二氧化碳液氧爆破礦山技術裝備

利用液體二氧化碳在受到外界能量激發(fā)氣化而產生的高速膨脹能量破裂巖土的思路，其在爆破時不產生大的沖擊波、明火、熱源，不因化學反應而產生的各種有毒有害氣體，因此二氧化碳膨脹爆破技術較之傳統(tǒng)炸藥技術具有環(huán)保、有效、安全、便利等特點，二氧化碳膨脹爆破技術作為一種新型爆破手段，對水利水電工程、公路工程、礦山工程項目的爆破技術拓展，具有運用、推廣價值。

一、工程概況

某個地方瀨水利樞紐工程位于某個地方干流上游，水庫壩址位于某個地方。該工程是國務院要求加快推進建設的 172 項節(jié)水供水重大水利工程之一，工程開發(fā)任務以供水為主，結合防洪，兼顧發(fā)電，并為改善下游灌溉、生態(tài)用水創(chuàng)造條件。樞紐工程由攔河壩、引水系統(tǒng)、過魚建筑物、發(fā)電廠房及升壓開關站組成。工程規(guī)模為大（2）型，等別為Ⅱ等工程。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩**全長596.0m，壩**高程291.0m，壩底**低高程185.00m，**大壩高106.0m，壩**寬8.0m。

二、鄰近鐵路周邊基本概況

《鐵路安全管理條例》第三十四條規(guī)定：在鐵路線路路堤坡腳、路塹坡**、鐵路橋梁外側起向外各 1000m 范圍內，以及在鐵路隧道上方中心線兩側各 1000m 范圍內，確需從事露天采礦、采石或者爆破作業(yè)的，應當與鐵路運輸企業(yè)協(xié)商一致，依照有關法律法規(guī)的規(guī)定報縣級以上地方人民政府有關部門批準，采取安全防護措施后方可進行。

某個地方水利樞紐工程主體工程土建標 C2 標攔河壩鄰近既有漳泉肖鐵路及其天湖山支線，項目鄰近既有鐵路 1000m 范圍內需要采用控制爆破工程為：大壩基槽石方爆破、廠房基坑石方爆破、左岸上壩防汛道路石方爆破及 1#道路石方爆破。大壩基槽石方、廠房基坑和左岸上壩防汛道路與既有鐵路（天湖山支線）的**小水平距離分別為 50m，35m，220m；1#道路與既有鐵路（天湖山支線）的**小水平距離為 170m。

某個地方水利樞紐工程主體工程土建標 C2 標料場石方爆破鄰近既有漳泉肖鐵路及其天湖山支線，其與漳泉肖鐵路的**小水平距離為 700m，與天湖山支線的**小水平距離為 960m。

工程建設中，如何確保某個地方水利樞紐工程建設與鐵路正常運營是擺在建設者面前的一個難題。為此，項目部計劃在料場進行CO2破巖技術研究，便于項目部利用爆破后取得石料進行大壩主體的配合比試驗。

三、CO2破巖技術試驗內容

1、基本工作原理

CO2 在大氣中為無色、略帶刺激性和酸性味的無毒氣體，不能助燃，其密度為空氣的 1.53 倍。在 20℃、5.6MPa 環(huán)境下 CO2 呈液體，液態(tài) CO2 轉變?yōu)闅鈶B(tài)，體積膨脹約為初始狀態(tài)的 600 倍。將液態(tài) CO2密閉于高強度容器，通過熱能快速激發(fā)使其發(fā)生液-氣相變，在密閉容器形成高能量狀態(tài)，壓強可達300MPa，高能量狀態(tài) CO2 突破定壓破裂片（抗壓強度常設定在數(shù)十至 300 MPa）的封堵，瞬間釋放產生爆炸效應，對周圍介質沖擊、壓縮及膨脹做功。