二氧化碳液氧爆破礦山技術(shù)裝備

利用液體二氧化碳在受到外界能量激發(fā)氣化而產(chǎn)生的高速膨脹能量破裂巖土的思路，其在爆破時(shí)不產(chǎn)生大的沖擊波、明火、熱源，不因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的各種有毒有害氣體，因此二氧化碳膨脹爆破技術(shù)較之傳統(tǒng)炸藥技術(shù)具有環(huán)保、有效、安全、便利等特點(diǎn)，二氧化碳膨脹爆破技術(shù)作為一種新型爆破手段，對(duì)水利水電工程、公路工程、礦山工程項(xiàng)目的爆破技術(shù)拓展，具有運(yùn)用、推廣價(jià)值。

一、工程概況

某個(gè)地方瀨水利樞紐工程位于某個(gè)地方干流上游，水庫(kù)壩址位于某個(gè)地方。該工程是國(guó)務(wù)院要求加快推進(jìn)建設(shè)的 172 項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，工程開(kāi)發(fā)任務(wù)以供水為主，結(jié)合防洪，兼顧發(fā)電，并為改善下游灌溉、生態(tài)用水創(chuàng)造條件。樞紐工程由攔河壩、引水系統(tǒng)、過(guò)魚(yú)建筑物、發(fā)電廠房及升壓開(kāi)關(guān)站組成。工程規(guī)模為大（2）型，等別為Ⅱ等工程。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩**全長(zhǎng)596.0m，壩**高程291.0m，壩底**低高程185.00m，**大壩高106.0m，壩**寬8.0m。

二、鄰近鐵路周邊基本概況

《鐵路安全管理?xiàng)l例》第三十四條規(guī)定：在鐵路線路路堤坡腳、路塹坡**、鐵路橋梁外側(cè)起向外各 1000m 范圍內(nèi)，以及在鐵路隧道上方中心線兩側(cè)各 1000m 范圍內(nèi)，確需從事露天采礦、采石或者爆破作業(yè)的，應(yīng)當(dāng)與鐵路運(yùn)輸企業(yè)協(xié)商一致，依照有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定報(bào)縣級(jí)以上地方人民政府有關(guān)部門批準(zhǔn)，采取安全防護(hù)措施后方可進(jìn)行。

某個(gè)地方水利樞紐工程主體工程土建標(biāo) C2 標(biāo)攔河壩鄰近既有漳泉肖鐵路及其天湖山支線，項(xiàng)目鄰近既有鐵路 1000m 范圍內(nèi)需要采用控制爆破工程為：大壩基槽石方爆破、廠房基坑石方爆破、左岸上壩防汛道路石方爆破及 1#道路石方爆破。大壩基槽石方、廠房基坑和左岸上壩防汛道路與既有鐵路（天湖山支線）的**小水平距離分別為 50m，35m，220m；1#道路與既有鐵路（天湖山支線）的**小水平距離為 170m。

某個(gè)地方水利樞紐工程主體工程土建標(biāo) C2 標(biāo)料場(chǎng)石方爆破鄰近既有漳泉肖鐵路及其天湖山支線，其與漳泉肖鐵路的**小水平距離為 700m，與天湖山支線的**小水平距離為 960m。

工程建設(shè)中，如何確保某個(gè)地方水利樞紐工程建設(shè)與鐵路正常運(yùn)營(yíng)是擺在建設(shè)者面前的一個(gè)難題。為此，項(xiàng)目部計(jì)劃在料場(chǎng)進(jìn)行CO2破巖技術(shù)研究，便于項(xiàng)目部利用爆破后取得石料進(jìn)行大壩主體的配合比試驗(yàn)。

三、CO2破巖技術(shù)試驗(yàn)內(nèi)容

1、基本工作原理

CO2 在大氣中為無(wú)色、略帶刺激性和酸性味的無(wú)毒氣體，不能助燃，其密度為空氣的 1.53 倍。在 20℃、5.6MPa 環(huán)境下 CO2 呈液體，液態(tài) CO2 轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積膨脹約為初始狀態(tài)的 600 倍。將液態(tài) CO2密閉于高強(qiáng)度容器，通過(guò)熱能快速激發(fā)使其發(fā)生液-氣相變，在密閉容器形成高能量狀態(tài)，壓強(qiáng)可達(dá)300MPa，高能量狀態(tài) CO2 突破定壓破裂片（抗壓強(qiáng)度常設(shè)定在數(shù)十至 300 MPa）的封堵，瞬間釋放產(chǎn)生爆炸效應(yīng)，對(duì)周圍介質(zhì)沖擊、壓縮及膨脹做功。