二氧化碳爆破采掘装备及技术研究-煤炭科学技术.pdf

　 第４４卷第９期 煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ．４４　 Ｎｏ．９　 　 ２０１６年 ９月 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　 Ｓｅｐ． ２０１６　 二氧化碳爆破采掘装备及技术研究 １，２，３，４ １，２，４ ２，４ ２，４ ２ 杜泽生 ，范迎春 ，薛宇飞 ，陈朋磊 ，王　 洁 （１ 中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州　 ２２１１１６；２ 河南省煤炭科学研究院有限公司，河南 郑州　 ４５０００１； ３ 中国安全生产协会，北京　 １０００１３；４ 中国安全生产科学研究院，北京　 １０００１２） 摘　 要：针对试验矿井煤巷炮掘速度慢、安全性低、爆破产生粉尘和有害气体较多的问题，提出了适合 试验矿井煤巷掘进的二氧化碳爆破技术，研制了二氧化碳爆破开采器，并获得国家专利。 该装备的工 作原理是利用液态二氧化碳瞬间发生相变产生高压，作用于周围煤（岩）体，从而实现破煤（岩）。 经 井下１６００ ｍ 长煤巷的掘进实践表明：二氧化碳爆破相比于传统炸药爆破，安全性高，爆破效果好，煤 炭成块率可提高１倍以上，达到６５％～７８％；抛煤距离缩短约４０％，为０～３ ｍ；粉尘及炮烟量减少约 －６ × ５０％，二氧化碳体积分数一般为００２％～００９％，一氧化碳体积分数一般为（３～１６） １０ ；该技术能够 为井下创造良好的掘进工作环境，有利于作业人员的身体健康，实现了安全高效掘进。 关键词：二氧化碳爆破技术；二氧化碳爆破开采器；液态二氧化碳；相变 － － － 中图分类号：ＴＤ２３５．４５　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：０２５３ ２３３６（２０１６）０９ ００３６ ０７ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｖｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １，２，３，４ １，２，４ ２，４ ２，４ ２ Ｄｕ Ｚｅｓｈｅｎｇ ，Ｆａｎ Ｙｉｎｇｃｈｕｎ ，Ｘｕｅ Ｙｕｆｅｉ ，Ｃｈｅｎ Ｐｅｎｇｌｅｉ ，Ｗａｎｇ Ｊｉｅ （１Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　 ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ；２Ｈｅｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　 ４５０００１，Ｃｈｉｎａ；３ＣｈｉｎａＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｏｒｋ Ｓａｆｅｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００１３，Ｃｈｉｎａ； ４． ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｉｃｆｏｒ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００１２，Ｃｈｉｎａ）