井底车场二氧化碳爆破专项辨识评估报告1.docx
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井底车场二氧化碳爆破专项辨识评估报告1
银星二号煤矿
+850m井底车场联络巷使用
新技术二氧化碳致裂专项辨识评估
编制单位：
综掘二队
编制日期：
2018年8月
安全风险专项辨识评估人员签名表
姓名
职务
姓名
职务
+850m井底车场联络巷使用新技术
二氧化碳致裂专项辨识评估
根据生产接续安排，+850m井底车场联络巷施工期间由于无火工品，且岩石坚硬，考虑采用掘进机时难度大，工作效率低无法满足施工进度要求且施工成本也大幅增加。
为保证施工的顺利推进，经过多方了解和实地考察，引进新技术二氧化碳（CO2）致裂。
故对此新技术开展专项辨识。
1、新技术简介
液态二氧化碳相变致裂技术是一种理念先进、方法安全、效果显著的破岩技术，属于物理破岩技术，具有破岩过程无火花外露、破岩威力大、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。
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20MPa-60MPa，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600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。
液态二氧化碳相变致裂装备结构示意图
二氧化碳致裂的原理：
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（储液管）内，装入破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成准备工作。
将储液管和安全云毫差起爆器及电源线携至现场，把储液管插入钻孔中固定好，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。
在井下破岩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，破岩过程就是体积膨的过程，物理做功而非化学反应。
2、新技术使用流程
二氧化碳致裂技术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。
第二步工作面的打眼。
第三步将装好气的储液管运输到工作面。
第四步把二氧化碳储液管钻孔里面，并且封孔，致裂。
第五步回收。
1.地面操作间装管
（1）二氧化碳储液管灌装前的准备工作：
①需要给充装机、拆装机供应380V交流电。
②储液罐有足够的液态二氧化碳。
③致裂器和相应的耗材（加热棒、爆破片、垫片）。
④万用表、钳子、扳手、内六角等工具。
（2）工作流程
组装充气→打眼→运输→致裂破岩→回收
（3）操作方法
1）组装
①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。
②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。
③先拧紧释放管，再拧紧充装阀，均拧到手无法拧动为止。
④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。
⑤按住夹紧按钮压力上升到10MPa以上后放开。
然后按住紧固按钮当压力上升至10MPa时，放开紧固按钮。
⑥按住松开按钮，然后将致裂器掉头。
⑦重复步骤⑤
⑧测量电阻，电阻在1-2欧姆为正常。
2）充气
①将致裂器储液管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。
然后打开致裂器储液管所对应的球阀，关闭没有致裂器的球阀。
②按下充装机上的清零键，将称重仪表清零。
③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。
④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。
⑤充装：
关闭出口球阀后，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。
⑥测试密封性：
将致裂器的充装阀和释放管分别放入水中，确保没有气泡。
上述作业必须在地面操作间进行，由熟练的人员进行操作，操作期间严禁无关人员进入操作间。
2.钻孔施工
（1）钻孔施工使用YT-28型凿岩机配合φ65mm钻头。
（2）施工在中心打四个空孔（掏槽眼）,为下步致裂破岩创造自由面。
