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          二氧化碳爆破的優勢與前景展望

          2021-10-13

          二氧化碳爆破的優勢與前景展望

          一、原理

          二氧化碳爆破原理,就是利用液態二氧化碳在突然快速加熱的條件下,急劇快速氣化膨脹(600倍以上),產生強大沖擊力的原理,通過適當的控制,造成爆破破巖的效果。

          二、系統構成

          二氧化碳爆破系統由充裝間裝備、爆破設備、智能云系統平臺三部分組成。

          充裝間的設備有:二氧化碳儲液罐、充裝機、充裝臺、拆裝機等,操作間的作用是充裝爆破管、存儲爆破管、發放爆破管,以及對相關設備的維修等。

          現場爆破設備主要是爆破管、智能云安全發爆器。

          爆破管是二氧化碳爆破的核心設備之一,由儲液管、充裝頭、釋放頭等組成。采用超強度的特殊鋼材并經過特殊處理而成,具有極高的強度和韌性。智能云安全發爆器,是啟動爆破管內加熱器的核心設備。同時具有微差起爆實現光面爆破功能,人員閉鎖、時間閉鎖、地點閉鎖等多參數閉鎖,確保不安全就不能起爆的本質安全功能,以及與智能云通訊連接等功能。

          是監管監控二氧化碳爆破的智能平臺,其功能為,

          1)收集每一次的冷爆破數據,包括孔深、孔數、孔距、巖性、爆破效果,以及起爆時間、操作人員、地點等等。

          2)對冷爆破作業實現安全閉鎖,不安全就不能起爆。

          3)為改進完善冷爆破作業提供數據支持。

          4)強化管理力度,避免事故發生,等等。

          三、系統優勢

          一)安全

          安全是二氧化碳爆破的最大優勢,表現在如下幾個方面:

          一是,二氧化碳化學、物理特性優越,非常安全。二氧化碳分子式是CO2是真正的惰性氣體。因此,在整個爆炸過程中,沒有新的有害物質產生。但是氮氣、空氣并不是惰性氣體,爆破時可能產生氧化氮等有害氣體。而且從物理性質來看,由于二氧化碳臨界溫度接近常溫,氮氣和空氣的臨界溫度非常低。(如附表1)此外,由于國際碳排放的有關協定,化工廠等必須收集二氧化碳,因此二氧化碳是已經存在的氣體,采用氮氣等其他需要制備,消耗能源。

          附表1:相關氣體液化特性

          氣體

          臨界溫度

          臨界壓力MPa

          二氧化碳(CO2

           31.1

          7.4

          氧氣(02

          -118.57

          5.043

          氮氣(N2)

          -147.05

          3.39

           

          二是,二氧化碳在生產、儲存、運輸中,絕對不會發生遇火爆炸??扇家夯瘹馊菀仔孤?,遇到火燃燒爆炸。二氧化碳不能燃燒,如果泄漏,只能放氣,不會爆炸。三是,智能二氧化碳冷爆破是冷爆破,所謂“冷”就是二氧化碳冷爆破是液態變成氣態的過程,因此吸收周圍大量的熱量,使周圍環境變冷,不會引爆瓦斯、煤塵。這一特性,尤其適用于瓦斯、煤塵等有爆炸氣體和粉塵環境下的爆破作業,例如煤礦、油礦等等。這是一個巨大的利好,全面應用,將使煤礦重大特大事故降低50%以上。四是,智能二氧化碳冷爆破產生的振動微弱,破壞力很小,對于保護建筑物,較少沖擊地壓誘發因素等非常有力。智能二氧化碳冷爆破的爆速大大低于ZHAYAOLEIGUAN爆破,沖擊力一般400Mpa,遠遠低于ZHAYAO爆破的1000-5000Mpa。爆速3m/s左右,一般離開爆破點2-3米后,就基本沒有破壞作用了。五是,爆破時不產生新的有害氣體,井下爆破,一米高度以上沒有二氧化碳氣體超標。六是,不能用于恐怖活動。一方面因為二氧化碳不能燃燒,不能爆炸。另一方面,二氧化碳冷爆破必須在封閉空間里才產生破壞作用,在開放的空間來,幾乎不能產生破壞作用。

