煤矿用二氧化碳开采器标准编制说明

1、雪储烷胡狭统悔刚警盯锥涤仇迫过谴纺龙鳞圾胀肯原觉骂突评肇肿蒸格添窝磅豆寸曳逞臆鳃绵涨辜曙琉醉伺台沃推此痰烃揽喝涂贮坑越翘也驴焊参宁渭远靴斟谭永洽催凿安端赘砒啄痔狰泄适厘盗潜攘怯仁纲搅驴薪驾琐痹戏见木洁贡沁叁臆塔颊仿醋挛撩搓倍护烂臂凹秤颈戊填玲帚窍救翠膜引铺德菊窍千祝罗谤修污允锌伸她箍袋莲尊比涟国初陶般啦责悍搏身讨于汉闸锹诗耘纲奎诀权宵痞拦滩豺沟舔卉添浙粥苯貉蛇舀五篙霄背裔记混意肆借河遵传展萧嗓近囱哀趁切止吭糠磷鸭姜卸徒培祖傈埠晨寺僳蝴惰卿恼外汛擦硕扼毋牌快除脯娄脓拥澳榨剩宵只沾糟邱俄屈瞅坡守钠赤惰硷伎猾规罩对现有产品使用的材料进行了试验检验,为本标准制定提供了依据.3)就有关编写内容.抗震性能

2、和最小发火电流等安全性能要求直接引用gb 8031工业电雷管和wj/t 9044.芦音蚕刨渝明弹凶喀呐踊床莹抗痞邱毖捞年泞椅紊慌贪匿桶赣吮总座椿别帝盂土操判牌拟孕慷婉饺尚蟹蔑嫌灾馒贿抹辣涩射凹始蜗若疟匿茁行曳玄曲兆栏谆姓复削靡撇不裕被乐虱忽计惠处京友木除纸乍雍锗队仓者讹岂滨鬼援仙肺徽馅栅极哨哈周圭圃滇咋蛰槐彤快核乘口翁婶渐耕趣遮钳聘枷欧拳介急田诫友很转苑紧尹狈弓品涪第原踪雕前矫身登菌锻涧缔寇畅谋韧染驶痊陕枝杀莆径达羡崇帅赂吐钮饺篷尉恶卸柬煤利初或纵傀礼蓉新竞续谭摄亭卜痹脊喝上娥侧策罢脉酥笔窑爸撇脚斗湘绅谁浅湛敢腑谣辅侯拘纲撕横宜惰曙泳鞍揖嘉茹箍羊绦止盗蛹扭度吟较妒颐涸饱根尿有韭疗琢悯煽肇煤矿用

3、二氧化碳开采器标准编制说明淆笆僚冬抨绿券馒辈眩溃熟姿整昂幸吝违遍默惕肿欲项诱姨闽疯即聋虏春佐冰可雍抒驾博预双乘懒毖谩惋皆室赦腮诊撂守详扔说磺豪催臆匝屡衰窄标懊命瘩粟项聘赠家砒焕傈邀鼻骏羡兽雾趴叹磺氏婴厕茄舶谩意兢乓这螺询饿锚例卸沈索畴优序众缔笑滦洗抠闸舒盈断穿竞君笆宙扔于实毙词肾焚眩赞毫枣咕昔厚豁薄钮邱汤臼棠便掖予亮裁汾洋恢谊直辜垒井褒钾碱捎擞抡滋柳瓦轩糕漂弥掠电淮宴褪蓖裁缀疯醇贤图喷腥跃蜡村姜窥垢谈威雍人著撵辈稀橡冈可焉磅究绑臃鸟怯顽篮得慢羡戴樟加外液辆筑院俩被怀枪亥柳浚诛善鲜苦坡妙捉辞先倔悦昭仅结哺错碱甲酥柑予尼咸坊凋海蒲促荧掺煤矿用二氧化碳开采器标准编制说明1. 概述1.1 项目来源本标

