關于液態CO2爆破施工的安全監管的探討

石京嶺 婁沅剛 吳殿勇

1.濟南市公安局治安警察支隊二大隊，山東 濟南 250000；2.泰安市公安局治安警察支隊槍爆大隊，山東 泰安 271000

高壓氣體爆破方法是20世紀60年代初期在美國等一些采礦業發達的國家開始研究應用的一種物理爆破方法，最初主要是用來在高瓦斯礦井下，用來代替炸藥，避免引起瓦斯爆炸，在提高塊煤率和提高采煤效率等方面起到重要的作用[1]。20世紀80年代，該技術迅速發展，逐步應用到爆破震源、金屬成型、地下礦山、露天礦山開采以及珍貴石材開采等領域，成為一種有潛力的新型爆破器材。煤炭科學研究總院的郭志興通過在地面模擬煤體爆破，對二氧化碳爆破器材進行了研究，認為液態CO2爆破是一種緩慢的、膨脹的、擴散及有剪切效果的過程，可以使釋放的二氧化碳氣體沿煤或被爆物的天然裂縫剪切開來，對多孔脆性材料爆破最適用。

20世紀90年代，我國開始引進該項技術，主要用于煤礦開采。進入21世紀，國內二氧化碳爆破器材生產商逐漸涌現(主要部件仍然依靠進口)，應用范圍進一步拓寬，從地下礦山開采擴展到露天礦山開采，從煤礦領域跨越到非煤礦山。2014年以來，將液態CO2相變膨脹設備應用于露天巖石開采的網絡報道日漸增多，同時二氧化碳爆破器材在爆破能力方面得到了很多民爆企業的認可，并且很快的推廣。

一、液態CO2相變膨脹破巖技術簡介

(一)二氧化碳爆破器材組成

二氧化碳爆破系統由充裝間設備、爆破設備等構成。充裝間設備包括：二氧化碳儲液罐、充裝機、充裝臺、拆裝機等，主要完成充裝液態CO2、存儲爆破管、發放爆破管等。

爆破設備中爆破管是二氧化碳爆破的核心設備之一，由儲液管、充裝頭、釋放頭等組成，采用超強度的特殊鋼材并經過特殊處理制作而成，具有極高的強度和韌性。爆破管直徑有50-95mm等多種規格，頂部螺栓外部接通電極，并連接起爆器，內部聯通激活器；底部帶有出氣孔的螺栓可對防爆片壓緊密封。通過二氧化碳灌注機對灌注過程的充氣壓力、充氣質量進行全程實時數據采集，同時可對充氣溫度進行設定[2]。

(二)二氧化碳爆破原理

通過壓縮灌裝機將液態CO2壓縮灌入特制的膨脹管內后，運送至施工現場，將已經充裝完畢的二氧化碳爆破器材吊裝入事先用鉆機打好的炮孔中，并用特質的細砂填充炮孔，充分振搗。連接電極后，通過激活器將液態CO2高溫激發，使液態CO2在極短的時間內呈現600-800倍的體積驟增(相當于1個標準大氣壓下的體積)，當氣團壓力超過位于膨脹管底部的定壓剪切片的設計壓力值時，剪切片破碎，高壓CO2氣體從泄能頭側面的泄能口排出，產生瞬間的強大氣體沖擊力，高壓氣體將引起周圍的巖石壓縮變形，實現巖石的松動、破裂和破碎[3]。

二、目前液態CO2爆破應用中的問題

(一)技術尚不成熟，生產混亂無標準

目前，該項技術使用在露天巖石爆破中的時間較短，對爆破機理和爆破設計參數研究較少，設備成套性較差，自動化程度差，作業過程人員較多；生產廠家魚龍混雜，產品質量并無標準，廠家水平參差不齊，大部分生產廠家使用普通鐵管焊接成爆破管充裝液態二氧化碳，甚至有的生產廠家打著生產二氧化碳爆破設備的名義，使用易制爆危險化學品直接生產“爆破筒”，存在很大安全隱患。

