二氧化碳爆破專項(xiàng)施工方案

實(shí)施實(shí)施方案設(shè)計(jì)單位:環(huán)通爆破工程設(shè)計(jì)人：何朝明設(shè)計(jì)時(shí)間：二0一七年九月二十日名目一、工程概況二、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)簡(jiǎn)介三、二氧化碳致裂原理四、二氧化碳致裂產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)五、實(shí)施方案〔一〕地面操作間裝管〔二〕鉆孔施工〔三〕設(shè)備運(yùn)輸〔四〕放炮〔五〕回收六、施工安全技術(shù)措施〔一〕留意事項(xiàng)七、設(shè)備配置表一、工程概況〔一〕概況

980150〔二〕環(huán)境擬承受爆破施工的區(qū)域距離在建標(biāo)準(zhǔn)廠房約110離正在施工的人工挖孔樁區(qū)域約90米，距離最近的民房約110〔三〕地質(zhì)構(gòu)造與地貌該工程均為丘陵地形、構(gòu)造剝蝕侵蝕河谷地貌和淺丘剝蝕地貌類型。致裂區(qū)域內(nèi)地表為爆破后場(chǎng)地，地形地貌構(gòu)造剝蝕斜坡為主，斜坡坡度一般15～30°，局部地段斜坡坡度達(dá)30～45域外表經(jīng)處理無(wú)其他植被掩蓋。本工程沿線出露地層為第四系侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組沉積巖層和第四系全統(tǒng)土層。表層主要為人類工程活動(dòng)堆填的人工填土層和第四系沖洪積層；下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組陸相沉積巖層，巖性為砂巖和堅(jiān)石呈互層。場(chǎng)地及周邊未覺(jué)察較大褶曲及區(qū)域性斷裂帶等，無(wú)活動(dòng)斷層影響工程安全及穩(wěn)定性，構(gòu)造簡(jiǎn)潔，巖層平緩，巖體完整，區(qū)域穩(wěn)定性較好。綜合評(píng)介：該致裂區(qū)域較好，可以進(jìn)展二氧化碳致裂作業(yè)。二、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)簡(jiǎn)介液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)是一種理念先進(jìn)、方法安全、效果顯著的致裂技術(shù)，屬于物理致裂技術(shù)，具有致裂過(guò)程無(wú)火花外露、致裂威力大、無(wú)需驗(yàn)炮、操作簡(jiǎn)便、不屬于民爆產(chǎn)品，其運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用獲豁免審批等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于采煤、清堵、建筑物撤除。因此，液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)有望取代炸藥預(yù)裂致裂、水力擴(kuò)孔、水力壓裂來(lái)強(qiáng)化提高煤層透氣性，快速消退突出危急性或沖擊地壓。液態(tài)二氧化碳相變致裂屬于物理致裂過(guò)程，通過(guò)化學(xué)加熱液態(tài)二氧化碳，使其壓力劇增至20MPa~60MPa，高壓液態(tài)二氧化碳沖破定壓剪切片快速轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，體積膨脹600多倍，瞬間釋放的氣體膨脹能使鉆孔周邊煤體致裂；液態(tài)二氧化碳體積膨脹過(guò)程會(huì)吸取大量的熱量，能有效降低致裂范圍內(nèi)的煤體溫度，有利于抑制煤層自燃；液態(tài)二氧化碳相變致〔9v〕，致裂后即可進(jìn)人，實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。液態(tài)二氧化碳相變致裂裝11三、二氧化碳致裂原理三、二氧化碳致裂原理二氧化碳致裂器的原理：二氧化碳?xì)怏w在確定的高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過(guò)高壓泵將液態(tài)的二氧化碳?jí)嚎s至圓柱體容器〔致裂管〕內(nèi)，裝入裂開(kāi)片、導(dǎo)熱棒和密封圈，擰緊合金帽即完成了致裂前的預(yù)備工作。將致裂管和安全云毫差起爆器及電源線攜至致裂現(xiàn)場(chǎng)，把致裂管插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當(dāng)微電流通過(guò)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眲∨蛎洰a(chǎn)生高壓沖擊波致泄壓閥自動(dòng)翻開(kāi)，被致裂物品或積存物受幾何級(jí)當(dāng)量沖0.4且是低溫下運(yùn)行，與四周環(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。在井下致裂時(shí)對(duì)瓦斯具有稀釋作用，無(wú)震蕩，無(wú)粉塵。