阅读说明：本技术 一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法 (Process method for cracking rock by liquid carbon dioxide ) 是由 欧玉峰 李友军 王森锋 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法,包括以下步骤：S1：爆破管材选取；S2：充装液态二氧化碳；S3：钻孔；S4：埋管填塞；S5：测距及接母线。该液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法具有安全性高的特性,二氧化碳既不是易制爆危险化学品也不是爆炸物品,不会产生火焰,在运输、储存、使用过程中十分安全,同时省心省,使用、施工不需要相关资质,特别是在城市“爆破”破岩时,不用向公安机关申请许可,并且施工成本低,特别是在城市控制爆破中,与使用炸药雷管的爆破相比,成本低,特别是随着《反恐怖主义法》的实施,爆破工程的安全管理成本、使用电子雷管的成本会相应增加,而二氧化碳气体破岩的成本反而在持续降低。(The invention discloses a process method for cracking rock by liquid carbon dioxide, which comprises the following steps: s1: selecting a blasting pipe; s2: filling liquid carbon dioxide; s3: drilling; s4: filling the buried pipe; s5: and (4) ranging and connecting a bus. The process method for cracking the rock by the liquid carbon dioxide has the characteristic of high safety, the carbon dioxide is neither easy-to-explode dangerous chemicals nor explosive substances, flame can not be generated, the process is very safe in the transportation, storage and use processes, simultaneously, the worry and the province are saved, related quality is not needed in use and construction, particularly, when the rock is broken by urban blasting, permission does not need to be applied to public security organs, the construction cost is low, particularly, in urban controlled blasting, compared with blasting using explosive detonators, the cost is low, particularly, along with implementation of 'anti-terrorism law', the safety management cost of blasting engineering and the cost of using electronic detonators are correspondingly increased, and the cost of breaking the rock by the carbon dioxide gas is continuously reduced.)

一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法

技术领域

本发明涉及液爆破技术领域，具体为一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法。

背景技术

液态二氧化碳指的是高压低温下将二氧化碳气体液化为液体形态。液态的二氧化碳是一种制冷剂，可以用来保藏食品，也可用于人工降雨。它还是一种工业原料，可用于制纯碱、尿素和汽水，二氧化碳气体破岩技术就是利用二氧化碳气体(一种惰性气体)作为“爆破材料”进行破岩作业的技术，将液态的二氧化碳装在专用的二氧化碳爆裂管中，然后将爆裂管装入炮孔，采用专门的二氧化碳“起爆器”进行起爆。

目前，在建筑、隧道、公路、矿山施工中，除机械(劈裂机、液压锤等)破岩外，就是爆破破岩。前者工作效率低，施工进度慢，后者涉及民爆物品，安全风险较大，容易造成民爆物品的流失，一旦流失到犯罪分子手中，对公共安全构成重大威胁，甚至容易发生重大刑事案件，同时一般的技术也存在着成本高，安全性能差等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的目前，在建筑、隧道、公路、矿山施工中，除机械(劈裂机、液压锤等)破岩外，就是爆破破岩。前者工作效率低，施工进度慢，后者涉及民爆物品，安全风险较大，容易造成民爆物品的流失，一旦流失到犯罪分子手中，对公共安全构成重大威胁，甚至容易发生重大刑事案件，同时一般的技术也存在着成本高，安全性能差等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法，包括以下步骤：

S1：爆破管材选取；

S2：充装液态二氧化碳；

S3：钻孔；

S4：埋管填塞；

S5：测距及接母线。

优选的，所述S1爆破管材直径为范围42nm-110nm，长度范围为0.5m-1.5m。

优选的，所述S1爆破管材选用钢制管。

优选的，所述S2充装液态二氧化碳采用充装机对爆破管材内液态二氧化碳进行填充，并使用充装架对充装状态下的爆破管材进行定位。

优选的，所述充装机所充装液态二氧化碳采用储气罐进行存储，并且充装完成的爆破管材可采用拆装机进行拆解。

优选的，所述S3钻孔采用钻机对爆破区域岩石进行定点钻孔，孔距为3-5米*2-4米，且钻径为120nm-450nm，而且孔深度为2.5m-5.5m。

优选的，所述S4埋管填塞物细砂3份：粉土5份：淤泥2份混合而成。

优选的，所述S4埋管填塞物中细砂、粉土、淤泥的K值分别为5*10^-2、2*10^-3～10^-4、10^-8～10^-10。

优选的，所述S5测距及接母线采用标尺来进行孔间距的测量，并在两孔之间采用标识进行标记。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法使用时，起爆器输出电流激发活化器内的加热棒(一种发热材料)，爆裂管中的二氧化碳被快速加热膨胀，并瞬间气化，压力迅速提高到100～300MPa，体积膨胀到600倍以上。当气体的压力大于剪切片的强度时，高压气体破坏爆裂片(泄能片)并从泄气孔冲出，作用于爆裂管四周的孔壁上，产生“爆炸”现象，将岩石分裂和破碎。

