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1、二氧化碳爆破施工方案编制单位：编制人：审核人：日 期：2016年6月目录一、工程概况21.1工程规模21.2地形、地貌21.3气候、水文21.4地质条件3二、二氧化碳爆破技术简介32.1爆破方案的选择32.2液态二氧化碳相变致裂技术简介32.3二氧化碳爆破原理42.4二氧化碳爆破产品优势5三、实施方案53.1地面操作间装管63.2钻孔施工73.3设备运输83.4爆破83.5回收9四、安全防护措施94.1爆破安全组织机构94.2安全警戒114.3安全技术措施114.4注意事项12五、爆破施工组织125.1施工组织125.2施工设备13六、应急预案136.1爆破施工危险源136.2项目应急救援领导
2、小组146.3项目应急救援组织机构框图146.4项目部应急领导小组成员及组织机构各部门职责146.5应急预案启动条件156.6应急救援资源配备情况156.7应急响应166.8应急终止与现场恢复17附件1：民用爆炸物品管理制度 二氧化碳爆破施工方案一、工程概况 1.2地形、地貌本工程主要地貌单元为坡洪积斜地区和丘陵山地。坡洪积斜地区，地形起伏不大，地面标高一般为4.520.5m。大部为农田及果园，局部为居民区。零星分布水塘及溪沟，水塘深一般1.52.5m，溪沟宽一般为37m，深度一般为1.52.5m。丘陵山地拟建路堑区域，山坡较为陡峭，局部基岩裸露，坡度一般为2040. 1.3气候、水文本工程位
3、于浙中沿海，属亚热带季风海洋性气候，气候温暖湿润、光照充足、雨量充沛。全年平均气温17，平均降水量1522.5mm，无霜期约240天。区域降雨量时空分布不均，全年降雨量主要集中在两个雨期，即46月梅雨期，79月台风期。常遇台风在邻近沿海登陆，出现狂风暴雨，水位猛涨，酿成洪涝灾害，雨期施工时要注意防范。本工程区地表水系极为发育，河道密布成网，支流纵横交错；区内河流基本以东西向为主，水流平缓，水量较丰富。由于地势平坦，多低洼水区，地表水位总是低于潜水位，故地表水对孔隙潜水的补给相对充足。河道连通江海，不同程度受潮水影响，属感潮型河流。本工程区地下水类型主要有两种：松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。松散岩
4、类孔隙潜水分布于山前及山麓地带洪积扇和坡积裙内，厚度变化较大，接受大气降水以及基岩裂隙水和地表迳流的补给，透水性因含水层颗粒构成、成因类型面变化较大，水位埋深则与所处的地貌部位不同而异。本区内一般水量不大，透水性弱。基岩裂隙水主要由风化带网状孔隙裂隙水和构造裂隙水组成，分布于低山丘陵区及平原区下部，赋存于火山岩、沉积碎屑岩的构造裂隙内和风华带孔隙内。场地中微风华基岩节理裂隙较为发育，但水量较少，透水性弱。1.4地质条件 拟建公路全线多位于沟谷及丘陵前坡洪积地段，地形起伏较大，一般表部分布耕植土，厚约0.30.5m不等，土质松软，含植物根系，性质较差；浅部为厚度不等的坡洪积层，岩性以含砂或角砾粉
5、质粘土、含黏性土角砾为主，丘陵区下伏基岩主要为熔结凝灰岩，路基工程地质性质较好，一般清除表部耕土，选择坡洪积层作为路基持力层，时行路基填筑。局部丘陵区可选择风化基岩作为路基持力层。二、二氧化碳爆破技术简介2.1爆破方案的选择路基土石方工程是本项目的关键工序之一，土石方工程量共计44万余方其中石方38万余方，在施工中项目部先后采用了360 、450等大型液压镐挖机以及潜孔钻配合大型液压楔等进行施工，由于部分段落石质坚硬开采难度大，工作效率非常低无法满足施工进度要求且施工成本也大幅增加。为保证施工进度的顺利推进，经过多方了解和实地考察，项目部引进了一种新型的石方开采方式：二氧化碳（CO2）爆破技术
