二氧化碳一次性氣體爆破管外觀通常呈圓柱體形狀 ,這種形狀設(shè)計(jì)既便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存,又能在鉆孔中穩(wěn)定放置。其尺寸規(guī)格會(huì)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和爆破需求有所差異,常見(jiàn)的管徑一般在 50 毫米到 150 毫米之間 ,長(zhǎng)度則在 1 米到 3 米左右。例如,在小型的城市拆除工程中,可能會(huì)選用管徑 50 毫米、長(zhǎng)度 1 米左右的爆破管,以滿足對(duì)較小規(guī)模拆除作業(yè)的控制;而在大型礦山開采中,為了實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的巖石破碎,會(huì)采用管徑 100 毫米甚至更粗、長(zhǎng)度 2 米以上的爆破管。?
從構(gòu)造上深入剖析,它主要由儲(chǔ)液倉(cāng)、加熱管、密封絕緣接線柱、泄能片、泄能孔以及外殼等關(guān)鍵部件組成。?
儲(chǔ)液倉(cāng)是儲(chǔ)存液態(tài)二氧化碳的核心部件,通常采用高強(qiáng)度的合金鋼材制造,具有出色的耐壓和耐腐蝕性能,能夠承受液態(tài)二氧化碳在高壓狀態(tài)下的儲(chǔ)存要求。其內(nèi)部經(jīng)過(guò)精細(xì)加工,表面光滑,以減少液態(tài)二氧化碳與倉(cāng)壁之間的摩擦,確保儲(chǔ)存的穩(wěn)定性和安全性。?
加熱管是實(shí)現(xiàn)爆破的關(guān)鍵觸發(fā)部件,一般由高電阻、耐高溫的特殊材料制成。當(dāng)電流通過(guò)加熱管時(shí),電能迅速轉(zhuǎn)化為熱能,加熱管的溫度在短時(shí)間內(nèi)急劇升高,從而快速將儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的液態(tài)二氧化碳?xì)饣<訜峁艿墓β屎图訜崴俣戎苯佑绊懼频捻憫?yīng)時(shí)間和效果,因此在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中,對(duì)其性能要求極為嚴(yán)格。?
密封絕緣接線柱起著連接外部電源與加熱管,并電路連接的穩(wěn)定性和密封性的重要作用。它采用絕緣性能良好的材料制作,能夠有效防止電流泄漏,確保操作人員的安全。同時(shí),其密封性能可靠,能夠防止外界的水分、灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入爆破管內(nèi)部,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。?
泄能片是控制爆破壓力和能量釋放的關(guān)鍵元件,通常由具有特定強(qiáng)度和韌性的金屬材料制成。它安裝在爆破管的特定位置,當(dāng)管內(nèi)液態(tài)二氧化碳受熱氣化后,壓力急劇升高,當(dāng)壓力達(dá)到泄能片的預(yù)設(shè)破裂壓力時(shí),泄能片瞬間破裂,高壓氣體得以迅速釋放,從而實(shí)現(xiàn)爆破效果。泄能片的破裂壓力可以根據(jù)不同的爆破需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整,以確保爆破過(guò)程的安全性和可控性。?
泄能孔則是高壓氣體釋放的通道,其位置和數(shù)量經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō),泄能孔分布在爆破管的一端或側(cè)面,多個(gè)泄能孔呈對(duì)稱或特定的排列方式,以高壓氣體在釋放時(shí)能夠均勻地作用于周圍的巖石或物體,提高爆破效果。泄能孔的直徑和形狀也會(huì)根據(jù)爆破管的規(guī)格和爆破對(duì)象的性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)佳的能量釋放效果。?
