的实施过程。二氧化碳致裂实施过程如下： （1）二氧化碳致裂器组装、灌装及检测； （2）井下运输，致裂器安装（根据需要组合致裂器及连接杆的数量及排列）及检测致裂前相关参数； （3）撤人，设置警戒，并按照设计程序进行致裂施工，警戒撤人距离不小于100m； （4）用手动葫芦、钻机或者其他稳定牢靠的设备将组装好的致裂器和接长杆固定牢固，连接致裂启动母线，进行导通试验，确保连接无误，准备致裂。