(二)管理法規不明確

目前國家對該行業并沒有明確相關的管理部門，也沒有相關的標準、規程和要求，相關設備的生產、購買、運輸、儲存和使用等環節均無管理部門和相關資質要求，使用者只需購買一套設備即可從事該行業，事故發生后沒有可以依據的明確的法律規定，事故責任主體不明確，該產品已經成為當前危爆物品管理工作的短板和薄弱環節[4]。

(三)易被不合法工程使用

《爆破作業項目管理要求(GA991-2012)》，規范了爆破作業項目的管理。主管部門對爆破作業項目的審查審批手續日趨嚴格，統一對爆破施工、安全監理、安全評估的規范化和對工程合法性的審查。因無工程合法性文件導致無法審批的項目，選擇了使用二氧化碳爆破。因此，目前二氧化碳爆破項目多用在非法礦山、石料開采和手續不全不具備施工條件的建設工程項目上，造成對礦產資源、自然環境的嚴重破壞，同時對城市建設和整體規劃造成嚴重的影響。

(四)對人民群眾生命財產安全造成了威脅

雖然液態二氧化碳爆破相對炸藥來說，能量較低，

但是依然存在著一定的危害效應。主要包括爆破個別飛散物、爆破振動、飛管以及炸管等。液態CO2爆破的盲目發展和無控制措施，必然會對人民群眾的生活產生影響，對人民群眾生命財產安全造成威脅。

三、對液態CO2爆破施工安全監管的設想

為了促進使用液態CO2爆破施工的安全，保護人民群眾的生命財產安全。政府必需將之納入安全管理。充分發揮質量監督部門、安全生產部門、公安機關、城市執法管理、國土等各職能部門的作用，從各個方面進行安全監管。

(一)盡快制定出臺液態CO2爆破設備質量標準。質量監督部門負責液態CO2爆破設備質量監督。因液態CO2爆破設備屬于高壓容器，對成套生產設備進行監管，制定相應設備安全標準，保證設備質量和安全。

(二)盡快制定出臺安全監管法規。將液態CO2爆破設備納入危險化學品監管范圍。由安全生產部門負責液態CO2爆破設備的生產、儲存、運輸和爆破施工的監管，與落實《安全生產法》相結合。對生產、儲存、運輸、使用液態CO2爆破設備的單位和人員，必須取得《安全生產許可證》。

(三)城市執法管理部門加強對非法建設工程的監督力度，對于未經審批、手續不完善的非法城市建設項目中利用液態CO2爆破的行為嚴格依法進行查處。

(四)國土部門加強對非法開采礦山資源行為的查處力度，對于未經許可、越界等利用液態CO2爆破非法開采礦產資源，破壞環境的行為進行查處。

(五)公安機關進一步加強對易制爆危險化學品的管理。依法嚴厲打擊利用易制爆危險化學品直接生產“爆破筒”的行為。公安機關應進一步加強對易制爆危險化學品的管理，對使用易制爆危險化學品直接生產“爆破筒”的廠家，堅決予以依法打擊。

四、結語

液態CO2的飛速發展和使用對整個民爆行業來說是把“雙刃劍”，一方面，質量過關、合理有效的使用二氧化碳爆破器材為解決傳統炸藥爆破巖石技術進行石方開挖受到的約束的問題提供了新方法，是對傳統炸藥爆破有效的補充。另一方面，由于生產混亂，無管理措施，導致二氧化碳爆破存在巨大的施工安全隱患和社會治安隱患。劣質的二氧化碳爆破器材和混亂的使用已經對正常的社會治安和人民財產安全產生了威脅，對二氧化碳爆破的安全管理已經迫在眉睫，不允許二氧化碳爆破稱為社會治安的“法外之地”。

[1]陳喜恩，趙龍，王兆豐，等.液態CO2相變致裂機理及應用技術研究[J].煤炭工程，2016，48(9)：95-97，101.

[2]黃園月，尹嵐嵐，等.二氧化碳致裂器研制與應用[J].煤炭工程，2015，34(8)：123-124.

[3]夏軍，李必紅，陳丁丁.CO2液-氣相變膨脹破巖技術[J].采礦技術，2016，16(6)：119-121.

[4]秦清風，馬紅茂.城市控制爆破的安全管理[J].機械管理開發，2007，6：106-107.