6、，目前该方法在技术上比较成熟，且现场实际效果比较明显。2.2液态二氧化碳相变致裂技术简介液态二氧化碳相变致裂技术是一种理念先进、方法安全、效果显著的爆破技术，属于物理爆破技术，具有爆破过程无火花外露、爆破威力大、无需验炮、操作简便、不属于民爆产品，其运输、储存和使用获豁免审批等优点，被广泛应用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液态二氧化碳相变致裂技术有望取代炸药预裂爆破、水力扩孔、水力压裂来强化提高煤层透气性，快速消除突出危险性或冲击地压。液态二氧化碳相变致裂属于物理致裂过程，通过化学加热液态二氧化碳，使其压力剧增至20MPa60MPa，高压液态二氧化碳冲破定压剪切片迅速转化为气态，体积膨胀60
7、0多倍，瞬间释放的气体膨胀能使钻孔周边煤体致裂；液态二氧化碳体积膨胀过程会吸收大量的热量，能有效降低致裂范围内的煤体温度，有利于抑制煤层自燃；液态二氧化碳相变致裂采用低压启动（9v），比传统爆破更安全，且不需要验炮，爆破后即可进人，实现连续工作。液态二氧化碳相变致裂装备结构如图1所示。图1液态二氧化碳相变致裂装备结构示意图2.3二氧化碳爆破原理二氧化碳爆破器的原理：二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器（爆破管）内，装入破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破管和安全云毫差起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破管插入钻孔中固定好
8、，连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开，被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进，从起爆至结束整个过程只需0.4毫秒，且是低温下运行，与周围环境的液体，气体不相融合，不产生任何有害气体，不产生电弧和电火花，不受高温、高热、高湿、高寒影响。在井下爆破时对瓦斯具有稀释作用，无震荡，无粉尘。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质，爆破过程就是体积膨的过程，物理做功而非化学反应2.4二氧化碳爆破产品优势 对于传统开采方法的一场新革命。用于煤矿采煤工作面,替代传统炮采方法，实现工作面落煤,爆破威力大、抛煤量多、块大
9、、抛出距离短,减少工人的强力,且不会造成放炮崩人事故的发生。另外爆破煤块成块率高,煤粉比率明显降低,基本不扬尘,大大降低了煤尘爆炸隐患。煤矿应用此技术可带来产量猛烈增长与利润大幅度提高。具体优势1、具有本质的安全特性。从储存、运输、携带、使用、回收等方面均十分安全。主机与爆.破器材分离，从灌装至爆破结束时间较短。液态二氧化碳灌注仅需1-3分钟，起爆至结束仅需4毫秒。实施过程无哑炮，无需验炮。安全警戒距离短，无安全隐患。爆.破筒回收方便，可连续使用。2、既可定向爆破又可延时控制，特别是在特殊环境下，如居民区、隧道、地铁、井下等环境，实施过程中无破坏性震动和短波，对周围环境无破坏性影响。3、无需火
10、工库，管理简便，操作易学，操作人员少，无需专业人员值守。4、在矿井下使用其性能更加突出，无论是高瓦斯矿井，冲击地压矿井、水文地质条件较复杂的矿井还是易自燃矿井均可应用。5、材料来源丰富，可就地取材，化工厂、充气站都有液态二氧化碳。提高功效，增加效益，降低成本。减少繁杂的报批审核程序和管理限制。在灌注二氧化碳之前所有皆非爆品。7、为获得较大当量的威力，可根据现场情况，把爆破管并联使用。8、环保：定向泄能对周围环境不产生破坏,不产生一氧化碳及氮氧化物等有害气体,能较好的改善工作环境,有益工人身体健康9、便利：通过不同的CO2(二氧化碳)填充量,更换不同型号的定能泄压片和发热活化器可控制膨胀系统的工