外殼作為整個(gè)爆破管的保護(hù)結(jié)構(gòu),不僅要承受內(nèi)部高壓氣體的壓力,還要抵御外部環(huán)境的各種影響,如碰撞、摩擦、潮濕等。因此,外殼通常采用高強(qiáng)度、耐磨損的材料制造,表面經(jīng)過(guò)特殊處理,具有良好的防護(hù)性能。同時(shí),外殼上還會(huì)標(biāo)注有各種標(biāo)識(shí)和參數(shù),如型號(hào)、規(guī)格、爆破壓力、生產(chǎn)日期等,以便于操作人員識(shí)別和使用。
二氧化碳一次性氣體爆破管的工作原理基于液態(tài)二氧化碳的物理性質(zhì)以及熱脹冷縮的基本原理,是一個(gè)巧妙而的能量轉(zhuǎn)化和釋放過(guò)程。
在準(zhǔn)備階段,通過(guò)的充裝設(shè)備將液態(tài)二氧化碳注入到爆破管的儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)。液態(tài)二氧化碳在常溫常壓下是氣態(tài),但在高壓環(huán)境下,它可以被壓縮成液態(tài),體積大幅縮小。此時(shí),液態(tài)二氧化碳處于一種相對(duì)穩(wěn)定的儲(chǔ)存狀態(tài),儲(chǔ)存過(guò)程中幾乎不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不會(huì)產(chǎn)生明火或其他危險(xiǎn)。
當(dāng)需要進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí),通過(guò)連接外部電源,電流經(jīng)過(guò)密封絕緣接線柱傳導(dǎo)至加熱管。加熱管在電流的作用下迅速發(fā)熱,其溫度在極短的時(shí)間內(nèi)急劇升高,通??梢栽趲缀撩雰?nèi)達(dá)到數(shù)百攝氏度。儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的液態(tài)二氧化碳緊鄰加熱管,在加熱管的高溫作用下,液態(tài)二氧化碳迅速吸收熱量,發(fā)生氣化現(xiàn)象。
液態(tài)二氧化碳的氣化過(guò)程是一個(gè)體積急劇膨脹的過(guò)程。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,液態(tài)二氧化碳?xì)饣蟮捏w積約為液態(tài)時(shí)的 600 倍。隨著氣化的進(jìn)行,儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w分子數(shù)量不斷增加,分子間的距離迅速增大,導(dǎo)致氣體體積急劇膨脹,從而使儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力急劇上升。
當(dāng)儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力達(dá)到泄能片的預(yù)設(shè)破裂壓力時(shí),泄能片瞬間破裂。泄能片的破裂是一個(gè)快速而果斷的過(guò)程,它為高壓氣體的釋放打開了通道。儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的高壓二氧化碳?xì)怏w在的壓力差作用下,以的速度從泄能孔噴射而出。這些高速噴射的氣體形成強(qiáng)大的沖擊力,直接作用于周圍的巖石、混凝土或其他需要破碎的物體。
高壓氣體的沖擊力在瞬間對(duì)物體施加的壓力,使得物體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)物體的極限強(qiáng)度時(shí),物體就會(huì)發(fā)生破裂、破碎等現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)爆破的目的。在這個(gè)過(guò)程中,二氧化碳?xì)怏w的能量被有效地轉(zhuǎn)化為對(duì)物體的破壞能量,完成了從儲(chǔ)存能量到釋放能量、從物理變化到機(jī)械破壞的全過(guò)程。
整個(gè)工作過(guò)程中,沒(méi)有涉及到化學(xué)反應(yīng),也不會(huì)產(chǎn)生明火、爆炸等危險(xiǎn)情況,只有物理狀態(tài)的變化和能量的轉(zhuǎn)化。這種基于物理原理的工作方式,使得二氧化碳一次性氣體爆破管在爆破效果的同時(shí),具有的安全性和環(huán)保性,為各種工程爆破作業(yè)提供了一種可靠的選擇。
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(guò)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\(PV = nRT\)(其中\(zhòng)(P\)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\(T\)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(guò)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。
