一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法与流程

1.本发明涉及一氧化碳产物消除领域，具体而言，涉及一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法。


背景技术：

2.施工隧道、地下矿井巷道等掘进工作是一个复杂的工程，经常采用爆破作业方式进行掘进。然而在井巷掘进爆破时，炸药爆炸生成的气体含有大量的一氧化碳有毒气体，一氧化碳与血液中血红蛋白的亲合力比氧气高200～300倍，极易与人体血液中的血红蛋白相结合形成碳氧血红蛋白使血红蛋白丧失携氧能力，从而造成组织窒息致人死亡。为了避免井下co中毒伤亡事故发生，《煤矿安全规程》中明确规定井下空气中co最高允许浓度为24ppm。
3.目前国内外主要采用自然通风以及机械通风的安全控制方式降低一氧化碳浓度，由于井巷作业空间狭小，通风条件较差，无法较短时间内大幅度降低一氧化碳浓度，容易造成有毒气体浓度超标，对施工人员的身体健康和安全生产构成严重威胁。因此研究一种能实现隧道、矿井巷道等有限空间一氧化碳产物快速消除的新型方法对于社会具有重要意义。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本发明提供了一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，旨在改善上述背景技术中的问题。
5.本发明实施例提供了一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，包括以下步骤：
6.s1.消除气囊准备：首先将制备好的消除剂研磨成所需粒度的粉末，干燥环境中高温活化，随后准备一定数量的气囊，将50～200g的消除剂充装入气囊中，随后对气囊进行充气处理，气囊扎紧；
7.s2.悬吊消除气囊：确定消除区域，在爆破掘进作业巷道顶部设置悬挂装置，将气囊悬吊到悬挂装置上，悬挂装置上设有尖钉，形成一氧化碳消除区域，且所述尖钉与所述气囊接触；
8.s3.掘进爆破作业布置：根据需要选择炸药卷、雷管和起爆网络，爆破面钻孔布置炮孔，确定炮孔掏槽方式以及各炮孔炸药量，在炮孔中装入炸药，随后铺设炸药起爆网路，网路连接完成之后准备起爆；
9.s4.co有毒气体消除：爆破作业之后，冲击波通过压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用使得岩石破碎抛掷，在巷道底部形成不同块度的碎石，击破气囊或者使气囊向后倾斜被尖钉扎破，消除剂抛洒悬浮在空中，形成一定区域的消除剂尘云带，利用催化氧化的化学反应，迅速消除爆破作业产生的一氧化碳有毒气体。
10.在上述实现过程中，以气囊为载体承载消除剂，利用爆破冲击波以及冲击波作用
下抛掷的岩石使得气囊破裂，形成一氧化碳消除区域，实现一氧化碳产物的同步消除，适用于矿井、隧道等多种受限空间爆破作业场景。
11.在一种具体的实施方案中，所述s1中的消除剂选用铜、锰、铝、铁或钴中单一金属氧化物或两种及以上的复合金属氧化物，所述消除剂高温活化处理温度为200～300℃，活化时间在0.5-2h，所述消除剂的粒径为100～200目。
12.在一种具体的实施方案中，所述气囊的材质为塑料、橡胶或编织物类的材质中的一种，所述气囊初始大小根据实际爆破作业后co消除要求设定。
13.在一种具体的实施方案中，所述气囊设置为椭圆形或方形，所述气囊的初始体积与填充空气后的气囊体积之比为1:5～1:10。
14.在一种具体的实施方案中，所述s2中的消除区域设置在距离爆破作业巷道迎头10～15m处，且所述气囊呈环向布置2～3排，每排悬挂3个气囊，气囊排间间距为2～3m，气囊单个之间夹角为30～45
°
。
15.在一种具体的实施方案中，所述s3中的炸药卷采用二级或三级煤矿许用炸药卷；所述雷管采用适合于煤矿井下全断面爆破作业的非电毫秒雷管；所述起爆网络采用微差起爆的导爆管串并联网络。
16.在一种具体的实施方案中，所述s3中的炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔，所述炮孔的孔口采用黄泥封堵，封满为止，所述掏槽孔内炸药的导爆索采用正向起爆技术。
17.在一种具体的实施方案中，所述s4中co有毒气体消除中的催化氧化的化学反应具体公式如下：
[0018][0019]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0020]
1、本发明提出的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，适用于隧道、矿井巷道等受限空间开采及岩石爆破场景，以气囊为载体承载一氧化碳消除剂，利用爆破作业产生的冲击波为动力使得气囊被击破，消除剂形成粉尘云进行一氧化碳消除。
[0021]
