CO2液-气相变膨胀破岩机理及其安全效应测试研究.pdf

－ ＩＳＳＮ １６７１ ２９００ 采矿技术　 第１７卷　 第１期 ２０１７年 １月 － ＣＮ４３ １３４７/ ＴＤ Ｍｉｎｉｎｇ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＶｏｌ.１７ꎬＮｏ.１ Ｊａｎ.２０１７ － ＣＯ 液 气相变膨胀破岩机理及其安全效应测试研究 ２ 李必红ꎬ夏　 军ꎬ陈丁丁 (国防科技大学ꎬ　 湖南 长沙　 ４１００７２) － 摘　 要:ＣＯ 液 气相变膨胀破岩技术从２０世纪９０年代引入中国ꎬ近几年得到飞速发展ꎬ ２ 尤其在露天矿山破碎岩石方面开展了大量的试验研究ꎬ但对该技术的破岩机理及其安全 效应的研究尚不多见ꎮ 针对上述不足ꎬ首先建立应力波传播模型对ＣＯ 气相变膨胀激起 ２ 的岩石应力波及其传播开展研究ꎬ其次与现行爆破破岩的作用进行对比ꎬ最后设计并开展 了安全效应现场测试试验ꎮ 研究工作将为该技术的应用提供强有力的理论和试验支持ꎬ 同时也为开展后续研究提供了新的思路和分析方法ꎮ 关键词:ＣＯ ꎻ液气相变ꎻ破岩机理ꎻ安全效应ꎻ现场测试 ２ 色、无味、无毒和不助燃的气体ꎮ ＣＯ 能以固、液、气 ０　 引　 言 ２ ３相存在(见图２)ꎮ 液态 ＣＯ 是无色、无味透明液 ２ － ＣＯ 液 气相变膨胀破岩技术是国内近几年新２ 体ꎬ在２０℃时ꎬ将ＣＯ 加压到５.６ ＭＰａ(密度为０.７７０ ２ 兴的非炸药破岩技术ꎬ具有安全、环保、经济、高效的 ３ ｋｇ/ ｍ )即可变成无色液体ꎬ通常压缩储存于钢瓶 特点ꎬ正被越来越多地作为爆破技术应用的有效补 中ꎮ 液态ＣＯ 在受到高温激发后ꎬ在极短的时间内 ２ 充ꎮ 该技术的核心是通过压缩灌装机将液态ＣＯ 压 从液态到气态呈现６００~１０００倍的体积骤增(相当 ２ 缩后灌装入一特制膨胀管内(见图１)ꎬ通过激活器 于１个标准大气压下的体积)ꎬ该技术正是利用这 快速放热ꎬ在极短时间内将ＣＯ 从液态转变成气态ꎬ 一瞬间相变产生大量气体的特点ꎮ ２ 形成高压ＣＯ 气团(类似于高压爆轰气体产物)ꎬ当 ２ 气团压力超过破裂片压力阀值时ꎬ高压 ＣＯ 气体