11、作压力,从而适应不同的工作环境。10、.经济：整套系统可反复使用,使用成本低。11.安全：组装、填充和运输等过程安全可靠,相对于炸.药爆破可彻底消除哑炮崩人事故。12.快速：组装、充装操作简单,爆破准备时间短，可大大提高工作效率与量产。 三、实施方案二氧化碳爆破在煤矿中使用主要分为五个工作步骤。第一步骤地面操作间的装管。第二步爆破工作面的打眼。第三步将装好气的致裂管运输到工作面。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。3.1地面操作间装管1、二氧化碳致裂管灌装前的准备工作：需要给充装机、拆装机供应380V交流电。储液罐有足够的液态二氧化碳。致裂器和相应的耗材（加热棒、爆破
12、片、垫片）。万用表、钳子、扳手、内六角等工具。2、工作流程组装 充气 爆破 回收3、 操作方法1）组装 将致裂器储液管放在陈列架上，将铁丝插入主管中，并使带钩的一端从主管刻字的一端伸出。然后把用铁丝勾住加热装置的导线并拉动铁丝使导线从储液管的另一端伸出。 将定压剪切装上密封垫，并与加热装置的导线连接在一起（注意定压减切片凸起的一端朝里）。然后拉出加热装置，使定压减切片完全进入储液管内。 先拧紧释放管，再拧紧充装阀，均拧到手无法拧动为止。 将拧好的致裂器放在拆装机钳口上，并将充装阀一头插入拆装头里。然后顺时针旋转急停按钮，按下启动按钮以启动拆装机。 按住夹紧按钮压力上升到 10MPa 以上后放开
13、。然后按住紧固按钮当压力上升至 10MPa 时，放开紧固按钮。 按住松开按钮，然后将致裂器掉头。 重复步骤测量电阻，电阻在1-2欧姆为正常。2）充气将致裂器放在充装台上对好充装孔，拧紧夹紧杆并用内六角扳手打开充装阀。然后打开致裂器所对应的球阀，关闭没有致裂器的球阀。按下充装机上的清零键，将称重仪表清零。放气：每天首次工作前，需要放气，将整个管道排空。先打开充装台上的进口球阀和出口球阀。然后按下放气按钮，直到出口球阀喷出连续不断的白色气体后，关闭出口球阀。洗管：按下放气按钮后，关闭进口球阀然后打开出口球阀，将致裂器内的二氧化碳放出，放出一大部分后关闭出口球阀。重复两到三次，充装：关闭出口球阀后，
14、按下增压按钮，待致裂器充满后机器会自动停止。机器停止后，用内六角扳手将致裂器的充装阀关闭，然后关闭进口球阀，再打开出口球阀将多余气体放出。测试密封性：将致裂器的充装阀和释放管分别放入水中，确保没有大量气泡。3.2钻孔施工钻孔设备采用KY130型露天潜孔钻机进行施工，钻孔深度1-3m，钻孔布置采用一字形式。3.3设备运输（1）储液管长1m，外径73mm，灌装液态二氧化碳后质量约为25Kg。储液管采用优质进口钢材加工而成，结实耐用，可重复使用4000次，除了接通电路能启动爆破外，磕碰、撞击、高温都不会对装置产生损坏。（2）储液管在地面灌装液态二氧化碳后，由矿方安排人员提前用矿车运输至爆破地点。（3） 实验无法进行或是用不完的储液管必须及时回收升井，妥善保管。3.4爆破1、 将第一根致裂器和第二根致裂器先连接好，插好插销。并将第一根致裂器的 DC插头剪短，把两个线缠在一起，并用绝缘胶布缠好。然后把锥头连上。2、 先插入连接好的两根致裂器插入孔中，插入前先把提拉杆插到第二根致裂器的释放管中，然后插入孔中，利用提拉杆支撑致裂器，不然致裂器掉下去。3、将第三根致裂器与第二根致裂器连接好，将第二根提拉杆插入第三根致裂器的释放管中。然后拔出第一个提拉杆，再把致裂器放入孔中。4、 重复步骤 3 将剩余的致
