CO2-Steinsprengsystem und seine Vor- und Nachteile

CO2-Sprengung begann in den 1950er Jahren und begann sich in den 1980er Jahren in den Vereinigten Staaten zu entwickeln. Es wurde hauptsächlich für Kohlebergbau in Hochgasminen entwickelt, um Explosionsunfälle durch Flammen zu vermeiden, die durch Sprengungen verursacht werden. Im Jahr 2015, mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, inländischCO2-SprenggeräteNach und nach sind Hersteller aufgetaucht (die Hauptkomponenten werden immer noch importiert und die Ausfallrate im Inland ist etwas höher), aber ihre Reife ist unzureichend und sie befindet sich immer noch in einer Phase kontinuierlichen Wachstums und Entwicklung.

Obwohl es im Inland technologische Durchbrüche gab,CO2-Sprengung im Bauwesen, es ist noch ein langer Weg, und es gibt noch viele Technologien, die verbessert und modernisiert werden müssen. Das Sprengvolumen liegt weit unter dem des herkömmlichen Sprengens. Im Falle eines Sprengversagens ist der Vorgang komplizierter als bei hydraulischen Spaltgeräten, und das Intervall zwischen den Zyklen ist lang.

Phasenwechselfrakturierung mit flüssigem CO2 ist ein physikalischer Frakturierungsprozess. Flüssiges CO2 wird chemisch erhitzt, um seinen Druck auf 20 bis 60 MPa zu erhöhen. Unter hohem Druck stehendes flüssiges CO2 durchbricht die Scherplatte mit konstantem Druck und verwandelt sich schnell in Gas. Sein Volumen dehnt sich mehr als 600-mal aus. Die sofortige Freisetzung der Gasausdehnung kann dazu führen, dass der Kohlekörper um das Bohrloch herum bricht. Der Volumenausdehnungsprozess von flüssigem CO2 absorbiert eine große Menge Wärme, wodurch die Temperatur des Kohlekörpers im Frakturierungsbereich wirksam gesenkt werden kann, was der Verhinderung der Selbstentzündung von Kohleflözen förderlich ist. Bei der Phasenwechselfrakturierung mit flüssigem CO2 wird ein Niederdruckstart (9 V) verwendet, der sicherer als herkömmliche Sprengungen ist und keine Waffeninspektion erfordert. Nach der Sprengung können Personen eintreten, um kontinuierlich zu arbeiten. Die Struktur der Ausrüstung zur Phasenwechselfrakturierung mit flüssigem CO2 ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Prinzip derCO2-Sprengung: CO2-Gas kann unter einem bestimmten hohen Druck in Flüssigkeit umgewandelt werden. Das flüssige CO2 wird durch eine Hochdruckpumpe in einen zylindrischen Behälter (Strahlrohr) komprimiert und die Berstscheibe, der Wärmeleitstab und der Dichtungsring werden geladen. Die Legierungskappe wird festgezogen, um die Vorbereitungen vor dem Strahlen abzuschließen. Das Strahlrohr, der sichere Wolken-Millidifferenzzünder und das Netzkabel werden zur Sprengstelle gebracht, das Strahlrohr wird in das Bohrloch eingeführt und fixiert und die Stromversorgung des Zünders wird angeschlossen. Wenn der Mikrostrom durch den hochwärmeleitenden Stab fließt, wird eine hohe Temperatur erzeugt, die den Sicherheitsfilm durchbricht, und das flüssige CO2 wird sofort vergast. Die schnelle Ausdehnung erzeugt eine Hochdruckstoßwelle, die das Überdruckventil automatisch öffnet. Die gesprengten Objekte oder Ablagerungen werden durch die geometrisch äquivalente Stoßwelle schnell nach außen gedrückt. Der gesamte Vorgang von Beginn bis Ende dauert nur 0,4 Millisekunden. Er läuft bei niedriger Temperatur ab, vermischt sich nicht mit der Flüssigkeit und dem Gas in der Umgebung, erzeugt keine schädlichen Gase, erzeugt keine Lichtbögen und elektrischen Funken und wird nicht durch hohe Temperaturen, große Hitze, hohe Luftfeuchtigkeit und große Kälte beeinträchtigt. Er hat eine Verdünnungswirkung auf das Gas bei unterirdischen Sprengungen, ohne Schock und Staub. CO2 ist ein Inertgas und eine nicht brennbare und explosive Substanz. Der Explosionsprozess ist ein Prozess der Volumenausdehnung, der eher physikalische Arbeit als eine chemische Reaktion ist.

Vorteile vonCO2-Sprengung:

1. Es verfügt über inhärente Sicherheitsmerkmale. Es ist sehr sicher in Bezug auf Lagerung, Transport, Tragen, Verwendung und Recycling. Der Hauptmotor ist von der Sprenganlage getrennt und die Zeit vom Befüllen bis zum Ende des Sprengvorgangs ist kurz. Das Befüllen mit flüssigem CO2 dauert nur 1-3 Minuten und von der Detonation bis zum Ende nur 4 Millisekunden. Während des Implementierungsprozesses gibt es keine Blindgänger und die Waffe muss nicht überprüft werden. Der Sicherheitswarnabstand ist kurz und es gibt keine Sicherheitsrisiken. Das Sprengrohr lässt sich leicht wiederherstellen und kann kontinuierlich verwendet werden.

