二氧化碳一次性氣體爆破管的工作原理基于液態(tài)二氧化碳的物理性質(zhì)以及熱脹冷縮的基本原理,是一個(gè)巧妙而的能量轉(zhuǎn)化和釋放過程。
在準(zhǔn)備階段,通過的充裝設(shè)備將液態(tài)二氧化碳注入到爆破管的儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)。液態(tài)二氧化碳在常溫常壓下是氣態(tài),但在高壓環(huán)境下,它可以被壓縮成液態(tài),體積大幅縮小。此時(shí),液態(tài)二氧化碳處于一種相對(duì)穩(wěn)定的儲(chǔ)存狀態(tài),儲(chǔ)存過程中幾乎不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不會(huì)產(chǎn)生明火或其他危險(xiǎn)。
當(dāng)需要進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí),通過連接外部電源,電流經(jīng)過密封絕緣接線柱傳導(dǎo)至加熱管。加熱管在電流的作用下迅速發(fā)熱,其溫度在極短的時(shí)間內(nèi)急劇升高,通??梢栽趲缀撩雰?nèi)達(dá)到數(shù)百攝氏度。儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的液態(tài)二氧化碳緊鄰加熱管,在加熱管的高溫作用下,液態(tài)二氧化碳迅速吸收熱量,發(fā)生氣化現(xiàn)象。
液態(tài)二氧化碳的氣化過程是一個(gè)體積急劇膨脹的過程。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,液態(tài)二氧化碳?xì)饣蟮捏w積約為液態(tài)時(shí)的 600 倍。隨著氣化的進(jìn)行,儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w分子數(shù)量不斷增加,分子間的距離迅速增大,導(dǎo)致氣體體積急劇膨脹,從而使儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力急劇上升。
當(dāng)儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的壓力達(dá)到泄能片的預(yù)設(shè)破裂壓力時(shí),泄能片瞬間破裂。泄能片的破裂是一個(gè)快速而果斷的過程,它為高壓氣體的釋放打開了通道。儲(chǔ)液倉(cāng)內(nèi)的高壓二氧化碳?xì)怏w在的壓力差作用下,以的速度從泄能孔噴射而出。這些高速噴射的氣體形成強(qiáng)大的沖擊力,直接作用于周圍的巖石、混凝土或其他需要破碎的物體。
高壓氣體的沖擊力在瞬間對(duì)物體施加的壓力,使得物體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力超過物體的極限強(qiáng)度時(shí),物體就會(huì)發(fā)生破裂、破碎等現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)爆破的目的。在這個(gè)過程中,二氧化碳?xì)怏w的能量被有效地轉(zhuǎn)化為對(duì)物體的破壞能量,完成了從儲(chǔ)存能量到釋放能量、從物理變化到機(jī)械破壞的全過程。
整個(gè)工作過程中,沒有涉及到化學(xué)反應(yīng),也不會(huì)產(chǎn)生明火、爆炸等危險(xiǎn)情況,只有物理狀態(tài)的變化和能量的轉(zhuǎn)化。這種基于物理原理的工作方式,使得二氧化碳一次性氣體爆破管在爆破效果的同時(shí),具有的安全性和環(huán)保性,為各種工程爆破作業(yè)提供了一種可靠的選擇。
人工成本
爆破作業(yè)人員配置:一次完整的二氧化碳一次性爆破管作業(yè)需要配備多種人員,包括爆破工程師、技術(shù)操作人員、安全員等。爆破工程師負(fù)責(zé)爆破方案的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),其技能要求較高,薪酬待遇也相對(duì)較高,一般月薪在 1 - 2 萬元左右。技術(shù)操作人員負(fù)責(zé)爆破管的安裝、連接和起爆操作,需要經(jīng)過培訓(xùn)并取得相應(yīng)資質(zhì),其月薪大約在 5000 - 8000 元。安全員則負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)督和管理,確保爆破作業(yè)符合安全規(guī)范,月薪通常在 4000 - 6000 元。在一個(gè)中等規(guī)模的爆破項(xiàng)目中,若每天進(jìn)行一次爆破作業(yè),可能需要配備 1 名爆破工程師、3 - 5 名技術(shù)操作人員和 1 - 2 名安全員。
