CN112665472B - 一种露天矿用二氧化碳破岩装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种露天矿用二氧化碳破岩装置及方法，装置包括注气管、增压泵、搅拌式二氧化碳与磨料混合机构、液态二氧化碳储罐、储能室及致裂室，储能室与致裂室之间设有封隔片，注气管上设有压力传感器、流量传感器和若干阀门，储能室与钻孔孔口之间注气管上依次套装有陶瓷电加热套管和保温套管。方法为：布孔；确定破岩参数；钻孔；对钻孔进行热力扩孔；将储能室与致裂室串装体送入钻孔；对钻孔孔口进行封孔；向储能室内腔中通入二氧化碳磨料混合流体，封堵钻孔孔壁裂隙同时加注液态二氧化碳；对液态二氧化碳进行增压和加热，形成超临界二氧化碳并封闭储能室；持续通入超临界二氧化碳使封隔片碎裂，钻孔内液态二氧化碳急速气化膨胀，其能量直接致裂岩层。

Description

一种露天矿用二氧化碳破岩装置及方法

技术领域

本发明属于露天矿山采矿技术领域，特别是涉及一种露天矿用二氧化碳破岩装置及方法。

背景技术

露天采矿是一个移走矿体上的覆盖物以得到所需矿物的过程，一般包括剥离、爆破、采装等作业流程，爆破过程是影响矿体开采的质量、安全及经济效益的关键环节。传统的爆破方式是利用炸药在钻孔中爆炸所产生的爆生气体达到致裂岩石的目的，但传统爆破方式存在诸多安全隐患，炸药在存储、运输过程中易造成安全事故，炸药在使用时会引起较大的空气冲击波，不仅会带来噪声、环境污染，而且较大的地震波还会影响边坡稳定，进而带来了严重的次生灾害。另外，在露天煤矿开采的爆破过程中高温爆生气体极易损耗钻孔内的煤体，造成了大量的资源浪费。

为此，二氧化碳爆破技术应运而生，二氧化碳爆破是利用二氧化碳相变转换特性进行爆破压裂的，但二氧化碳需要提前压缩到爆破筒内，使用时需要利用电击发或炸药击发等引爆方式使二氧化碳发生相变，从而使二氧化碳的体积瞬间膨胀，以达到爆破效果。电击发引爆方式或炸药击发引爆方式在爆炸性气体环境下具有一定的危险性，同时将二氧化碳压缩到爆破筒内的过程也存在较高的安全隐患。

对于煤矿而言，传统爆破过程中过多沫煤量的产生导致了大量的资源浪费与效益降低，因此，要求破岩后的煤体具备一定的块度。对于金属矿而言，则要求破岩后尽量降低大块率，以满足提升与选矿的要求。传统二氧化碳爆破采用爆破筒进行储能，无法进行能量的调节与控制，难以满足不同矿岩体的块度需求。此外，由于露天矿岩钻孔的孔壁具有天然裂隙，会增大气体相变产生能量的耗散通道，同时传统二氧化碳爆破过程中不采用封孔处理，加剧了能量耗散并产生粉尘污染，导致现有的二氧化碳爆破方式存在破岩范围小、破岩效果不理想等不足之处。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种露天矿用二氧化碳破岩装置及方法，具有破岩安全性高、破岩范围大、破岩效果好以及压力、块度可控的特点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种露天矿用二氧化碳破岩装置，包括注气管、液态二氧化碳储罐、储能室及致裂室；所述液态二氧化碳储罐位于钻孔外部，所述储能室及致裂室位于钻孔内部；所述注气管一端与液态二氧化碳储罐相连通，注气管另一端与储能室相连通，所述储能室与致裂室串装在一起，储能室与致裂室的内腔之间由封隔片进行分隔。

在所述液态二氧化碳储罐与钻孔孔口之间的注气管上依次设置有第一阀门、增压泵、第一压力传感器、第一流量传感器、第一三通、第二阀门、第二三通、第二压力传感器、第二流量传感器、第三三通及第三阀门；在所述钻孔外部设置有搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，所述搅拌式二氧化碳与磨料混合机构与第二阀门并联设置，搅拌式二氧化碳与磨料混合机构的进料端通过第四阀门与第一三通相连通，搅拌式二氧化碳与磨料混合机构的出料端通过第五阀门与第二三通相连通；在所述钻孔外部设置有废气储罐，所述废气储罐与第三三通相连通，在第三三通与废气储罐之间的管路上依次设置有第六阀门和第三压力传感器。

