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二氧化碳气体致裂是一种先进的物理爆破技术

2024-06-27

二氧化碳气体致裂是一种先进的物理爆破技术,其原理主要基于高压二氧化碳在特定条件下的物理变化。以下是关于二氧化碳气体致裂的详细解释:

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一、原理概述


二氧化碳气体致裂是指通过高压泵将液态二氧化碳压缩至圆柱体容器(爆破筒)内,并装入安全膜、破裂片、导热棒和密封圈等组件。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,致使岩体开裂。


二、主要阶段


二氧化碳致裂过程主要分为以下四个阶段:


气化阶段:发热装置启动,主管内液态二氧化碳迅速气化,体积不断膨胀,压力升高到P1,即泄能片的变形压力。

泄压阶段:管内气体压力继续上升达到P2,泄能片断裂,释放高能二氧化碳。

致裂阶段:高速高压二氧化碳冲击孔内壁,产生径向裂纹,气体楔入裂隙尖端,不断膨胀、挤压、应力聚集叠加,形成尖劈效应,使裂隙得到进一步的延伸和扩展。

止裂阶段:裂纹产生扩展到一定程度,当压力小于岩石断裂强度时,整个过程结束。


三、技术特点


二氧化碳气体致裂技术具有以下特点:


安全性高:属于物理爆破技术,爆破过程中无火花外漏,相较于传统炸药而言更具安全性。

爆破威力大:利用液态二氧化碳吸热气化时体积急剧膨胀产生的高压,致使岩体开裂,爆破威力大。

操作简便:无需繁琐审批,运输、储存方便,使用简单。

适用范围广:广泛应用于采煤、清堵、建筑物拆除等领域,特别是在高瓦斯矿井的采煤工作中具有显著优势。


四、应用领域


二氧化碳气体致裂技术的主要适用范围包括:


露天石料厂的开采及矿山的开挖、采矿、放顶、煤仓等。

井下煤矿的开采、掘进,特别适用于瓦斯煤矿的开采。

地铁与隧道及市政工程:硬岩爆破开挖、城市混凝土建筑定向爆破、道路沟渠开挖等。

高寒区域:破冰、雪峰爆破、松散各种粉状块等。

现场钻探和取样,各种石头和矿物的开采和切割。


总之,二氧化碳气体致裂技术是一种安全、高效、环保的物理爆破技术,具有广泛的应用前景。


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