人員薪酬與培訓(xùn)費(fèi)用:除了日常薪酬支出外,企業(yè)還需要承擔(dān)人員的培訓(xùn)費(fèi)用。爆破作業(yè)屬于特種作業(yè),相關(guān)人員需要定期參加安全培訓(xùn)和技能提升培訓(xùn),以確保其具備熟練操作設(shè)備和應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力。培訓(xùn)費(fèi)用包括培訓(xùn)課程費(fèi)用、教材費(fèi)用以及人員在培訓(xùn)期間的誤工費(fèi)用等。每次培訓(xùn)費(fèi)用可能在每人 1000 - 3000 元不等,根據(jù)人員數(shù)量和培訓(xùn)頻率,每年的培訓(xùn)費(fèi)用也是一筆不小的開支。例如,一個(gè)擁有 20 名爆破作業(yè)人員的團(tuán)隊(duì),每年進(jìn)行兩次培訓(xùn),培訓(xùn)費(fèi)用總計(jì)可能達(dá)到 4 - 12 萬元。
從經(jīng)濟(jì)角度來看,二氧化碳一次性氣體爆破管具有顯著的優(yōu)勢(shì),能夠?yàn)橛脩魩韺?shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)效益。
,二氧化碳一次性氣體爆破管的部分組件可以重復(fù)使用,大大降低了使用成本 。與傳統(tǒng)的炸藥爆破相比,炸藥屬于一次性消耗品,每次爆破都需要購(gòu)買新的炸藥,成本較高。而二氧化碳一次性氣體爆破管的儲(chǔ)液倉(cāng)、外殼等關(guān)鍵部件采用高強(qiáng)度材料制造,具有良好的耐用性和穩(wěn)定性,在經(jīng)過嚴(yán)格的檢測(cè)和維護(hù)后,可以多次重復(fù)使用。一般來說,一套的二氧化碳一次性氣體爆破管系統(tǒng)可以重復(fù)使用數(shù)千次,這使得長(zhǎng)期使用成本大幅降低。
其次,二氧化碳?xì)怏w的獲取成本相對(duì)較低 。二氧化碳是一種廣泛存在于自然界中的氣體,工業(yè)生產(chǎn)中也會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳。目前,市場(chǎng)上二氧化碳的供應(yīng)充足,價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定且較為低廉。與炸藥相比,二氧化碳?xì)怏w的采購(gòu)成本要低得多,這進(jìn)一步降低了爆破作業(yè)的成本。
此外,二氧化碳一次性氣體爆破管的操作簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜的設(shè)備和大量的人力投入 。在爆破作業(yè)中,操作人員只需經(jīng)過簡(jiǎn)單的培訓(xùn),就能夠熟練掌握其操作方法,減少了對(duì)爆破人員的依賴,降低了人工成本。同時(shí),該爆破管的充裝和爆破準(zhǔn)備時(shí)間短,能夠提高施工效率,縮短工程周期,從而節(jié)省了大量的時(shí)間成本和管理成本。
在一些大型礦山開采項(xiàng)目中,使用二氧化碳一次性氣體爆破管可以顯著降低開采成本。例如,某礦山原本使用炸藥爆破,每年的炸藥采購(gòu)成本高達(dá)數(shù)百萬元,且由于炸藥爆破的安全性和環(huán)保性問題,需要投入大量的資金用于安全防護(hù)和環(huán)境治理。而改用二氧化碳一次性氣體爆破管后,每年的氣體采購(gòu)成本僅為數(shù)十萬元,且由于其安全性高、環(huán)保性好,減少了安全防護(hù)和環(huán)境治理的投入,綜合成本大幅降低。同時(shí),由于二氧化碳一次性氣體爆破管的性,提高了礦山的開采效率,增加了礦石產(chǎn)量,進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效益。
在當(dāng)今社會(huì),環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng),對(duì)各類工程建設(shè)和資源開采活動(dòng)的環(huán)保要求也越來越高。二氧化碳一次性氣體爆破管以其出色的環(huán)保性能,成為了爆破領(lǐng)域的環(huán)保。
傳統(tǒng)的炸藥爆破在爆炸過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和有害氣體,如一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO?)、氮氧化物(NO?)等 。這些粉塵和有害氣體不僅會(huì)嚴(yán)重污染空氣,降低空氣質(zhì)量,還會(huì)對(duì)施工人員和周邊居民的身體健康造成的危害。長(zhǎng)期暴露在這些污染物中,人們?nèi)菀谆忌虾粑兰膊?、心血管疾病等,?duì)生活質(zhì)量和壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí),這些污染物還會(huì)對(duì)土壤、水體等生態(tài)環(huán)境造成長(zhǎng)期的破壞,影響生態(tài)平衡。
相比之下,二氧化碳一次性氣體爆破管在爆破過程中幾乎不產(chǎn)生粉塵和有害氣體 。由于其爆破原理是液態(tài)二氧化碳的氣化膨脹,整個(gè)過程中只有二氧化碳?xì)怏w的釋放,而二氧化碳本身是一種、無害的氣體,不會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。而且,二氧化碳?xì)怏w在大氣中廣泛存在,是自然界碳循環(huán)的重要組成部分,其排放不會(huì)對(duì)環(huán)境造成額外的負(fù)擔(dān)。