在所述钻孔外部设置有信息采集器和计算机，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一流量传感器及第二流量传感器的信号输出端均与信息采集器进行电连接，信息采集器的信号输出端与计算机进行电连接。

在靠近所述钻孔孔口的钻孔内设置有封隔器，所述封隔器与钻孔孔口之间的空间内由水泥砂浆进行封堵；在所述钻孔外部设置有注浆泵，注浆泵通过注浆管向封隔器与钻孔孔口之间的空间内填充水泥砂浆，在注浆管上设置有第七阀门。

在所述储能室与钻孔孔口之间的注气管上由内至外依次套装有陶瓷电加热套管和保温套管；在所述钻孔外部设置有温度控制器，所述温度控制器与陶瓷电加热套管进行电连接。

在所述钻孔孔口上方设置有封孔盖板，所述封孔盖板下方依次为封孔垫片和封孔塞；在所述封孔盖板上分别设置有注气管穿装孔和注浆管穿装孔，所述注气管与注气管穿装孔之间、注浆管与注浆管穿装孔之间均设置有密封胶；所述封孔盖板与钻孔围岩之间通过锚杆机构进行固定。

在所述储能室的侧壁上开设有若干注入喷口，每个注入喷口外侧均设置有高压闭合喷头，在高压闭合喷头的中心孔口内侧同轴设置有一根推力弹簧，推力弹簧一端与高压闭合喷头相连，推力弹簧另一端连接有一张喷口密封板；所述储能室的内腔通过注入喷口与钻孔相通；在所述致裂室的侧壁上开设有若干致裂喷口，致裂室的内腔通过致裂喷口与钻孔相通。

一种露天矿用二氧化碳破岩方法，采用了所述的露天矿用二氧化碳破岩装置，包括如下步骤：

步骤一：根据露天矿开采需要确定钻孔的布孔位置和布孔数量；

步骤二：根据露天矿开采所需致裂范围及块度要求，确定二氧化碳与磨料混合注入封堵裂隙、以及致裂矿岩体的压力及流量；

步骤三：在确定好的布孔位置处，利用钻孔设备加工钻孔，当钻孔达到预设深度后，再对钻孔进行热力扩孔，使钻孔形成“上细下粗”的形态；

步骤四：将储能室与致裂室的串装体送入钻孔内，之后将封隔器送入到钻孔内的指定位置，然后启动封隔器；

步骤五：在钻孔孔口处依次完成封孔塞、封孔垫片及封孔盖板的安装，之后开启第七阀门，然后启动注浆泵，通过注浆管向封隔器与钻孔孔口之间的空间内填充水泥砂浆，直到空间被水泥砂浆填满，之后依次关闭注浆泵和第七阀门，最后等待水泥砂浆达到固结强度，封孔完成；

步骤六：将第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门调整到开启状态，将其余阀门维持在关闭状态，同时启动增压泵和搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，设置增压泵的压力，液态二氧化碳储罐内输出的液态二氧化碳先经过增压泵进行增压，之后进入搅拌式二氧化碳与磨料混合机构内与磨料进行混合，所形成的二氧化碳磨料混合流体则通过注气管直接进入储能室的内腔中，喷口密封板此时处于开启状态，二氧化碳磨料混合流体可以顺利通过注入喷口和高压闭合喷头射向钻孔的孔壁，用以对钻孔孔壁内的裂隙进行封堵，使钻孔内形成相对密闭的空间，之后关闭搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，当裂隙封堵完成后，持续向钻孔5内通入二氧化碳流体，直到钻孔内的液态二氧化碳量满足要求，之后将所有开启状态的阀门关闭，同时关闭增压泵；

步骤七：将第一阀门、第二阀门及第三阀门调整到开启状态，将其余阀门维持在关闭状态，同时启动增压泵和陶瓷电加热套管，液态二氧化碳储罐内输出的二氧化碳先经过增压泵继续进行增压，且增压到7.4MPa以上，增压后的二氧化碳经过陶瓷电加热套管后被加热到31.1℃以上，直至形成超临界二氧化碳并进入储能室的内腔中，进而使储能室内腔中的压力快速增大，且该压力将超过推力弹簧的弹簧力，此时在该压力下会使喷口密封板闭合，进而使高压闭合喷头封闭，最终使储能室的内腔形成封闭空间；