二氧化碳屬于惰性氣體非易燃易爆物質(zhì)，致裂二氧化碳致裂器的原理：二氧化碳?xì)怏w在確定的高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，通過(guò)高壓泵將液態(tài)的二氧化碳?jí)嚎s至圓柱體容器〔致裂管〕內(nèi)，裝入裂開(kāi)片、導(dǎo)熱棒和密封圈，擰緊合金帽即完成了致裂前的預(yù)備工作。將致裂管和安全云毫差起爆器及電源線攜至致裂現(xiàn)場(chǎng)，把致裂管插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當(dāng)微電流通過(guò)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(dòng)翻開(kāi)，被致裂物品或積存物受幾何級(jí)當(dāng)量沖0.4且是低溫下運(yùn)行，與四周環(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。在井下致裂時(shí)對(duì)瓦斯具有稀釋作用，無(wú)震蕩，無(wú)粉塵。二氧化碳屬于惰性氣體非易燃易爆物質(zhì)，致裂過(guò)程就是體積膨的過(guò)程，物理做功而非化學(xué)反響。四、二氧化碳致裂產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)對(duì)于傳統(tǒng)開(kāi)采方法的一場(chǎng)革命，具體優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為:1、具有本質(zhì)的安全特性。從儲(chǔ)存、運(yùn)輸、攜帶、使用、回收等方面均格外安全。主機(jī)與致裂器材分別，從灌裝至致裂完畢時(shí)間較短。液態(tài)二氧化碳灌注僅需1-3分鐘，起爆至完畢僅需4毫秒。實(shí)施過(guò)程無(wú)啞炮，無(wú)需驗(yàn)炮。安全戒備距離短，無(wú)安全隱患。爆破筒回收便利，可連續(xù)使用。2、既可定向致裂又可延時(shí)把握，特別是在特別環(huán)境下，如居民區(qū)、隧道、地鐵、井下等環(huán)境，實(shí)施過(guò)程中無(wú)破壞性震驚和短波，對(duì)四周環(huán)境無(wú)破壞性影響。3、無(wú)需火工庫(kù)，治理簡(jiǎn)便，操作易學(xué)，操作人員少，無(wú)需專業(yè)人員值守。4沖擊地壓礦井、水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)潔的礦井還是易自燃礦井均可應(yīng)用。5、材料來(lái)源豐富，可就地取材，化工廠、充氣站都有液態(tài)二氧化碳。提高成效，增加效益，降低本錢。6、削減繁雜的報(bào)批審核程序和治理限制。在灌注二氧化碳之前全部皆非爆品。7、為獲得較大當(dāng)量的威力，可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況，把致裂管并聯(lián)使用。8、環(huán)保：定向泄能對(duì)四周環(huán)境不產(chǎn)生破壞,不產(chǎn)生一氧化碳及氮氧化物等有害氣體,能較好的改善工作環(huán)境,有益工人身體安康9、便利：通過(guò)不同的CO

(二氧化碳)填充量,更換不同型2號(hào)的定能泄壓片和發(fā)熱活化器可把握膨脹系統(tǒng)的工作壓力,從而適應(yīng)不同的工作環(huán)境。10、經(jīng)濟(jì)：整套系統(tǒng)可反復(fù)使用,使用本錢低。安全：組裝、填充和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程安全牢靠,相對(duì)于炸.藥致裂可徹底消退啞炮崩人事故?？焖伲航M裝、充裝操作簡(jiǎn)潔,致裂預(yù)備時(shí)間短，可大大提高工作效率與量產(chǎn)。五、實(shí)施方案二氧化碳致裂在巖體中使用主要分為五個(gè)工作步驟。第一步驟地面操作間的裝管。其次步致裂工作面的打眼。第三步將裝好氣的致裂管運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅?。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?！惨弧巢僮鏖g設(shè)備布置圖1、二氧化碳致裂管灌裝前的預(yù)備工作：380V②儲(chǔ)液罐有足夠的液態(tài)二氧化碳。③致裂器和相應(yīng)的耗材〔加熱棒、致裂片、墊片〕。④萬(wàn)用表、鉗子、扳手、內(nèi)六角等工具。2、工作流程3組裝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(dòng)鐵絲使導(dǎo)線從儲(chǔ)液管的另一端伸出?！擦粢舛▔簻p切片凸起的一端朝里使定壓減切片完全進(jìn)入儲(chǔ)液管內(nèi)。入拆裝頭里。然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)急停按鈕，按下啟動(dòng)按鈕以啟動(dòng)拆裝機(jī)。10MPa10MPa時(shí)，放開(kāi)緊固按鈕。1-2充氣①將致裂器放在充裝臺(tái)上對(duì)好充裝孔，擰緊夾緊桿并用內(nèi)六角扳手翻開(kāi)充裝閥。然后翻開(kāi)致裂器所對(duì)應(yīng)的球閥，關(guān)閉沒(méi)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。