Högkvalitativt sprängämne, O2 bergsprängningssystem och CO2 bergsprängningssystem

I projekt där användningen av civila sprängämnen är förbjudna, är explosion av flytande syre, expander (statisk kross) och koldioxid (CO₂) bergsprängning vanliga alternativa tekniker. Följande är en detaljerad förklaring av principer, driftprocedurer, tekniska indikatorer och säkerhetskontroll, kombinerat med faktiska tekniska tillämpningsscenarier och tekniska specifikationer.

1. Flytande syre bergsprängningsteknik

1. Princip och tillämpliga scenarier: Bergsprängning med flytande syre är baserad på egenskaperna hos snabb oxidation och värmeavgivning efter att flytande syre (-183 ℃) blandas med brännbart material (som kolpulver, träflis, bomullsgarn). När blandningen antänds av en detonator eller en elektrisk tändanordning, förångas det flytande syret omedelbart och expanderar (volymen expanderar med cirka 860 gånger), vilket genererar en högtryckschockvåg för att krossa bergmassan.

Tillämpliga scenarier: krossning av hårt berg, gruvdrift (särskilt lämpligt för gruvor med hög gas, eftersom flytande syre i sig är obrännbart och har en högre säkerhet).

2. Driftprocess

1. Borrkonstruktion: håldiameter: 40–60 mm, håldjup är 80 %–90 % av bergets tjocklek.

Hålavstånd och radavstånd: justeras efter stenhårdhet, vanligtvis är hålavståndet 0,8–1,2 m, radavståndet är 0,6–1,0 m.

2. Förberedelse av explosiva påsar: lägg brännbart material (som kolpulver) i antistatiska tygpåsar, blötlägg dem i flytande syre enligt massförhållandet mellan flytande syre och brännbart material 1:2–1:3, och fyllningen måste slutföras inom 5–10 minuter* (flytande syre är lätt att förflyktiga och orsaka fel).

3. Sprängladdning och detonation: efter att sprängämnespåsen har förts in i borrhålet tätas den till hålets mynning med gul lera, och fördröjningstiden efter att sprängkapseln har antänts kontrolleras till 20–30 ms.

4. Tekniska indikatorer

Syrebalans: det är nödvändigt att säkerställa att de brännbara ämnena och flytande syre reagerar fullt ut för att undvika ackumulering av kvarvarande syre (syrebalansvärdet bör vara nära 0). Detonationshastighet: cirka 200–300 m/s, lägre än sprängämnens (såsom TNT detonationshastighet 6900 m/s för att kompenseras), och energin behöver kompenseras med dense dense. tröskel: Syrekoncentrationen i arbetsområdet måste vara lägre än 23 % (normal atmosfär är 21 %) för att förhindra brand orsakad av syrerik miljö.

5. Säkerhetsrisker

Flyktigt läckage: Läckage av flytande syre kan göra att den lokala syrekoncentrationen överstiger standarden, och en monitor för syrekoncentration i realtid måste konfigureras. Statisk känslighet: Alla verktyg måste behandlas med antistatisk behandling och operatörer måste bära antistatiska kläder. 2. Teknik för expansionsmedel (statiskt krossmedel).

1. Princip och tillämpliga scenarier Expanderaren består huvudsakligen av kalciumoxid (CaO), som reagerar med vatten och bildar kalciumhydroxid och frigör värme (reaktionsformel: CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 65 kJ/mol), expanderar 3–4 gånger i volym, genererar 30–50 MPa c expansionstrycket, bergmassan expanderar långsamt och bergmassan expanderar långsamt. Tillämpliga scenarier: rivning av stadsbyggnader, skyddsprojekt för kulturlämningar och statisk krossning av betongkonstruktioner. 2. Driftprocess

1. Borrparametrar: håldiameter: 38–42 mm, håldjup är 80 % av komponentens tjocklek.

Hålavstånd: 8–10 gånger håldiametern (t.ex. 40 mm håldiameter, hålavstånd 320–400 mm).

