(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)@爆破煤礦要多少錢成本 |
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新型可為企業(yè)提供(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)@堅硬巖體爆破,,該裝置先后向采空區(qū)上方巖層鉆孔內(nèi)注入高壓高溫水和高壓低溫冷凍液,,可安全,、快速致裂采空區(qū)上覆堅硬巖體,。本實用新型的優(yōu)點是一套工藝同時利用兩種原理致裂巖體,,一是非均質(zhì)物體在熱脹冷縮條件下,,自身內(nèi)部會產(chǎn)生拉應(yīng)力,,并導(dǎo)致物體破裂,,二是充分利用水的反膨脹原理(水在4oC以下,,隨著溫度降低,,體積反而膨脹),迫使巖體孔隙擴(kuò)展,,在孔隙產(chǎn)生裂紋,,眾多孔隙的共同作用也會導(dǎo)致巖體破裂。另外,,注水會濕潤巖體,,巖體破裂垮落時,相互之間的摩擦與撞擊不會產(chǎn)生危險,。
1.二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備堅硬巖體爆破,,采空區(qū)的上方依次為待垮落層和不垮落層, 所述待垮落層由其底面向上施工鉆孔,,巖體致裂裝置與鉆孔連接,;其特征在于,巖體致裂裝 置包括注液管,、回液管,、高壓膠管、注液泵,、加熱器,、低溫冷凍液儲罐、三通鋼管,、閥門,、壓力 表和溫度計,,所述注液管與回液管平行穿入鉆孔內(nèi),,鉆孔底端由封孔材料密封;回液管和注 液管的下端分別通過高壓膠管連接三通鋼管的兩個出液口,,三通鋼管的進(jìn)液口連接井下水 網(wǎng)并設(shè)有閥門,;所述回液管上連接有壓力表和溫度計,,回液管至三通鋼管之間的管路上設(shè) 置閥門;所述注液管至三通鋼管之間的管路上沿進(jìn)液方向順序設(shè)置加熱器和注液泵,,加熱 器至注液泵之間的管體上并聯(lián)一低溫冷凍液儲罐,,低溫冷凍液儲罐和加熱器分別設(shè)置閥 門;工作中,,通過所述巖體致裂裝置向鉆孔內(nèi)注入高溫水,,高溫水進(jìn)入待垮落層鉆孔周圍巖 體孔隙,巖體濕潤,、膨脹,;然后迅速釋放鉆孔內(nèi)的高溫水,并充入高壓低溫冷凍液,,一方面,, 巖體冷卻收縮,由于巖體本身的不均勻性,,不同位置收縮速度存在差異,,從而在巖體內(nèi)產(chǎn)生 拉應(yīng)力,致裂巖體,;另一方面,,巖體孔隙內(nèi)部的高溫水冷卻成冰后,體積膨脹,,將孔隙撐開,, 眾多孔隙同時作用致裂巖體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,,其特征在于,,所述鉆孔 為斜孔,貫通待垮落層,,傾斜角度為30-60度,。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,其特征在于,,所述回液 管管口接近鉆孔的底端,。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,其特征在于,,封孔材料 為水泥砂漿,。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,其特征在于,,所述加熱 器與注液泵之間由鋼管連接,。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,其特征在于,,所述回液 管為不銹鋼鋼管,,內(nèi)徑20mm,,壁厚2mm;所述注液管為不銹鋼鋼管,,內(nèi)徑30mm,,壁厚2mm;所述 三通鋼管為不銹鋼鋼管,,一進(jìn)兩出,,內(nèi)徑20mm,壁厚2mm,。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,,其特征在于,高壓膠管 為R13型多層鋼絲纏繞苛刻條件下的高溫高壓膠管,。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種(二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備)堅硬巖體爆破,,其特征在于,低溫冷凍 液儲罐為LNG低溫儲罐,,低溫冷凍液為酒精,;注液泵為3ZBQS1210型煤礦用雙液氣動注漿泵; 加熱器為CREx020-100W型防爆加熱器,。
