关于液态CO2爆破施工的安全监管的探讨

石京岭 娄沅刚 吴殿勇

1.济南市公安局治安警察支队二大队，山东 济南 250000；2.泰安市公安局治安警察支队枪爆大队，山东 泰安 271000

高压气体爆破方法是20世纪60年代初期在美国等一些采矿业发达的国家开始研究应用的一种物理爆破方法，最初主要是用来在高瓦斯矿井下，用来代替炸药，避免引起瓦斯爆炸，在提高块煤率和提高采煤效率等方面起到重要的作用[1]。20世纪80年代，该技术迅速发展，逐步应用到爆破震源、金属成型、地下矿山、露天矿山开采以及珍贵石材开采等领域，成为一种有潜力的新型爆破器材。煤炭科学研究总院的郭志兴通过在地面模拟煤体爆破，对二氧化碳爆破器材进行了研究，认为液态CO2爆破是一种缓慢的、膨胀的、扩散及有剪切效果的过程，可以使释放的二氧化碳气体沿煤或被爆物的天然裂缝剪切开来，对多孔脆性材料爆破最适用。

20世纪90年代，我国开始引进该项技术，主要用于煤矿开采。进入21世纪，国内二氧化碳爆破器材生产商逐渐涌现(主要部件仍然依靠进口)，应用范围进一步拓宽，从地下矿山开采扩展到露天矿山开采，从煤矿领域跨越到非煤矿山。2014年以来，将液态CO2相变膨胀设备应用于露天岩石开采的网络报道日渐增多，同时二氧化碳爆破器材在爆破能力方面得到了很多民爆企业的认可，并且很快的推广。

一、液态CO2相变膨胀破岩技术简介

(一)二氧化碳爆破器材组成

二氧化碳爆破系统由充装间设备、爆破设备等构成。充装间设备包括：二氧化碳储液罐、充装机、充装台、拆装机等，主要完成充装液态CO2、存储爆破管、发放爆破管等。

爆破设备中爆破管是二氧化碳爆破的核心设备之一，由储液管、充装头、释放头等组成，采用超强度的特殊钢材并经过特殊处理制作而成，具有极高的强度和韧性。爆破管直径有50-95mm等多种规格，顶部螺栓外部接通电极，并连接起爆器，内部联通激活器；底部带有出气孔的螺栓可对防爆片压紧密封。通过二氧化碳灌注机对灌注过程的充气压力、充气质量进行全程实时数据采集，同时可对充气温度进行设定[2]。

(二)二氧化碳爆破原理

通过压缩灌装机将液态CO2压缩灌入特制的膨胀管内后，运送至施工现场，将已经充装完毕的二氧化碳爆破器材吊装入事先用钻机打好的炮孔中，并用特质的细砂填充炮孔，充分振捣。连接电极后，通过激活器将液态CO2高温激发，使液态CO2在极短的时间内呈现600-800倍的体积骤增(相当于1个标准大气压下的体积)，当气团压力超过位于膨胀管底部的定压剪切片的设计压力值时，剪切片破碎，高压CO2气体从泄能头侧面的泄能口排出，产生瞬间的强大气体冲击力，高压气体将引起周围的岩石压缩变形，实现岩石的松动、破裂和破碎[3]。

二、目前液态CO2爆破应用中的问题

(一)技术尚不成熟，生产混乱无标准

目前，该项技术使用在露天岩石爆破中的时间较短，对爆破机理和爆破设计参数研究较少，设备成套性较差，自动化程度差，作业过程人员较多；生产厂家鱼龙混杂，产品质量并无标准，厂家水平参差不齐，大部分生产厂家使用普通铁管焊接成爆破管充装液态二氧化碳，甚至有的生产厂家打着生产二氧化碳爆破设备的名义，使用易制爆危险化学品直接生产“爆破筒”，存在很大安全隐患。

