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1/15地铁立井智能二氧化碳冷爆破方案北京龙德时代技术服务有限公司甘吉平137013614872016年4月2/15目录一、二氧化碳冷爆破技术简介......................................3二、二氧化碳冷爆破原理..........................................3三、二氧化碳冷爆破系统优势......................................4一）安全..................................................4二）省心..................................................5三）环保..................................................6四）智能..................................................6五）同威..................................................6六）广泛..................................................6七）低价..................................................7四、二氧化碳冷爆破系统构成与基本作业步骤........................7一）系统构成..............................................71、地面操作间与设备.......................................82、施工现场设备...........................................83、智能云系统平台.........................................9二）基本操作步骤.........................................101、总体操作步骤..........................................102、地面操作间操作步骤....................................103．爆破操作步骤..........................................11五、爆破技术方案...............................................12一）掘进冷爆破.................................................12六、劳动组织与生产效率分析（仅仅岩巷掘进）.....................13一）劳动组织...................................................13二）生产效率分析...............................................13七、施工安全注意事项与安全技术措施.............................14一）注意事项...................................................14二）安全技术措施...............................................143/15一、二氧化碳冷爆破技术简介众所周知，炸药爆破是重大特大事故发生的主要原因之一，炸药爆破引起的瓦斯爆炸煤尘爆炸事故占到这类事故的40%以上（还占全部煤矿瓦斯煤尘爆炸事故的30%以上），在爆破区域有瓦斯、积水、有地应力集中等情况下，爆破还能够引起瓦斯突出、甚至瓦斯爆炸，突水灾害（煤矿突水五分之一以上是爆破引起的），冲击地压等。。在其他领域，炸药爆破时，经常对周围的建筑、人员等形成极大破坏。例如造成建筑物的坍塌，输电线路的破坏，直至人员生命的损失。这是由炸药的特性所决定的，炸药爆炸过程是在极短的瞬间完成的，瞬间的化学反应产生强大的冲击力（1000Mpa-5000Mpa以上)，这种冲击力，甚至在数公里以外，还能够形成强烈震动，达到“三级以上地震”的烈度。从更长远来看，自从1864年，伟大的瑞典科学家诺贝尔发明成功炸药以来，人类战天斗地的能力获得了飞速的发展，随着一条条铁路的延伸，一座座城市的兴起，人类文明得到了空前的发展；然而，炸药同样是诺贝尔的遗憾，是人类的遗憾。因为，炸药发明成功的那一刻，这种遗憾就出现了，当时，就炸死了诺贝尔的最小的弟弟和另外4名参入者，而从那时起，到今天2016年，总计152年的时间里，总计有数亿人（含战争）死于炸药！这就是人类的遗憾！诺贝尔奖的设立，我想就是诺贝尔的一个遗憾----今天，我们终于可以说，这两个遗憾，可以准备结束了！智能二氧化碳冷爆破系统的诞生了！她具有炸药的优点，没有炸药的缺点！这是人类技术进步的一个巨大飞跃！从此，我们可以开始，在民用爆破领域，开始消灭炸药的危害!龙德时代智能二氧化碳冷爆破，就不能引起此类灾害。原因是，龙德时代二氧化碳冷爆破首先不是爆破，确切一点是“冷爆破”，因为原来的爆破这个概念是针对炸药爆破的。冷爆破本身是一个吸热过程，没有高温产生，也就不能引爆瓦斯等可燃气体，造成事故。同时，二氧化碳冷爆破过程，要长的多，达到数毫秒，甚至数十毫秒，瞬间的冲击力大概400Mpa左右。因此，破碎同样的岩石，二氧化碳冷爆破是靠持续不断的作用力，靠耐力。如果说炸药爆破是靠“瞬间爆发力”，智能二氧化碳冷爆破就是靠“持久耐力”。因此，二氧化碳冷爆破的爆速只有3m/s左右，形成的对周围岩石、环境的扰动、冲击就小了很多很多。根据试验结果，智能二氧化碳来开爆破点，短短几米之内，就没有破坏作用了。