二氧化碳膨胀爆破一次性致裂管性能研究与应用

朱 宽，钟冬望，周桂松,2

(1.武汉科技大学，武汉 430000；2.中国葛洲坝集团易普力股份有限公司，重庆 401121；3.葛洲坝易普力(湖南)科技有限公司，浏阳 410300)

炸药爆破是工程爆破中最高效、最经济的破岩方式，在我国基础建设过程中发挥了重要作用。随着我国城市化推进加速，在矿山、基坑、隧道、公路、铁路等工程中时常会遇到苛刻环境下的爆破作业问题，因炸药爆破能量密度大，使用不当易产生爆破飞石、爆破振动、冲击波等有害效应。按照我国《爆破安全规程》(GB6722—2014)规定，在城市、风景名胜区、重要的工程设施附近，炸药的使用均受到严格的管控。二氧化碳膨胀爆破技术的破岩机理与炸药爆破方式不同，其作功主要依靠液态二氧化碳相变产生的气体膨胀能做功，是一种以物理爆炸为主的破岩方法，不仅能量转化利用的效率高，而且具有爆破飞石可控、爆破振动小、噪音小等优点，因此是传统炸药爆破的一种良好补充技术。二氧化碳膨胀爆破技术最早起源于20世纪三四十年代欧美国家，面世以来专家、学者、工程师们已开展了系列研究。在产品类型方面，由CARDOX公司最早研究了重复性致裂管，也称作Cardox管，被广泛用于井下煤炭致裂和水泥清堵疏通领域[1]。随着该技术引入国内后，相继出现了孔外充气一次性致裂管和孔内充气一次性致裂管，两种致裂管均具有管材轻巧，一次使用等特点，因此在露天爆破中得到了较好的应用。胡军科等利用ANSYS Workbench对孔外一次性致裂管筒体采用不同形状、深度、宽度、长度的刻槽性能参数进行深入研究[2]。……