Преимущества использования технологии взрывных работ с использованием CO2 при разработке тоннелей
Насколько эффективна технология взрывных работ с использованием CO2 при проходке тоннелей?
Эффект дробления горных пород:
Равномерность дробления и управляемость: При разработке туннелей технология взрывных работ с использованием CO2 позволяет достичь лучшей равномерности дробления. Разумно организуя положение бурения и контролируя такие параметры, как количество заполняемого углекислого газа, можно дробить породу в ожидаемом направлении и степени. Например, при бурении скважин по контуру туннеля количество заполняемого материала можно соответствующим образом уменьшить, чтобы порода могла образовывать более мелкие трещины, чтобы лучше контролировать формирование туннеля и сокращать перевыемку и недовыемку. Такая управляемость имеет решающее значение для обеспечения качества туннеля, особенно при строительстве туннелей городского метро или туннелей высокоскоростных железных дорог с высокими требованиями к точности.
Эффективность дробления и приспособляемость к типу породы: Эффект технологии взрывных работ с использованием CO2 различается для разных типов породы. При туннельной добыче хрупких пород (таких как гранит, известняк и т. д.) ее дробящий эффект обычно лучше. Высоконапорный газ, образующийся при испарении жидкого углекислого газа, может быстро расширяться в трещинах и слабых частях внутри породы, заставляя породу быстро разрушаться. Однако для пород с высокой прочностью (таких как сланец) может потребоваться оптимизация параметров гидроразрыва, например, увеличение количества устройств для гидроразрыва, регулировка расстояния между скважинами или увеличение давления заполнения CO2, чтобы достичь идеального дробящего эффекта. Однако, в целом, она может эффективно дробить породы без использования взрывчатых веществ, обеспечивая удобство для проходки туннеля.
Влияние на устойчивость окружающих туннель пород:
Уменьшение степени нарушения окружающей породы: по сравнению с традиционными методами взрывных работ, гидроразрыв с помощью CO2 производит меньше вибрации и ударных волн. Это связано с тем, что при гидроразрыве с помощью CO2 для разрушения породы используется расширение газа, а высвобождение энергии происходит относительно плавно. Во время разработки туннеля меньшие вибрации означают меньшее нарушение окружающей породы туннеля. Например, в проектах туннелей, которые проходят через слабую окружающую породу или разрушенные зоны, эта технология может снизить риск обрушения окружающей породы, вызванного вибрацией взрывных работ, помочь сохранить первоначальную устойчивость окружающей породы и, таким образом, повысить безопасность строительства туннеля.
Благоприятно для строительства опорных конструкций: поскольку гидроразрыв CO2 наносит меньший ущерб окружающей породе, последующие опорные конструкции туннеля (такие как анкеры, торкрет-бетон и т. д.) могут быть лучше интегрированы с окружающей породой. Трещины, образующиеся на поверхности скалы, относительно регулярны, что обеспечивает более благоприятные условия для установки анкерных стержней, а торкрет-бетон может лучше заполнить эти трещины, усилить опорный эффект и, таким образом, улучшить общую устойчивость туннеля.
Безопасность и защита окружающей среды:
Улучшенные показатели безопасности: среда строительства туннелей обычно относительно закрыта, и существуют определенные риски безопасности, такие как накопление газа. Технология взрывных работ с использованием CO2 не требует использования взрывчатых веществ, и нет опасности открытого пламени от взрывов взрывчатых веществ, что значительно снижает вероятность взрывов газа. В то же время нет летящих камней, образующихся при взрывных работах, что снижает прямой ущерб для строительного персонала и оборудования. Например, при разработке туннелей с газовыми опасностями, такими как туннели угольных шахт, использование технологии взрывных работ с использованием CO2 может значительно повысить фактор безопасности строительства.
Очевидные экологические преимущества: С точки зрения защиты окружающей среды, взрыв горных пород с использованием CO2 в основном является физическим процессом изменения и не будет производить вредных газов, таких как оксид углерода и оксиды азота, как взрывчатое вещество. В относительно замкнутом пространстве, таком как туннель, сокращение выбросов вредных газов имеет решающее значение для обеспечения здоровья строительного персонала и нормальной работы вентиляционной системы. Кроме того, количество пыли, образующейся при использовании этой технологии, относительно невелико, что способствует улучшению качества воздуха в туннеле и снижению повреждений дыхательных путей строительного персонала, а также соответствует требованиям по охране окружающей среды при строительстве.