步骤八：继续向储能室的内腔中通入超临界二氧化碳，使储能室内腔中的压力持续升高，直到该压力超过封隔片能够承受的极限，进而使封隔片碎裂，此时储能室内腔中的高压超临界二氧化碳将瞬间进入致裂室的内腔中，并通过致裂喷口喷射而出，而钻孔内的液态二氧化碳在冲击作用下将发生相变并急速气化膨胀，该过程中产生的能量将直接致裂岩层；

步骤九：关闭增压泵和陶瓷电加热套管以及将第一阀门和第二阀门调整到关闭状态，并维持第三阀门的开启状态，同时开启第六阀门，其余阀门继续维持关闭状态，此时通过废气储罐对废气进行回收并实现卸压。

本发明的有益效果：

1.安全性提高。本发明将原有二氧化碳爆破筒钻孔外注入二氧化碳，转变为在钻孔内注入，并在钻孔内产生相变膨胀过程，规避了二氧化碳爆破筒带来的不安全因素，同时整个爆破过程不产生火花和炸药，提高了安全性。

2.破岩范围增加。传统二氧化碳爆破筒携带的二氧化碳量有限，本发明通过增加二氧化碳量和扩孔的方式，提高了破岩范围和能量。

3.破岩效果增强。由于利用二氧化碳磨料混合流体对钻孔裂隙进行封堵，并对钻孔采用封孔处理的方式，减少了致裂能量的耗散通道，强化了破岩效果，降低了二氧化碳的消耗量。

4.压力可控。通过控制压力和流量实现致裂能量的有效控制，满足不同矿岩体破岩的块度要求，提高矿产资源品位。

综上，本发明的露天矿用二氧化碳破岩装置及方法，具有破岩安全性高、破岩范围大、破岩效果好以及压力、块度可控的特点。

附图说明

图1为本发明的一种露天矿用二氧化碳破岩装置的结构示意图；

图2为本发明的储能室在钻孔内起作用时的示意图；

图3为本发明的致裂室在钻孔内起作用时的示意图；

图4为本发明的高压闭合喷头(未被喷口密封板封堵住)的结构示意图；

图5为本发明的高压闭合喷头(已被喷口密封板封堵住)的结构示意图；

图6为本发明的封孔盖板与部分构件配装后的示意图；

图中，1—注气管，2—液态二氧化碳储罐，3—储能室，4—致裂室，5—钻孔，6—封隔片，7—增压泵，8—第一压力传感器，9—第一流量传感器，10—第二压力传感器，11—第二流量传感器，12—搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，13—废气储罐，14—第三压力传感器，15—封隔器，16—水泥砂浆，17—注浆泵，18—注浆管，19—陶瓷电加热套管，20—保温套管，21—温度控制器，22—封孔盖板，23—封孔垫片，24—封孔塞，25—注气管穿装孔，26—注浆管穿装孔，27—密封胶，28—锚杆机构，29—注入喷口，30—高压闭合喷头，31—推力弹簧，32—喷口密封板，33—致裂喷口，V1—第一阀门，V2—第二阀门，V3—第三阀门，V4—第四阀门，V5—第五阀门，V6—第六阀门，V7—第七阀门，T1—第一三通，T2—第二三通，T3—第三三通。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～6所示，一种露天矿用二氧化碳破岩装置，包括注气管1、液态二氧化碳储罐2、储能室3及致裂室4；所述液态二氧化碳储罐2位于钻孔5外部，所述储能室3及致裂室4位于钻孔5内部；所述注气管1一端与液态二氧化碳储罐2相连通，注气管1另一端与储能室3相连通，所述储能室3与致裂室4串装在一起，储能室3与致裂室4的内腔之间由封隔片6进行分隔。

在所述液态二氧化碳储罐2与钻孔5孔口之间的注气管1上依次设置有第一阀门V1、增压泵7、第一压力传感器8、第一流量传感器9、第一三通T1、第二阀门V2、第二三通T2、第二压力传感器10、第二流量传感器11、第三三通T3及第三阀门V3；在所述钻孔5外部设置有搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12，所述搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12与第二阀门V2并联设置，搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12的进料端通过第四阀门V4与第一三通T1相连通，搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12的出料端通过第五阀门V5与第二三通T2相连通；在所述钻孔5外部设置有废气储罐13，所述废气储罐13与第三三通T3相连通，在第三三通T3与废气储罐13之间的管路上依次设置有第六阀门V6和第三压力传感器14。

