气体爆破设备基本原理
CO2二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
筒)内,装入安全膜、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。将爆破筒和起
爆器及电源线携至爆破现场,把爆破筒插入钻孔中固定好,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胀的过程,物理做功而非化学反应。
气体爆破设备技术简介
爆破孔孔径一般为60mm或64mm,高压管直径54mm,管长1500mm(长可延至2500mm),爆破深度一般不超
过2500mm。高压管在孔外的一端设有充放气阀,一端安设与起爆器连接的接线头。管内装有气体产生器,
其电极与起爆器连线头连接。
高压管破爆端的释放头设有径向喷发孔。起爆后,二氧化碳气造成的冲击波往侧向爆发。在爆破较松软的
煤层时,高压管可装上爆破孔孔口固定套。固定套的固定机构随爆破启动,防止高压管自爆破孔中射出。
高压管管体(结构如图1所示)以特种钢材制成,换上新的活化器、破裂盘,充入液态二氧化碳便可重复
再用。
气体爆破设备适用范围
凡属利用传统炸药的行业均可应用,非民爆领域的特殊区域或场所更能体现其特性。
1、采矿业:露天矿的开采和矿井的掘进、回采、放顶、煤仓均可应用。如工作面的消突,消除冲击地压
,门揭煤,巷道底鼓治理,处理煤层断层,疏通煤仓等。
2、应急救援抢险:道路清障、堰塞湖处理、清除山体滑坡、泄洪,堤坝加固。更是矿井救护队的工
具。
3、水泥、钢铁、电力等行业:预热器、旋窑、炉窑钢渣等设备及设施的清堵。城市热电厂垃圾燃烧炉的
结块处理。山区高压线路塔架底盘加固等。
4、地质勘探:野外钻探取样,各种材、矿物开采和切割。
5、高寒区域:破冰,雪峰爆破,各种粉状块状物的疏松作业等。
6、水下工程:海底电缆和管道壕沟开挖,海底钻井爆破等。
7、地铁与隧道及市政工程:强硬岩的爆破和掘进,城市混凝土建筑物的定向爆破,道路壕沟的挖掘等
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智能二氧化碳爆破系统作为炸药的替代者,明显,其中尤以安全为主,
具有本质安全的明显特征,主要表现在下列方面:
1.
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,化学价已经稳定,
不能再参加化学反应,是真正的惰性气体。因此,在整个爆炸过程中,就是从二氧化碳到二氧化碳,没有有害物质产生。有人说采用氮气,空气爆破也可以。但是,与二氧化碳对比,这两种气体,无论从化学、物理特性还是从来源来讲,缺点都非常明显。从化学方面来看氮气化学价不稳定,例如爆炸时,还能够与氧气进行化学反应,生成一氧化氮、二氧化
氮等有毒气体。从物理角度来看,由于二氧化碳临界温度很高,二氧化碳液化难度比氮气、
空气肯定容易得多
(如附表)
,
因此二氧化碳的运输储存就容易很多。
此外,二氧化碳是已经存在并储存的工业废气,其他其他需要制备,消耗能源。
2.
生产、储存、运输中,不会发生爆炸。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,由于放气吸收大量热,可能引起对周围的局部冷冻,不会爆炸。当然,如果在封闭空间,放气,就可能使二氧化碳超标,造成窒息。
3.
智能二氧化碳爆破是冷爆破,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。这是因为,二氧化碳液体变气体过程吸收大量热量,使周围环境变冷不会瓦斯、煤尘。这是一个巨大的利好,应用,将使煤矿重大特大事故降低50%
以上。
4.
智能二氧化碳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等非常有力。智能二氧化碳爆破的爆速大大低于炸药雷管爆破,冲击力一般400Mpa,远远低于炸药爆破的1000-5000Mpa。根据初步检测,一般离开爆破点2-3米后,就基本没有破坏作用了。
5.
爆破时不产生新的有害气体,与炸药爆破产生大量的一氧化碳等有害气体不同,二氧化碳爆破是物理反应过程,从二氧化碳到二氧化碳,在地面爆破完全没有危害,井下爆破,根据多个工程的检测,一米高度以上从来没有超标,巷道底板附近才有短时超标现象(正常通风)。
6.
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。因此,不能用于恐怖爆炸案件。因此,推广智能二氧化碳爆破,将对防恐反恐产生积极影响。