二氧化碳致裂器及方法
二氧化碳致裂器及方法全国铁路等大型交通线路建设工程依然繁多,大型土石方开挖工程施工任务也依然繁重。而施工技术由于其快速的破岩**势,故在土石方开挖工程中,尤其是岩质路堑项目,被广泛应用。然而,化学在施工中的缺陷和产生的危害正日益突显出来,如,施工对近邻建(构)筑物的影响极大,特别是产生的振动和飞石等有害效应都会对近邻在建或既有建(构)筑物的安全产生影响;时会产生大量粉尘和有害气体,对自然环境造成污染;我国对审批有着严格的程序;并且是不稳定含能化学材料,在生产、运输、储存和使用过程中必须遵循一系列严格的控制措施。此外,当前铁路建造施工中,近邻建(构)筑物情况下的路堑边坡工程数量越来越多,并且各个工程的特点不同,对工程提出的要求也越来越高,化学施工在路堑等工程中的应用难度也越来越大。因此,为了解决上述化学施工存在的一系列问题,提出一种考虑射流方向的液态二氧化碳致裂器及方法。
二氧化碳目的是提供一种考虑射流方向的液态二氧化碳致裂器,以解决化学施工应用难度大的问题。
二氧化碳另一目的是提供一种考虑射流方向的液态二氧化碳方法。
二氧化碳技术方案是:一种考虑射流方向的液态二氧化碳致裂器,包括充装腔,充装腔两端分别设有压力阀块和充气阀块,充装腔内设有安装管,安装管内设有加热管,加热管连接加热装置,充装腔外侧壁设有刻槽。进一步地,刻槽平行于充装腔轴线。进一步地,压力阀块上设有安全阀。
一种考虑射流方向的液态二氧化碳方法,包括以下步骤:
A、使用上述致裂器,通过充气阀块向致列器的充装腔充装液态二氧化碳,液态二氧化碳充装量采用下述公式计算:
其中,Eg为气体的能量,单位是J;p为致裂器内二氧化碳气体的**对压力,单位是Pa;V为致裂器内液态二氧化碳体积,单位是m3;k为二氧化碳**热指数,取1 .295;R为摩尔气体常数;ρ为密度:We为TNT或岩石乳化当量;Qe为1kg TNT或岩石乳化爆炸能量;n为致裂器内二氧化碳摩尔数,单位是mol;C、D和E分别为第三、四和五阶无量纲维里系数;c1~c10、d1~d10为常数;e1~e4、a、b、f为无极性分子CH4的热力学数据;T1为无量纲温度;T为气体温度;
ε为LJ势参数;为67 .21ml·mol‑1,bo为67 .30ml·mol,w为对比态参量,通过确定各参数得到如公式(3)‑(9)所示的VHL状态方程,进而确定公式(1)中的压力p,从而确定液态二氧化碳的岩石乳化的当量;B、通过导线将致裂器的加热装置与起爆器相连;C、将致裂器置于炮孔内,刻槽朝向临空面,然后将炮孔填埋;D、控制起爆器,开始起爆。
二氧化碳有益效果是:本发明致裂器在充装腔外侧壁设置刻槽,刻槽处壁薄,时该处侧壁**破裂,由此实现了射流方向的控制。本发明方法使用该致裂器,放置致裂器时,使刻槽朝向临空面,可实现定向,提高了有效能量利用率;本发明提出了液态二氧化碳充装量的计算方法,以确定合理的充装量,获得预期的效果。本发明避免了振动和飞石等有害效应,避免对近邻在建或既有建(构)筑物的安全产生影响;本发明物质为液态二氧化碳,材料来源广泛,运输、储存方便,安全系数高,且液态二氧化碳时不会产生有害气体,不产生环境污染;同时,本发明提高了施工效率,降低了工程成本。
二氧化碳目的是提供一种考虑射流方向的液态二氧化碳致裂器,以解决化学施工应用难度大的问题。
二氧化碳另一目的是提供一种考虑射流方向的液态二氧化碳方法。
二氧化碳技术方案是:一种考虑射流方向的液态二氧化碳致裂器,包括充装腔,充装腔两端分别设有压力阀块和充气阀块,充装腔内设有安装管,安装管内设有加热管,加热管连接加热装置,充装腔外侧壁设有刻槽。进一步地,刻槽平行于充装腔轴线。进一步地,压力阀块上设有安全阀。
一种考虑射流方向的液态二氧化碳方法,包括以下步骤:
A、使用上述致裂器,通过充气阀块向致列器的充装腔充装液态二氧化碳,液态二氧化碳充装量采用下述公式计算:
其中,Eg为气体的能量,单位是J;p为致裂器内二氧化碳气体的**对压力,单位是Pa;V为致裂器内液态二氧化碳体积,单位是m3;k为二氧化碳**热指数,取1 .295;R为摩尔气体常数;ρ为密度:We为TNT或岩石乳化当量;Qe为1kg TNT或岩石乳化爆炸能量;n为致裂器内二氧化碳摩尔数,单位是mol;C、D和E分别为第三、四和五阶无量纲维里系数;c1~c10、d1~d10为常数;e1~e4、a、b、f为无极性分子CH4的热力学数据;T1为无量纲温度;T为气体温度;
ε为LJ势参数;为67 .21ml·mol‑1,bo为67 .30ml·mol,w为对比态参量,通过确定各参数得到如公式(3)‑(9)所示的VHL状态方程,进而确定公式(1)中的压力p,从而确定液态二氧化碳的岩石乳化的当量;B、通过导线将致裂器的加热装置与起爆器相连;C、将致裂器置于炮孔内,刻槽朝向临空面,然后将炮孔填埋;D、控制起爆器,开始起爆。
二氧化碳有益效果是:本发明致裂器在充装腔外侧壁设置刻槽,刻槽处壁薄,时该处侧壁**破裂,由此实现了射流方向的控制。本发明方法使用该致裂器,放置致裂器时,使刻槽朝向临空面,可实现定向,提高了有效能量利用率;本发明提出了液态二氧化碳充装量的计算方法,以确定合理的充装量,获得预期的效果。本发明避免了振动和飞石等有害效应,避免对近邻在建或既有建(构)筑物的安全产生影响;本发明物质为液态二氧化碳,材料来源广泛,运输、储存方便,安全系数高,且液态二氧化碳时不会产生有害气体,不产生环境污染;同时,本发明提高了施工效率,降低了工程成本。