在所述钻孔5外部设置有信息采集器和计算机，所述第一压力传感器8、第二压力传感器10、第三压力传感器14、第一流量传感器9及第二流量传感器11的信号输出端均与信息采集器进行电连接，信息采集器的信号输出端与计算机进行电连接。

在靠近所述钻孔5孔口的钻孔5内设置有封隔器15，所述封隔器15与钻孔5孔口之间的空间内由水泥砂浆16进行封堵；在所述钻孔5外部设置有注浆泵17，注浆泵17通过注浆管18向封隔器15与钻孔5孔口之间的空间内填充水泥砂浆16，在注浆管18上设置有第七阀门V7。

在所述储能室3与钻孔5孔口之间的注气管1上由内至外依次套装有陶瓷电加热套管19和保温套管20；在所述钻孔5外部设置有温度控制器21，所述温度控制器21与陶瓷电加热套管19进行电连接。

在所述钻孔5孔口上方设置有封孔盖板22，所述封孔盖板22下方依次为封孔垫片23和封孔塞24；在所述封孔盖板22上分别设置有注气管穿装孔25和注浆管穿装孔26，所述注气管1与注气管穿装孔25之间、注浆管18与注浆管穿装孔26之间均设置有密封胶27；所述封孔盖板22与钻孔5围岩之间通过锚杆机构28进行固定。

在所述储能室3的侧壁上开设有若干注入喷口29，每个注入喷口29外侧均设置有高压闭合喷头30，在高压闭合喷头30的中心孔口内侧同轴设置有一根推力弹簧31，推力弹簧31一端与高压闭合喷头30相连，推力弹簧31另一端连接有一张喷口密封板32；所述储能室3的内腔通过注入喷口29与钻孔5相通；在所述致裂室4的侧壁上开设有若干致裂喷口33，致裂室4的内腔通过致裂喷口33与钻孔5相通。

本实施例中，注气管1、注浆管18及其他管路均采用高强度、耐高压、耐磨、抗静电的管材制造；搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12中的磨料为粒径小于1mm的粉砂；锚杆机构28中锚杆体与锚固孔之间通过膨胀型树脂锚固剂进行固定，通过锚固剂的自膨胀特性对锚固孔围岩产生挤压力，用以提高锚固力；注浆管18与注浆管穿装孔26之间设置的密封胶27采用AB胶。

一种露天矿用二氧化碳破岩方法，采用了所述的露天矿用二氧化碳破岩装置，包括如下步骤：

步骤一：根据露天矿开采需要确定钻孔5的布孔位置和布孔数量；

步骤二：根据露天矿开采所需致裂范围及块度要求，确定二氧化碳与磨料混合注入封堵裂隙、以及致裂矿岩体的压力及流量；

步骤三：在确定好的布孔位置处，利用钻孔设备加工钻孔5，当钻孔5达到预设深度后，再对钻孔5进行热力扩孔，使钻孔5形成“上细下粗”的形态；“上细下粗”形态的钻孔5可以增大二氧化碳的充装质量，也有助于提高破岩范围和能量；

步骤四：将储能室3与致裂室4的串装体送入钻孔5内，之后将封隔器15送入到钻孔5内的指定位置，然后启动封隔器15；

步骤五：在钻孔5孔口处依次完成封孔塞24、封孔垫片23及封孔盖板22的安装，之后开启第七阀门V7，然后启动注浆泵17，通过注浆管18向封隔器15与钻孔5孔口之间的空间内填充水泥砂浆16，直到空间被水泥砂浆16填满，之后依次关闭注浆泵17和第七阀门V7，最后等待水泥砂浆16达到固结强度，封孔完成；

步骤六：将第一阀门V1、第三阀门V3、第四阀门V4及第五阀门V5调整到开启状态，将其余阀门维持在关闭状态，同时启动增压泵7和搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12，设置增压泵7的压力，液态二氧化碳储罐2内输出的液态二氧化碳先经过增压泵7进行增压，之后进入搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12内与磨料进行混合，所形成的二氧化碳磨料混合流体则通过注气管1直接进入储能室3的内腔中，喷口密封板32此时处于开启状态，二氧化碳磨料混合流体可以顺利通过注入喷口29和高压闭合喷头30射向钻孔5的孔壁，用以对钻孔5孔壁内的裂隙进行封堵，使钻孔5内形成相对密闭的空间，之后关闭搅拌式二氧化碳与磨料混合机构12，当裂隙封堵完成后，持续向钻孔5内通入二氧化碳流体，直到钻孔5内的液态二氧化碳量满足要求，之后将所有开启状态的阀门关闭，同时关闭增压泵7；