2、本发明满足受限空间爆破作业对于一氧化碳产物的消除需求，解决由于井巷作业空间狭小，通风条件较差，无法较短时间内大幅度降低一氧化碳浓度，容易造成有毒气体浓度超标的难题，能大大减少一氧化碳浓度，改善爆破作业工作环境。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]
图1是本发明实施方式提供的气囊布置平面图；
[0024]
图2为本发明实施方式提供的气囊布置截面图；
[0025]
图3为本发明实施方式提供的作用示意图。
[0026]
图中：1、巷道；2、炸药卷；3、黄泥；4、气囊；5、消除剂；6、尖钉；7、风筒；8、碎石。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
[0028]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例1
[0030]
请参阅图1-3，本发明提供一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，包括以下步骤：
[0031]
s1.消除气囊4准备：首先将制备好的消除剂5研磨成所需粒度的粉末，干燥环境中高温活化，随后准备一定数量的气囊4，将50g的消除剂5充装入气囊4中，随后对气囊4进行充气处理，气囊4扎紧，防止漏气；所述s1中的消除剂5选用铜金属氧化物，所述消除剂5高温活化处理温度为200℃，活化时间在0.5h，所述消除剂5的粒径为100目；所述气囊4的材质为塑料材质，所述气囊4初始大小根据实际爆破作业后co消除要求设定；
[0032]
s2.悬吊消除气囊4：确定消除区域，在爆破掘进作业巷道1顶部设置悬挂装置，将气囊4悬吊到悬挂装置上，悬挂装置上设有尖钉6，形成一氧化碳消除区域，且所述尖钉6与所述气囊4接触；所述气囊4设置为椭圆形，所述气囊4的初始体积与填充空气后的气囊4体积之比为1:5；所述s2中的消除区域设置在距离爆破作业巷道1迎头10m处，且所述气囊4呈环向布置2排，每排悬挂3个气囊4，气囊4排间间距为2m，气囊4单个之间夹角为30
°
；
[0033]
s3.掘进爆破作业布置：根据需要选择炸药卷2、雷管和起爆网络，爆破面钻孔布置炮孔，确定炮孔掏槽方式以及各炮孔炸药量，在炮孔中装入炸药，随后铺设炸药起爆网路，网路连接完成之后准备起爆；所述s3中的炸药卷2采用二级煤矿许用炸药卷2；所述雷管采用适合于煤矿井下全断面爆破作业的非电毫秒雷管；所述起爆网络采用微差起爆的导爆管串并联网络；所述s3中的炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔，所述炮孔的孔口采用黄泥3封堵，封满为止，所述掏槽孔内炸药的导爆索采用正向起爆技术；具体地，所有导爆索从炮孔中引出后并联到距离迎头5m的电雷管，有序撤离作业人员、设备，检查完毕后进行放炮；
[0034]
s4.co有毒气体消除：爆破作业之后，冲击波通过压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用使得岩石破碎抛掷，在巷道1底部形成不同块度的碎石8，击破气囊4或者使气囊4向后倾斜被尖钉6扎破，消除剂5抛洒悬浮在空中，形成一定区域的消除剂5尘云带，利用催化氧化的化学反应，迅速消除爆破作业产生的一氧化碳有毒气体；所述s4中co有毒气体消除中的催化氧化的化学反应具体公式如下：
[0035][0036]
实施例2
[0037]
请参阅图1-3，本发明提供一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，包括以下步骤：
[0038]
s1.消除气囊4准备：首先将制备好的消除剂5研磨成所需粒度的粉末，干燥环境中
高温活化，随后准备一定数量的气囊4，将200g的消除剂5充装入气囊4中，随后对气囊4进行充气处理，气囊4扎紧，防止漏气；所述s1中的消除剂5选用锰、铝复合金属氧化物，所述消除剂5高温活化处理温度为300℃，活化时间在2h，所述消除剂5的粒径为200目；所述气囊4的材质为橡胶材质，所述气囊4初始大小根据实际爆破作业后co消除要求设定；
[0039]
s2.悬吊消除气囊4：确定消除区域，在爆破掘进作业巷道1顶部设置悬挂装置，将气囊4悬吊到悬挂装置上，悬挂装置上设有尖钉6，形成一氧化碳消除区域，且所述尖钉6与所述气囊4接触；所述气囊4设置为方形，所述气囊4的初始体积与填充空气后的气囊4体积之比为1:10；所述s2中的消除区域设置在距离爆破作业巷道1迎头15m处，且所述气囊4呈环向布置3排，每排悬挂3个气囊4，气囊4排间间距为3m，气囊4单个之间夹角为45
°
；
[0040]