2、该爆破方法具有安全性高的特性，二氧化碳既不是易制爆危险化学品也不是爆炸物品，不会产生火焰，在运输、储存、使用过程中十分安全，同时省心省，使用、施工不需要相关资质，特别是在城市“爆破”破岩时，不用向公安机关申请许可，并且施工成本低，特别是在城市控制爆破中，与使用炸药雷管的爆破相比，成本低，特别是随着《反恐怖主义法》的实施，爆破工程的安全管理成本、使用电子雷管的成本会相应增加，而二氧化碳气体破岩的成本反而在持续降低。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种液态二氧化碳致裂岩石的工艺方法，包括以下步骤：

S1：爆破管材选取；

S2：充装液态二氧化碳；

S3：钻孔；

S4：埋管填塞；

S5：测距及接母线。

优选的，所述S1爆破管材直径为范围42nm-110nm，长度范围为0.5m-1.5m。

优选的，所述S1爆破管材选用钢制管。

优选的，所述S2充装液态二氧化碳采用充装机对爆破管材内液态二氧化碳进行填充，并使用充装架对充装状态下的爆破管材进行定位。

优选的，所述充装机所充装液态二氧化碳采用储气罐进行存储，并且充装完成的爆破管材可采用拆装机进行拆解。

优选的，所述S3钻孔采用钻机对爆破区域岩石进行定点钻孔，孔距为3-5米*2-4米，且钻径为120nm-450nm，而且孔深度为2.5m-5.5m。

优选的，所述S4埋管填塞物细砂3份：粉土5份：淤泥2份混合而成。

优选的，所述S4埋管填塞物中细砂、粉土、淤泥的K值分别为5*10^-2、2*10^-3～10^-4、10^-8～10^-10。

优选的，所述S5测距及接母线采用标尺来进行孔间距的测量，并在两孔之间采用标识进行标记。

实施例一：

优选的，所述S1爆破管材直径为范围70nm-110nm，长度范围为0.9m-1.5m。

优选的，所述S1爆破管材选用钢制管。

优选的，所述S2充装液态二氧化碳采用充装机对爆破管材内液态二氧化碳进行填充，并使用充装架对充装状态下的爆破管材进行定位。

优选的，所述充装机所充装液态二氧化碳采用储气罐进行存储，并且充装完成的爆破管材可采用拆装机进行拆解。

优选的，所述S3钻孔采用钻机对爆破区域岩石进行定点钻孔，孔距为2米*3米，且钻径为130nm-230nm，而且孔深度为3m-5m。

优选的，所述S4埋管填塞物细砂3份：粉土5份：淤泥2份混合而成。

优选的，所述S4埋管填塞物中细砂、粉土、淤泥的K值分别为5*10^-2、2*10^-3～10^-4、10^-8～10^-10。

优选的，所述S5测距及接母线采用标尺来进行孔间距的测量，并在两孔之间采用标识进行标记。

实施例二：

优选的，所述S1爆破管材直径为范围100nm，长度范围为1.3m。

优选的，所述S1爆破管材选用钢制管。

优选的，所述S2充装液态二氧化碳采用充装机对爆破管材内液态二氧化碳进行填充，并使用充装架对充装状态下的爆破管材进行定位。

优选的，所述充装机所充装液态二氧化碳采用储气罐进行存储，并且充装完成的爆破管材可采用拆装机进行拆解。

优选的，所述S3钻孔采用钻机对爆破区域岩石进行定点钻孔，孔距为2米*3米，且钻径为150nm，而且孔深度为4m。

优选的，所述S4埋管填塞物细砂3份：粉土5份：淤泥2份混合而成。

优选的，所述S4埋管填塞物中细砂、粉土、淤泥的K值分别为5*10^-2、2*10^-3～10^-4、10^-8～10^-10。

优选的，所述S5测距及接母线采用标尺来进行孔间距的测量，并在两孔之间采用标识进行标记。

实施例三：

二氧化碳破岩成本分析：耗材1：液态二氧化碳成本在1.2-2元(一根爆裂管充满液态二氧化碳)；耗材2：加热管与剪切片(是一套的)在27元左右，一根爆裂管耗材成本在29元，一根爆裂管可以爆裂6-7方石头，这样计算下来，耗材成本4.14～4.83元/方，人工成本、机械成本等未计，应用及其简便；

钻孔成本：

二氧化碳裂岩设备的成本根据不同规格的裂岩管来预算，以某工程机械公司108mm的管来预算(管长度1.5米或1.7米)。

钻孔要求：孔径130-140mm，深度4-6米，孔距3*3米以内。

钻孔费用：自己的钻机一米费用在15元左右，核算2元/方。

耗材成本：

一条管的耗材：活化器加液体二氧化碳一起的费用在80元以内，一条裂岩管保守估计出方量在10方(当然，对于松软岩石，也有15-20方，这里以保守估计来预算)，折算成本在8元/方；

二次分解岩石费用：

硬度较低的岩石一般用200挖机加165炮机进行二次分解，这里以花岗岩来预算(花岗岩相对来说还是比较硬的一种岩石)，300-360挖机加175炮机分解的费用预算2元/方。

易损件和人工费用：预算在4元/方；

综合费用：

钻孔(2元)+耗材(8元)+二次分解(2元)+人工易损件(4元)＝16(元/方)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。