二氧化碳爆破的优势与前景展望

2021-10-13

二氧化碳爆破的优势与前景展望

一、原理

二氧化碳爆破原理，就是利用液态二氧化碳在突然快速加热的条件下，急剧快速气化膨胀（600倍以上），产生强大冲击力的原理，通过适当的控制，造成爆破破岩的效果。

二、系统构成

二氧化碳爆破系统由充装间装备、爆破设备、智能云系统平台三部分组成。

充装间的设备有：二氧化碳储液罐、充装机、充装台、拆装机等，操作间的作用是充装爆破管、存储爆破管、发放爆破管，以及对相关设备的维修等。

现场爆破设备主要是爆破管、智能云安全发爆器。

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而成，具有极高的强度和韧性。智能云安全发爆器，是启动爆破管内加热器的核心设备。同时具有微差起爆实现光面爆破功能，人员闭锁、时间闭锁、地点闭锁等多参数闭锁，确保不安全就不能起爆的本质安全功能，以及与智能云通讯连接等功能。

是监管监控二氧化碳爆破的智能平台，其功能为，

1）收集每一次的冷爆破数据，包括孔深、孔数、孔距、岩性、爆破效果，以及起爆时间、操作人员、地点等等。

2）对冷爆破作业实现安全闭锁，不安全就不能起爆。

3）为改进完善冷爆破作业提供数据支持。

4）强化管理力度，避免事故发生，等等。

三、系统优势

一）安全

安全是二氧化碳爆破的最大优势，表现在如下几个方面：

一是，二氧化碳化学、物理特性优越，非常安全。二氧化碳分子式是CO2是真正的惰性气体。因此，在整个爆炸过程中，没有新的有害物质产生。但是氮气、空气并不是惰性气体，爆破时可能产生氧化氮等有害气体。而且从物理性质来看，由于二氧化碳临界温度接近常温，氮气和空气的临界温度非常低。（如附表1）此外，由于国际碳排放的有关协定，化工厂等必须收集二氧化碳，因此二氧化碳是已经存在的气体，采用氮气等其他需要制备，消耗能源。

二是，二氧化碳在生产、储存、运输中，绝对不会发生遇火爆炸。可燃液化气容易泄露，遇到火燃烧爆炸。二氧化碳不能燃烧，如果泄漏，只能放气，不会爆炸。三是，智能二氧化碳冷爆破是冷爆破，所谓“冷”就是二氧化碳冷爆破是液态变成气态的过程，因此吸收周围大量的热量，使周围环境变冷，不会引爆瓦斯、煤尘。这一特性，尤其适用于瓦斯、煤尘等有爆炸气体和粉尘环境下的爆破作业，例如煤矿、油矿等等。这是一个巨大的利好，全面应用，将使煤矿重大特大事故降低50%以上。四是，智能二氧化碳冷爆破产生的振动微弱，破坏力很小，对于保护建筑物，较少冲击地压诱发因素等非常有力。智能二氧化碳冷爆破的爆速大大低于ZHAYAOLEIGUAN爆破，冲击力一般400Mpa,远远低于ZHAYAO爆破的1000-5000Mpa。爆速3m/s左右，一般离开爆破点2-3米后，就基本没有破坏作用了。五是，爆破时不产生新的有害气体，井下爆破，一米高度以上没有二氧化碳气体超标。六是，不能用于恐怖活动。一方面因为二氧化碳不能燃烧，不能爆炸。另一方面，二氧化碳冷爆破必须在封闭空间里才产生破坏作用，在开放的空间来，几乎不能产生破坏作用。

二）省心

   省心是指用户省心，国家省心，社会省心。所谓用户省心是因为，一是公安机关不监管。因为二氧化碳非爆炸物品，非危化品，所以不是公安监管的对象。二是质检部门不监管，这是因为，爆破管等，由于体积很小（小于500升），也非质检部门监管的压力容器。三是不用担心爆恐分子抢劫。不用担心像ZHAYAOLEIGUAN丢失，盗失，可能造成的爆恐案件发生。四是安全生产管理部门监管，是依法进行，力度适当。二是因为不用担心因此造成的爆恐案件发生。与此相反，智能二氧化碳冷爆破系统的应用，还能大大降低重大特大安全生产事故，大大降低爆恐案件的发生。是国家要大力提倡发展的行业。

