二氧化碳氣體爆破基于液態(tài)二氧化碳的物理相變原理。常態(tài)下,二氧化碳為氣態(tài),通過高壓(通常達 20 - 30MPa)可將其壓縮成液態(tài),存儲于特制的高強度爆破管內(nèi) 。爆破時,啟動爆破管內(nèi)的電加熱裝置,瞬間釋放熱量,使液態(tài)二氧化碳迅速氣化膨脹。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,在密閉空間內(nèi),溫度急劇升高,二氧化碳氣體體積會在極短時間內(nèi)膨脹 600 倍以上,產(chǎn)生高達 300MPa 左右的高壓,當(dāng)壓力超過爆破管預(yù)設(shè)的破裂壓力(如爆破片的極限壓力),高壓氣體瞬間釋放,形成強大的沖擊力,破碎周圍巖石或介質(zhì),實現(xiàn)爆破效果。
可通過調(diào)整液態(tài)二氧化碳的充裝量、加熱裝置功率、爆破管規(guī)格等參數(shù),控制爆破的力度和范圍。在不同工程場景中,無論是小型的巖石破碎,還是大型礦山開采,都能根據(jù)實際需求制定個性化爆破方案,實現(xiàn)爆破,避免過度破碎或破碎不足的問題,提高資源利用率和工程質(zhì)量。
在城市建筑物拆除、道路拓寬、基礎(chǔ)施工等工程中,二氧化碳氣體爆破能控制爆破范圍和力度,避免對周邊建筑物和設(shè)施造成損害。同時,環(huán)保特性使其在人口密集的城市區(qū)域施工時,不會產(chǎn)生大量粉塵和有害氣體,減少施工擾民問題,實現(xiàn)文明施工。
在水泥、電力、鋼鐵等行業(yè),用于清理預(yù)熱器、分解爐、溜槽等設(shè)備內(nèi)部的物料堵塞。通過控制爆破力度,可有效清除堵塞物,且不會對設(shè)備造成損壞,相比傳統(tǒng)人工清堵,效率更高、安全性更強 。
隨著全球?qū)Π踩a(chǎn)和環(huán)境保護的重視程度不斷提高,傳統(tǒng)炸藥爆破的局限性日益凸顯,二氧化碳氣體爆破作為一種綠色、安全、的新型爆破技術(shù),市場需求將持續(xù)增長。未來,該技術(shù)有望在技術(shù)創(chuàng)新、成本降低、應(yīng)用領(lǐng)域拓展等方面取得更大突破。例如,智能化控制技術(shù)的應(yīng)用將進一步提高爆破的性和安全性;新材料的研發(fā)和應(yīng)用將降低爆破管生產(chǎn)成本,推動技術(shù)更廣泛應(yīng)用。
隧道掘進過程中,使用二氧化碳氣體爆破可減少對隧道圍巖的擾動,降低坍塌風(fēng)險,保障隧道施工安全。其產(chǎn)生的低震動、低噪音和少粉塵特性,也有利于保護周邊環(huán)境,減少對居民生活的影響,特別適用于城市地鐵等對環(huán)境要求較高的隧道工程建設(shè)。