致裂巖體的技術(shù),,特別是關(guān)于一種預(yù)先向采空區(qū)上方堅硬巖 體施工鉆孔,并依次向孔內(nèi)注入高溫水和低溫冷凍液,,充分利用巖石的熱脹冷縮和水的反 膨脹原理使二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備堅硬巖體爆破,。
在煤礦井下,隨著煤炭的開采,,采煤工作面后方必然留下采空區(qū),。
當(dāng)上覆巖體的強(qiáng)度不是很高時,在礦山壓力作用下,,工作面每向前推進(jìn)一段距離,, 巖體就會自行斷裂、垮落,、并充填采空區(qū),;反之,如果巖體堅硬,,強(qiáng)度較高,,則需等到工作面 推進(jìn)距離比較長時,方能斷裂,、垮落,。
采空區(qū)上覆巖體如果不能及時垮落,則會形成比較大的空間(充滿.和空氣的 混合性氣體),;隨著工作面的推進(jìn),,將會在某個時刻出現(xiàn)上覆巖體突然大塊斷裂、垮落的現(xiàn) 象,,進(jìn)而將采空區(qū)內(nèi)積存的氣體瞬間擠向工作面,,并伴隨巨大的動力效應(yīng),造成重大人員傷 亡和財產(chǎn)損失,。
2016年3月23日,,山西同煤集團(tuán)同生安平煤業(yè)公司采空區(qū)大面積垮落形成暴風(fēng),并 導(dǎo)致19人,。
對于采空區(qū)上覆巖體的致裂工藝與裝備開發(fā)方面,,早采取的工藝是向巖體打 鉆,利爆破,,崩落巖體,該工藝大的缺點是容易產(chǎn)生危險,,引起采空區(qū).爆破;后 來相繼開發(fā)了水力壓裂和二氧化碳相變致裂工藝。
水力壓裂純粹利用高壓液體壓裂巖石,,一方面,,高壓水容易傷人,,另一方面,,容易 造成采空區(qū)積水,。二氧化碳相變致裂是讓干冰瞬間氣化,,利用高壓氣體壓裂巖石,一方面,, 氣體壓力有限,,壓裂效果不佳,,另一方面,,被壓裂的巖塊在垮落過程中容易相互撞擊,產(chǎn)生 危險,,引起采空區(qū).爆破,。
采空區(qū)上覆堅硬巖體致裂的方法,具體步驟為:
步驟1)關(guān)閉加液管、加熱泵以及低溫冷凍液儲罐的閥門,,打開三通鋼管的進(jìn)液口 閥門,,向加熱器注水,直至加熱器內(nèi)注滿水,,關(guān)閉三通鋼管的進(jìn)液口閥門,;
步驟2)當(dāng)加熱器里的水溫達(dá)到一定溫度,,打開加熱器閥門,啟動注液泵,,將高溫水 注入鉆孔內(nèi),,使鉆孔內(nèi)的水維持一定壓力和溫度;
步驟3)如果水量不夠,,重復(fù)步驟1~2,多次向鉆孔內(nèi)注入高溫水,;
步驟4)穩(wěn)定一段時間后,,如果鉆孔內(nèi)水的壓力下降,則按照步驟1~2繼續(xù)補(bǔ)充高 溫水,;如果壓力不變,,而溫度下降,則打開回液管閥門,,讓鉆孔內(nèi)的水通過回液管進(jìn)入加熱 器,,重新加熱并注入鉆孔,,讓巖體在帶壓高溫水的浸泡作用下充分膨脹,;
步驟5)待垮落巖層出現(xiàn)濕潤與淋水現(xiàn)象后,同時打開回液管閥門和三通鋼管進(jìn)液 口閥門,,排放鉆孔水,;鉆孔水排放完畢,,關(guān)閉回液管閥門和加熱泵閥門,,打開低溫冷凍液儲 罐閥門,,迅速通過注液泵向鉆孔內(nèi)注入低溫冷凍液,降低巖體溫度,;一方面,根據(jù)熱脹冷縮 原理,,巖體迅速收縮,,同時,基于巖體的非均質(zhì)特征,,巖體內(nèi)部不同位置的收縮劇烈程度存 在差異,,導(dǎo)致巖體內(nèi)部產(chǎn)生裂紋;另一方面,,根據(jù)水的反膨脹原理,,當(dāng)水變成冰后,體積膨 脹,,撐開巖體孔隙,,眾多微觀孔隙的擴(kuò)展,有效降低巖體強(qiáng)度,,并產(chǎn)生裂紋,;在上述兩個方面 致裂效果的共同作用下,并輔以通過不垮落巖層所傳遞的礦山應(yīng)力,,實現(xiàn)待垮落巖層的快 速斷裂,、垮落;而且,,巖體已經(jīng)濕潤,,在垮落過程中,,不會產(chǎn)生危險。石杰13273308303(微信同步)
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