河南洛阳矿山气体爆破静态开采
气体爆破技术在岩土爆破领域中崭露头角,其中以二氧化碳气体爆破技术为具有代表性,其特的优势和的作用在工程领域中得到充分的发挥。
目前,由于开采技术的限制,煤炭生产中煤炭的产块率不高。常用的炮采生产,由于炸药高温高压,反应剧烈,瞬间对煤层作功,冲击性大,致使煤层粉碎性破坏,因此产块率低。炭块率一般在10-20%左右,部分特硬煤种可达60%左右,但为数很少;在机械化采煤中,因滚筒割煤技术与效率要求,产炭率更低(不过10%)。因此当前的煤炭生产无法满足市场对炭块的需求,也造成了资源内在价值的浪费(因为末煤的价值低于块炭的价值)。
二氧化碳气体爆破原理:
1.高压:将二氧化碳气体加压到高压状态,压力通常达到1000多吨甚至更高,这使得二氧化碳气体成为瞬间释放大量能量的可靠媒介。
2.快速释放:在二氧化碳气体受到高压状态的时候,操作员通过操作阀门,将二氧化碳气体迅速释放,释放出的能量瞬间转化为强大的压力波,以高速冲击的形式对钻孔中的岩石或矿石进行瞬间破碎。
3.均匀性:二氧化碳气体爆破所产生的高压波能够在整个矿石或岩石体内传播,因此能够均匀破坏物质。
二氧化碳气体爆破技术也存在一些挑战和限制。,二氧化碳气体爆破技术需要具备储存和释放设备,其成本较高。其次,二氧化碳气体爆破技术在某些特殊场合(如水下)的应用受到限制。此外,与传统爆破技术相比,二氧化碳气体爆破技术的研究和应用还处于起步阶段,需要进一步的技术突破和实践验证。
二氧化碳爆破优势
二氧化碳爆破具有本质安全特性,在储存、运输、携带、使用和回收方面都非常安全,主机与爆破设备分离,从灌装到爆破结束的时间短,液态二氧化碳注入仅需1-3分钟,从开始到结束仅需4毫秒,实施过程中没有爆管,也不需要验枪,安全警示距离短,不存在安全隐患。爆破管易于回收,可连续使用。
二氧化碳爆破技术的工作流程如下:
1、准备工作:在实施二氧化碳爆破前,需要进行地质勘探和矿层评价,确定爆破的位置和炸药量等参数。然后将二氧化碳爆破装置安装在爆破孔道中。
2、注入高压二氧化碳气体:在二氧化碳爆破装置中,高压二氧化碳气体储存在气体储气罐中。当开始注入时,二氧化碳气体通过压力控制系统控制注入速度和压力,进入到爆破孔道中。
3、加热炸药:经过一定时间的注入,高压二氧化碳气体将炸药孔道中的炸药瞬间压缩并加热。这时,炸药会迅速,释放出大量的能量。
4、爆破效果:在爆破过程中,二氧化碳气体还可以扩散到矿层或建筑物中,将其中的空气排出,从而避免了产生的压力波对周围环境的影响。
二氧化碳爆破技术的原理是利用高压二氧化碳将炸药孔道中的炸药瞬间压缩并加热,从而使其迅速。在二氧化碳爆破过程中,需要在爆破孔道中设置特殊的二氧化碳注入装置和炸药装置。具体来说,二氧化碳爆破技术的工作流程如下:
准备工作:在实施二氧化碳爆破前,需要进行地质勘探和矿层评价,确定爆破的位置和炸药量等参数。然后将二氧化碳爆破装置安装在爆破孔道中。
注入高压二氧化碳气体:在二氧化碳爆破装置中,高压二氧化碳气体储存在气体储气罐中。当开始注入时,二氧化碳气体通过压力控制系统控制注入速度和压力,进入到爆破孔道中。
加热炸药:经过一定时间的注入,高压二氧化碳气体将炸药孔道中的炸药瞬间压缩并加热。这时,炸药会迅速,释放出大量的能量。
爆破效果:在爆破过程中,二氧化碳气体还可以扩散到矿层或建筑物中,将其中的空气排出,从而避免了产生的压力波对周围环境的影响。
利用二氧化碳相变的特性: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(膨胀管)内。当微电流通过电时,引起发热药剂产生高温,瞬间将液态二氧化碳气化,急剧膨胀产生高压冲击波致泄能器打开,产生300MPA以上的膨胀压力,瞬间释放致岩石断裂和松动。由于是低温下运行,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。在井下致裂时对瓦斯具有稀释作用,无震荡,无粉尘。二氧化碳属于惰性非易燃易爆气体,致裂过程是气体膨胀的过程,物理做功而非化学反应。
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