此外,二氧化碳一次性氣體爆破管的爆破震動(dòng)和噪音也相對(duì)較小 。傳統(tǒng)炸藥爆破產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動(dòng)和噪音不僅會(huì)對(duì)周圍的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施造成損壞,還會(huì)對(duì)周邊居民的生活造成干擾,引發(fā)居民的不滿和投訴。而二氧化碳一次性氣體爆破管的爆破震動(dòng)和噪音明顯降低,能夠有效減少對(duì)周邊環(huán)境的影響,使爆破作業(yè)更加和諧、可持續(xù)。
在一些對(duì)環(huán)保要求較高的城市建設(shè)和景區(qū)開發(fā)項(xiàng)目中,二氧化碳一次性氣體爆破管的環(huán)保優(yōu)勢(shì)得到了充分的體現(xiàn)。例如,在城市地鐵建設(shè)中,使用二氧化碳一次性氣體爆破管可以減少對(duì)周邊居民的噪音干擾和粉塵污染,保護(hù)城市環(huán)境的整潔和居民的生活質(zhì)量;在景區(qū)的巖石開采和道路建設(shè)中,使用該爆破管可以避免對(duì)景區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞,保護(hù)景區(qū)的自然景觀和生態(tài)平衡。
在隧道挖掘工程中,二氧化碳一次性氣體爆破管同樣發(fā)揮著重要的作用,為隧道的快速、安全掘進(jìn)提供了有力支持。
隧道挖掘通常面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件,如巖石的硬度、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度等都會(huì)對(duì)爆破效果產(chǎn)生影響 。二氧化碳一次性氣體爆破管可以通過控制爆破參數(shù),適應(yīng)不同的地質(zhì)條件。在遇到堅(jiān)硬巖石時(shí),可以適當(dāng)增加爆破能量,確保巖石能夠被有效破碎;而在遇到節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石時(shí),則可以通過調(diào)整爆破方向和能量分布,避免巖石過度破碎和坍塌,隧道的穩(wěn)定性。
傳統(tǒng)的炸藥爆破在隧道挖掘中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)和沖擊波,對(duì)隧道周邊的圍巖造成較大的破壞,增加了隧道支護(hù)的難度和成本 。同時(shí),震動(dòng)和沖擊波還可能引發(fā)周邊山體的松動(dòng)和坍塌,對(duì)施工安全構(gòu)成威脅。二氧化碳一次性氣體爆破管的爆破震動(dòng)和沖擊波較小,能夠有效減少對(duì)圍巖的破壞,降低隧道支護(hù)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。在某城市地鐵隧道挖掘中,使用二氧化碳一次性氣體爆破管后,隧道周邊圍巖的穩(wěn)定性得到了顯著提高,支護(hù)成本降低了 20% 以上,施工進(jìn)度也得到了加快。
此外,二氧化碳一次性氣體爆破管的快速充裝和爆破準(zhǔn)備時(shí)間短的特點(diǎn),也能夠提高隧道挖掘的施工效率 。在隧道施工中,時(shí)間就是金錢,每縮短一天的工期,就能夠節(jié)省大量的成本。使用二氧化碳一次性氣體爆破管可以快速完成爆破作業(yè),為后續(xù)的施工工序爭(zhēng)取更多的時(shí)間,加快隧道的掘進(jìn)速度。
耗材成本
液態(tài)二氧化碳成本:液態(tài)二氧化碳是爆破作業(yè)的主要消耗品之一。其價(jià)格受到多種因素影響,包括原材料成本、生產(chǎn)工藝、市場(chǎng)供需關(guān)系以及運(yùn)輸距離等。一般來說,在二氧化碳生產(chǎn)廠家附近,液態(tài)二氧化碳的采購(gòu)價(jià)格相對(duì)較低,約為 1.2 - 2 元 / 公斤。而對(duì)于一些遠(yuǎn)離生產(chǎn)基地的偏遠(yuǎn)地區(qū),由于運(yùn)輸成本的增加,價(jià)格可能會(huì)上漲至 2.5 - 3 元 / 公斤甚至更高。以一根充裝 7 公斤液態(tài)二氧化碳的爆破管為例,在價(jià)格較低地區(qū),充裝成本約為 8.4 - 14 元;在價(jià)格較高地區(qū),則需 17.5 - 21 元。
加熱管與爆破片成本:加熱管和爆破片作為爆破管的重要組成部分,在每次爆破作業(yè)后通常需要更換。加熱管的價(jià)格因材質(zhì)、功率和品牌而異,一般市場(chǎng)價(jià)格在 20 - 30 元 / 套;爆破片的價(jià)格相對(duì)較為穩(wěn)定,約為 5 - 7 元 / 片,一套加熱管和爆破片組合下來的成本大約在 25 - 37 元。不同廠家生產(chǎn)的加熱管和爆破片在質(zhì)量和性能上存在一定差異,質(zhì)量較好的產(chǎn)品雖然價(jià)格略高,但在爆破的穩(wěn)定性和可靠性方面更有保障,從長(zhǎng)期來看,可能有助于降低總體成本。