1.二氧化碳氣體爆破設(shè)備堅硬巖體爆破火的，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淑倾，巖體致裂裝置與鉆孔連接卫玖；其特征在于，巖體致裂裝 置包括注液管宴忱、回液管、高壓膠管讨砍、注液泵巾妇、加熱器、低溫冷凍液儲罐佩讨、三通鋼管哥甲、閥門、壓力 表和溫度計把毒，所述注液管與回液管平行穿入鉆孔內(nèi)裹耗，鉆孔底端由封孔材料密封；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出液口徽捶，三通鋼管的進液口連接井下水 網(wǎng)并設(shè)有閥門痘宋；所述回液管上連接有壓力表和溫度計，回液管至三通鋼管之間的管路上設(shè) 置閥門淡箱；所述注液管至三通鋼管之間的管路上沿進液方向順序設(shè)置加熱器和注液泵塌瑞，加熱 器至注液泵之間的管體上并聯(lián)一低溫冷凍液儲罐，低溫冷凍液儲罐和加熱器分別設(shè)置閥 門蛔六；工作中荆永，通過所述巖體致裂裝置向鉆孔內(nèi)注入高溫水，高溫水進入待垮落層鉆孔周圍巖 體孔隙国章，巖體濕潤具钥、膨脹；然后迅速釋放鉆孔內(nèi)的高溫水液兽，并充入高壓低溫冷凍液骂删，一方面， 巖體冷卻收縮抵碟，由于巖體本身的不均勻性桃漾，不同位置收縮速度存在差異，從而在巖體內(nèi)產(chǎn)生 拉應力，致裂巖體撬统；另一方面适滓，巖體孔隙內(nèi)部的高溫水冷卻成冰后，體積膨脹恋追，將孔隙撐開番恭， 眾多孔隙同時作用致裂巖體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破恕孙，其特征在于坠诈，所述鉆孔 為斜孔，貫通待垮落層帘缤，傾斜角度為30-60度扯氯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破，其特征在于憋屑，所述回液 管管口接近鉆孔的底端烟内。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破，其特征在于汽后，封孔材料 為水泥砂漿面旋。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破，其特征在于两胃，所述加熱 器與注液泵之間由鋼管連接吟沮。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破，其特征在于专肪，所述回液 管為不銹鋼鋼管刹勃，內(nèi)徑20mm，壁厚2mm牵祟；所述注液管為不銹鋼鋼管深夯，內(nèi)徑30mm，壁厚2mm诺苹；所述 三通鋼管為不銹鋼鋼管咕晋，一進兩出，內(nèi)徑20mm收奔，壁厚2mm掌呜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破，其特征在于坪哄，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质蕉。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種（二氧化碳氣體爆破設(shè)備）堅硬巖體爆破，其特征在于翩肌，低溫冷凍 液儲罐為LNG低溫儲罐模暗，低溫冷凍液為酒精；注液泵為3ZBQS1210型煤礦用雙液氣動注漿泵； 加熱器為CREx020-100W型防爆加熱器沽票。

致裂巖體的技術(shù)撤筐，特別是關(guān)于一種預先向采空區(qū)上方堅硬巖 體施工鉆孔，并依次向孔內(nèi)注入高溫水和低溫冷凍液憋考，充分利用巖石的熱脹冷縮和水的反 膨脹原理使二氧化碳氣體爆破設(shè)備堅硬巖體爆破午伍。

在煤礦井下，隨著煤炭的開采绪樊，采煤工作面后方必然留下采空區(qū)傲轮。

當上覆巖體的強度不是很高時，在礦山壓力作用下藐篡，工作面每向前推進一段距離百膳， 巖體就會自行斷裂、垮落辑剿、并充填采空區(qū)侥镀；反之，如果巖體堅硬履绎，強度較高，則需等到工作面 推進距離比較長時雕什，方能斷裂缠俺、垮落。

