二氧化碳爆破原理和優(yōu)勢詳解

二氧化碳冷爆破原理，就是利用液態(tài)二氧化碳在突然快速加熱的條件下，急劇快速氣化膨脹，產(chǎn)生強大沖擊力的原理，通過適當?shù)目刂?，造成爆破破巖的效果。

具體來講，首先，采用充裝機將液態(tài)的二氧化碳裝入爆破管內(nèi)（還要裝入爆破片、加熱器等），并將爆破管裝入炮孔，對炮孔進行嚴密封閉；然后采用智能云安全發(fā)爆器激活爆破管里面的加熱器， 使液態(tài)二氧化碳在快速加熱的條件下，急速膨脹 1000-2000 倍以上，強大的沖擊力（200-400Mpa）,首先沖破爆破片，接著沿著設(shè)定的出氣孔快速沖出，沖出后，由于爆破鉆孔封閉，不能自由外泄，從而對周圍的巖石產(chǎn)生沖擊，產(chǎn)生破壞作用，形成破巖效果。（如圖 1）

圖 1： 智能二氧化碳冷爆破系統(tǒng)原理示意圖

二氧化碳冷爆破系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的爆破設(shè)備具有很多的優(yōu)勢，具體優(yōu)勢如下：

（一）安全

1、二氧化碳化學(xué)、物理特性優(yōu)越，非常安全。二氧化碳分子式是 CO2，化學(xué)價已經(jīng)穩(wěn)定,不能再參加化學(xué)反應(yīng)，是真正的惰性氣體。因此，在整個爆炸過程中，只是從二氧化碳到二氧化碳，沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生。有人說采用氮氣，空氣爆破也可以。但是，與二氧化碳對比，這兩種氣體，無論從化學(xué)、物理特性還是從來源5 / 15來講，缺點都非常明顯。從化學(xué)方面來看，氮氣化學(xué)價不穩(wěn)定，例如爆炸時，還能夠與氧氣進行化學(xué)反應(yīng)，生成一氧化氮、二氧化氮等有毒氣體。從物理角度來看，由于二氧化碳臨界溫度很高，二氧化碳液化難度比氮氣、空氣肯定容易得多，因此二氧化碳的運輸儲存就容易很多。此外，二氧化碳是已經(jīng)存在并儲存的工業(yè)廢氣，其他其他需要制備，消耗能源。

2、生產(chǎn)、儲存、運輸中，絕對不會發(fā)生爆炸?？扇家夯瘹馊菀仔孤?，遇到火燃燒爆炸。二氧化碳不能燃燒，如果泄漏，只能放氣，由于放氣吸收大量熱，可能引起對周圍的局部冷凍，不會爆炸。當然，如果在封閉空間，放氣，就可能使二氧化碳超標，造成窒息。

3、智能二氧化碳冷爆破是冷爆破，所謂“冷”就是二氧化碳冷爆破是液態(tài)變成氣態(tài)的過程，因此吸收周圍大量的熱量，使周圍環(huán)境變冷，不會引爆瓦斯、煤塵。這一特性，尤其適用于瓦斯、煤塵等有爆炸氣體和粉塵環(huán)境下的爆破作業(yè)，例如煤礦、油礦等等。這是一個巨大的利好，全面應(yīng)用，將使煤礦重大特大事故降低50%以上。

4、智能二氧化碳冷爆破產(chǎn)生的振動微弱，破壞力很小，對于保護建筑物，較少沖擊地壓誘發(fā)因素等非常有力。智能二氧化碳冷爆破的爆速大大低于炸藥雷管爆破，沖擊力一般 400Mpa,遠遠低于炸藥爆破的 1000-5000Mpa。根據(jù)初步檢測爆速3m/s 左右，一般離開爆破點 2-3 米后，就基本沒有破壞作用了。

5、爆破時不產(chǎn)生新的有害氣體，與炸藥爆破產(chǎn)生大量的一氧化碳等有害氣體不同，二氧化碳冷爆破是物理反應(yīng)過程，從二氧化碳到二氧化碳，在地面爆破完全沒有危害，爆破，根據(jù)多個工程的檢測，一米高度以上從來沒有超標，巷道底板附近才有短時超標現(xiàn)象（正常通風）。

6、不能用于恐怖活動。一方面因為二氧化碳不能燃燒，不能爆炸。另一方面，二氧化碳冷爆破必須在封閉空間里才產(chǎn)生破壞作用，在開放的空間來，幾乎不能產(chǎn)生破壞作用。因此，不能用于恐怖爆炸案件。因此，推廣智能二氧化碳冷爆破，將對防恐反恐產(chǎn)生積極影響。