步骤七：将第一阀门V1、第二阀门V2及第三阀门V3调整到开启状态，将其余阀门维持在关闭状态，同时启动增压泵7和陶瓷电加热套管19，液态二氧化碳储罐2内输出的二氧化碳先经过增压泵7继续进行增压，且增压到7.4MPa以上，增压后的二氧化碳经过陶瓷电加热套管19后被加热到31.1℃以上，直至形成超临界二氧化碳并进入储能室3的内腔中，进而使储能室3内腔中的压力快速增大，且该压力将超过推力弹簧31的弹簧力，此时在该压力下会使喷口密封板32闭合，进而使高压闭合喷头30封闭，最终使储能室3的内腔形成封闭空间；

步骤八：继续向储能室3的内腔中通入超临界二氧化碳，使储能室3内腔中的压力持续升高，直到该压力超过封隔片6能够承受的极限，进而使封隔片6碎裂，此时储能室3内腔中的高压超临界二氧化碳将瞬间进入致裂室4的内腔中，并通过致裂喷口33喷射而出，而钻孔5内的液态二氧化碳在冲击作用下将发生相变并急速气化膨胀，该过程中产生的能量将直接致裂岩层；

步骤九：关闭增压泵7和陶瓷电加热套管19以及将第一阀门V1和第二阀门V2调整到关闭状态，并维持第三阀门V3的开启状态，同时开启第六阀门V6，其余阀门继续维持关闭状态，此时通过废气储罐13对废气进行回收并实现卸压。在向钻孔5内注入液态二氧化碳的过程中，可以通过第一压力传感器8、第二压力传感器10、第一流量传感器9及第二流量传感器11实时获取压力数据和流量数据，同时可通过控制增压泵7、第三阀门V3的开闭来达到控制压力的目的，保持第三阀门V3开启状态、设置增压泵压力，可以实现压力的持续增大，关闭增压泵7及第三阀门V3，则停止加压。以露天煤矿开采为例，通过钻孔密封、裂隙封堵，控制致裂流体的散失，进而避免致裂能量的耗散。通过控制压力的大小和注入量，进而控制煤体致裂的总能量，最终控制煤体块度，有效降低沫煤量，提高资源利用与经济效益。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种露天矿用二氧化碳破岩方法，采用了露天矿用二氧化碳破岩装置，其特征在于：装置包括注气管、液态二氧化碳储罐、储能室及致裂室；所述液态二氧化碳储罐位于钻孔外部，所述储能室及致裂室位于钻孔内部；所述注气管一端与液态二氧化碳储罐相连通，注气管另一端与储能室相连通，所述储能室与致裂室串装在一起，储能室与致裂室的内腔之间由封隔片进行分隔；在所述液态二氧化碳储罐与钻孔孔口之间的注气管上依次设置有第一阀门、增压泵、第一压力传感器、第一流量传感器、第一三通、第二阀门、第二三通、第二压力传感器、第二流量传感器、第三三通及第三阀门；在所述钻孔外部设置有搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，所述搅拌式二氧化碳与磨料混合机构与第二阀门并联设置，搅拌式二氧化碳与磨料混合机构的进料端通过第四阀门与第一三通相连通，搅拌式二氧化碳与磨料混合机构的出料端通过第五阀门与第二三通相连通；在所述钻孔外部设置有废气储罐，所述废气储罐与第三三通相连通，在第三三通与废气储罐之间的管路上依次设置有第六阀门和第三压力传感器；在所述钻孔外部设置有信息采集器和计算机，所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第一流量传感器及第二流量传感器的信号输出端均与信息采集器进行电连接，信息采集器的信号输出端与计算机进行电连接；在靠近所述钻孔孔口的钻孔内设置有封隔器，所述封隔器与钻孔孔口之间的空间内由水泥砂浆进行封堵；在所述钻孔外部设置有注浆泵，注浆泵通过注浆管向封隔器与钻孔孔口之间的空间内填充水泥砂浆，在注浆管上设置有第七阀门；在所述储能室与钻孔孔口之间的注气管上由内至外依次套装有陶瓷电加热套管和保温套管；在所述钻孔外部设置有温度控制器，所述温度控制器与陶瓷电加热套管进行电连接；在所述钻孔孔口上方设置有封孔盖板，所述封孔盖板下方依次为封孔垫片和封孔塞；在所述封孔盖板上分别设置有注气管穿装孔和注浆管穿装孔，所述注气管与注气管穿装孔之间、注浆管与注浆管穿装孔之间均设置有密封胶；所述封孔盖板与钻孔围岩之间通过锚杆机构进行固定；在所述储能室的侧壁上开设有若干注入喷口，每个注入喷口外侧均设置有高压闭合喷头，在高压闭合喷头的中心孔口内侧同轴设置有一根推力弹簧，推力弹簧一端与高压闭合喷头相连，推力弹簧另一端连接有一张喷口密封板；所述储能室的内腔通过注入喷口与钻孔相通；在所述致裂室的侧壁上开设有若干致裂喷口，致裂室的内腔通过致裂喷口与钻孔相通；方法包括如下步骤：