s3.掘进爆破作业布置：根据需要选择炸药卷2、雷管和起爆网络，爆破面钻孔布置炮孔，确定炮孔掏槽方式以及各炮孔炸药量，在炮孔中装入炸药，随后铺设炸药起爆网路，网路连接完成之后准备起爆；所述s3中的炸药卷2采用三级煤矿许用炸药卷2；所述雷管采用适合于煤矿井下全断面爆破作业的非电毫秒雷管；所述起爆网络采用微差起爆的导爆管串并联网络；所述s3中的炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔，所述炮孔的孔口采用黄泥3封堵，封满为止，所述掏槽孔内炸药的导爆索采用正向起爆技术；具体地，所有导爆索从炮孔中引出后并联到距离迎头8m的电雷管，有序撤离作业人员、设备，检查完毕后进行放炮；
[0041]
s4.co有毒气体消除：爆破作业之后，冲击波通过压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用使得岩石破碎抛掷，在巷道1底部形成不同块度的碎石8，击破气囊4或者使气囊4向后倾斜被尖钉6扎破，消除剂5抛洒悬浮在空中，形成一定区域的消除剂5尘云带，利用催化氧化的化学反应，迅速消除爆破作业产生的一氧化碳有毒气体；所述s4中co有毒气体消除中的催化氧化的化学反应具体公式如下：
[0042][0043]
实施例3
[0044]
请参阅图1-3，本发明提供一种气囊4悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，包括以下步骤：
[0045]
s1.消除气囊4准备：首先将制备好的消除剂5研磨成所需粒度的粉末，干燥环境中高温活化，随后准备一定数量的气囊4，将100g的消除剂5充装入气囊4中，随后对气囊4进行充气处理，气囊4扎紧，防止漏气；所述s1中的消除剂5选用钴系消除剂5，所述消除剂5高温活化处理温度为250℃，活化时间在1h，所述消除剂5的粒径为150目；所述气囊4的材质为塑料材质，所述气囊4初始大小根据实际爆破作业后co消除要求设定；
[0046]
s2.悬吊消除气囊4：确定消除区域，在爆破掘进作业巷道1顶部设置悬挂装置，将气囊4悬吊到悬挂装置上，悬挂装置上设有尖钉6，形成一氧化碳消除区域，且所述尖钉6与所述气囊4接触；所述气囊4设置为椭圆形，所述气囊4的初始体积与填充空气后的气囊4体积之比为1:7；所述s2中的消除区域设置在距离爆破作业巷道1迎头12m处，且所述气囊4呈环向布置3排，每排悬挂3个气囊4，气囊4排间间距为2m，气囊4单个之间夹角为40
°
；
[0047]
s3.掘进爆破作业布置：根据需要选择炸药卷2、雷管和起爆网络，爆破面钻孔布置炮孔，确定炮孔掏槽方式以及各炮孔炸药量，在炮孔中装入炸药，随后铺设炸药起爆网路，
网路连接完成之后准备起爆；所述s3中的炸药卷2采用三级煤矿许用炸药卷2；所述雷管采用适合于煤矿井下全断面爆破作业的非电毫秒雷管；所述起爆网络采用微差起爆的导爆管串并联网络；所述s3中的炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔，所述炮孔的孔口采用黄泥3封堵，封满为止，所述掏槽孔内炸药的导爆索采用正向起爆技术；具体地，所有导爆索从炮孔中引出后并联到距离迎头6m的电雷管，有序撤离作业人员、设备，检查完毕后进行放炮；
[0048]
s4.co有毒气体消除：爆破作业之后，冲击波通过压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用使得岩石破碎抛掷，在巷道1底部形成不同块度的碎石8，击破气囊4或者使气囊4向后倾斜被尖钉6扎破，消除剂5抛洒悬浮在空中，形成一定区域的消除剂5尘云带，利用催化氧化的化学反应，迅速消除爆破作业产生的一氧化碳有毒气体；所述s4中co有毒气体消除中的催化氧化的化学反应具体公式如下：
[0049][0050]
该气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法的工作原理：
[0051]
首先采用水热法，以铜、锰、铝、钴等中单一金属氧化物或两种及以上复合金属氧化物为主要活性成分制备消除剂5，再利用球磨机研磨消除剂5，消除剂5研磨至100～200目，并在200～300℃、干燥环境下活化0.5小时以上，将活化好的消除剂5装入储藏容器中；
[0052]
在实施时，选取消除剂50～200g，将其装入消除气囊4中，消除气囊4采用橡胶、塑料或编织物类的材料，呈椭圆状，按爆破的需要计算所需要的气囊4数目，全部装好待用；由于井下或地下爆破作业的场所空间相对狭小，同时通风条件较差，因此为了保障更好的消除效果，需要确定消除气囊4的设置高度以及相互之间的夹角，保障气囊4破裂时消除剂5能够充分布满；爆破前，先确定爆破所需的炮孔数，并计算每个炮孔所需炸药量，确定最终总的炸药量，将炸药2填装，最后利用黄泥3密封炮孔，在爆破需要的全部炮孔依次装好炸药且密封完整之后进行爆破网路安设，准备爆破；
[0053]
