[發明專利]一種二氧化碳破巖裝置及方法

有效

• 申請號: 202011624695.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112857163B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 劉敦文;唐宇;張建軍;翦英驊;張萬茂;陳皓斐
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: F42D3/04
• 分類號: F42D3/04;F42D1/00;F42D1/08;F42B3/04;E21C37/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 史云聰

1.一種二氧化碳爆破裝置，其特征在于：包括外管，所述外管一端設置有短密封蓋，一端設置有長密封蓋，長密封蓋上設置有泄能槽，所述泄能槽開設在所述長密封蓋的內壁上，長密封蓋、短密封蓋均通過螺紋與外管連接，充液管一端穿過所述短密封蓋且伸入所述外管內，排氣管一端穿過所述短密封蓋與所述外管內部相通，所述外管內設置有熱激發裝置，所述熱激發裝置的正負電極分別通過導線與啟動電源電連接，所述啟動電源上設置有開關；所述充液管伸入所述外管內的一端靠近所述長密封蓋，所述排氣管伸入所述外管內的一端靠近所述短密封蓋，所述排氣管遠離所述外管的一端設置有外接壓力計；所述外管靠近所述長密封蓋的一端設置有開口，所述開口上設置有爆破片，所述長密封蓋將所述爆破片罩??；所述外管靠近所述爆破片的一端的內徑逐漸減小。

2.根據權利要求1所述的二氧化碳爆破裝置，其特征在于：所述充液管和所述排氣管上分別設置有閥門，且所述閥門位于所述外管外部。

3.根據權利要求1所述的二氧化碳爆破裝置，其特征在于：所述充液管位于所述外管內部的一端靠近所述爆破片。

4.根據權利要求1所述的二氧化碳爆破裝置，其特征在于：所述充液管和所述排氣管均為金屬管，所述充液管和所述排氣管上均螺紋連接有兩個位于所述短密封蓋兩側的螺母，所述螺母與所述短密封蓋緊密接觸。

5.根據權利要求1所述的二氧化碳爆破裝置，其特征在于：所述充液管和所述排氣管分別與所述短密封蓋螺紋連接。

6.一種基于權利要求1-5任意一項所述的二氧化碳爆破裝置的二氧化碳爆破方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）首先根據工程需要鉆致裂孔，然后將二氧化碳爆破裝置放入所述致裂孔底部，充液管和排氣管的自由端均伸出致裂孔外；

（2）使用高強度堵塞材料將致裂孔剩余空間填塞密實，且在填塞過程中盡量避免彎曲充液管和排氣管；

（3）將所有致裂孔填塞完成后，等待2~3小時，待致裂孔填塞材料的強度達到10Mpa以上時，即可對二氧化碳爆破裝置內進行液態二氧化碳的充裝；

（4）充裝時，先將二氧化碳儲液罐與制冷壓力泵連接，打開二氧化碳儲液罐，少量多次通過制冷壓力泵排放二氧化碳，將充裝管道溫度降下來，然后打開制冷壓力泵，壓力表設置為預定值，將二氧化碳儲液罐中的液態二氧化碳通過所述制冷壓力泵從充液管充入外管儲液腔中，充裝時，需使用帶有壓力計的充裝頭，在穩定的壓力下進行二氧化碳充裝，同時打開排氣管壓力閥，外接壓力計檢測管內壓力，待制冷壓力泵壓力表達到預設壓力值時，制冷壓力泵自動停機，停止充裝，關閉充液管閥門，排氣管壓力值正常時，關閉排氣管閥門，并拆除相應安裝設備；

（5）將充裝好液態二氧化碳的二氧化碳爆破裝置串聯或并聯，并連接啟動電源；

（6）啟動電源，實施爆破；

（7）引爆完成后15min，待爆破廢氣與粉塵消散后對現場進行回收處理工作，對于未能引爆或成功開挖的致裂孔，應對其進行廢棄處置，處置人員應佩戴氧氣面罩進入現場，于致裂孔側面打開排氣管上的排氣閥門，釋放管內積存氣體，待氣體釋放完成后，使用所述外接壓力計對管內氣壓進行測量，確認安全后進行拆除工作。