1.二氧化碳?xì)怏w爆破設(shè)備堅(jiān)硬巖體爆破坝锰，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谋监，巖體致裂裝置與鉆孔連接乘硬；其特征在于烁胳，巖體致裂裝 置包括注液管、回液管廷支、高壓膠管、注液泵栓辜、加熱器恋拍、低溫冷凍液儲(chǔ)罐垛孔、三通鋼管、閥門施敢、壓力 表和溫度計(jì)周荐，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僵娃；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(gè)出液口概作，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(jì)默怨，回液管至三通鋼管之間的管路上設(shè) 置閥門讯榕；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(chǔ)罐匙睹，低溫冷凍液儲(chǔ)罐和加熱器分別設(shè)置閥 門愚屁；工作中，通過所述巖體致裂裝置向鉆孔內(nèi)注入高溫水顺盆，高溫水進(jìn)入待垮落層鉆孔周圍巖 體孔隙蛹活，巖體濕潤(rùn)、膨脹莹遍；然后迅速釋放鉆孔內(nèi)的高溫水匕磅，并充入高壓低溫冷凍液，一方面陶啥， 巖體冷卻收縮晃逞，由于巖體本身的不均勻性，不同位置收縮速度存在差異疯忽，從而在巖體內(nèi)產(chǎn)生 拉應(yīng)力痪猿，致裂巖體；另一方面交掌，巖體孔隙內(nèi)部的高溫水冷卻成冰后续残，體積膨脹，將孔隙撐開荧孽， 眾多孔隙同時(shí)作用致裂巖體鸵赫。

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(jiān)硬巖體爆破，其特征在于躏升，所述鉆孔 為斜孔辩棒，貫通待垮落層，傾斜角度為30-60度膨疏。

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(jiān)硬巖體爆破一睁，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(jiān)硬巖體爆破者吁，其特征在于窘俺，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(jiān)硬巖體爆破复凳，其特征在于瘤泪，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(jiān)硬巖體爆破育八，其特征在于对途，所述回液 管為不銹鋼鋼管，內(nèi)徑20mm髓棋，壁厚2mm锉寿；所述注液管為不銹鋼鋼管，內(nèi)徑30mm楚辆，壁厚2mm芍司；所述 三通鋼管為不銹鋼鋼管，一進(jìn)兩出甜序，內(nèi)徑20mm抽堵，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(jiān)硬巖體爆破驹拢，其特征在于起忠，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(jiān)硬巖體爆破帕吆，其特征在于聋芹，低溫冷凍 液儲(chǔ)罐為LNG低溫儲(chǔ)罐，低溫冷凍液為酒精觅霉；注液泵為3ZBQS1210型煤礦用雙液氣動(dòng)注漿泵沥涕； 加熱器為CREx020-100W型防爆加熱器。

致裂巖體的技術(shù)绑警，特別是關(guān)于一種預(yù)先向采空區(qū)上方堅(jiān)硬巖 體施工鉆孔求泰，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(jiān)硬巖體爆破计盒。

在煤礦井下渴频，隨著煤炭的開采，采煤工作面后方必然留下采空區(qū)北启。

當(dāng)上覆巖體的強(qiáng)度不是很高時(shí)卜朗，在礦山壓力作用下，工作面每向前推進(jìn)一段距離咕村， 巖體就會(huì)自行斷裂场钉、垮落、并充填采空區(qū)；反之惹悄，如果巖體堅(jiān)硬春叫，強(qiáng)度較高，則需等到工作面 推進(jìn)距離比較長(zhǎng)時(shí)泣港，方能斷裂、垮落岂张。

采空區(qū)上覆巖體如果不能及時(shí)垮落墓篇，則會(huì)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)础估，將會(huì)在某個(gè)時(shí)刻出現(xiàn)上覆巖體突然大塊斷裂瘾夯、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牙德，并伴隨巨大的動(dòng)力效應(yīng)巧嗡，造成重大人員傷 亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2016年3月23日庭钢，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)恋鞋，并 導(dǎo)致19人。

對(duì)于采空區(qū)上覆巖體的致裂工藝與裝備開發(fā)方面讽钻，早采取的工藝是向巖體打 鉆赵须，利爆破，崩落巖體扎矾，該工藝大的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生危險(xiǎn)业嗅，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唉侄。

水力壓裂純粹利用高壓液體壓裂巖石咒吐，一方面，高壓水容易傷人属划，另一方面恬叹，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榴嗅，利用高壓氣體壓裂巖石妄呕，一方面， 氣體壓力有限嗽测，壓裂效果不佳绪励，另一方面，被壓裂的巖塊在垮落過程中容易相互撞擊唠粥，產(chǎn)生 危險(xiǎn)疏魏，引起采空區(qū).爆破。

采空區(qū)上覆堅(jiān)硬巖體致裂的方法，具體步驟為：

步驟1）關(guān)閉加液管大莫、加熱泵以及低溫冷凍液儲(chǔ)罐的閥門蛉腌，打開三通鋼管的進(jìn)液口 閥門，向加熱器注水厨朗，直至加熱器內(nèi)注滿水瑟顶，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)到一定溫度淀然，打開加熱器閥門鹿腕，啟動(dòng)注液泵，將高溫水 注入鉆孔內(nèi)悔琉，使鉆孔內(nèi)的水維持一定壓力和溫度悼锻；

步驟3）如果水量不夠，重復(fù)步驟1～2唉攻，多次向鉆孔內(nèi)注入高溫水透辜；

步驟4）穩(wěn)定一段時(shí)間后，如果鉆孔內(nèi)水的壓力下降网赤，則按照步驟1～2繼續(xù)補(bǔ)充高 溫水使萨；如果壓力不變，而溫度下降貌砖，則打開回液管閥門喂很，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皆刺，讓巖體在帶壓高溫水的浸泡作用下充分膨脹少辣；

步驟5）待垮落巖層出現(xiàn)濕潤(rùn)與淋水現(xiàn)象后，同時(shí)打開回液管閥門和三通鋼管進(jìn)液 口閥門羡蛾，排放鉆孔水漓帅；鉆孔水排放完畢，關(guān)閉回液管閥門和加熱泵閥門痴怨，打開低溫冷凍液儲(chǔ) 罐閥門忙干，迅速通過注液泵向鉆孔內(nèi)注入低溫冷凍液，降低巖體溫度浪藻；一方面捐迫，根據(jù)熱脹冷縮 原理，巖體迅速收縮爱葵，同時(shí)施戴，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 在差異萌丈，導(dǎo)致巖體內(nèi)部產(chǎn)生裂紋赞哗；另一方面峡哥，根據(jù)水的反膨脹原理，當(dāng)水變成冰后蕴脯，體積膨 脹烙昼，撐開巖體孔隙，眾多微觀孔隙的擴(kuò)展曼沐，有效降低巖體強(qiáng)度泛红，并產(chǎn)生裂紋；在上述兩個(gè)方面 致裂效果的共同作用下搏贤，并輔以通過不垮落巖層所傳遞的礦山應(yīng)力海黍，實(shí)現(xiàn)待垮落巖層的快 速斷裂、垮落付准；而且，巖體已經(jīng)濕潤(rùn)阴迹，在垮落過程中佩艇，不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。石杰13273308303（微信同步）