（3）沿自由面周边500mm距离施工周边眼，眼距500mm,致裂破岩后用人工风镐掏出破碎岩石，每次致裂后扩大自由面500mm以上，以便为下步致裂破岩创造自由面。
（4）按照上述
（2）方法继续施工，直至达到一个循环完毕。
（5）施工钻孔，设计孔深1m，致裂后抽出致裂器储液管和连接管。
3.设备运输
（1）储液管长1m，外径57mm，除了接通电路能启动爆破外，严禁磕碰、撞击、高温对装置产生损坏。
（2）储液管在地面灌装液态二氧化碳后，安排人员提前用矿车运输至施工地点。
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）每次运输时必须保证副斜井无人员行走，提前与井底车场进行联系，做好把口工作，并严格执行“行车不行人制度”。
（4）每次运输最大量不超过30根储液管，管体尾部用棉布进行包扎，做好防静电措施。
4.致裂破岩
（1）将致裂器的DC插头连接，把两个线缠在一起，并用绝缘胶布缠好。
（2）先将致裂器插入孔中，插入前先把提拉杆插到致裂器的释放管中，然后插入孔中，利用提拉杆支撑致裂器，防止致裂器掉下去。
（3）用干细沙用细木根把眼给封孔，确保不能飞管。
（4）用钢丝绳把每个致裂管的头部固定。
（5）根据矿用发爆器功率将所有致裂器用导线连接好。
5.回收
（1）将回收好的致裂器用矿车运到操作间，把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。
（2）按住夹紧按钮压力上升到10MPa以上后放开。
然后按住拆卸按钮，旋转一至两圈后，放开拆卸按钮。
（3）按住松开按钮，然后将致裂器掉头。
（4）重复步骤2。
（5）将致裂器内部的残渣清理干净，以便下次使用。
三、评估标准
根据《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法（试行）》及《煤炭安全规程》等法律、法规有关条款及相关标准为依据，进行本次评估。
四、风险辨识评估方法
安全风险评估的方法：
风险矩阵分析法
五、评估时间
2018年8月14日
六、评估人员
组长：
李延庆
参与人员：
翟文华王志刚姜光朱培胜高超张志海张晓忠
七、重点辨识因素（环节）分析
1、施工工艺
地面充装→打眼准备→致裂管运输→安全检查→致裂破岩→致裂管回收等工序爆破作业流程，对施工过程中新技术可能存在或引发的风险进行辨识，并采取管控措施。
八、安全风险清单
根据风险辨识评估结果，汇总形成专项安全风险辨识评估重大安全风险清单，具体结果见下表：
安全风险辨识评估安全风险清单
序号
风险地点
可能导致的事故类型
风险类型
风险评估
风险
等级
管控措施
可能性
损失
风险值
1
地面车间
装管时不按流程操作，触电
机电
2
4
8
低风险
严格按照流程操作
2
地面车间
装管时不按流程操作，导致气体泄漏、压力容器泄露等
其他
2
4
8
低风险
严格按照流程操作
3
副斜井
运输时，掉道、跑车
运输
2
6
12
一般
风险
定期巡查轨道
4
副斜井
管体尾部未用棉布进行包扎，静电导致爆炸
运输
2
4
8
低风险
要求管体尾部未用棉布进行包扎
5
副斜井
运输时未使用专用储存箱，致裂管掉落
运输
2
4
8
低风险
使用专用储存箱运输
6
作业地点
致裂时，未把人员撤至安全范围内。
爆破
2
6
12
一般风险
爆破前把人员撤离至安全地点，并设置人员把口警戒
7
作业地点
致裂器的DC插头连接不完好，造成提前爆破或拒爆
爆破
2
4
8
低风险
定期专人对致裂器的DC插头进行检查，确保完好
8
作业地点
发爆器不完好，造成提前爆破
爆破
2
4
8
低风险
定期专人对发爆器进行检查，确保完好
9
作业地点
封孔不牢固，爆破时造成飞管
爆破
2
3
6
低风险
严格按照措施要求进行封孔
10
作业地点
设备未做有效保护、导致设备损坏
其他
2
6
12
低风险
致裂前对可能危及的设备进行有效保护
11
作业地点
致裂后造成风筒脱节、通风不畅、造成有害气体超限
通风
2
4
8
低风险
致裂前检查风筒吊挂情况
九、辨识评估结果应用要求
1、根据风险辨识评估出的风险制定出管控措施，爆破期间的人员站位管理。
2、区队重点对现场施工人员进行培训学习，并在实际操作中能够做到按章按规操作。
3、风险辨识成果应用于指导安全技术措施。
十、风险辨识总结
通过本次专项辨识，没有重大安全风险，一般风险2项，低风险9项，操作人员应加强对密闭墙拆除期间的安全注意事项，区队队长及跟班队干应对现场人员安全情况负责，主管科室应定期组织对二氧化碳致裂期间的风险检查和隐患排查等。
综掘二队
2018年8月14日
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