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二氧化碳爆破原理

2022-11-30

二氧化碳爆破始于二十世纪五十年代,八十年代在美国开始发展,主要是想避免因炸药爆破产生火焰引起的爆炸事故而专门为高瓦斯矿井的采煤工作面研发的。2015年,随着科技的发展,国内二氧化碳爆破器材厂商逐步涌现(主要部件仍然依靠进口,国产故障率略高) ,但当前其成熟度不足,仍处在不断成长和发展阶段。

           目前国内的二氧化碳爆破施工虽然已有技术突破,但依然还有很长的一段路要走,需要改进和提升的技术还很多。爆破产量与传统的炸药爆破相比差距较大,同样不能爆破作业的情况下与使用液压劈裂设备相比操作环节较复杂,循环使用的间隔时间长。

液态二氧化碳相变致裂属于物理致裂过程,通过化学加热液态二氧化碳,使其压力剧增至20MPa~60MPa,高压液态二氧化碳冲破定压剪切片迅速转化为气态,体积膨胀600多倍,瞬间释放的气体膨胀能使钻孔周边煤体致裂;液态二氧化碳体积膨胀过程会吸收大量的热量,能有效降低致裂范围内的煤体温度,有利于抑制煤层自燃;液态二氧化碳相变致裂采用低压启动(9v),比传统爆破更安全,且不需要验炮,爆破后即可进人,实现连续工作。液态二氧化碳相变致裂装备结构如图1所示。


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 二氧化碳爆破原理:

二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态,通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器(爆破管)内,装入破裂片、导热棒和密封圈,拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破管和安全云毫差起爆器及电源线携至爆破现场,把爆破管插入钻孔中固定好,连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时,产生高温击穿安全膜,瞬间将液态二氧化碳气化,急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开,被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进,从起爆至结束整个过程只需0.4毫秒,且是低温下运行,与周围环境的液体,气体不相融合,不产生任何有害气体,不产生电弧和电火花,不受高温、高热、高湿、高寒影响。在井下爆破时对瓦斯具有稀释作用,无震荡,无粉尘。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质,爆破过程就是体积膨的过程,物理做功而非化学反应。

宁夏二氧化碳爆破

二氧化碳爆破原理