二氧化碳爆破器

（二氧化碳爆破設備）@降低了爆破噪音co2係列智能二氧化碳爆破設備引進國外製造的安全型二氧化碳爆破設備，是工礦生產中zui常用的爆破設備之一，主要用於高硬度不超過850兆帕的各種石料和岩石的開采、致裂。機器性能達到開采理想水平。優質的耐磨材料防腐致裂管和特殊工藝製備的固定灌裝機、爆破管、二氧化碳爆破催化器，壽命相對普通致裂管倍增加。

二氧化碳爆破設備具有爆破比大、產品料度均勻、使用壽命長、結構簡單、工作可靠、維修簡便、低耗能等特點，礦山開采的必備的設備。二氧化碳爆破器是利用液態二氧化碳受熱汽化膨脹，快速釋放高壓氣體並釋放足夠的爆破能量破斷岩石或落煤的裝置，取代傳統煤炭開采或深孔預裂爆破中的詐要，克服了以往用詐要爆破開采和預裂中破壞性大，危險性高礦體粉碎等缺點，具有不產生火花、無炮煙、爆破威力大、可反複使用等優點，是傳統詐要的理想替代設備，為礦山安全開采和預裂提供可靠保證，廣泛適用與煤礦和非煤礦山。現有技術中，防治頂板衝擊的方法是在頂板中開鑿頂板巷道，通過頂板巷道對頂板進行深孔爆破，人為地切斷頂板，進而促使采空區頂板冒落，減小頂板來壓時的強度和衝擊性。這種防治頂板衝擊的方法，雖然避免了因頂板衝擊而導致的衝擊地壓的產生，但需要在頂板中開鑿頂板巷道,成本較高。傳統處理堅硬頂板的方法是采用詐要爆破強製放頂，但是這種方法對於高礦井來說，存在極大的安全隱患，不論臨近工作麵采空區還是本工作麵的采空區都可能集聚大量的。我國許多礦區(如大同礦區、朔州礦區、榆林神東礦區等)煤層之上賦存有強度高、厚度大、整體性好的堅硬頂板，由於頂板賦存完整，岩性堅硬，隨著工作麵的推進，堅硬頂板大麵積懸而不垮，從而導致采空區空間逐漸增大，采空區周圍煤岩體內積聚了大量彈性能量，不僅影響采空區附近煤體中巷道的穩定性，而且一旦懸露頂板突然垮斷，在堅硬頂板破斷或滑移失穩過程中大量的彈性能突然釋放,形成強烈震動,導致堅硬頂板型衝擊地壓。同時，由於在相鄰工作麵采空區和本工作麵采空區堅硬頂板懸頂的共同作用，使臨空巷道圍岩處於高應力水平，巷道變形劇烈，如果堅硬頂板突然斷裂還會導致衝擊地壓，給臨空巷道的安全性構成極大的威脅。

二氧化碳爆破的防治堅硬頂板型衝擊地壓的方法，目的是通過采用二氧化碳爆破堅硬頂板，降低成本的同時提高安全性。

技術方案按照以下步驟進行：工作麵正上方的頂板岩層切頂爆破：在對工作麵回采前，分別在工作麵兩側的運輸巷道和回風巷道靠近工作麵的頂角處，向工作麵內側的頂板岩層方向設置若幹組鑽孔，運輸巷道鑽孔和回風巷道鑽孔呈對稱分布，每組鑽孔由3個鑽孔組成，工作麵傾向長度為L，3個鑽孔的孔底分別位於工作麵傾向的1.5/8L、2.5/8L和3.5/8L處，鑽孔孔底至煤層頂板的垂直距離為煤層厚度h的3～5倍；在鑽孔內安裝二氧化碳致裂器，依次進行分組預裂爆破，實現工作麵正上方的頂板岩層切頂爆破；工作麵側麵的頂板岩層切頂爆破：在靠近接替工作麵的工作麵回風巷道頂部，沿工作麵走向布置若幹個相互平行的鑽孔，鑽孔指向頂板岩層內部並與回風巷道之間有一定的傾斜角度，鑽孔孔底至煤層頂板的垂直距離為煤層厚度h的3～5倍；] 其中，所述的步驟中若幹組鑽孔的孔口間隔為15m～30m。在鑽孔內安裝二氧化碳致裂器，進行預裂爆破，實現工作麵側麵的頂板岩層切頂爆破。