二、二氧化碳冷爆破原理二氧化碳冷爆破原理，就是利用液态二氧化碳在突然快速加热的条件下，急剧快速气化膨胀，产生强大冲击力的原理，通过适当的控制，造成爆破破岩的效果。具体来讲，首先，采用充装机将液态的二氧化碳装入爆破管内（还要装入爆破片、加热器等），并将爆破管装入炮孔，对炮孔进行严密封闭；然后采用智能4/15云安全发爆器激活爆破管里面的加热器，使液态二氧化碳在快速加热的条件下，急速膨胀1000-2000倍以上，强大的冲击力（200-400Mpa）,首先冲破爆破片，接着沿着设定的出气孔快速冲出，冲出后，由于爆破钻孔封闭，不能自由外泄，从而对周围的岩石产生冲击，产生破坏作用，形成破岩效果。（如附图1）附图1：智能二氧化碳冷爆破系统原理示意图三、二氧化碳冷爆破系统优势二氧化碳冷爆破系统具有如下优势：一）安全安全是智能二氧化碳冷爆破的最大优势，表现在几个方面：1、二氧化碳化学、物理特性优越，非常安全。二氧化碳分子式是CO2，化学价已经稳定,不能再参加化学反应，是真正的惰性气体。因此，在整个爆炸过程中，只是从二氧化碳到二氧化碳，没有有害物质产生。有人说采用氮气，空气爆破也可以。但是，与二氧化碳对比，这两种气体，无论从化学、物理特性还是从来源来讲，缺点都非常明显。从化学方面来看，氮气化学价不稳定，例如爆炸时，还能够与氧气进行化学反应，生成一氧化氮、二氧化氮等有毒气体。从物理角度来看，由于二氧化碳临界温度很高，二氧化碳液化难度比氮气、空气肯定容易得多5/15（如附表），因此二氧化碳的运输储存就容易很多。此外，二氧化碳是已经存在并储存的工业废气，其他其他需要制备，消耗能源。附表1：相关气体液化特性气体临界温度C°临界压力MPa备注二氧化碳（CO2）31.17.4氧气（02）-118.575.043氮气(N2)-147.053.392、生产、储存、运输中，绝对不会发生爆炸。可燃液化气容易泄露，遇到火燃烧爆炸。二氧化碳不能燃烧，如果泄漏，只能放气，由于放气吸收大量热，可能引起对周围的局部冷冻，不会爆炸。当然，如果在封闭空间，放气，就可能使二氧化碳超标，造成窒息。3、智能二氧化碳冷爆破是冷爆破，所谓“冷”就是二氧化碳冷爆破是液态变成气态的过程，因此吸收周围大量的热量，使周围环境变冷，不会引爆瓦斯、煤尘。这一特性，尤其适用于瓦斯、煤尘等有爆炸气体和粉尘环境下的爆破作业，例如煤矿、油矿等等。这是一个巨大的利好，全面应用，将使煤矿重大特大事故降低50%以上。4、智能二氧化碳冷爆破产生的振动微弱，破坏力很小，对于保护建筑物，较少冲击地压诱发因素等非常有力。智能二氧化碳冷爆破的爆速大大低于炸药雷管爆破，冲击力一般400Mpa,远远低于炸药爆破的1000-5000Mpa。根据初步检测爆速3m/s左右，一般离开爆破点2-3米后，就基本没有破坏作用了。5、爆破时不产生新的有害气体，与炸药爆破产生大量的一氧化碳等有害气体不同，二氧化碳冷爆破是物理反应过程，从二氧化碳到二氧化碳，在地面爆破完全没有危害，爆破，根据多个工程的检测，一米高度以上从来没有超标，巷道底板附近才有短时超标现象（正常通风）。6、不能用于恐怖活动。一方面因为二氧化碳不能燃烧，不能爆炸。另一方面，二氧化碳冷爆破必须在封闭空间里才产生破坏作用，在开放的空间来，几乎不能产生破坏作用。因此，不能用于恐怖爆炸案件。因此，推广智能二氧化碳冷爆破，将对防恐反恐产生积极影响。二）省心省心是指用户省心，国家省心，全社会省心。用户省心主要是因为，一是公安机关不监管。这是由安全性决定的，因为二氧化碳非爆炸物品，非危化品，所以不是公安监管的对象。二是质检部门不监管，这是因为，爆破管等，由于体积很小（小于500升），也非质检部门监管的压力容器。三是，安全生产管理部门监管，也不可能像管理爆炸物品，危化品，或者压力容器一样严格。四是，不用担心爆恐分子抢劫。由于不能用二氧化碳制造爆恐案件。因此，恐怖分子，不会去武装抢劫，杀人抢劫。五是不用担心像炸药雷管丢失，盗失，可能造成的爆恐案件发生。国家省心，社会省心，一是因为，不用担心因此造成的重大特大安全事故发生。二是因为也不用担心因此造成的爆恐案件发生。于此相反，智能二氧化碳冷爆破系统的应用，还能大大降低重大特大安全生产事故，大大降低爆恐案件的发生，大大降低反恐防恐的难度。是国家将要大力提倡发展的行业。6/15三）环保智能二氧化碳冷爆破对环保的贡献，主要表现如下方面：一是，采用的是化工厂或者是燃煤燃油等电厂的废气，是废气的再利用。二氧化碳是已经存在的物品，不用再消耗能源去生产，因此，不像炸药和其他气体生产会造成新的污染。二是，二氧化碳冷爆破过程，不像炸药爆炸产生大量一氧化碳等有毒有害的气体，以及大量粉尘。三是，爆炸的噪音很小，震动很小，基本没有噪音污染四）智能全程智能监控，全国全过程大数据监控-依托大数据、云计算和“互联网+”，实现每次爆破全程监控，优化方案，确保效益的不断提高。智能爆破监控云系统解决能够实现功能如下：1)远程监控分散的爆破施工，包括人员，时间，地点，用量，岩石，爆破参数，爆破效果等等。可以实现，监管（管理）机关不同意就不能起爆，2)监控爆破地点，爆破区域，是否在规定的区域，位置，实现不在规定的地点范围，自动闭锁，不能起爆。3)监控爆破时间，不在规定的时间，就自动闭锁。不能起爆。4)监控操作与管理人员，实现相关人员不在，就自动闭锁，不能起爆。五）同威所谓同威，就是与炸药爆炸几乎相同的威力。这要从两个方面来看，一是在破岩冲击力破坏力方面同威力，尽管二氧化碳冷爆破的冲击力为400Mpa左右，远远比炸药的小。但是，炸药爆炸的作用时间是瞬间完成的，二氧化碳冷爆破的时间，可以大大拉长几毫秒甚至更长。如果说炸药是靠‘爆发力’做工，那么二氧碳爆破就是靠‘耐力’做工，时间可以拟补‘爆发力’小的缺陷。二是，在工程事故能力方面，炸药爆破一般是‘暴食’，是一口吃个胖子’，一次大规模爆破用几十吨，甚至几百吨炸药，爆破几千几万，甚至几十几百万吨岩石，然后，再慢慢搬运。智能二氧化碳冷爆破就是‘蚕食’，是‘细嚼慢咽’，现在一套设备（