2018全新（二氧化碳气体爆破设备）@爆破煤矿日开方量

新型可为企业提供（二氧化碳气体爆破设备）@坚硬岩体爆破，该装置先后向采空区上方岩层钻孔内注入高压高温水和高压低温冷冻液，可安全、快速致裂采空区上覆坚硬岩体。本实用新型的优点是一套工艺同时利用两种原理致裂岩体，一是非均质物体在热胀冷缩条件下，自身内部会产生拉应力，并导致物体破裂，二是充分利用水的膨胀原理(水在4oC以下，随着温度降低，体积而膨胀)，迫使岩体孔隙扩展，在孔隙产生裂纹，众多孔隙的共同作用也会导致岩体破裂。另外，注水会湿润岩体，岩体破裂垮落时，相互之间的摩擦与撞击不会产生危险。

致裂岩体的技术，特别是关于一种预先向采空区上方坚硬岩 体施工钻孔，并依次向孔内注入高温水和低温冷冻液，充分利用岩石的热胀冷缩和水的 膨胀原理使二氧化碳气体爆破设备坚硬岩体爆破。

在煤矿井下，随着煤炭的开采，采煤工作面后方必然留下采空区。

当上覆岩体的强度不是很高时，在矿山压力作用下，工作面每向前推进一段距离， 岩体就会自行断裂、垮落、并充填采空之，如果岩体坚硬，强度较高，则需等到工作面 推进距离比较长时，方能断裂、垮落。

采空区上覆岩体如果不能及时垮落，则会形成比较大的空间（充满.和空气的 混合性气体）；随着工作面的推进，将会在某个时刻出现上覆岩体突然大块断裂、垮落的现 象，进而将采空区内积存的气体瞬间挤向工作面，并伴随巨大的动力效应，造成重大人员伤 亡和财产损失。

2016年3月23日，山西同煤集团同生安平煤业公司采空区大面积垮落形成暴风，并 导致19人。

对于采空区上覆岩体的致裂工艺与装备开发方面，早采取的工艺是向岩体打 钻，利爆破，崩落岩体，该工艺大的缺点是容易产生危险，引起采空区.爆破；后 来相继开发了水力压裂和二氧化碳相变致裂工艺。

水力压裂纯粹利用高压液体压裂岩石，一方面，高压水容易伤人，另一方面，容易 造成采空区积水。二氧化碳相变致裂是让干冰瞬间气化，利用高压气体压裂岩石，一方面， 气体压力有限，压裂效果不佳，另一方面，被压裂的岩块在垮落过程中容易相互撞击，产生 危险，引起采空区.爆破。

采空区上覆坚硬岩体致裂的方法，具体步骤为：

步骤1）关闭加液管、加热泵以及低温冷冻液储罐的阀门，打开三通钢管的进液口 阀门，向加热器注水，直至加热器内注满水，关闭三通钢管的进液口阀门；

步骤2）当加热器里的水温达到一定温度，打开加热器阀门，启动注液泵，将高温水 注入钻孔内，使钻孔内的水维持一定压力和温度；

步骤3）如果水量不够，重复步骤1～2，多次向钻孔内注入高温水；

步骤4）稳定一段时间后，如果钻孔内水的压力下降，则按照步骤1～2继续补充高 温水；如果压力不变，而温度下降，则打开回液管阀门，让钻孔内的水通过回液管进入加热 器，重新加热并注入钻孔，让岩体在带压高温水的浸泡作用下充分膨胀；

步骤5）待垮落岩层出现湿润与淋水现象后，同时打开回液管阀门和三通钢管进液 口阀门，排放钻孔水；钻孔水排放完毕，关闭回液管阀门和加热泵阀门，打开低温冷冻液储 罐阀门，迅速通过注液泵向钻孔内注入低温冷冻液，降低岩体温度；一方面，根据热胀冷缩 原理，岩体迅速收缩，同时，基于岩体的非均质特征，岩体内部不同位置的收缩剧烈程度存 在差异，导致岩体内部产生裂纹；另一方面，根据水的膨胀原理，当水变成冰后，体积膨 胀，撑开岩体孔隙，众多微观孔隙的扩展，有效降低岩体强度，并产生裂纹；在上述两个方面 致裂效果的共同作用下，并辅以通过不垮落岩层所传递的矿山应力，实现待垮落岩层的快 速断裂、垮落；而且，岩体已经湿润，在垮落过程中，不会产生危险。石杰13273308303（微信同步）