盡管二氧化碳一次性爆破管行業(yè)發(fā)展前景廣闊,但也面臨著一些挑戰(zhàn)。,技術(shù)方面仍存在改進(jìn)空間。雖然目前的技術(shù)已經(jīng)能夠滿足大部分工程需求,但在一些特殊工況下,如超深孔爆破、極硬巖石破碎等,爆破效果還需要進(jìn)一步提高。其次,成本問題是制約該技術(shù)廣泛應(yīng)用的重要因素之一。與傳統(tǒng)炸藥爆破相比,二氧化碳一次性爆破管的設(shè)備購置成本、耗材成本相對(duì)較高,這使得一些小型工程企業(yè)望而卻步。此外,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還不夠完善,市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,存在一定的安全隱患。后,公眾對(duì)二氧化碳爆破技術(shù)的認(rèn)知度還不夠高,部分用戶對(duì)該技術(shù)的可靠性和安全性存在疑慮,需要加強(qiáng)宣傳和推廣。
巖石特性
硬度對(duì)成本的影響:不同硬度的巖石在爆破過程中對(duì)二氧化碳一次性爆破管的性能要求不同,從而影響成本。對(duì)于硬度較低的巖石,如頁巖、泥巖等,使用
工作原理?
二氧化碳一次性爆破管的工作原理基于液態(tài)二氧化碳的物理性質(zhì)變化。在常溫常壓下,二氧化碳以氣態(tài)形式存在。但通過高壓手段,可將二氧化碳?jí)嚎s為液態(tài)并儲(chǔ)存于特制的爆破管內(nèi)。當(dāng)需要進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí),利用內(nèi)置的加熱裝置瞬間釋放大量熱量,使液態(tài)二氧化碳迅速氣化為氣態(tài)。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
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PV=nRT(其中P為壓強(qiáng),V為體積,n為物質(zhì)的量,R 為摩爾氣體常數(shù),T 為溫度),在密閉的爆破管空間內(nèi),溫度急劇升高,物質(zhì)的量n不變,摩爾氣體常數(shù)R固定,會(huì)導(dǎo)致壓強(qiáng)P瞬間大幅增大,當(dāng)壓力超過爆破管預(yù)設(shè)的安全壓力值時(shí),爆破管破裂,高壓二氧化碳?xì)怏w瞬間釋放,產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力,作用于周圍的巖石或介質(zhì),使其破碎或松動(dòng),從而達(dá)到爆破的目的。
由于傳統(tǒng)炸藥屬于危險(xiǎn)化學(xué)品,其運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用需要嚴(yán)格的審批手續(xù),涉及多個(gè)部門的監(jiān)管,審批流程繁瑣且耗時(shí)較長。而二氧化碳一次性爆破管不屬于民爆產(chǎn)品,在使用審批方面相對(duì)簡便快捷。這使得工程建設(shè)項(xiàng)目能夠更快地進(jìn)入施工階段,縮短項(xiàng)目前期準(zhǔn)備時(shí)間,提高工程建設(shè)效率,降低項(xiàng)目的時(shí)間成本。對(duì)于一些工期緊張的工程來說,二氧化碳爆破技術(shù)的這一優(yōu)勢(shì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
安全性:無爆炸風(fēng)險(xiǎn),即使在運(yùn)輸過程中受到碰撞、擠壓,也不會(huì)發(fā)生爆炸。在瓦斯含量較高的洞采環(huán)境中,二氧化碳爆破不產(chǎn)生明火,有效避免了瓦斯爆炸的危險(xiǎn)。此外,爆破產(chǎn)生的震動(dòng)小,對(duì)巷道圍巖的擾動(dòng)微弱,能夠有效保持巷道的穩(wěn)定性,降低坍塌風(fēng)險(xiǎn),為礦工創(chuàng)造更安全的作業(yè)環(huán)境。
環(huán)保性:爆破產(chǎn)物僅為二氧化碳?xì)怏w,是空氣中的固有成分,不會(huì)對(duì)洞內(nèi)環(huán)境造成污染。同時(shí),爆破過程中產(chǎn)生的粉塵極少,大大改善了洞內(nèi)的空氣質(zhì)量,保護(hù)了礦工的身體健康,減少了職業(yè)病的發(fā)生幾率。
可控性:通過調(diào)整液態(tài)二氧化碳的充裝量、加熱裝置的功率以及爆破管的規(guī)格等參數(shù),可以控制爆破的力度和范圍。在洞采作業(yè)中,能夠根據(jù)不同的巖石性質(zhì)和開采要求,實(shí)現(xiàn)爆破,避免過度破碎或破碎不充分,提高礦石的開采質(zhì)量和效率,降低二次處理成本。
便捷性:二氧化碳一次性氣體爆破管操作簡單,無需復(fù)雜的審批手續(xù),能夠快速投入使用。其充裝和安裝過程簡便,可大大縮短爆破準(zhǔn)備時(shí)間,提高洞采作業(yè)的效率。而且,該爆破管為一次性使用,無需回收,減少了后續(xù)維護(hù)工作,進(jìn)一步提高了作業(yè)效率。
隧道挖掘是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工程,尤其是在穿越堅(jiān)硬巖石或地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域時(shí),爆破作業(yè)的難度和風(fēng)險(xiǎn)都很大。二氧化碳一次性爆破管在隧道挖掘中具有特的優(yōu)勢(shì)。其產(chǎn)生的震動(dòng)和沖擊波較小,對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)也相對(duì)較小,有利于保持隧道圍巖的穩(wěn)定性,減少隧道坍塌等事故的發(fā)生。同時(shí),由于二氧化碳爆破的環(huán)保特性,在城市地鐵等地下工程建設(shè)中,能夠有效減少對(duì)周邊環(huán)境和居民生活的影響,降低施工過程中的投訴和糾紛。此外,二氧化碳爆破的可控性,可以更好地滿足隧道挖掘?qū)﹂_挖輪廓和尺寸精度的要求,提高隧道施工的質(zhì)量。