先翻開(kāi)充裝臺(tái)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。將致裂器內(nèi)的二氧化碳放出，放出一大局部后關(guān)閉出口球閥，重復(fù)兩到三次。⑤充裝：關(guān)閉出口球閥后，按下增壓按鈕，待致裂器布滿后充裝閥關(guān)閉，然后關(guān)閉進(jìn)口球閥，再翻開(kāi)出口球閥將多余氣體放出。⑥測(cè)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(méi)有大量氣泡?！捕炽@孔施工瀘州昇源實(shí)業(yè)4瀘州昇源實(shí)業(yè)4竹笆片b3a21〔三〕設(shè)備運(yùn)輸〔1〕儲(chǔ)液管長(zhǎng)1m，外徑73mm，灌裝液態(tài)二氧化碳后質(zhì)量約為25Kg用，可重復(fù)使用4000次，除了接通電路能啟動(dòng)致裂外，磕〔2〕儲(chǔ)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)輸至致裂地點(diǎn)。〔3〕試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)展或是用不完的儲(chǔ)液管必需準(zhǔn)時(shí)回收升井，妥當(dāng)保管?！菜摹撤排阢@孔布置如圖1所示，本次施工實(shí)行鉆孔進(jìn)展致裂。擬承受孔徑為90mm、孔深為1.5m、孔距1.5m、排距為1.2m，多臺(tái)階循環(huán)作業(yè)，一次起爆數(shù)量不超過(guò)8-10根。備注依據(jù)具體地質(zhì)構(gòu)造的變化適當(dāng)調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)。劈裂區(qū)炮孔布置示意圖：Φ73致裂器需要打Φ90的孔。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。桿插到其次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。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。⑥用干細(xì)沙用細(xì)木根吧眼給封孔，確保管不能飛管。15⑧依據(jù)智能云安全發(fā)爆器功率將全部致裂器用導(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〕〔五〕回收裝機(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(dòng)按鈕以啟動(dòng)拆裝機(jī)。10MPa拆卸按鈕，旋轉(zhuǎn)一至兩圈后，放開(kāi)拆卸按鈕。六、施工安全技術(shù)措施在液態(tài)二氧化碳相變致裂實(shí)施過(guò)程中，全部施工人員除均還需要執(zhí)行與液態(tài)二氧化碳相變致裂相關(guān)的安全實(shí)施規(guī)程?！惨弧沉粢馐马?xiàng)1〕設(shè)備保存注液設(shè)備安置在地面，需安排庫(kù)房值班人員妥當(dāng)保致裂器材，無(wú)關(guān)人員制止操作設(shè)備。、損傷、裂紋等缺陷時(shí)，準(zhǔn)時(shí)向試驗(yàn)人員匯報(bào)并安排更換。2〕設(shè)備灌裝〔1〕井下致裂前一天對(duì)儲(chǔ)液管進(jìn)展二氧化碳灌裝，做到隨用隨灌，不長(zhǎng)期保存?！?〕灌裝前，無(wú)關(guān)人員離開(kāi)庫(kù)房，試驗(yàn)人員對(duì)空壓機(jī)、注液泵性能進(jìn)展檢查，確保裝置一切正常時(shí)開(kāi)頭灌裝二氧化碳。灌裝過(guò)程中，嚴(yán)格依據(jù)《液態(tài)二氧化碳預(yù)裂裝置操作手冊(cè)》，試驗(yàn)期間由信息爭(zhēng)論院技術(shù)人員操作執(zhí)行，假設(shè)消滅漏氣應(yīng)準(zhǔn)時(shí)停頓，排查故障。；灌裝前后對(duì)儲(chǔ)液管稱重，核實(shí)灌入液態(tài)二氧化碳的質(zhì)量；對(duì)線路進(jìn)展導(dǎo)通測(cè)試，確保線路正常；充裝完成后，上好兩端保護(hù)蓋?！捕吃囼?yàn)安全技術(shù)措施鉆孔施工嚴(yán)格依據(jù)、實(shí)施方案施工。由施工方工程負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)，并安排專人對(duì)鉆孔施工負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)操作打鉆工等進(jìn)展鉆孔布置要求的專項(xiàng)指導(dǎo)，確保打鉆操作人員理解并把握鉆孔施工要求。加熱器電流使用礦用智能云安全發(fā)爆器進(jìn)展導(dǎo)電，由放炮隊(duì)致裂工進(jìn)展接通電流。由我公司安排專人對(duì)對(duì)致裂工講明操作要求。在非煤礦山中的地面作業(yè)時(shí)，依據(jù)本工程的特點(diǎn)，在施工過(guò)程中特別要加強(qiáng)四周來(lái)往人員和致裂區(qū)域內(nèi)的機(jī)