二氧化碳爆破专项施工方案

泸州市########平场工程

致

裂

系

统

实

施

方

案

设计单位:环通爆破工程有限公司

设计人：何朝明

设计时间：二0一七年九月二十日

目录

一、工程概况

二、液态二氧化碳相变致裂技术简介

三、二氧化碳致裂原理

四、二氧化碳致裂产品优势

五、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

六、施工安全技术措施

（一）注意事项

（二）试验安全技术措施

七、设备配置表

一、工程概况

（一）概况

泸州#########平场工程位于#######街道，占地约980亩，挖方量约150万方，由四川宗科建筑工程有限公司实施。

（二）环境

拟采用爆破施工的区域距离在建标准厂房约110米，距离正在施工的人工挖孔桩区域约90米，距离最近的民房约110米。

（三）地质结构与地貌

该工程均为丘陵地形、构造剥蚀侵蚀河谷地貌和浅丘剥蚀地貌类型。致裂区域内地表为爆破后场地，地形地貌构造剥蚀斜坡为主，斜坡坡度一般15～30°，局部地段斜坡坡度达30～45°，斜坡整体按由南向北呈下缓上陡，整个致裂区域表面经处理无其他植被覆盖。

本工程沿线出露地层为第四系侏罗系中统沙溪庙组沉积岩层和第四系全新统土层。表层主要为人类工程活动堆填的人工填土层和第四系冲洪积层；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组陆相沉积岩层，岩性为砂岩和坚石呈互层。场地及周边未发现较大褶曲及区域性断裂带等，无活动断层影响工程安全及稳定性，构造简单，岩层平缓，岩体完整，区域稳定性较好。

综合评介：该致裂区域较好，可以进行二氧化碳致裂作

业。

二、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、效果显著的致裂技术，属于物理致裂技术，具有致裂过程无火花外露、致裂威力大、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致裂、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），比传统致裂更安全，且不需要验炮，致裂后即可进人，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。

图1液态二氧化碳相变致裂装备结构如图

三、二氧化碳致裂原理

二氧化碳致裂器的原理：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（致裂管）内，装入破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成了致裂前的准备工作。将致裂管和安全云毫差起爆器及电源线携至致裂现场，把致裂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，被致裂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。在井下致裂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，致裂过程就是体积膨的过程，物理做功而非化学反应。

四、二氧化碳致裂产品优势

对于传统开采方法的一场新革命，具体优势表现为:

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。主机与致裂器材分离，从灌装至致裂结束时间较短。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、既可定向致裂又可延时控制，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。

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。

6、减少繁杂的报批审核程序和管理限制。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，把致裂管并联使用。

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.药致裂可彻底消除哑炮崩人事故。

12.快速：组装、充装操作简单,致裂准备时间短，可大大提高工作效率与量产。

五、实施方案

二氧化碳致裂在岩体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。第二步致裂工作面的打眼。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

操作间设备布置图

1、二氧化碳致裂管灌装前的准备工作：

①需要给充装机、拆装机供应380V交流电。

②储液罐有足够的液态二氧化碳。

③致裂器和相应的耗材（加热棒、致裂片、垫片）。