二氧化碳致裂器及爆破方法鐵路等大型交通線路建設工程依然繁多，大型土石方開挖工程施工任務也依然繁重。而爆破施工技術由于其快速的破巖**勢，故在土石方開挖工程中，尤其是巖質路塹項目，被廣泛應用。然而，化學在爆破施工中的缺陷和產生的危害正日益突顯出來，如，爆破施工對近鄰建(構)筑物的影響極大，特別是爆破產生的爆破振動和爆破飛石等有害效應都會對近鄰在建或既有建(構)筑物的產生影響；爆破時會產生大量粉塵和有害氣體，對自然環境造成污染；我國對審批有著嚴格的程序；并且是不穩定含能化學材料，在生產、運輸、儲存和使用過程中遵循一系列嚴格的控制措施。此外，當前鐵路建造施工中，近鄰建(構)筑物情況下的路塹邊坡爆破工程數量越來越多，并且各個工程的特點不同，對爆破工程提出的要求也越來越高，化學爆破施工在路塹爆破等工程中的應用難度也越來越大。因此，為了解決上述化學爆破施工存在的一系列問題，提出一種考慮射流方向的液態二氧化碳致裂器及爆破方法。
二氧化碳爆破目的是提供一種考慮射流方向的液態二氧化碳致裂器，以解決化學爆破施工應用難度大的問題。
二氧化碳爆破另一目的是提供一種考慮射流方向的液態二氧化碳爆破方法。
二氧化碳爆破技術方案是：一種考慮射流方向的液態二氧化碳致裂器，包括充裝腔，充裝腔兩端分別設有壓力閥塊和充氣閥塊，充裝腔內設有安裝管，安裝管內設有加熱管，加熱管連接加熱裝置，充裝腔外側壁設有刻槽。進一步地，刻槽平行于充裝腔軸線。進一步地，壓力閥塊上設有閥。
一種考慮射流方向的液態二氧化碳爆破方法，包括以下步驟：
A、使用上述致裂器，通過充氣閥塊向致列器的充裝腔充裝液態二氧化碳，液態二氧化碳充裝量采用下述公式計算：
其中，Eg為氣體的爆破能量，單位是J；p為致裂器內二氧化碳氣體的**對壓力，單位是Pa；V為致裂器內液態二氧化碳體積，單位是m3；k為二氧化碳**熱指數，取1 .295；R為摩爾氣體常數；ρ為密度：We為或巖石乳化當量；Qe為1kg 或巖石乳化能量；n為致裂器內二氧化碳摩爾數，單位是mol；C、D和E分別為第三、四和五階無量綱維里系數；c1～c10、d1～d10為常數；e1～e4、a、b、f為無極性分子CH4的熱力學數據；T1為無量綱溫度；T為氣體溫度；
ε為LJ勢參數；為67 .21ml·mol?1，bo為67 .30ml·mol，w為對比態參量，通過確定各參數得到如公式(3)?(9)所示的VHL狀態方程，進而確定公式(1)中的壓力p，從而確定液態二氧化碳爆破的巖石乳化的當量；B、通過導線將致裂器的加熱裝置與相連；C、將致裂器置于炮孔內，刻槽朝向臨空面，然后將炮孔填埋；D、控制，開始起爆。
二氧化碳爆破有益是：本發明致裂器在充裝腔外側壁設置刻槽，刻槽處壁薄，爆破時該處側壁**破裂，由此實現了射流方向的控制。本發明爆破方法使用該致裂器，放置致裂器時，使刻槽朝向臨空面，可實現定向爆破，提高了爆破有效能量利用率；本發明提出了液態二氧化碳充裝量的計算方法，以確定合理的充裝量，獲得預期的爆破。本發明避免了爆破振動和爆破飛石等有害效應，避免對近鄰在建或既有建(構)筑物的產生影響；本發明爆破物質為液態二氧化碳，材料來源廣泛，運輸、儲存方便，數高，且液態二氧化碳爆破時不會產生有害氣體，不產生環境污染；同時，本發明提高了施工效率，降低了工程成本。
2024-03-25
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