Улучшение проходки тоннелей: ключевая роль технологии взрывных работ с использованием КО₂
Ссылка на продукт:
Понимание процесса прокладки туннеля
Прокладка туннеля включает удаление скалы и почвы для создания подземных проходов для различных инфраструктурных целей. Процесс обычно включает несколько этапов, в том числе:
Оценка и планирование участка: Оценка геологических условий, определение трассы туннеля и проектирование подхода к выемке грунта.
Бурение: Создание точных отверстий в скальной породе, где будут производиться взрывные работы.
Взрывные работы: Использование взрывчатых веществ для разрушения и разлома горной породы.
Удаление навоза: Очистка забоя туннеля от обломков породы.
Поддержка и стабилизация: Установка опор для сохранения целостности туннеля после выемки грунта.
Среди этих этапов взрывные работы являются важнейшей операцией, которая напрямую влияет на эффективность, безопасность и воздействие на окружающую среду при строительстве туннелей.
Традиционные взрывные методы при проходке тоннелей
Взрывчатое горное делобыл основным методом для проходки туннелей из-за его высокой выходной мощности, экономической эффективности и способности быстро прорывать твердую породу. Процесс включает в себя:
Сверление отверстий: С помощью буровых машин в скальной породе просверливаются точные отверстия.
Загрузка взрывчатых веществ: В пробуренные скважины помещаются заряды взрывчатого вещества, часто на основе аммиачной селитры.
Детонация: Взрывчатые вещества детонируют в контролируемой последовательности, разрушая горную породу.
Технические особенности традиционных взрывчатых веществ:
Высокая выходная энергия: Способен генерировать значительную силу для прорыва плотных скальных образований.
Регулируемая мощность: Выделение энергии можно изменить, изменив состав и количество взрывчатого вещества.
Экономически эффективно: Как правило, взрывчатые вещества обходятся дешевле по сравнению с альтернативными технологиями разрушения горных пород.
Проблемы с традиционными взрывчатыми веществами
Несмотря на свою эффективность, традиционные взрывчатые вещества создают ряд существенных проблем, особенно при проходке туннелей:
Риски безопасности:
Случайные детонации: Обращение со взрывчатыми веществами и их транспортировка сопряжены с риском случайных взрывов.
Флайрок: Неконтролируемые снаряды могут представлять опасность для рабочих и близлежащих сооружений.
Интенсивные ударные волны: Мощные ударные волны могут вызвать повреждение конструкций туннельных опор и создать опасность для здоровья персонала.
Воздействие на окружающую среду:
Выбросы токсичных газов: Взрывные детонации приводят к выбросу вредных газов, таких как оксиды азота и оксид углерода, что способствует загрязнению воздуха.
Шум и вибрация: Процесс взрывных работ создает значительный шум и вибрации грунта, нарушая окружающую среду и потенциально вызывая геологическую нестабильность.
Эксплуатационные ограничения:
Требования к разрешению: Использование взрывчатых веществ строго регламентировано и требует получения строгих разрешений, что может задержать сроки реализации проекта.
Зоны ограниченного использования: Близость к жилым зонам или уязвимым экосистемам часто ограничивает возможности безопасного применения взрывчатых веществ.
Представляем технологию системы взрывных работ с использованием КО₂
Для устранения недостатков традиционных взрывчатых веществТехнология системы взрывных работ с использованием КО₂возникла как более безопасная, более контролируемая и экологически чистая альтернатива. Эта инновационная система использует физическое расширение жидкого диоксида углерода (КО₂) для генерации ударных волн высокого давления для фрагментации горных пород.
Как работает взрывчатка горных пород с использованием КО₂?
Подготовка:
Оценка участка: Подобно традиционным методам, профессиональный инженер оценивает место строительства туннеля, чтобы разработать оптимальный план бурения.
Сверление отверстий: Скважины диаметром от 40 мм до 127 мм бурятся на заданную глубину, обычно от 1,2 м до 5,15 м, в зависимости от геологических условий.
Загрузка системы:
Трубы для раскалывания горных пород: В пробуренные скважины вставляются трубы для взрывания горных пород с КО₂, заполненные нагревательными элементами и соединенные с газовыми баллонами.
Впрыск газа: Жидкий КО₂ вводится в трубки через специальные газовые соединительные трубы до тех пор, пока не будет достигнуто необходимое давление.
Активация:
Дистанционное управление: Процесс струйной обработки запускается дистанционно с помощью контроллера, который включает нагревательные элементы.
Фазовый переход: Жидкий КО₂ быстро переходит в газообразное состояние, расширяясь примерно в 600 раз от своего первоначального объема и создавая мощную ударную волну, которая разрушает окружающую породу.
После взрывных работ:
Меры безопасности: Вокруг каждой скважины засыпается почва, чтобы предотвратить разлет камней, а персонал безопасно эвакуируется из окрестностей перед активацией.
Преимущества взрывных работ с использованием КО₂ при проходке тоннелей
1. Повышенная безопасность:
Контролируемое высвобождение энергии: Система КО₂ создает ударные волны, интенсивность которых значительно ниже (примерно на 70%), чем у традиционных взрывчатых веществ, что сводит к минимуму риск разлета камней и повреждения конструкций.
Негорючие компоненты: КО₂ — инертный газ, исключающий риск случайных возгораний или взрывов, что делает его идеальным для использования в средах с горючими газами.