三）环保

智能二氧化碳冷爆破对环保的贡献，主要表现如下方面：

一是，采用的是化工厂或者是燃煤电厂的废气，是废气的再利用。因此，二氧化碳是已经存在的物品，不用再消耗能源去生产，不像ZHAYAO和其他气体生产会造成新的污染。二是，二氧化碳冷爆破过程，不像ZHAYAO爆炸产生大量一氧化碳等有毒有害的气体，以及大量粉尘。三是，爆炸的噪音很小，震动很小，基本没有噪音污染，不扰民。

四）智能

全程智能监控，依托智能云平台实现对每次爆破全程监控，并建立全国的大数据中心，实现：

1）远程监控分散的爆破施工，包括人员，时间，地点，用量，岩石，爆破参数，爆破效果等等。可以实现，监管（管理）机关不同意就不能起爆，

2)远程监控爆破地点，爆破区域，是否在规定的区域，位置，实现不在规定的地点范围，自动闭锁，不能起爆。

3)远程监控爆破时间，不在规定的时间，就自动闭锁。不能起爆。

4)远程监控操作与管理人员，实现相关人员不在，就自动闭锁，不能起爆。

大数据将为系统的完善升级、提高效率已经改进安全技术措施，提供强有力的支撑。

五）同威

所谓同威，就是与ZHAYAO爆炸几乎相同的威力。这要从两个方面来看，一是在破岩冲击力破坏力方面同威力，尽管二氧化碳冷爆破的冲击力为400Mpa左右，远远比ZHAYAO的小。但是，ZHAYAO爆炸的作用时间是瞬间完成的，二氧化碳冷爆破的时间，可以大大拉长几毫秒甚至更长。如果说ZHAYAO是靠‘爆发力’做工，那么二氧碳爆破就是靠‘耐力’做工，能够实现同样的破岩效果。二是，在施工能力方面，ZHAYAO爆破一般是‘暴食’，是一口吃个胖子’，一次大规模爆破用几十吨，甚至几百吨ZHAYAO，爆破几万，甚至几十万、几百万吨岩石，然后，再慢慢搬运。智能二氧化碳冷爆破就是‘蚕食’，是‘细嚼慢咽’，现在一套设备，一天也能破岩一万吨左右的岩石。多套装备， 可以满足大模开采需要。

六）广泛

广泛包含两个方面，一是原料二氧化碳来源很多，广泛存在（县级单位一般都有），很容易买到。二是，智能二氧化碳冷爆破用途广泛。已经用于露天剥离与开采、道路施工、基坑开挖、隧道施工、石材开采、顽石孤石爆破、管道等堵塞疏通、水下爆破等等。尤其在有爆炸气体粉尘环境、城市内部与附近（建筑物附近）、高温等特殊环境条件下爆破，具有ZHAYAO爆破无法实现的优势。

七）低价

从综合角度和发展的眼光来看，智能二氧化碳冷爆破的成本低于ZHAYAO爆破。

1、从施工成本来看，由于爆炸物品的监管费用奇高，并且在节假日等特殊条件下，公安系统不批ZHAYAO，造成一些地区ZHAYAO爆破成本已经远远高于智能二氧化碳爆破。

2、随着新《反恐法》的实施，爆炸物品的价格将大幅度提高。因为《反恐法》第21条和第22条分别要求对LEIGUAN进行电子编码，对ZHAYAO进行自动编码，这将大大提高爆炸物品的价格。与此相反，智能二氧化碳冷爆破，随着技术的完善提高，成本将会降低。因此，智能二氧化碳冷爆破的成本有可能全面低于ZHAYAO爆破。

3、防恐反恐成本和社会心里压力成本为零。ZHAYAO等爆炸物品应用，产生了巨大的防恐反恐成本，以及高昂社会心里压力成本是智能二氧化碳冷爆破所没有的。