（二氧化碳爆破設(shè)備）@開山破石

二氧化碳爆破設(shè)備 深部礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于二氧化碳爆破設(shè)備的深部高應(yīng)力巷道卸壓方法。隨著采礦技術(shù)發(fā)展及開采深度增加，面臨的地質(zhì)條件也越來越復(fù)雜。在地下深部高應(yīng)力的作用下，淺部表現(xiàn)為堅(jiān)硬巖石發(fā)生顯著變形，具有軟巖特性。開挖巷道穩(wěn)定性難以控制，僅僅從加強(qiáng)支護(hù)體本身強(qiáng)度入手不能解決高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)問題，必須從圍巖應(yīng)力及支護(hù)體兩方面進(jìn)行綜合考慮，從根本上解決高應(yīng)力軟巖巷道穩(wěn)定性問題。卸壓法與支護(hù)加固法不同，其實(shí)質(zhì)在于設(shè)法改變巷道和峒室附近圍巖的應(yīng)力場，使這部分圍巖處于應(yīng)力降低區(qū)，從而達(dá)到保持其穩(wěn)定性的目的。我國CO2致裂施工技術(shù)已趨于成熟，在交通隧道施工等方面已經(jīng)廣泛使用，此工法作為一種新型破巖技術(shù)，是利用液態(tài)CO2吸熱汽化膨脹，壓力急速上升的原理，在達(dá)到目標(biāo)壓力后瞬間釋放高壓氣體對巖體進(jìn)行致裂。由于存放CO2的致裂器體積小、便于運(yùn)送，使用過程安全可靠、威力可控，因此，在深部巷道卸壓的過程中采用CO2致裂法卸壓，具有無明火、易操作的特點(diǎn)，施工過程安全高效，可大幅降低或避免工程建設(shè)詐要用量，能夠很好的控制高應(yīng)力、變形嚴(yán)重的巷道。

二氧化碳爆破設(shè)備的深部高應(yīng)力巷道卸壓方法，既能大幅降低勞動工作量，減少材料和人員的投入，又能夠達(dá)到保持地下深部高應(yīng)力巷道穩(wěn)定性的目的。該方法是在傳統(tǒng)的詐要爆破卸壓的方法上，新建立的一種以CO2致裂技術(shù)來實(shí)現(xiàn)巷道卸壓的方法，具體包括步驟如下：(1)布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)：對巷道變形觀測采用頂?shù)装搴蛢蓭图叭a變形觀測方法，在頂?shù)装搴蛢蓭图叭a布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)；(2)施工前期準(zhǔn)備：進(jìn)行致裂器的充裝和性能檢測，試驗(yàn)致裂器的密封性、表面溫度以及對致裂器內(nèi)部的發(fā)熱裝置進(jìn)行檢查； (3)鉆致裂孔：使用鉆孔機(jī)在工作面上進(jìn)行作業(yè)鉆致裂孔；(4)安放致裂器：將致裂器放入步驟(3)中鉆好的致裂孔中，致裂孔孔口用木楔塞緊，使用泡沫劑密封，安放完成后將致裂器各排導(dǎo)線分別串聯(lián)連接，然后接在啟動器上； (5)啟動和通風(fēng)：啟動致裂器進(jìn)行CO2二氧化碳爆破，爆破完畢后由技術(shù)人員核查致裂情況，確認(rèn)致裂器全部反應(yīng)完畢消除安全隱患后，對工作面進(jìn)行通風(fēng)； (6)回致裂器、清渣：回致裂器以備于下一次二氧化碳爆破的氣體充裝，回致裂器的同時(shí)進(jìn)行工作面的清渣；(7)監(jiān)測結(jié)果分析：對步驟(1)中監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測到的信息進(jìn)行對比分析。 其中，步驟(1)中對巷道變形觀測采用頂?shù)装搴蛢蓭图叭a變形觀測方法，監(jiān)測鉆孔致裂卸壓巷道與未進(jìn)行鉆孔致裂卸壓巷道的變形數(shù)據(jù)。步驟(2)中在致裂器充裝準(zhǔn)備的同時(shí)進(jìn)行施工面的測量工作，并準(zhǔn)備導(dǎo)線組裝致裂器。步驟(3)中使用60mm的風(fēng)鉆在工作面作業(yè)，布置巷道頂板致裂孔、六排幫部致裂孔和巷道基角處布置底板致裂孔，致裂孔深度為4500mm，致裂孔間夾角為30°。步驟(4)中所用的CO2致裂器的長度為1-1.5m，直徑為40-60mm，各致裂器內(nèi)注入1-2kg的液態(tài)CO2。 步驟(4)中將致裂器放入致裂孔中，預(yù)留出8-12cm的空間以便連線。步驟(7)中對鉆孔致裂卸壓巷道的表面變形數(shù)據(jù)與未進(jìn)行鉆孔卸壓巷道的表面變形數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