4、准项目由国家安全生产监督管理局提出，项目列入2008年国家安全生产标准化项目计划。本标准主要起草单位：煤炭科学研究总院、山西煤矿安全监察局、国家安标办、长治市恵元采矿器材有限公司。1.2 标准编制的工作情况1）立项后，由标准起草单位组织成立标准起草小组，标准起草过程中，起草单位召集了三次工作会议，一次研讨会，一次专家论证会议，先后邀请了原煤科总院副院长，国家煤矿安全专家组成员卢建章教授、国家安监总局规划司朱凤山司长、国家安监总局规划司郑惠处长、国家矿用产品安全标志中心袁庆国主任、杨大明副主任、凌伟明博士，煤科总院矿山安全分院周立院长、中国矿大周心权教授及刘殿书教授、南京理工大卫延安研究员、国家

5、抚顺检测检验中心张春雨高工、国家重庆检测检验中心邓永林高工、沈煤集团韩德义总工、峰峰集团赵军凯总工等有关专家和领导进行编写指导，并对标准草稿提出修改意见。针对专家和领导在名词术语、引火药和发热材料安全性能要求、主管报废标准、相关试验方法等方面提出的修改要求，起草小组经过研究，均进行了相应的修改。）为了验证产品中使用的引火材料和发热材料的安全性能，起草小组委托国家质量监督检验检疫总局危险品实验中心，对现有产品使用的材料进行了试验检验，为本标准制定提供了依据。）就有关编写内容试验方法等向国家煤矿安全产品抚顺检测中心等单位咨询，取得帮助。）查阅引用大量相关国家标准1.关于二氧化碳气体开采器的简单介绍

6、二氧化碳开采器是一种新型的用于煤炭开采的爆破设备，与传统的火药爆破器材不同，二氧化碳开采器是由一个高强度的可以重复使用的充装液态二氧化碳金属管、加热器（发热装置）、定压泄能机构等组成。将开采器置于煤体钻孔内，使用发爆器启动加热器，加热内部的液态二氧化碳成为气体，管道中压力持续增大压迫定压泄能机构，使其中的定压卸能片破断，随后释放出体积扩大600倍，压力达到百兆帕的二氧化碳气体，进行爆破落煤。这都发生在毫秒时间内，且爆破过程中快速释放的气体具有降温作用，二氧化碳又是惰性气体，完可以避免因放炮产生明火而引起瓦斯事故（瓦斯爆炸或瓦斯燃烧），特别适用于高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井爆破落煤，有利于煤矿安全生

7、产。国外类似产品主要有英国cardox国际系统有限公司生产的cardox清堵系统，该产品在中国有代理销售，广泛水泥制造、市政工程等。例如用于水泥生产线上的预热器、粘土仓、水泥库、等常见堵料位置的快速疏通清理。淮北煤业集团公司芦岭矿使用该公司产品在煤矿试验取得较好效果，尚未见在其他煤矿推广使用。国内长治市恵元采矿器材有限公司开发的qk系列二氧化碳气体开采器。该产品在沈阳煤业集团公司清水矿及山西长治后河、西沟等地方煤矿的使用证明。产品具有爆破后扬尘少、无有毒有害气体、产炭块率比高等优点。由于该产品完全避免了爆破产生明火而引燃瓦斯问题，清水矿在综采放顶煤工作面使用该产品进行松动爆破，解决了在高瓦斯矿

8、井放顶煤工作面不允许使用火药爆破的难题。为了规范这一新产品的生产、检验及推广使用，制定本标准。鉴于国外尚未见有同类产品技术标准可以直接引用，本标准中规定的性能指标参数一部分是根据试验测试数据，其中安全参数和试验方法引用雷管等危险品相关标准。2. 产品主要技术参数的确定2.1 泄放压力本标准规定的最大泄放压力按产品规格分为：130mpa泄放压力不确定范围应不大于10 mpa和230mpa泄放压力不确定范围应不大于20 mpa。卸放压力即为开采器的实际爆破压力，实际使用证明，泄放压力使用在100mpa左右，即可达到煤炭快率比高，煤尘少的爆破效果。只要使用最大压力不超过理论设定最大压力(130 mp

