Понять принцип работы системы взрывных работ с использованием CO2
Новые технологии: Система сноса горных пород O2
Связь:
Предыстория технологии: Как всем известно, взрывное взрывание горных пород является одной из основных причин крупных аварий. В других областях взрывное взрывание часто наносит огромный ущерб окружающим зданиям, персоналу и т.д. Например, оно приводит к обрушению зданий, повреждению линий электропередачи и даже к гибели людей. Это определяется характеристиками взрывчатых веществ. Процесс взрыва происходит в очень короткий промежуток времени. Мгновенная химическая реакция создаёт мощную ударную силу (1000–5000 МПа и более). Эта ударная сила может даже вызывать сильные колебания на расстоянии в несколько километров, достигая интенсивности землетрясений магнитудой выше трёх.
Система гидроразрыва, использующая энергию воздуха, жидкий кислород или углекислый газ в качестве среды разрыва. С физической точки зрения жидкий кислород или углекислый газ являются промышленными отходами, которые уже существуют и хранятся. Случайный выброс приведет к загрязнению окружающей среды, поэтому требуются специальное оборудование для хранения и складирование на месте. Хотя углекислый газ не горит, в случае утечки его можно только выпустить. Поскольку выпущенный газ поглощает много тепла, это может вызвать локальное замораживание окружающей среды и не может разрушить породы. Если газ выпускается и выпускается в закрытом пространстве, концентрация углекислого газа на рабочем месте может превысить стандарт и даже вызвать удушье персонала. Элементы технической реализации: Целью настоящего изобретения является создание расширяющейся воздухом системы гидроразрыва горных пород и способа ее использования, которые обладают высокой безопасностью, низкой стоимостью и превосходным эффектом разрыва. Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение предлагает расширяемую воздухом систему гидроразрыва горных пород и способ ее использования, включающую в себя расширительную трубку, воздушный компрессор, детонатор и источник питания для гидроразрыва, расширительная трубка включает в себя трубку хранения давления и нагревательный компонент, расширяющаяся трубка герметизирует нагревательный компонент внутри, воздушный компрессор может быть соединен с трубкой хранения давления через трубопровод, а нагревательный компонент может быть детонирован.
Принцип газового расширения горных пород и принцип взрывного углекислотного взрывателя с изменением фазы жидкости в газ используют характеристики фазового перехода углекислого газа и принцип мгновенного расширения жидкого углекислого газа при поглощении тепла. Углекислый газ может быть преобразован в жидкость под определенным высоким давлением. Жидкий углекислый газ закачивается в стальной трубопровод для хранения жидкого углекислого газа (также называемый магистральной трубой гидроразрыва) через оборудование для заправки высокого давления и низкой температуры, а также устанавливаются пластины сброса давления, нагревательные устройства и уплотнительные кольца. Давление жидкого углекислого газа в трубопроводе для хранения жидкости поддерживается на уровне 5–9 МПа. При прохождении микротока через электрическую головку зажигания нагревательный агент нагревается до высокой температуры, мгновенно газифицируя жидкий углекислый газ и быстро расширяясь, создавая ударную волну высокого давления, которая вызывает открытие устройства высвобождения энергии, создавая давление расширения более 300 МПа и мгновенно высвобождая газ высокого давления, что приводит к разрушению и разрыхлению породы. Поскольку он работает при низкой температуре, он не смешивается с жидкостью и газом в окружающей среде, не выделяет вредных газов, не генерирует дуги и электрических искр, а также не подвержен воздействию высоких температур, высокой температуры, высокой влажности и сильного холода. Он оказывает разжижающее действие на газ во время подземного гидроразрыва, не создавая ударов и пыли. Углекислый газ – инертный, негорючий и невзрывоопасный газ. Процесс гидроразрыва – это процесс расширения газа, который представляет собой физическую работу, а не химическую реакцию. Соедините трубку гидроразрыва и детонатор через шнур питания, вставьте трубку гидроразрыва в пробуренную скважину и закрепите ее, включите детонатор, активируйте нагревательное устройство для генерации большого количества тепла и заставьте жидкий углекислый газ в трубке мгновенно газифицироваться (критическая температура перехода жидкости в газ: 31,06 °C, критическое давление: 7,383 МПа, при температуре выше 31 °C жидкий углекислый газ быстро газифицируется) и расшириться в 600 раз в объеме. Когда давление газа в трубке превышает предел прочности энерговыделяющей пластины (который можно установить), газ прорывает её и высвобождается через отверстие для выброса энергии, мгновенно создавая мощную ударную силу воздушной массы, которая вымывает материал по естественным трещинам целевого тела и отталкивает его от основного тела, тем самым достигая цели предварительного растрескивания и разрыхления. После каждого использования трубка разрыва может быть загружена новым нагревательным устройством (теплогенерирующим агентом), энерговыделяющей пластиной и заполнена жидким углекислым газом для повторного использования. Под действием взрывного газа трещины в зоне взрыва расширяются под действием давления газа.В то же время расширение трещины в средней зоне взрыва происходит под совместным действием поля давления расширения газа и начального напряжения в горной породе. Основываясь на теории мезоскопического разрушения горных пород, считается, что процесс расширения трещины представляет собой перемещение зоны повреждения, вызванное постепенным разрушением, от вершины трещины к окружающим породам, тем самым достигая цели разрушения горных пород.