二氧化碳爆破設(shè)備上述技術(shù)方案的有益效果如下：

二氧化碳爆破既能大幅降低勞動工作量，減少材料和人員的投入，又能調(diào)整圍巖應(yīng)力分布，使巷道圍巖處于低應(yīng)力狀態(tài)，對控制巷道變形具有明顯的作用。此工法將CO2致裂法和卸壓機(jī)理結(jié)合起來，成為一種協(xié)調(diào)治理地下深部高應(yīng)力圍巖的有效方法，該方法對開挖巷道、洞室等巖體工程的穩(wěn)定性控制有一定的參考價(jià)值。

二氧化碳爆破設(shè)備 具體實(shí)施方式：

二氧化碳爆破設(shè)備要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明針對現(xiàn)有的深部高應(yīng)力軟巖巷道穩(wěn)定性問題，提供一種基于二氧化碳爆破設(shè)備的深部高應(yīng)力巷道卸壓方法。

二氧化碳爆破設(shè)備具體步驟如下：(1)布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)：對巷道變形監(jiān)測采用頂板、底板和兩幫及腮頰變形監(jiān)測方法。在行進(jìn)鉆孔致裂卸壓的200米巷道中選取中間和兩端的個(gè)斷面進(jìn)行監(jiān)測，另外在沒有進(jìn)行鉆孔致裂卸壓的巷道選取個(gè)斷面進(jìn)行表面變形監(jiān)測。巷道斷面布設(shè)頂板變形監(jiān)測點(diǎn)1、兩幫腮頰變形監(jiān)測點(diǎn)和底板變形監(jiān)測點(diǎn)，布置 (2)施工前期準(zhǔn)備：包括致裂器的充裝和性能檢測，試驗(yàn)致裂器的密封性、表面溫度以及對發(fā)熱裝置的檢查。為提高工效節(jié)約施工時(shí)間，在致裂器充裝準(zhǔn)備的同時(shí)進(jìn)行施工面的測量工作；在放線的同時(shí)準(zhǔn)備導(dǎo)線組裝致裂器。(3)鉆致裂孔：使用60mm的風(fēng)鉆在工作面作業(yè)，在巷道斷面布置致裂孔，初步確定致裂影響范圍，致裂孔外為巖幫巖柱，巖幫巖柱外圍為軟化卸壓帶，卸壓位置設(shè)計(jì)在巷道頂板、側(cè)幫與基角處，即布置巷道頂板致裂孔，六排巷道幫部致裂孔和巷道基角處布置巷道底板致裂孔11，致裂孔5深度為4500mm，每致裂孔間夾角為30°角， (4)安放致裂器：致裂器如圖4所示，致裂器內(nèi)部充填壓縮CO215，發(fā)熱管14位于致裂器內(nèi)部，發(fā)熱管與導(dǎo)相連，致裂器端部為充氣頭，致裂器另一端設(shè)置爆破片和泄氣孔。在圍巖上開有致裂孔，將致裂器放入致裂孔5中，預(yù)留出10cm左右的空間以便連線。在孔口用木楔塞緊，使用泡沫劑密封。待致裂器安放完成后將各排導(dǎo)線分別串聯(lián)連接，將每孔串聯(lián)的兩根導(dǎo)線分別接在啟動器上。連接完畢后由專職技術(shù)人員檢查安放情況及電路暢通情況。 (5)啟動和通風(fēng)：致裂器安置完畢后，撤離工作面爆破微顯區(qū)內(nèi)施工人員。確認(rèn)安全后，啟動致裂器進(jìn)行CO2二氧化碳爆破。爆破完畢后由技術(shù)人員核查致裂情況，確認(rèn)致裂器全部反應(yīng)完畢消除安全隱患后，對工作面進(jìn)行通風(fēng)。由于CO2致裂過程中不產(chǎn)生CO、NO2等有獨(dú)有嗐氣體，通風(fēng)過程相對于普通鉆爆法較為簡單和快速。(6)回收致裂器、清渣：巷道內(nèi)通風(fēng)完成后，進(jìn)入工作面回收致裂器以備于下一次二氧化碳爆破的氣體充裝，回收致裂器的同時(shí)進(jìn)行工作面的清渣。(7)監(jiān)測結(jié)果分析：在致裂卸壓試驗(yàn)結(jié)束后，通過將鉆孔致裂卸壓巷道的表面變形數(shù)據(jù)與未進(jìn)行鉆孔卸壓巷道的表面變形數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明試驗(yàn)巷道頂?shù)装搴蛢蓭腿a變形得到有效控制，變形量明顯減少，從而說明了鉆孔致裂卸壓技術(shù)有效的降低了巷道圍巖應(yīng)力，使集中應(yīng)力向圍巖深部轉(zhuǎn)移了，改善了巷道的受力狀態(tài)。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。