步骤一：根据露天矿开采需要确定钻孔的布孔位置和布孔数量；

步骤二：根据露天矿开采所需致裂范围及块度要求，确定二氧化碳与磨料混合注入封堵裂隙、以及致裂矿岩体的压力及流量；

步骤三：在确定好的布孔位置处，利用钻孔设备加工钻孔，当钻孔达到预设深度后，再对钻孔进行热力扩孔，使钻孔形成“上细下粗”的形态；

步骤四：将储能室与致裂室的串装体送入钻孔内，之后将封隔器送入到钻孔内的指定位置，然后启动封隔器；

步骤五：在钻孔孔口处依次完成封孔塞、封孔垫片及封孔盖板的安装，之后开启第七阀门，然后启动注浆泵，通过注浆管向封隔器与钻孔孔口之间的空间内填充水泥砂浆，直到空间被水泥砂浆填满，之后依次关闭注浆泵和第七阀门，最后等待水泥砂浆达到固结强度，封孔完成；

步骤六：将第一阀门、第三阀门、第四阀门及第五阀门调整到开启状态，将其余阀门维持在关闭状态，同时启动增压泵和搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，设置增压泵的压力，液态二氧化碳储罐内输出的液态二氧化碳先经过增压泵进行增压，之后进入搅拌式二氧化碳与磨料混合机构内与磨料进行混合，所形成的二氧化碳磨料混合流体则通过注气管直接进入储能室的内腔中，喷口密封板此时处于开启状态，二氧化碳磨料混合流体可以顺利通过注入喷口和高压闭合喷头射向钻孔的孔壁，用以对钻孔孔壁内的裂隙进行封堵，使钻孔内形成相对密闭的空间，之后关闭搅拌式二氧化碳与磨料混合机构，当裂隙封堵完成后，持续向钻孔内通入二氧化碳流体，直到钻孔内的液态二氧化碳量满足要求，之后将所有开启状态的阀门关闭，同时关闭增压泵；

步骤七：将第一阀门、第二阀门及第三阀门调整到开启状态，将其余阀门维持在关闭状态，同时启动增压泵和陶瓷电加热套管，液态二氧化碳储罐内输出的二氧化碳先经过增压泵继续进行增压，且增压到7.4MPa以上，增压后的二氧化碳经过陶瓷电加热套管后被加热到31.1℃以上，直至形成超临界二氧化碳并进入储能室的内腔中，进而使储能室内腔中的压力快速增大，且该压力将超过推力弹簧的弹簧力，此时在该压力下会使喷口密封板闭合，进而使高压闭合喷头封闭，最终使储能室的内腔形成封闭空间；

步骤八：继续向储能室的内腔中通入超临界二氧化碳，使储能室内腔中的压力持续升高，直到该压力超过封隔片能够承受的极限，进而使封隔片碎裂，此时储能室内腔中的高压超临界二氧化碳将瞬间进入致裂室的内腔中，并通过致裂喷口喷射而出，而钻孔内的液态二氧化碳在冲击作用下将发生相变并急速气化膨胀，该过程中产生的能量将直接致裂岩层；

步骤九：关闭增压泵和陶瓷电加热套管以及将第一阀门和第二阀门调整到关闭状态，并维持第三阀门的开启状态，同时开启第六阀门，其余阀门继续维持关闭状态，此时通过废气储罐对废气进行回收并实现卸压。

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