孙 小 明

(1.煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院，北京 100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013)

0 引 言

在矿山开发、水利水电工程建设以及城市隧道施工等工程中广泛涉及岩石巷道开挖作业，依靠炸药的钻孔爆破法是当前巷道、隧洞开挖的常用手段。然而，炸药爆破伴生的危害效应不容忽视，爆破冲击波、强烈振动引起巷道支护失稳或围岩损伤，对矿井安全造成较大危害，尤其对深埋高地应力岩体开挖过程中的岩爆、微地震、分区破裂化等非常规岩体工程灾害的形成具有重要影响[1-2]；在高瓦斯、突出矿井中，使用炸药进行作业存在引燃瓦斯甚至引发瓦斯爆炸的隐患；在水利水电工程及城市隧道施工中，炸药爆破施工引起的振动会对附近建筑物造成较大危害；爆破噪声、有毒有害气体及粉尘等污染会对居住环境造成不良影响，危害作业人员身心健康[3]。鉴于炸药爆破在工程应用中的诸多不良因素，同时大型凿岩设备受制于作业空间、围岩地质条件等因素而使用范围有限[4-5]，为提高巷道掘进效率，提出采用液态二氧化碳相变致裂技术用于破岩作业。

液态二氧化碳相变致裂技术是一种非炸药物理爆破技术，致裂过程具有安全可靠、振动和噪声小、无有毒有害气体产生的优点，而且主爆区对围岩扰动小、能量利用率高，可最大程度地减少爆破粉尘的产生[6]，致裂过程无火花外露，杜绝引起瓦斯爆炸的危险。文献[7-10]利用液态二氧化碳相变致裂技术在低透气性煤层中开展深孔预裂爆破，可大幅提高煤体内裂隙发育程度，改善煤层透气性，进而促进瓦斯解吸提高瓦斯抽采效果。……