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1、 xx市#平場工程致裂系統實施方案 設計單位: 設計人： 設計時間：目錄 一、工程概況二、液態二氧化碳相變致裂技術簡介 三、二氧化碳致裂原理 四、二氧化碳致裂產品優勢五、實施方案 （一）地面操作間裝管（二）鉆孔施工(三）設備運輸（四）放炮（五)回收 六、施工安全技術措施 （一）注意事項(二）試驗安全技術措施七、設備配置表一、 工程概況(一）概況xx#平場工程位于#街道，占地約980畝，挖方量約150萬方，由xx建筑工程有限公司實施。(二）環境 擬采用爆破施工的區域距離在建標準廠房約110米，距離正在施工的人工挖孔樁區域約90米，距離最近的民房約110米.（三）地質結構與地貌該工程均為丘陵地形、2、構造剝蝕侵蝕河谷地貌和淺丘剝蝕地貌類型。致裂區域內地表為爆破后場地，地形地貌構造剝蝕斜坡為主，斜坡坡度一般1530，局部地段斜坡坡度達3045，斜坡整體按由南向北呈下緩上陡,整個致裂區域表面經處理無其他植被覆蓋。本工程沿線出露地層為第四系侏羅系中統沙溪廟組沉積巖層和第四系全新統土層。表層主要為人類工程活動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沙溪廟組陸相沉積巖層，巖性為砂巖和堅石呈互層。場地及周邊未發現較大褶曲及區域性斷裂帶等，無活動斷層影響工程安全及穩定性，構造簡單,巖層平緩，巖體完整，區域穩定性較好。綜合評介：該致裂區域較好，可以進行二氧化碳致裂作業。二、液態二氧化碳相變致3、裂技術簡介 液態二氧化碳相變致裂技術是一種理念先進、方法安全、效果顯著的致裂技術，屬于物理致裂技術，具有致裂過程無火花外露、致裂威力大、無需驗炮、操作簡便、不屬于民爆產品,其運輸、儲存和使用獲豁免審批等優點，被廣泛應用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液態二氧化碳相變致裂技術有望取代炸藥預裂致裂、水力擴孔、水力壓裂來強化提高煤層透氣性，快速消除突出危險性或沖擊地壓. 液態二氧化碳相變致裂屬于物理致裂過程，通過化學加熱液態二氧化碳，使其壓力劇增至20MPa60MPa,高壓液態二氧化碳沖破定壓剪切片迅速轉化為氣態，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；液態二氧化碳體積膨脹過程會4、吸收大量的熱量，能有效降低致裂范圍內的煤體溫度，有利于抑制煤層自燃;液態二氧化碳相變致裂采用低壓啟動（9v)，比傳統致裂更安全,且不需要驗炮,致裂后即可進人,實現連續工作。液態二氧化碳相變致裂裝備結構如圖1所示。 圖1液態二氧化碳相變致裂裝備結構如圖三、二氧化碳致裂原理 二氧化碳致裂器的原理：二氧化碳氣體在一定的高壓下可轉變為液態，通過高壓泵將液態的二氧化碳壓縮至圓柱體容器（致裂管)內，裝入破裂片、導熱棒和密封圈，擰緊合金帽即完成了致裂前的準備工作。將致裂管和安全云毫差起爆器及電源線攜至致裂現場，把致裂管插入鉆孔中固定好，連接起爆器電源。當微電流通過高導熱棒時，產生高溫擊穿安全膜，瞬間將液態二5、氧化碳氣化,急劇膨脹產生高壓沖擊波致泄壓閥自動打開,被致裂物品或堆積物受幾何級當量沖擊波向外迅猛推進，從起爆至結束整個過程只需0。4毫秒，且是低溫下運行，與周圍環境的液體，氣體不相融合,不產生任何有害氣體,不產生電弧和電火花,不受高溫、高熱、高濕、高寒影響。在井下致裂時對瓦斯具有稀釋作用，無震蕩，無粉塵。二氧化碳屬于惰性氣體非易燃易爆物質，致裂過程就是體積膨的過程，物理做功而非化學反應。四、二氧化碳致裂產品優勢 對于傳統開采方法的一場新革命，具體優勢表現為:1、具有本質的安全特性。從儲存、運輸、攜帶、使用、回收等方面均十分安全.主機與致裂器材分離,從灌裝至致裂結束時間較短。液態二氧化碳灌注僅需6、13分鐘，起爆至結束僅需4毫秒.