所述的步驟中若幹個相互平行的鑽孔的垂直間距為10m～15m。

所述的二氧化碳致裂器之間用導線串聯，被鑽機推送至孔底，采用封孔器進行封孔，封孔長度為孔深的0.1～0.2倍。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是:本發明是采用二氧化碳爆破控製堅硬頂板型衝擊地壓，通過礦用放炮器觸發預置儲液管中的加熱器實現快速加熱，將儲液管中的液態二氧化碳變成氣態衝破定壓剪切片，從爆破釋放管噴出的超高壓氣體作用於煤體產生破碎區域，並在釋放方向上產生新裂隙，進而達到岩石預裂的效果；通過對工作麵正上方和工作麵側麵的堅硬頂板進行爆破，隨著工作麵的回采堅硬頂板可及時垮落，

實現應力轉移和圍岩弱化，避免了堅硬頂板型衝擊地壓的發生，同時降低了臨空巷道圍岩應力，實現了臨空巷道圍岩的穩定。

二氧化碳爆破設備能有效控製堅硬頂板岩層賦存條件下的衝擊地壓顯現，對於防治堅硬頂板引起衝擊礦壓具有重要意義，其方法簡單，安全性好，操作簡單，使用方便，具有廣泛的實用性。二氧化碳爆破設備以陝西某礦為例進行說明，其為衝擊地壓礦井，以往采用詐要爆破卸壓，效果一般，並且存在安全隱患。

二氧化碳爆破的防治堅硬頂板型衝擊地壓的方法卸壓，工作麵長度為200m，煤厚為10m，頂板以堅硬砂岩為主。采用的鑽機型號為ZDY4000S、鑽杆直徑60mm和二氧化碳致裂器，按照以下步驟進行：工作麵正上方的頂板岩層切頂爆破：在對工作麵回采前，分別在工作麵兩側的運輸巷道和回風巷道靠近工作麵的頂角處，向工作麵內側的頂板岩層方向設置若幹組鑽孔，運輸巷道一側的鑽孔和回風巷道一側的鑽孔呈對稱分布，每組鑽孔由個鑽孔5組成，工作麵傾向長度L為200m，個鑽孔的孔底分別位於工作麵傾向的1.5/8L 、2.5/8L和3.5/8L處，鑽孔孔底至煤層頂板的垂直距離為煤層厚度h的4倍；在鑽孔內安裝二氧化碳致裂器，依次進行分組預裂爆破，實現工作麵正上方的頂板岩層切頂爆破；工作麵側麵的頂板岩層切頂爆破：在靠近接替工作麵的工作麵回風巷道頂部，沿工作麵走向布置若幹個相互平行的鑽孔，鑽孔指向頂板岩層內部並與回風巷道之間有一定的傾斜角度，鑽孔孔底至煤層7頂板的垂直距離為煤層厚度的4倍；在鑽孔內安裝二氧化碳致裂器，進行預裂爆破，實現工作麵側麵的頂板岩層切頂爆破。

其中，所述的步驟中若幹組鑽孔的孔口間隔為20m。中的鑽孔與回風巷道的夾角為60°。中若幹個相互平行的鑽孔的垂直間距為15m。鑽孔直徑為60mm。二氧化碳致裂器之間用導線串聯，被鑽機推送至孔底，采用封孔器進行封孔，封孔長度為孔深的0.1倍。 爆破切頂後，隨著工作麵的回采工作麵上方和工作麵側麵的頂板及時垮落，避免了衝擊地壓的發生。同時，臨空巷道變形量較切頂前減少了60%，確保了臨空巷道的穩定。