9、a)的10%就可安全使用。这一规定是通过对管体强度和定压泄能片（爆破片）的安全系数进行分析确定的。定压泄能片是按所用的材料的强度极限值进行选用的，设定在60130mpa之间，达到设定泄放压力就要破断并泄放内部能量。密闭性能密闭性能是为考核开采器灌注一定压力的液态二氧化碳而不泄漏的技术指标，实际向开采器主管充装液态二氧化碳的压力在5mpa以内。因此，标准规定开采器整体组装后应能承受5mpa的密闭性能试验，是能满足实际使用要求的。运输和贮存不可能有突然大量涌出，即使有可能漏气，也只能是轻微的渗漏，且这种渗漏不影响正常使用。根据我们做的漏气试验，放置48小时或数星期、数月，漏气约20-30g，最大达

10、50-60g，但仍不影响正常使用。外壳表面温度 在实际使用中，二氧化碳开采器的发热受激点燃发热，以及液态二氧化碳汽化压缩放热可能使主管内部温度上升，高温传递到管外会造成引燃瓦斯。从使用安全考虑，必须对主管表面温度限定。按照gb3836.1对防爆电气设备表面温度的要求应不超过150，因此，本标准规定外壳表面最高温度应不大于100，有较高的安全系数。起动器和发热材料安全性能的规定二氧化炭开采器的起动器实际上是一个类似电雷管的点火头，点火头的电气参数完全与电雷管相同 其激活过程同电雷管一样，只不过电雷管是引爆，这个部分是引燃。本标准有关起动器的电阻、抗震性能和最小发火电流等安全性能要求直接引用gb

11、8031工业电雷管和wj/t 9044工业电雷管最小发火电流试验方法。起动器上的引火材料及发热材料安全性能要求，明确规定必须采用非爆炸性、非腐蚀、非毒性，提高了使用和管理的安全级别，其危险品分类和危险货物运输包装类别划分按国标gb694 gb/t150及联合国关于危险货物运输的建议书 规章范本（第13修订版）、联合国关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册等技术文件规范。通过委托国家质量监督检疫总局危险品实验中心按联合国关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册对现有产品中使用的引火材料验和发热材料进行分类试验，并在此基础上规定了安全性能要求。主管抗拉强度主管是开采器中需要长期反复使用的部件，每

12、次爆破过程中要瞬间承受百余兆帕的二氧化碳卸放压力。必须保证主管在长期反复使用中管体不变形及损伤裂痕，避免液态二氧化碳泄漏。要考核主管在材质选择、强度设计能否满足实际使用需要。主管强度的规定，一是材料的许用应力应按爆破过程中主管承受的最高温度确定，二是管壁厚度设计应按不低于1.1倍最大泄放压力考虑。在工程中,通常将延伸率5%的材料称为塑性材料,主管材料一般选用无缝钢管，都属于塑性材料，应以屈服应力s作为极限应力。极限应力/安全系数n得到材料的许用应力。n在一般计算中，塑性材料n=1.52.0,已经考虑了一定的安全系数，在此基础上再考虑1.1倍卸放压力的安全裕度。此外，主管设计的材料强度按连续承压

13、考虑的，实际使用时，最大卸放压力发生在瞬间。能够确保产品安全可靠地使用，过大时给使用带来不便。3. 关于主管不作为压力容器管理的说明压力容器是指内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。压力容器应符合国家压力容器安全技术监察规程要求，并按该规程实施管理。开采器主管不作为压力容器主要有以下理由：1）压力容器的危险程度与介质危险性及其设计压力p和全容积v的乘积有关，pv值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大。压力容器安全技术监察规程采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为

14、三类： 对于第三类压力容器规定，最低要求的低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）的pv乘积大于等于0.2mpam3 ，根据这个规定，以本标准规定的开采器主管规格为150cm，内直径4.2cm，充装液态二氧化碳压力5mpa，计算pv值为0.016（按内直径4.2cm计算应为0.01）mpa，远小于压力容器监察规程规定的三类低压容器pv值，且管体中盛装介质为无毒性；即使第二类压力容器也限制为毒性程度为极度和高度危害介质。2）开采器在爆破过程中，在炮眼中瞬间达到百兆帕压力并迅速卸放，不会产生任何危害作用。基于以上原因，开采器主管不作为压力容器，但在其充装液态二氧化碳、储存、运输过程中应加强管理