實施過程無啞炮，無需驗炮.安全警戒距離短，無安全隱患.爆破筒回收方便，可連續使用。2、既可定向致裂又可延時控制,特別是在特殊環境下，如居民區、隧道、地鐵、井下等環境,實施過程中無破壞性震動和短波,對周圍環境無破壞性影響。 3、無需火工庫,管理簡便，操作易學，操作人員少，無需專業人員值守。 4、在礦井下使用其性能更加突出，無論是高瓦斯礦井，沖擊地壓礦井、水文地質條件較復雜的礦井還是易自燃礦井均可應用。5、材料來源豐富，可就地取材，化工廠、充氣站都有液態二氧化碳。提高功效，增加效益，降低成本。6、減少繁雜的報批審核程序和管理限制。在灌注二氧化碳之前所有皆非爆品。7、7、為獲得較大當量的威力,可根據現場情況，把致裂管并聯使用。8、環保：定向泄能對周圍環境不產生破壞，不產生一氧化碳及氮氧化物等有害氣體,能較好的改善工作環境,有益工人身體健康9、便利：通過不同的CO2（二氧化碳）填充量，更換不同型號的定能泄壓片和發熱活化器可控制膨脹系統的工作壓力，從而適應不同的工作環境。10、經濟：整套系統可反復使用,使用成本低.11。安全：組裝、填充和運輸等過程安全可靠,相對于炸.藥致裂可徹底消除啞炮崩人事故。12。快速：組裝、充裝操作簡單,致裂準備時間短，可大大提高工作效率與量產。 五、實施方案二氧化碳致裂在巖體中使用主要分為五個工作步驟。第一步驟地面操作間的裝管。第二步致裂8、工作面的打眼.第三步將裝好氣的致裂管運輸到工作面。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） 地面操作間裝管操作間設備布置圖1、二氧化碳致裂管灌裝前的準備工作:需要給充裝機、拆裝機供應380V交流電。儲液罐有足夠的液態二氧化碳。致裂器和相應的耗材（加熱棒、致裂片、墊片）。萬用表、鉗子、扳手、內六角等工具。 2、工作流程3、 操作方法3.1 組裝 將致裂器儲液管放在陳列架上，將鐵絲插入主管中，并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線并拉動鐵絲使導線從儲液管的另一端伸出。 將定壓剪切裝上密封墊,并與加熱裝置的導線連接在一起(注意定壓減切片凸起的一9、端朝里）。然后拉出加熱裝置,使定壓減切片完全進入儲液管內. 先擰緊釋放管,再擰緊充裝閥，均擰到手無法擰動為止. 將擰好的致裂器放在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里。然后順時針旋轉急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。 按住夾緊按鈕壓力上升到 10MPa 以上后放開.然后按住緊固按鈕當壓力上升至10MPa 時,放開緊固按鈕. 按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。 重復步驟測量電阻,電阻在1-2歐姆為正常。3.2充氣將致裂器放在充裝臺上對好充裝孔，擰緊夾緊桿并用內六角扳手打開充裝閥。然后打開致裂器所對應的球閥，關閉沒有致裂器的球閥.按下充裝機上的清零鍵，將稱重儀表清零。放氣：每天首次工作前,需要10、放氣，將整個管道排空。先打開充裝臺上的進口球閥和出口球閥。然后按下放氣按鈕，直到出口球閥噴出連續不斷的白色氣體后，關閉出口球閥.洗管：按下放氣按鈕后，關閉進口球閥然后打開出口球閥，將致裂器內的二氧化碳放出，放出一大部分后關閉出口球閥,重復兩到三次。充裝:關閉出口球閥后,按下增壓按鈕，待致裂器充滿后機器會自動停止。 機器停止后，用內六角扳手將致裂器的充裝閥關閉,然后關閉進口球閥，再打開出口球閥將多余氣體放出。測試密封性：將致裂器的充裝閥和釋放管分別放入水中，確保沒有大量氣泡。（二)鉆孔施工鉆孔布置如圖1所示，本次施工采取鉆孔進行致裂.擬采用孔徑為90mm、孔深為1。5m、孔距1。5m、排距為1.11、2m,多臺階循環作業，一次起爆數量不超過8-10根。