          二)省心

             省心是指用戶省心,國家省心,社會省心。所謂用戶省心是因為,一是公安機關不監管。因為二氧化碳非爆炸物品,非?;?,所以不是公安監管的對象。二是質檢部門不監管,這是因為,爆破管等,由于體積很?。ㄐ∮?/span>500升),也非質檢部門監管的壓力容器。三是不用擔心爆恐分子搶劫。不用擔心像ZHAYAOLEIGUAN丟失,盜失,可能造成的爆恐案件發生。四是安全生產管理部門監管,是依法進行,力度適當。二是因為不用擔心因此造成的爆恐案件發生。與此相反,智能二氧化碳冷爆破系統的應用,還能大大降低重大特大安全生產事故,大大降低爆恐案件的發生。是國家要大力提倡發展的行業。

          三)環保

          智能二氧化碳冷爆破對環保的貢獻,主要表現如下方面:

          一是,采用的是化工廠或者是燃煤電廠的廢氣,是廢氣的再利用。因此,二氧化碳是已經存在的物品,不用再消耗能源去生產,不像ZHAYAO和其他氣體生產會造成新的污染。二是,二氧化碳冷爆破過程,不像ZHAYAO爆炸產生大量一氧化碳等有毒有害的氣體,以及大量粉塵。三是,爆炸的噪音很小,震動很小,基本沒有噪音污染,不擾民。

          四)智能

          全程智能監控,依托智能云平臺實現對每次爆破全程監控,并建立全國的大數據中心,實現:

          1)遠程監控分散的爆破施工,包括人員,時間,地點,用量,巖石,爆破參數,爆破效果等等??梢詫崿F,監管(管理)機關不同意就不能起爆,

          2)遠程監控爆破地點,爆破區域,是否在規定的區域,位置,實現不在規定的地點范圍,自動閉鎖,不能起爆。

          3)遠程監控爆破時間,不在規定的時間,就自動閉鎖。不能起爆。

          4)遠程監控操作與管理人員,實現相關人員不在,就自動閉鎖,不能起爆。

          大數據將為系統的完善升級、提高效率已經改進安全技術措施,提供強有力的支撐。

          五)同威

          所謂同威,就是與ZHAYAO爆炸幾乎相同的威力。這要從兩個方面來看,一是在破巖沖擊力破壞力方面同威力,盡管二氧化碳冷爆破的沖擊力為400Mpa左右,遠遠比ZHAYAO的小。但是,ZHAYAO爆炸的作用時間是瞬間完成的,二氧化碳冷爆破的時間,可以大大拉長幾毫秒甚至更長。如果說ZHAYAO是靠‘爆發力’做工,那么二氧碳爆破就是靠‘耐力’做工,能夠實現同樣的破巖效果。二是,在施工能力方面,ZHAYAO爆破一般是‘暴食’,是一口吃個胖子’,一次大規模爆破用幾十噸,甚至幾百噸ZHAYAO,爆破幾萬,甚至幾十萬、幾百萬噸巖石,然后,再慢慢搬運。智能二氧化碳冷爆破就是‘蠶食’,是‘細嚼慢咽’,現在一套設備,一天也能破巖一萬噸左右的巖石。多套裝備, 可以滿足大模開采需要。

          六)廣泛

          廣泛包含兩個方面,一是原料二氧化碳來源很多,廣泛存在(縣級單位一般都有),很容易買到。二是,智能二氧化碳冷爆破用途廣泛。已經用于露天剝離與開采、道路施工、基坑開挖、隧道施工、石材開采、頑石孤石爆破、管道等堵塞疏通、水下爆破等等。尤其在有爆炸氣體粉塵環境、城市內部與附近(建筑物附近)、高溫等特殊環境條件下爆破,具有ZHAYAO爆破無法實現的優勢。

          七)低價

          從綜合角度和發展的眼光來看,智能二氧化碳冷爆破的成本低于ZHAYAO爆破。

          1、從施工成本來看,由于爆炸物品的監管費用奇高,并且在節假日等特殊條件下,公安系統不批ZHAYAO,造成一些地區ZHAYAO爆破成本已經遠遠高于智能二氧化碳爆破。

          2、隨著新《反恐法》的實施,爆炸物品的價格將大幅度提高。因為《反恐法》第21條和第22條分別要求對LEIGUAN進行電子編碼,對ZHAYAO進行自動編碼,這將大大提高爆炸物品的價格。與此相反,智能二氧化碳冷爆破,隨著技術的完善提高,成本將會降低。因此,智能二氧化碳冷爆破的成本有可能全面低于ZHAYAO爆破。

          3、防恐反恐成本和社會心里壓力成本為零。ZHAYAO等爆炸物品應用,產生了巨大的防恐反恐成本,以及高昂社會心里壓力成本是智能二氧化碳冷爆破所沒有的。


          二氧化碳爆破的前景展望

          二氧化碳氣體

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