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原理

        把空气收集处理,加工成液态氧,再把液氧通过孔内充装设备,充到位于炮孔内的致裂器中,堵塞好炮孔后,用专用电阻丝(热能)点火,部分氧气为致裂器中的燃料助燃,燃烧放热,瞬间爆燃,使液氧产生相变效应,生成大量气体作用在孔壁上,使岩石破裂。参与燃烧的氧气燃烧后生成二氧化碳和水,相变的液氧还是氧气,回归大气中。

设备组成部分

        空气能膨胀破岩设备主要由杜瓦罐、智能充装机、致裂器三大件组成,如图1所示。杜瓦罐用于运输和现场存放液氧,一般使用的杜瓦罐储量为499L,由专业生产厂家提供,符合相关国家标准。智能充装机是我公司研发的,可以根据设计方案自动调节充入致裂器中的液氧量,实现精准充装。

智能充装机
杜瓦罐
柔性致裂器

柔性致裂器组成

         柔性致裂器是一个组合装置,图2给出了柔性致裂器的结构示意图。该致裂器主要由塑料外套管、助燃介质、充液管、排气管和点火头组成。柔性外套管主要是存放助燃介质和液氧,要有一定的韧性和强度,液氧充入后不能泄漏。充液管是一般的铝管,排气管是塑料管。点火头是电阻丝,通入电流后使电阻丝熔化产生火星,点燃致裂器中的助燃介质,助燃介质在氧气助燃作用下燃烧。

1-外套管,2-充液管,3-排气管,4-点火头,5-助燃介质

破岩作业流程

1)组装致裂器。先把助燃介质串在充液管上,一起装入柔性塑料管中,在装的同时,把电阻丝固定在适当的位置,最后插入排气管,将塑料外管两头封闭,确保液氧不会泄漏。

2)安放致裂器。把致裂器放入炮孔,充气管、排气管、点火脚线固定好并露在炮孔外面,用炮泥将炮孔堵塞好,图3给出了安放好致裂器的炮孔结构剖面图。

3)充入液氧。用智能充装机分别连接到杜瓦罐和充液管,将液氧充到致裂器中。

4)连线组网。充好液氧后,连接点火网路,并用欧姆表导通检查,确保点火网路通顺,且电阻值符合设计要求。

5)安全警戒。根据充装的液氧数量和设计的破岩效果,确定安全警戒距离,并布置好警戒哨位,一般不小于30米。

6)实施点火。检查警戒情况并确认安全后,下达点火命令。

安放好致裂器的炮孔结构剖面图

空气能气体膨胀破岩安全性说明

1)所有器材、材料没有民爆物品和易制爆物品;

2)采用孔内充装技术充入氧气,现场作业人员不接触液氧;

3)没有民爆物品(易制爆物品)的运输、储存、操作环节,大大提高了破岩作业的本质安全水平;

4)经过第三专业公司检测,不管致裂装置是放在炮孔内气体膨胀还是直接放在地面上气体膨胀,都没有爆炸冲击波。

5)爆破振动测试情况:一次点火215L液氧,在20m距离处,气体膨胀破岩产生的振动不大于0.3cm/s

6)气体膨胀破岩产生的噪声也比较小,在30m距离处,一般在85dB左右。

因此,空气能气体膨胀破岩方法是一种不使用民爆物品、易制爆物品的操作安全、危害效应低、破岩效果还不错的绿色环保的新方法。