2. Экологичность:
Чистые выбросы: Основными побочными продуктами являются водяной пар и углекислый газ, которые менее вредны по сравнению с токсичными газами взрывчатых веществ.
Снижение вибрации и шума: Более низкая интенсивность ударных волн обеспечивает минимальную вибрацию почвы и шумовое загрязнение, что позволяет сохранить окружающую среду и снизить нарушения в близлежащих экосистемах.
3. Эффективность эксплуатации:
Универсальность в суровых условиях: Системы КО₂ эффективны при бурении скважин с высокой температурой и заполнением их водой, в условиях, когда традиционные взрывчатые вещества могут не сработать или потребуют дополнительных мер безопасности.
Экономически эффективный снос: При приблизительной стоимости в 1 доллар за кубический метр взрывная обработка горных пород с использованием КО₂ является конкурентоспособной по цене, особенно если учесть ее долговечность и эффективное использование КО₂.
4. Точность и контроль:
Регулируемые параметры: Система позволяет точно контролировать процесс взрывных работ, корректируя соотношение КО₂ и топливной смеси в соответствии с конкретными геологическими условиями и желаемыми уровнями фрагментации.
Последовательное дробление горных пород: Обеспечивает высококачественное и равномерное дробление горной породы, облегчая и повышая эффективность удаления породы и монтажа крепи туннелей.
Ответы на распространенные вопросы
В1: Как система взрывных работ на основе КО₂ соотносится с традиционными взрывчатыми веществами с точки зрения безопасности?
А1:Система взрывных работ КО₂ Камень Взрывные работы Система значительно повышает безопасность, устраняя риски, связанные с детонацией взрывчатых веществ. Контролируемое высвобождение энергии снижает вероятность разлета камней и повреждения конструкций, в то время как использование инертного КО₂ предотвращает случайные пожары и взрывы, что делает ее идеальной для использования в средах с горючими газами.
В2: Каковы экологические преимущества использования системы взрывных работ с использованием КО₂?
А2:Система производит более чистые выбросы, в первую очередь водяной пар и углекислый газ, которые менее вредны, чем токсичные газы от взрывчатых веществ. Кроме того, сниженная интенсивность ударной волны минимизирует вибрацию грунта и шумовое загрязнение, сохраняя окружающую среду и уменьшая экологические нарушения.
В3: Существуют ли какие-либо ограничения по применению системы взрывных работ с использованием КО₂ при проходке тоннелей?
А3:Хотя система КО₂ предлагает многочисленные преимущества, необходимо решать такие проблемы, как необходимость в специализированном оборудовании, первоначальные затраты на установку и управление поставками жидкого КО₂. Однако продолжающиеся технологические достижения непрерывно смягчают эти ограничения, делая системы КО₂ все более жизнеспособными для широкого внедрения.
Диалектическая перспектива: баланс преимуществ и проблем
Готова ли технология взрывных работ с использованием КО₂ полностью заменить традиционные взрывчатые вещества при проходке тоннелей?
Хотя системы КО₂ предлагают существенные преимущества в плане безопасности и охраны окружающей среды, традиционные взрывчатые вещества остаются распространенными из-за их установленной эффективности и более низких первоначальных затрат. Однако, поскольку отрасли все больше отдают приоритет устойчивым и безопасным методам, ожидается, что внедрение взрывных работ с использованием КО₂ будет расти, особенно в регионах со строгими нормами безопасности и охраны окружающей среды. Со временем технологические достижения и экономия за счет масштаба могут еще больше повысить жизнеспособность систем КО₂, что может привести к более широкому внедрению и возможной замене традиционных взрывчатых веществ в определенных областях применения.
Могут ли системы взрывных работ на основе КО₂ сравниться по энерговыделению с традиционными взрывчатыми веществами?
Да, системы КО₂ разработаны для обеспечения сопоставимых, если не превосходящих, выходов энергии для дробления горных пород. Быстрое расширение жидкого КО₂ генерирует ударные волны высокого давления, способные эффективно разрушать твердые горные породы. Более того, контролируемая природа этих систем позволяет точно управлять энергией, гарантируя, что процесс взрывных работ является как эффективным, так и безопасным.
Перспективы на будущее
Будущее проходки туннелей заключается в постоянном новаторстве и внедрении альтернативных технологий взрывных работ, таких как система взрывных работ КО₂ Камень Взрывные работы Система. Поскольку горнодобывающая и строительная отрасли все больше осознают важность безопасности и охраны окружающей среды, ожидается, что спрос на такие технологии будет расти. Инвестиции в исследования и разработки еще больше повысят эффективность, надежность и доступность систем КО₂, сделав их еще более привлекательными для более широкого спектра применений.
Принятие на рынке:Поскольку отрасли по всему миру стремятся соответствовать строгим экологическим нормам и стандартам безопасности, внедрение систем взрывных работ КО₂, вероятно, ускорится. Ранние последователи в странах с надежной нормативной базой проложат путь к более широкому глобальному принятию, устанавливая стандарты безопасности и экологических показателей.
Нормативная поддержка:Правительства и регулирующие органы все больше поддерживают технологии, которые снижают воздействие на окружающую среду и повышают безопасность труда. Политика, поощряющая внедрение более чистых и безопасных методов взрывных работ, будет способствовать широкому внедрению систем взрывных работ КО₂ при строительстве туннелей и других применениях.
