二氧化碳致裂技术作为矿山开采、隧道掘进等领域的新型破岩手段,凭借其能量可控、无明火作业等优势,已成为传统炸药爆破的重要替代方案。然而,其核心部件——二氧化碳致裂管涉及高压气体存储、化学药剂激发等高风险环节,若操作不当可能引发物理爆炸、化学泄漏等事故。本文从设备本质安全、操作规范、环境适应性三个维度,系统梳理其安全管控要点。
一、设备本质安全:从材料到工艺的双重保障
致裂管管体需采用高强度合金钢制造,确保在7.35MPa以上压力下保持结构稳定性。密封系统是防止气体泄漏的关键,应选用全氟醚橡胶或聚四氟乙烯密封件,并采用双O型圈+金属密封的多重冗余设计。压力控制装置需配备数字压力传感器,精度误差控制在±0.5MPa以内,同时设置多级安全阀,当压力超过设定值时自动泄压,避免超压爆炸风险。
激发管作为能量释放的触发装置,其药剂配方需符合易制爆化学品管理规范,生产过程需通过防爆认证。装配环节应建立严格的导通检测流程,使用专用仪器检测激发管正负极电阻值,合格后方可装入致裂管,并采用短路保护措施防止静电引发意外激发。
二、操作规范:全流程风险管控
充装作业需在专用安全区域内进行,操作人员需穿戴防静电工作服、防护手套及护目镜。充装前应检查致裂管外观,排除变形、裂纹等缺陷,并确认充装量不超过管体容积的80%。充装过程中需实时监测压力变化,避免超压充装导致管体疲劳损伤。充装完成后,应使用专用运输架固定致裂管,防止运输途中碰撞引发密封失效。
现场作业时,致裂管需轻柔装入钻孔,避免用力冲撞导致结构损伤。连接线路应采用防爆型电缆,并设置短路保护装置。起爆前需清空作业区域,设置警戒线并安排专人监护,确保人员撤离至安全距离以外。起爆后应等待15分钟,由专业人员检查致裂管残余压力,确认安全后方可进入作业面。
三、环境适应性:应对复杂工况的防护策略
高温环境会加速液态二氧化碳气化,导致管内压力骤升。夏季作业时,应在充装区域设置遮阳棚,并控制作业时间,避免在气温超过30℃时进行充装。低温环境则可能引发密封件脆化,需选用耐低温橡胶材料,并在运输过程中采取保温措施。
潮湿环境易导致金属部件锈蚀,影响密封性能。致裂管储存库应保持干燥通风,相对湿度控制在60%以下,并定期检查管体防腐涂层完整性。在雨季或潮湿地区作业时,需对致裂管连接部位进行防水处理,防止水分侵入引发短路或化学腐蚀。
四、应急管理:构建快速响应机制
作业单位应制定专项应急预案,明确泄漏、爆炸等事故的处置流程。现场需配备应急处置箱,内含防护服、呼吸器、堵漏工具等装备。操作人员需定期接受应急演练培训,掌握泄漏控制、人员疏散等技能。同时,应与当地消防、医疗部门建立联动机制,确保事故发生后能及时获得外部支援。
二氧化碳致裂管的安全管控需贯穿设备全生命周期,从设计制造到操作使用,再到应急处置,每个环节都需建立标准化流程。通过强化本质安全设计、规范操作行为、提升环境适应性,可有效降低事故风险,推动这一新型破岩技术向更安全、更高效的方向发展。