二氧化碳致裂器安全技术要求教学内容

二氧化碳致裂器安全

技术要求

附件1

二氧化碳致裂器安全技术要求

（试行）

1 范围

本文件适用于二氧化碳致裂器（以下简称致裂器）的安全标志管理，规定了致裂器的命名、技术要求、试验方法、检验规则、包装、运输、储存、安全使用要求等内容。

本文件参照煤矿用液态二氧化碳相变致裂装备安全技术专家论证意见制定。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB 3836.1 爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB 3836.4 爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备

GB/T 6052-2011 工业液体二氧化碳

GB 6944 危险货物分类和品名编号

GB 7958-2000 煤矿用电容式发爆器

GB 8031-2005 工业电雷管

GB/T 9969 工业产品使用说明书

GB 12463 危险货物运输包装通用技术条件

GB/T 15098 危险货物运输包装类别划分方法

《煤矿安全规程》

《煤矿井下爆破作业安全规程》

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本要求。

3.1 二氧化碳致裂器

由充装阀、发热装置、储液管、泄能器等组成，利用液体二氧化碳吸热气化相变时体积急剧膨胀产生高压，致使煤、岩体开裂或破碎、增透的设备。

3.2 储液管

高强度合金钢材所制的耐高压管式容器。

3.3 发热装置

由启动器、发热材料、保护罩或支架组成，为致裂器储液管内液体二氧化碳气化提供热能的装置。

3.4 启动器

由两根绝缘脚线、熔丝、引药组成，用以引燃发热材料的器件。

3.5 发热材料

由几种化工原料配制而成的化学药剂固体粉末。

3.6 引药

放置在启动器内部的一种化学药剂固体材料。

3.7 泄能器

为满足不同矿体开裂或破碎、增透要求，在致裂器里设置的用以限制泄放压力的器件。通常由定压剪切片及释放管等组成。

3.8 泄放压力

致裂器中定压剪切片破断时，所释放的二氧化碳最大压力。

4 名称型号、结构和基本参数

4.1 名称型号

4.1.1 产品名称：二氧化碳致裂器。

4.1.2 产品型号表示方法

M ZL / □

储液管长度，mm

储液管外径，mm

泄放压力，MPa

二氧化碳致裂器

4.2 主要技术指标

4.2.1 泄放压力应不大于280MPa。

4.2.2 储液管腔体容积应不大于5L。

4.2.3 二氧化碳最大设计充装压力应不大于50MPa。

4.3 产品结构

致裂器一般由充装阀、发热装置、储液管、泄能器等组成，结构如图1所示。

1－充装阀 2－发热装置 3－储液管

4（1）－定压剪切片 4（2）－切割环 4（3）－释放管

图1 致裂器结构示意图

4.4 基本参数

产品技术文件中应给出以下基本参数，主要技术指标限值应满足4.2条规定。

项目主要技术参数备注储液管外径（mm）

储液管长度（mm）

储液管容积（L）

定压剪切片厚度（mm）

泄放压力(MPa)

发热材料规格型号/质量（g）

二氧化碳充装量（g）

5 要求

5.1 环境条件

5.1.1 工作环境

a) 大气压力：80kPa～106kPa；

b) 环境温度：0℃～+35℃；

c)《煤矿安全规程》中规定的放炮场所。

5.1.2 贮存和运输环境温度：≤35℃。

5.2 技术要求

5.2.1 基本要求

a) 应按规定程序批准的技术文件和图样制造，应无明显划痕、锈蚀及肉眼可见裂纹。

b) 外露部件严禁采用轻合金制造。

c) 储液管宜采用高强度合金钢制造。

5.2.2 结构要求

a) 泄能器结构应能使储液管内高压二氧化碳在达到泄放压力后充分泄放。

b) 管体不能作为导电回路。

5.2.3 性能要求

a) 密封性。整体组装后，应能承受1.5倍最大设计充装压力不泄漏。

b) 承压能力。储液管、充装阀、泄能器（定压剪切片除外）等组成的密封腔体内部应能承受1.8倍泄放压力不产生塑性变形。

c) 泄放压力。允许误差范围：±15 MPa。

d) 表面温度。外壳最高表面温度应不大于150℃。

e) 充装的液体二氧化碳应符合GB/T 6052-2011的要求。

f) 为启动器供电的设备应取得矿用产品安全标志证书。采用煤矿许用发爆器为启动器供电时，发爆器的安全供电时间还应符合GB 7958-2000第5.9条规定；采用其它电源为启动器供电时，电源还应满足GB 3836.1和GB 3836.4的规定。

g) 发热装置。脚线长度、电阻、抗震性能、安全电流、最小发火电流、静电感度应符合GB 8031-2005第5.2、5.4.1、5.4.2、

5.4.3、5.4.4、5.4.7规定。

h) 可燃气安全度。致裂器在浓度为9.0％的可燃气中起爆时，不应引燃可燃气。

6 试验方法

6.1 外观及结构

采用满足测量范围及精度要求的计量器具，对照按规定程序审

核批准的产品标准、图纸等技术文件，对致裂器进行检验。目测产品外观、结构等是否符合5.2.1、5.2.2规定。

6.2 性能

6.2.1 密封性

从充装阀充入最大设计充装压力1.5倍的压缩空气，并将组装好的致裂器置于水中，观测2min，所有连接处应无气泡逸出。

6.2.2 承压能力

提供承诺书，明确储液管、充装阀、泄能器（定压剪切片除外）等组成的密封腔体内部强度是否按不低于泄放压力1.8倍的要求进行设计、计算、分析。

6.2.3 泄放压力

提供承诺书，明确泄放压力是否按照4.2.1和5.2.3要求进行设计、计算、分析。

6.2.4 表面温度

该试验应在发热装置已经启动，但致裂器压力未释放的条件下进行。在发热材料所在区段对应的储液管外壁的中心位置附近，沿轴向布置3个温度传感器，触发启动器，读取温度最大值，重复3次，取其最大值。

6.2.5 液体二氧化碳