2. Es kann eine gerichtete Sprengung und eine verzögerte Kontrolle sein, insbesondere in speziellen Umgebungen wie Wohngebieten, Tunneln, U-Bahnen, Untergrundbahnen und anderen Umgebungen. Während des Implementierungsprozesses treten keine zerstörerischen Vibrationen und Kurzwellen auf und es gibt keine zerstörerischen Auswirkungen auf die Umgebung.

3. Es besteht kein Bedarf an einem Pyrotechnik-Lager, einfache Verwaltung, einfache Bedienung, wenige Bediener und kein Bedarf an professionellem Personal im Dienst.

4. Seine Leistung ist ausgeprägter, wenn es in Minen verwendet wird, egal ob es sich um eine Mine mit hohem Gasgehalt, eine Mine mit Gesteinsbruch, eine Mine mit komplexen hydrogeologischen Bedingungen oder eine Mine handelt, die zu Selbstentzündung neigt.

5. Die Materialquellen sind reichhaltig und können vor Ort beschafft werden. Flüssiges CO2 ist in Chemiewerken und Tankstellen erhältlich. Verbessert die Wirksamkeit, erhöht den Nutzen und senkt die Kosten. Reduziert komplizierte Genehmigungs- und Überprüfungsverfahren sowie Verwaltungsbeschränkungen. Vor der CO2-Injektion sind alle Produkte nicht explosiv.

6. Um eine größere Ersatzleistung zu erhalten, können die Strahlrohre entsprechend den Bedingungen vor Ort parallel verwendet werden.

7. Umweltschutz: Die gezielte Energiefreisetzung schädigt die Umwelt nicht, erzeugt keine schädlichen Gase wie Kohlenmonoxid und Stickoxide, kann die Arbeitsumgebung verbessern und wirkt sich positiv auf die Gesundheit der Arbeitnehmer aus

8. Komfort: Durch unterschiedliche CO2-Füllmengen (CO2) und den Austausch unterschiedlicher Arten von Druckentlastungsplatten mit fester Energie und Heizaktivatoren kann der Arbeitsdruck des Expansionssystems gesteuert und so an unterschiedliche Arbeitsumgebungen angepasst werden.

9. Wirtschaftlich: Das gesamte System kann wiederholt verwendet werden und ist kostengünstig.

10. Sicherheit: Die Montage-, Füll- und Transportprozesse sind sicher und zuverlässig, und im Vergleich zu Sprengungen können mit der Blindgängerkanone Unfälle vollständig ausgeschlossen werden.

11. Schnell: Die Montage- und Füllvorgänge sind einfach und die Strahlvorbereitungszeit ist kurz, was die Arbeitseffizienz und Massenproduktion erheblich verbessern kann.

Nachteile vonCO2-Sprengung:

1. Geringe Effizienz: Die Schritte sind zu kompliziert und es gibt nur wenige Explosionen pro Tag. Je mehr Verbindungen, desto größer die Wahrscheinlichkeit von Problemen. Wie Füllen, Verdrahten, Versiegeln und andere Verbindungen.

2. Anforderungen an die Luftoberfläche: Es ist nur wirksam, wenn die Luftoberfläche verwendet wird. Es ist nicht für tiefe Baugruben oder Arbeitsflächen mit schlechter Luftqualität geeignet.

3. Geringe Leistung: Es ist nicht möglich, mehrreihiges Strahlen zu erreichen, was bedeutet, dass die Anzahl der Strahlrohre in einem einzelnen Strahlen zwei Reihen nicht überschreiten sollte. Wenn es mehr als eine Reihe sind, kann das Strahlrohr leicht stecken bleiben oder platzen.

4. Hohe Kosten: Der verwendete Aktivator ist ein spezieller Einwegartikel und die Sprengkosten sind hoch, wenn die Ausbeute nicht hoch ist.

5. Hohe Anforderungen: Sowohl der Füllvorgang des Sprengrohrs als auch die Konstruktion vor Ort sind kompliziert und die Qualitätsanforderungen an die Sprenglöcher sind hoch.

6. Lärm und Sicherheit: Obwohl die Sprengkraft nicht groß ist, ist der Lärm dennoch deutlich zu hören. Wenn es in Wohngebäuden und umliegenden Gebäuden verwendet werden soll, sollte versucht werden, die örtliche Sicherheitsaufsichts- und Umweltschutzbehörde um Erlaubnis zu bitten.

7. Es ist schwierig, die Richtung fliegender Steine ​​zu kontrollieren. Obwohl es relativ wenige fliegende Steine ​​gibt, ist es manchmal schwierig, die Richtung fliegender Steine ​​zu erfassen.

8. Gelegentlich können gerissene Rohre hochfliegen.