采空區(qū)上覆巖體如果不能及時垮落贷岸，則會形成比較大的空間（充滿.和空氣的 混合性氣體）壹士；隨著工作面的推進，將會在某個時刻出現(xiàn)上覆巖體突然大塊斷裂偿警、垮落的現(xiàn) 象躏救，進而將采空區(qū)內(nèi)積存的氣體瞬間擠向工作面，并伴隨巨大的動力效應螟蒸，造成重大人員傷 亡和財產(chǎn)損失盒使。

2016年3月23日，山西同煤集團同生安平煤業(yè)公司采空區(qū)大面積垮落形成暴風七嫌，并 導致19人少办。

對于采空區(qū)上覆巖體的致裂工藝與裝備開發(fā)方面，早采取的工藝是向巖體打 鉆诵原，利爆破英妓，崩落巖體，該工藝大的缺點是容易產(chǎn)生危險狠寒，引起采空區(qū).爆破呈篱；后 來相繼開發(fā)了水力壓裂和二氧化碳相變致裂工藝。

水力壓裂純粹利用高壓液體壓裂巖石，一方面臣塑，高壓水容易傷人嗜谎，另一方面，容易 造成采空區(qū)積水药阔。二氧化碳相變致裂是讓干冰瞬間氣化冲驶，利用高壓氣體壓裂巖石，一方面译教， 氣體壓力有限杖扫，壓裂效果不佳，另一方面拖揩，被壓裂的巖塊在垮落過程中容易相互撞擊煎喘，產(chǎn)生 危險，引起采空區(qū).爆破丽示。

采空區(qū)上覆堅硬巖體致裂的方法卫漫，具體步驟為：

步驟1）關(guān)閉加液管、加熱泵以及低溫冷凍液儲罐的閥門肾砂，打開三通鋼管的進液口 閥門列赎，向加熱器注水，直至加熱器內(nèi)注滿水镐确，關(guān)閉三通鋼管的進液口閥門包吝；

步驟2）當加熱器里的水溫達到一定溫度，打開加熱器閥門源葫，啟動注液泵诗越，將高溫水 注入鉆孔內(nèi)，使鉆孔內(nèi)的水維持一定壓力和溫度息堂；

步驟3）如果水量不夠嚷狞，重復步驟1～2，多次向鉆孔內(nèi)注入高溫水荣堰；

步驟4）穩(wěn)定一段時間后床未，如果鉆孔內(nèi)水的壓力下降，則按照步驟1～2繼續(xù)補充高 溫水振坚；如果壓力不變即硼，而溫度下降，則打開回液管閥門腕浴，讓鉆孔內(nèi)的水通過回液管進入加熱 器圣谴，重新加熱并注入鉆孔，讓巖體在帶壓高溫水的浸泡作用下充分膨脹阅六；

步驟5）待垮落巖層出現(xiàn)濕潤與淋水現(xiàn)象后母赶，同時打開回液管閥門和三通鋼管進液 口閥門漂熙，排放鉆孔水；鉆孔水排放完畢万杉，關(guān)閉回液管閥門和加熱泵閥門袖况，打開低溫冷凍液儲 罐閥門，迅速通過注液泵向鉆孔內(nèi)注入低溫冷凍液奸冶，降低巖體溫度抢驴；一方面，根據(jù)熱脹冷縮 原理卢历，巖體迅速收縮做身，同時，基于巖體的非均質(zhì)特征蜒秤，巖體內(nèi)部不同位置的收縮劇烈程度存 在差異汁咏，導致巖體內(nèi)部產(chǎn)生裂紋；另一方面作媚，根據(jù)水的反膨脹原理攘滩，當水變成冰后，體積膨 脹纸泡，撐開巖體孔隙漂问，眾多微觀孔隙的擴展，有效降低巖體強度女揭，并產(chǎn)生裂紋级解；在上述兩個方面 致裂效果的共同作用下，并輔以通過不垮落巖層所傳遞的礦山應力田绑，實現(xiàn)待垮落巖層的快 速斷裂、垮落抡爹；而且掩驱，巖體已經(jīng)濕潤，在垮落過程中冬竟，不會產(chǎn)生危險欧穴。石杰13273308303（微信同步）