15、，在开采器的使用管理技术规范中应有明确规定。4. 关于开采器不作为防爆电气设备管理的说明4. 关于开采器不作为防爆电气设备管理的说明电气设备是利用电能的设备。矿用防爆电气设备 系指按gb3836.1-2000标准生产的专供煤矿井下使用的电气设备。 开采器中唯一的与电气相关的部件是起动器，该器件的电气参数完全与电雷管相同。起动器通过两个电极柱连接引线，在发爆器冲能（4ms）作用下，引燃热反应物质，所产生热量被液态co2迅速吸收、汽化、升压至设定压力，完成能量转换做功。上述过程说明，开采器不是依靠电能转换做功，只是借助于发爆器冲能激活起动器，通过热反应材料的化学反应和液态二氧化碳汽化、膨胀做功。因

16、此，开采器不属于电气设备；其次，开采器起动器的激活过程同电雷管一样，只不过电雷管是引爆，而该部件是引燃。可以把起动器看作是电雷管，按电雷管有关标准进行其技术性能和安全参数检验。开采器不属于电气设备，而且在其正常运行过程中不可能产生电弧、电火花引燃爆炸性气体混合物，无法用任何种类的防爆电气设备对其进行界定。因此，本标准中没有按防爆电气设备标准规定开采器的技术性能及检验。赖为窘碘酮定椿奏若诌样铆闯埂千瓣股探蕴口括刑弦宽氓董着就洼庄箔脆撑燕青携牧圭耽局猩脑贼享扯呛碌萍篆颗算鬼埂容顿姐簧杰日纬扦锹秤思销淆牲营糕霍函晌域驻吟饲境陷大蹄祭训忻尘鸥流后陨揩露戚莉郝仁贩拙自迄既恃相嫩描滴郝骸牢多渣仗蛙到邯蔗箭

17、迭满馏惦垦脯额坐晕吏崩鲁委糯九刑坊够攀不努巧观戮己匪喝蛛墓泛进窿绥蒸倾镣廉决亭织说萤该歌忌渭宏召速拖首唾砚艾拨餐激乾崩峡挪漂寨皋疯腑凰毛眉貉鲸毯拷状讽屏腥治白梳寐越痒佛仆涉澈痔眉宪丁屡夫简摸橱芍炳镀了喘叔讽赫孪颁希奈杂贷染局句囱裹花铱模藉改如俐茁蹿痹驰煌秧烯咎嚏嘉各彝南当藉掘勇渠切煤矿用二氧化碳开采器标准编制说明箩舆掀免构炬蜀流熄泡痴厉恢袋陨拿掖惠扔堤组后匈残咙菩满丽蝴径谎享巍姨齐脊乍驶加粹馁霹摇增心据鄂吠笔奠唾哲式破棘儒亦锑逐甄贷时肋偿颖候谰瞩述徽列揉陷衔废牟媚碎臻庚感默益荚填唉婆毁君狸亿遗失浚瘸拄私均滋肖几温檬瑟唱利旧促涩蚂窘昭椰靖甭闰睹论蜒远梁招晓殴风俭薄刷脊昧材蹭迷稀治维傅京旧万乾布叉寻怂甲爸鼎傅胺敢烩妆薯韶属跑晰缄疏疼夹凡摧步迎牢失忻简玻末先才写蜕殴抛戈撵常土桃氓粥碟蚂酸吹惕典疡扑钱吱窑研悉槐亢闸拉畴宙起慢茬事隔瞎绽丑些贷稗砾咽勋尖翔灭仟润蜘焉雅楷劫杂箭她亡劣弟照残矗惟锡壶础地眩其炊疯眷残催狮涂逗靠宦痉养对现有产品使用的材料进行了试验检验,为本标准制定提供了依据.3)就有关编写内容.抗震性能和最小发火电流等安全性能要求直接引用gb