備注：(根據具體地質結構的變化適當調整孔網參數）。劈裂區炮孔布置示意圖xx昇源實業有限公司34ba竹笆片21（三)設備運輸（1） 儲液管長1m,外徑73mm，灌裝液態二氧化碳后質量約為25Kg。儲液管采用優質進口鋼材加工而成，結實耐用，可重復使用4000次，除了接通電路能啟動致裂外,磕碰、撞擊、高溫都不會對裝置產生損壞. （2）儲液管在地面灌裝液態二氧化碳后，由礦方安排人員提前用礦車運輸至致裂地點。(3）實驗無法進行或是用不完的儲液管必須及時回收升井，妥善保管。(四）放炮 打孔:73 致裂器需要打 90 的孔。 將第一根致裂器和第二根致裂器先12、連接好，插好插銷.并將第一根致裂器的 DC插頭剪短,把兩個線纏在一起，并用絕緣膠布纏好。然后把錐頭連上。 先插入連接好的兩根致裂器插入孔中，插入前先把提拉桿插到第二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. 將第三根致裂器與第二根致裂器連接好，將第二根提拉桿插入第三根致裂器的釋放管中。然后拔出第一個提拉桿，再把致裂器放入孔中。 重復步驟 將剩余的致裂器連接好。用干細沙用細木根吧眼給封孔，確保管不能飛管。用15的鋼絲繩把每個致裂管的頭部栓起來。 根據智能云安全發爆器功率將所有致裂器用導線連接好。（單個孔中的致裂器為串聯,電阻值累計增加 ）（五）回收 將回收好的致裂13、器用礦車運到操作間，把致裂器放在拆裝機鉗口上，并將充裝閥一頭插入拆裝頭里.然后順時針旋轉急停按鈕，按下啟動按鈕以啟動拆裝機。 按住夾緊按鈕壓力上升到 10MPa 以上后放開。然后按住拆卸按鈕，旋轉一至兩圈后,放開拆卸按鈕。 按住松開按鈕，然后將致裂器掉頭。 重復步驟。 將致裂器內部的殘渣清理干凈，以便下次使用。六、施工安全技術措施在液態二氧化碳相變致裂實施過程中，所有施工人員除均需嚴格遵守致裂安全規程和地面所有的安全施工措施外,還需要執行與液態二氧化碳相變致裂相關的安全實施規程。（一)注意事項 1)設備保存（1）注液設備安置在地面,需安排庫房值班人員妥善保致裂器材，無關人員禁止操作設備。（2)14、二氧化碳鋼瓶安置在通風、陰涼處，發現鋼瓶有腐蝕、損傷、裂紋等缺陷時，及時向試驗人員匯報并安排更換.2）設備灌裝（1）井下致裂前一天對儲液管進行二氧化碳灌裝，做到隨用隨灌，不長期保存。 （2）灌裝前,無關人員離開庫房，試驗人員對空壓機、注液泵性能進行檢查，確保裝置一切正常時開始灌裝二氧化碳。（3）灌裝過程中，嚴格按照液態二氧化碳預裂裝置操作手冊,試驗期間由信息研究院技術人員操作執行，若出現漏氣應及時停止，排查故障。（4）灌裝后,將儲液管兩端分別插到水中，檢驗是否漏氣；灌裝前后對儲液管稱重，核實灌入液態二氧化碳的質量；對線路進行導通測試，確保線路正常；充裝完成后，上好兩端保護蓋。（二）試驗安全技術15、措施1）鉆孔施工由施工方負責.2）鉆孔施工嚴格按照、實施方案施工.由施工方項目負責人負責協調，并安排專人對鉆孔施工負責人、現場操作打鉆工等進行鉆孔布置要求的專項指導，確保打鉆操作人員理解并掌握鉆孔施工要求.3）加熱器電流使用礦用智能云安全發爆器進行導電，由放炮隊致裂工進行接通電流。由我公司安排專人對對致裂工講明操作要求。4）在非煤礦山中的地面作業時，根據本工程的特點,在施工過程中特別要加強四周來往人員和致裂區域內的機械設備、施工人員的警戒，特別是區域內的相關機械設備應撒離到不低于50m以外的相對安全位置。5）撤人停電、警戒范圍：（1）撤人范圍:按照炸藥致裂安全規程執行。 （2）停電范圍：按照炸藥致裂安全規程執行。6)液態二氧化碳相變致裂試驗前，由公司組織,對參加實驗的相關人員學習本措施。參加實驗的人員必須固定,需要調整人員時,參加人員必須學習本措施，學習后方準上崗作業.打鉆工區自主組織學習，打鉆機組人員必須固定。7)該安全措施未涉及的部分均按礦相關規程嚴格執行。 七、設備配置表石方平場爆破區域