2. Uppslamningsberedning: vatten-cementförhållande 0,28–0,33 (t.ex. HSCA-Ⅲ-brytare kräver 30–33 % vatten), rör om tills en enhetlig pasta.

3. Hålfyllning och reaktion: slurry hälls till 90 % av hålets djup och hålets mynning tätas med en våt trasa för att förhindra vattenavdunstning. Reaktionstid: 2–4 timmar på sommaren, 6–8 timmar på vintern (reaktionstiden förlängs med 50 % för varje 10°C temperaturfall).

3. Tekniska indikatorer

Expansionstryck: 30–50 MPa (matchar cementens tryckhållfasthet på 30–50 MPa). Reaktionstemperaturhöjning: slurrytemperaturen kan nå 80–100°C, vilket måste övervakas för att undvika brännskador. Miljöskydd: pH-värdet är 12–13 och gödselavfall måste släppas ut efter neutraliseringsbehandling.

4. Effektivitetsoptimering

Hjälp med att spricka hål: Borra styrhål mellan intilliggande hål för att styra riktningen för sprickexpansion. Temperaturkontroll: Använd 40 ℃ varmt vatten för att blanda slam på vintern för att förkorta reaktionstiden.

III. CO₂ bergsprängningsteknik

1. Princip och tillämpliga scenarier Flytande CO₂ lagras i ett högtrycksstålrör (sprickrör), och förgasning utlöses av elektrisk uppvärmning (vätske→gasvolymen expanderar 600 gånger). När trycket stiger till 300–400 MPa bryter det igenom den konstanta tryckbrottskivan och högtrycksgasen släpps ut genom energiutlösningshuvudet för att träffa bergmassan.

Tillämpliga scenarier: förebyggande av utbrott av underjordiska kolgruvor, sprängning av slät tunnelyta och exakt krossning av farlig stenmassa.

2. Driftprocess

1. Sprickrörsmontage: Fyll flytande CO₂ till 80 % av rörvolymen (för att förhindra övertrycksexplosion), och fyllningstrycket är 7–10 MPa.

2. Borrning och layout: håldiameter 90–110 mm, håldjup 2–5 m, gapet mellan sprickrörets ytterdiameter och håldiameter ≤5 mm (fast med gummikuddar).

3. Detonationskontroll: Starta värmaren, CO₂ förgasas och trycksätts till det inställda brotttrycket (t.ex. 300 MPa) inom 18–25 sekunder.

4. Tekniska indikatorer

Energiuttag: Ett enda rör med CO₂ (1,5 kg) släpper ut cirka 1,5–2 MJ energi, motsvarande 0,3–0,4 kg TNT. Topptryck: Energiavgivningen kan nå 200–300 MPa omedelbart, och varaktigheten är 2–5 ms. Säkerhetsredundans: Felet för varje provning, provning och provning krävs ±5 ms. parti.

5. Säkerhetsspecifikationer

Anti-flashback-konstruktion: Sprickröret måste klara slagtestet GB/T 29910-2013. Säkerhetsavstånd: Operatören måste befinna sig mer än 15 m från sprickröret för att förhindra stänk och skador.

IV. Nyckelpunkter för teknisk tillämpning

1. Miljöövervakning: Explosion av flytande syre kräver realtidsövervakning av syrekoncentrationen, och CO₂-explosion kräver detektering av CO₂-koncentration i operationsområdet (tröskelvärde ≤5000 ppm).

2. Anpassad design: För skiktad bergmassa måste hålavståndet minskas med 20 %–30 %; betongkonstruktioner måste undvika stålstänger vid borrning av hål.

3. Nödplan: Starta kväversättningssystemet när flytande syre läcker, och aktivera den hydrauliska övertrycksventilen när CO₂-sprickröret har fastnat.