将装好待用的消除气囊4进行空气充装，气囊4膨胀至原体积的5～10倍，所有气囊4空气重装完毕之后依次悬吊到巷道1壁面上，使得气囊4与尖钉6紧密接触，待全部气囊4悬吊完毕，一氧化碳消除区域布置完成；爆破作业时，气囊4被击破，消除剂5抛洒，形成消除剂5尘云，从而达到所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法降低爆破后一氧化碳有毒气体的效果。
[0054]
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0055]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.消除气囊(4)准备：首先将制备好的消除剂(5)研磨成所需粒度的粉末，干燥环境中高温活化，随后准备一定数量的气囊(4)，将50～200g的消除剂(5)充装入气囊(4)中，随后对气囊(4)进行充气处理，气囊(4)扎紧；s2.悬吊消除气囊(4)：确定消除区域，在爆破掘进作业巷道(1)顶部设置悬挂装置，将气囊(4)悬吊到悬挂装置上，悬挂装置上设有尖钉(6)，形成一氧化碳消除区域，且所述尖钉(6)与所述气囊(4)接触；s3.掘进爆破作业布置：根据需要选择炸药卷(2)、雷管和起爆网络，爆破面钻孔布置炮孔，确定炮孔掏槽方式以及各炮孔炸药量，在炮孔中装入炸药，随后铺设炸药起爆网路，网路连接完成之后准备起爆；s4.co有毒气体消除：爆破作业之后，冲击波通过压缩、松动、破坏、抛掷及杀伤作用使得岩石破碎抛掷，在巷道(1)底部形成不同块度的碎石(8)，击破气囊(4)或者使气囊(4)向后倾斜被尖钉(6)扎破，消除剂(5)抛洒悬浮在空中，形成一定区域的消除剂(5)尘云带，利用催化氧化的化学反应，迅速消除爆破作业产生的一氧化碳有毒气体。2.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述s1中的消除剂(5)选用铜、锰、铝、铁或钴中单一金属氧化物或两种及以上的复合金属氧化物，所述消除剂(5)高温活化处理温度为200～300℃，活化时间在0.5-2h，所述消除剂(5)的粒径为100～200目。3.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述气囊(4)的材质为塑料、橡胶或编织物类的材质中的一种，所述气囊(4)初始大小根据实际爆破作业后co消除要求设定。4.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述气囊(4)设置为椭圆形或方形，所述气囊(4)的初始体积与填充空气后的气囊(4)体积之比为1:5～1:10。5.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述s2中的消除区域设置在距离爆破作业巷道(1)迎头10～15m处，且所述气囊(4)呈环向布置2～3排，每排悬挂3个气囊(4)，气囊(4)排间间距为2～3m，气囊(4)单个之间夹角为30～45
°
。6.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述s3中的炸药卷(2)采用二级或三级煤矿许用炸药卷(2)；所述雷管采用适合于煤矿井下全断面爆破作业的非电毫秒雷管；所述起爆网络采用微差起爆的导爆管串并联网络。7.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述s3中的炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔，所述炮孔的孔口采用黄泥(3)封堵，封满为止，所述掏槽孔内炸药的导爆索采用正向起爆技术。8.根据权利要求1所述的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，其特征在于，所述s4中co有毒气体消除中的催化氧化的化学反应具体公式如下：

技术总结
本发明提供了一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，属于一氧化碳产物消除技术领域。包括以下步骤：S1.消除气囊准备：首先将制备好的消除剂研磨成所需粒度的粉末，干燥环境中高温活化，随后准备一定数量的气囊，将50～200g的消除剂充装入气囊中，随后对气囊进行充气处理，气囊扎紧；S2.悬吊消除气囊：确定消除区域，在爆破掘进作业巷道顶部设置悬挂装置；S3.掘进爆破作业布置；S4.CO有毒气体消除。本发明提出的一种气囊悬顶爆破作业一氧化碳产物消除方法，适用于隧道、矿井巷道等受限空间开采及岩石爆破场景，以气囊为载体承载一氧化碳消除剂，利用爆破作业产生的冲击波为动力使得气囊被击破，消除剂形成粉尘云进行一氧化碳消除。碳消除。碳消除。


技术研发人员：程浩 徐光文 高爱平 仝现伟 杨尚峰 韩巧瑞
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/8/14