二氧化碳爆破专业技术层面

原理

 

二氧化碳冷爆破原理，就是利用液态二氧化碳在突然快速加热的条件下，急剧快速气化膨胀（600倍以上），产生强大冲击力的原理，通过适当的控制，造成爆破破岩的效果。

系统构成

 

二氧化碳爆破系统由充装间装备、爆破设备、智能云系统平台三部分组成。

 

充装间的设备有：二氧化碳储液罐、充装机、充装台、拆装机等，操作间的作用是充装爆破管、存储爆破管、发放爆破管，以及对相关设备的维修等

现场爆破设备主要是爆破管、智能云安全发爆器。

 

爆破管是智能二氧化碳冷爆破的核心设备之一，由储液管、充装头、释放头等组成。采用超强度的特殊钢材并经过特殊处理而成，具有极高的强度和韧性。智能云安全发爆器，是启动爆破管内加热器的核心设备。同时具有微差起爆实现光面爆破功能，人员闭锁、时间闭锁、地点闭锁等多参数闭锁，确保不安全就不能起爆的本质安全功能，以及与智能云通讯连接等功能。

 

智能云系统平台，是监管监控二氧化碳冷爆破的智能平台，其功能为，

 

1）收集每一次的冷爆破数据，包括孔深、孔数、孔距、岩性、爆破效果，以及起爆时间、操作人员、地点等等。

 

2）对冷爆破作业实现安全闭锁，不安全就不能起爆。

 

3）为改进完善冷爆破作业提供数据支持。

 

4）强化管理力度，避免事故发生，等等。

 

前景展望

 

智能二氧化碳爆破技术在爆破能力方面，已经表现出了能够替代炸药的趋势，随着爆破能力的提升、技术的完善，以及技术的快速推广，预计五年内基本形成行业规模，并在煤矿爆破、城市内爆破、村庄附近爆破、特殊爆破、精细爆破等方面完成或者基本完成对炸药爆破的替代，道路施工、露天采石等方面也将有很大进展。十年形成一个具有影响力创新产业。

专业技术层面

 

一是，进一步提高爆破能力，主要通过两种途径，一是提高初期爆破冲击力，达到600Mpa以上；二是，延长破岩时间。需要突破爆破管相关附件防冲击的技术，保障超高冲击力作用下不被破坏，需要增加爆破管有效的储存容积等。

二是，开展对各类智能二氧化碳爆破装备的研究和工程试验，形成针对性强的细分的专业成套装备和爆破工艺。例如，煤矿二氧化碳成套爆破装备和爆破工艺，用于掘进、放顶煤、放顶、堵塞疏通、微震动等煤矿专业。其他专业，如露天、隧道、地铁、浅层、高温区、冲击地压等，皆应形成不同装备系列和独特的爆破工艺。

三是，深化机理研究，包括爆破机理和破岩机理，建立相关数学模型，形成相关技术标准体系，指导引导技术的快速推广。

四是，开展替代进口材料研究。实现爆破管材料的国产化。

 

五是，研发施工机器人、机械手，降低劳动强度，提高劳动效率。

六是，加强智能云监控技术研究，实现每次爆破的人员，位置，爆破参数，效果，视频等的实时采集，并建立云数据库。为生产安全和改进，以及效率提高的研究提供数据支撑。

七是，研究并制定相关技术标准和规程，提升行业监管能力，推动行业有序健康八是，开展新一代智能二氧化碳爆破冷爆技术的研究，例如无管冷爆破技术，无回收管技术等，实现更安全，更高效，更低的劳动强度,更低的成本，更大的替代能力和发展空间。