（二）省心

省心是指用戶省心，國家省心，全社會省心。用戶省心主要是因為，一是公安機關(guān)不監(jiān)管。這是由安全性決定的，因為二氧化碳非爆炸物品，非?；?，所以不是公安監(jiān)管的對象。二是質(zhì)檢部門不監(jiān)管，這是因為，爆破管等，由于體積很?。ㄐ∮?500 升），也非質(zhì)檢部門監(jiān)管的壓力容器。 三是，安全生產(chǎn)管理部門監(jiān)管，也不可能像管理爆炸物品，?；罚蛘邏毫θ萜饕粯訃栏?。四是，不用擔心爆恐分子搶劫。由于不能用二氧化碳制造爆恐案件。因此，恐怖分子，不會去武裝搶劫，殺人搶劫。五是不用擔心像炸藥雷管丟失，盜失，可能造成的爆恐案件發(fā)生。國家省心，社會省心，一是因為，不用擔心因此造成的重大特大安全事故發(fā)生。二是因為也不用擔心因此造成的爆恐案件發(fā)生。于此相反，智能二氧化碳冷爆破系統(tǒng)的應(yīng)用，還能大大降低重大特大安全生產(chǎn)事故，大大降低爆恐案件的發(fā)生，大大降低反恐防恐的難度。是國家將要大力提倡發(fā)展的行業(yè)。

（三）環(huán)保

智能二氧化碳冷爆破對環(huán)保的貢獻，主要表現(xiàn)如下方面：一是，采用的是化工廠或者是燃煤燃油等電廠的廢氣，是廢氣的再利用。二氧化碳是已經(jīng)存在的物品，不用再消耗能源去生產(chǎn)，因此，不像炸藥和其他氣體生產(chǎn)會造成新的污染。二是，二氧化碳冷爆破過程，不像炸藥爆炸產(chǎn)生大量一氧化碳等有毒有害的氣體，以及大量粉塵。三是，爆炸的噪音很小，震動很小，基本沒有噪音污染。

（四）同威

所謂同威，就是與炸藥爆炸幾乎相同的威力。這要從兩個方面來看，一是在破巖沖擊力破壞力方面同威力，盡管二氧化碳冷爆破的沖擊力為 400Mpa 左右，遠遠比炸藥的小。但是，炸藥爆炸的作用時間是瞬間完成的，二氧化碳冷爆破的時間，可以大大拉長幾毫秒甚至更長。如果說炸藥是靠‘爆發(fā)力’ 做功，那么二氧化碳爆破就是靠‘耐力’ 做功，時間可以彌補‘爆發(fā)力’ 小的缺陷。二是，在工程事故能力方面，炸藥爆破一般是‘暴食’ ，是一口吃個胖子’ ，一次大規(guī)模爆破用幾十噸，甚至幾百噸炸藥，爆破幾千幾萬，甚至幾十幾百萬噸巖石，然后，再慢慢搬運。智能二氧化碳冷爆破就是‘蠶食’ ，是‘細嚼慢咽’ ，現(xiàn)在一套設(shè)備（需要加配足夠的爆破管），晝夜施工，一天也能破巖一萬立方左右。多套裝備齊上，就能夠滿足大模開采需要。

（五）廣泛

廣泛包含兩個方面，一是原料二氧化碳來源很多，廣泛存在（縣級單位一般都有），很容易買到。二是，智能二氧化碳冷爆破用途廣泛。地面工程用于露天開采，露天剝離，道路施工，基坑開挖，隧道施工，石材開采，頑石，孤石爆破，建筑物爆破拆除，管道等堵塞疏通，水下爆破等等。

（六）低價

從綜合角度來看，智能二氧化碳冷爆破的成本低于炸藥爆破的成本。

1、僅僅單從從經(jīng)濟角度，現(xiàn)在成本一些地區(qū)已經(jīng)低于炸藥爆破。并且將可能全面低于炸藥爆破。這是因為，爆破作業(yè)的成本主要由施工成本組成。炸藥爆破監(jiān)管成本高昂，很多地區(qū)監(jiān)管成本已經(jīng)超過了直接施工成本。

2、防恐反恐成本和社會心里壓力成本為零。炸藥等爆炸物品應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的防恐反恐成本，以及高昂社會心里壓力成本是智能二氧化碳冷爆破所沒有的。

3、綜合分析，從國家角度，社會角度來看，智能二氧化碳冷爆破綜合成本已經(jīng)低于炸藥爆破成本。