在礦業(yè)開采、隧道挖掘、道路建設(shè)等諸多工程領(lǐng)域,爆破作業(yè)是一種常見(jiàn)且重要的施工手段。傳統(tǒng)的炸藥爆破方式由于存在安全風(fēng)險(xiǎn)高、環(huán)境污染大以及審批流程復(fù)雜等問(wèn)題,其應(yīng)用受到了越來(lái)越多的限制。在此背景下,二氧化碳一次性爆破管作為一種相對(duì)安全、環(huán)保的爆破新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,并逐漸在市場(chǎng)上得到推廣應(yīng)用。然而,對(duì)于工程從業(yè)者和項(xiàng)目決策者來(lái)說(shuō),全面了解二氧化碳一次性爆破管的使用成本是決定是否采用該技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。使用成本不僅影響項(xiàng)目的預(yù)算規(guī)劃,還與項(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)性緊密相關(guān)。因此,深入剖析二氧化碳一次性爆破管的使用成本構(gòu)成,對(duì)于科學(xué)合理地選擇爆破技術(shù),實(shí)現(xiàn)工程效益大化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在礦山開采領(lǐng)域,二氧化碳一次性氣體爆破管憑借其特的優(yōu)勢(shì),成為了眾多礦山企業(yè)的理想選擇。無(wú)論是堅(jiān)硬的金屬礦山,如鐵礦、金礦等,還是相對(duì)較軟的非金屬礦山,如煤礦、石灰石礦等,它都能發(fā)揮出色的作用。
在金屬礦山開采中,巖石硬度高是常見(jiàn)的難題 。傳統(tǒng)的炸藥爆破雖然能夠破碎巖石,但由于其爆炸威力難以控制,往往會(huì)導(dǎo)致巖石過(guò)度破碎,產(chǎn)生大量的小塊礦石,增加了后續(xù)選礦和加工的難度,同時(shí)也降低了礦石的回收率。而二氧化碳一次性氣體爆破管通過(guò)控制爆破能量和方向,可以根據(jù)巖石的硬度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的合理破碎,使礦石塊度更加均勻,提高了礦石的回收率和精礦質(zhì)量。在某大型鐵礦開采中,使用二氧化碳一次性氣體爆破管后,礦石的回收率提高了 15% 以上,精礦質(zhì)量也得到了顯著提升,為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
在煤礦開采中,安全性是首要考慮的因素 。煤礦中通常含有瓦斯等易燃易爆氣體,傳統(tǒng)的炸藥爆破容易引發(fā)瓦斯爆炸等嚴(yán)重事故。二氧化碳一次性氣體爆破管由于其爆破過(guò)程中不產(chǎn)生明火和高溫,從根本上杜絕了瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn),為煤礦開采提供了安全可靠的保障。同時(shí),它還可以減少對(duì)煤層的破壞,降低煤塵的產(chǎn)生,改善井下作業(yè)環(huán)境,保護(hù)礦工的身體健康。某煤礦在采用二氧化碳一次性氣體爆破管后,井下瓦斯事故發(fā)生率大幅降低,煤塵濃度也明顯下降,礦工的工作環(huán)境得到了的改善。
可控是二氧化碳一次性氣體爆破管的又一優(yōu)勢(shì),這使得它在各種復(fù)雜的工程爆破場(chǎng)景中都能夠發(fā)揮出色的作用。
傳統(tǒng)的炸藥爆破由于其爆炸過(guò)程的不可控性,往往難以實(shí)現(xiàn)的爆破效果 。炸藥一旦被引爆,其爆炸能量會(huì)在瞬間以球形向四周擴(kuò)散,難以控制爆炸的方向、范圍和強(qiáng)度。這就導(dǎo)致在一些對(duì)爆破精度要求較高的工程中,如城市建筑物的拆除、文物保護(hù)區(qū)域的巖石破碎等,炸藥爆破可能會(huì)對(duì)周圍的建筑物、設(shè)施和文物造成不必要的損壞。
而二氧化碳一次性氣體爆破管則可以通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)爆破 。,可以通過(guò)調(diào)節(jié)加熱管的功率和加熱時(shí)間,控制液態(tài)二氧化碳的氣化速度和氣化量,從而控制爆破的能量大小 。在面對(duì)不同硬度的巖石或不同結(jié)構(gòu)的建筑物時(shí),可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整加熱參數(shù),使爆破能量與爆破對(duì)象相匹配,達(dá)到佳的爆破效果。
其次,通過(guò)選擇不同規(guī)格的泄能片,可以控制爆破管內(nèi)的壓力釋放值 。泄能片的破裂壓力是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)試的,根據(jù)爆破的具體要求,可以選擇具有不同破裂壓力的泄能片安裝在爆破管上。當(dāng)管內(nèi)壓力達(dá)到泄能片的預(yù)設(shè)破裂壓力時(shí),泄能片破裂,高壓氣體釋放,實(shí)現(xiàn)爆破。這樣就可以根據(jù)實(shí)際需要,控制爆破的壓力和能量釋放時(shí)機(jī),提高爆破的度。
此外,二氧化碳一次性氣體爆破管還可以通過(guò)合理的布孔設(shè)計(jì)和排列方式,實(shí)現(xiàn)定向爆破 。在進(jìn)行爆破作業(yè)前,技術(shù)人員可以根據(jù)爆破對(duì)象的形狀、結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境等因素,設(shè)計(jì)出佳的布孔方案。將爆破管按照設(shè)計(jì)方案地布置在鉆孔中,通過(guò)控制各爆破管的起爆順序和時(shí)間間隔,可以使爆破能量集中在預(yù)定的方向上釋放,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定區(qū)域的破碎,避免對(duì)周圍不需要爆破的區(qū)域造成影響。
在城市高樓大廈的拆除工程中,使用二氧化碳一次性氣體爆破管可以通過(guò)控制爆破參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的定向倒塌,確保周圍的建筑物和設(shè)施安全無(wú)損。在文物保護(hù)區(qū)域的巖石清理工程中,也可以利用其可控的優(yōu)勢(shì),在不損傷文物的前提下,完成巖石的破碎和清理工作。這種可控的特性,使得二氧化碳一次性氣體爆破管在各種復(fù)雜的工程環(huán)境中都具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的實(shí)用價(jià)值。