(二)管理法规不明确

目前国家对该行业并没有明确相关的管理部门，也没有相关的标准、规程和要求，相关设备的生产、购买、运输、储存和使用等环节均无管理部门和相关资质要求，使用者只需购买一套设备即可从事该行业，事故发生后没有可以依据的明确的法律规定，事故责任主体不明确，该产品已经成为当前危爆物品管理工作的短板和薄弱环节[4]。

(三)易被不合法工程使用

《爆破作业项目管理要求(GA991-2012)》，规范了爆破作业项目的管理。主管部门对爆破作业项目的审查审批手续日趋严格，统一对爆破施工、安全监理、安全评估的规范化和对工程合法性的审查。因无工程合法性文件导致无法审批的项目，选择了使用二氧化碳爆破。因此，目前二氧化碳爆破项目多用在非法矿山、石料开采和手续不全不具备施工条件的建设工程项目上，造成对矿产资源、自然环境的严重破坏，同时对城市建设和整体规划造成严重的影响。

(四)对人民群众生命财产安全造成了威胁

虽然液态二氧化碳爆破相对炸药来说，能量较低，

但是依然存在着一定的危害效应。主要包括爆破个别飞散物、爆破振动、飞管以及炸管等。液态CO2爆破的盲目发展和无控制措施，必然会对人民群众的生活产生影响，对人民群众生命财产安全造成威胁。

三、对液态CO2爆破施工安全监管的设想

为了促进使用液态CO2爆破施工的安全，保护人民群众的生命财产安全。政府必需将之纳入安全管理。充分发挥质量监督部门、安全生产部门、公安机关、城市执法管理、国土等各职能部门的作用，从各个方面进行安全监管。

(一)尽快制定出台液态CO2爆破设备质量标准。质量监督部门负责液态CO2爆破设备质量监督。因液态CO2爆破设备属于高压容器，对成套生产设备进行监管，制定相应设备安全标准，保证设备质量和安全。

(二)尽快制定出台安全监管法规。将液态CO2爆破设备纳入危险化学品监管范围。由安全生产部门负责液态CO2爆破设备的生产、储存、运输和爆破施工的监管，与落实《安全生产法》相结合。对生产、储存、运输、使用液态CO2爆破设备的单位和人员，必须取得《安全生产许可证》。

(三)城市执法管理部门加强对非法建设工程的监督力度，对于未经审批、手续不完善的非法城市建设项目中利用液态CO2爆破的行为严格依法进行查处。

(四)国土部门加强对非法开采矿山资源行为的查处力度，对于未经许可、越界等利用液态CO2爆破非法开采矿产资源，破坏环境的行为进行查处。

(五)公安机关进一步加强对易制爆危险化学品的管理。依法严厉打击利用易制爆危险化学品直接生产“爆破筒”的行为。公安机关应进一步加强对易制爆危险化学品的管理，对使用易制爆危险化学品直接生产“爆破筒”的厂家，坚决予以依法打击。

四、结语

液态CO2的飞速发展和使用对整个民爆行业来说是把“双刃剑”，一方面，质量过关、合理有效的使用二氧化碳爆破器材为解决传统炸药爆破岩石技术进行石方开挖受到的约束的问题提供了新方法，是对传统炸药爆破有效的补充。另一方面，由于生产混乱，无管理措施，导致二氧化碳爆破存在巨大的施工安全隐患和社会治安隐患。劣质的二氧化碳爆破器材和混乱的使用已经对正常的社会治安和人民财产安全产生了威胁，对二氧化碳爆破的安全管理已经迫在眉睫，不允许二氧化碳爆破称为社会治安的“法外之地”。

[1]陈喜恩，赵龙，王兆丰，等.液态CO2相变致裂机理及应用技术研究[J].煤炭工程，2016，48(9)：95-97，101.

[2]黄园月，尹岚岚，等.二氧化碳致裂器研制与应用[J].煤炭工程，2015，34(8)：123-124.

[3]夏军，李必红，陈丁丁.CO2液-气相变膨胀破岩技术[J].采矿技术，2016，16(6)：119-121.

[4]秦清风，马红茂.城市控制爆破的安全管理[J].机械管理开发，2007，6：106-107.