爆破材料

二氧化碳气体爆破详细描述

发布时间:2023/10/10 14:14:28   

二氧化碳气体爆破储液管3用于存储液态二氧化碳,储液管3采用外径60mm、内径20mm,壁厚为2~3mm的铁皮中空管,可承受10MPa左右的压力。储水管2用于存储水介质,储水管2采用外径70mm,内径60mm,壁厚2~3mm的PVC中空管。加热管4、储液管3、储水管在各自注入完相应介质后将其端部密封,令导爆索5的端部外露在加热管4外部即可。

外套管1主要起到聚能作用,为了装配更加方便,本实施例中的外套管1采用两片半圆弧形钢管拼装而成,将两片端部的外螺纹段12刚好设计为半圆结构,而钢管中段小于半圆结构,那么两片拼装组合后形成的钢管中部自然形成细缝,该细缝即可作为泄能缝6使用,泄能缝6作为能量外泄的出口;外套管两段的外螺纹段12内端头处均设有限位环11,限位环11中心预留有直径与导爆索5直径相匹配的中心孔,可以方便导爆索5穿出,限位环11的作用是限定装配在外套管1内部的加热管4、储水管3和储液管2位置,防止沿外套管1轴向移位;两片弧形钢管拼装时,可以通过图1所示的具有内螺纹的连接头7套管将两者固定连接,该连接头7也作为多根致裂装置串联连接时使用,连接头7的长度为螺纹段12长度的2倍。本实施例中的外套管1采用长度为1.5~2m,外径为60~90mm,壁厚为8~10mm的钢管,可以承受MPa以上压力,泄能缝6的宽度为2~3mm,外螺纹段长度为20~30mm。

上述结构的定向致裂装置在使用时,先根据炮孔深度确定所需要的定向致裂装置数量,按照上述给出的结构完成每根致裂装置的装配后,将多根致裂装置首尾相接直线排布,将每根定向致裂装置的导爆索相邻端引出并相互搭接在一起,为了确保引爆效果,搭接长度推荐不少于mm,然后用连接头7将两个串联的定向致裂装置螺纹段固定在一起,此时需要确保每个定向致裂装置上的泄能缝6均位于同一条直线上,确保引爆后的切缝方向一致。完成上述连接后,将上述组装好的定向致裂装置沿炮孔插入,通过连接头7可以方便的实现多根致裂装置的串联连接,也方便插入炮孔的操作,插入时使泄能缝6对准需要致裂的方向即可。最后将尾端外露的导爆索5引出炮孔,将导爆索5与电雷管脚线以及起爆器相连,以便于后续的起爆操作。导爆索5引爆后,爆轰波沿导爆索5快速传播,同时引燃加热管4内的加热材料,加热管4快速升温将储液管3内的液态二氧化碳迅速由液态变为气态,瞬间膨胀多倍,使得储液管3内的压力由初始的10MPa左右瞬间增至PMa以上,迅速膨胀的高压进一步将储水管2内的静态水瞬间激发为高压水射流,并伴随高压二氧化碳气体沿泄能缝6喷出,从而完成定向切缝致裂岩体的效果,高压水射流在爆破时还可以形成水雾起到降尘的作用。

图3中展示的是使用现有产品爆破效果图,图3中左侧为深孔中多根致裂管爆破后纵向剖面效果展示,右侧为横向剖面效果展示。从左图中可以看出,每根致裂管的爆点局部集中,就是因为泄能头只安装在致裂管一端的原因;从右侧图中可以看到径向裂纹呈放射状向四面发射,无法形成切缝致裂效果,并且环向裂纹向四面分布,爆破对周围围岩的扰动影响较大。而图4中展示的是使用二氧化碳气体爆破装置爆破效果图,从图4中的左侧图中可以看出,没有局部集中的爆点,整个切缝是沿钻孔轴向全长分布;又从图4的右侧图中可以看出,径向裂纹呈一条直线,呈现明显的切缝效果,而且环向裂纹也仅在径向裂纹两侧少量分布,可见对周围围岩的扰动影响非常小。

尽管已经示出和描述了二氧化碳气体爆破的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离二氧化碳气体爆破的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,二氧化碳气体爆破的范围由所附权利要求及其等同物限定。



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