Comprendre le principe du système de dynamitage de roche au CO2
Nouvelle technologie : Système de démolition de roches O2
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Contexte technique : Comme chacun sait, le dynamitage de roches est l’une des principales causes d’accidents majeurs. Dans d’autres domaines, il cause souvent d’importants dommages aux bâtiments environnants, au personnel, etc. Par exemple, il peut provoquer l’effondrement de bâtiments, l’endommagement de lignes électriques, voire des pertes humaines. Ces conséquences sont déterminées par les caractéristiques des explosifs. L’explosion se produit en un instant très court. La réaction chimique instantanée produit une force d’impact importante (1 000 à 5 000 MPa, voire plus). Cette force d’impact peut même produire de fortes vibrations à plusieurs kilomètres de distance, atteignant l’intensité de tremblements de terre de niveau trois.
Système de fracturation utilisant l'énergie de l'air, de l'oxygène liquide ou du dioxyde de carbone comme agent de fracturation. D'un point de vue physique, l'oxygène liquide ou le dioxyde de carbone est un gaz résiduaire industriel déjà présent et stocké. Une libération accidentelle pollue l'environnement et nécessite des équipements de stockage spécifiques, ainsi qu'un stockage sur site. Bien que le dioxyde de carbone ne soit pas inflammable, une fuite ne peut que le dissiper. Absorbant une chaleur importante, le gaz dissipé peut provoquer le gel local des environs et empêcher la fracturation des roches. Si le gaz est dissipé et évacué dans un espace clos, la concentration de dioxyde de carbone sur le lieu de travail peut dépasser la norme, voire provoquer la suffocation du personnel. Éléments de réalisation technique : La présente invention vise à fournir un système de fracturation de roche expansible à l'air et son procédé d'utilisation, offrant une sécurité élevée, un faible coût et un excellent effet de fracturation. Afin d'atteindre l'objectif ci-dessus, la présente invention concerne un système de fracturation de roche expansible à l'air et son procédé d'utilisation, comprenant un tube d'expansion, un compresseur d'air, un détonateur et une alimentation électrique de fracturation, le tube d'expansion comprend un tube de stockage de pression et un composant chauffant, le tube d'expansion scelle le composant chauffant à l'intérieur, le compresseur d'air peut être connecté au tube de stockage de pression par l'intermédiaire d'une canalisation, et le composant chauffant peut être détoné.
Le principe du craquage de roche par expansion gazeuse et celui du craquage de roche par explosion de dioxyde de carbone à changement de phase liquide-gaz exploitent les caractéristiques du changement de phase du dioxyde de carbone et le principe de la dilatation instantanée du dioxyde de carbone liquide par absorption de chaleur. Le dioxyde de carbone gazeux peut être liquéfié sous une pression élevée. Le dioxyde de carbone liquide est injecté dans le tube en acier de stockage de dioxyde de carbone liquide (également appelé tube principal de fracturation) via un équipement de remplissage haute pression et basse température. Des plaques de libération d'énergie de décharge de pression, des dispositifs de chauffage et des bagues d'étanchéité sont installés. La pression du dioxyde de carbone liquide dans le tube de stockage est maintenue entre 5 et 9 MPa. Lorsqu'un micro-courant traverse la tête d'allumage électrique, l'agent chauffant atteint une température élevée, gazéifiant instantanément le dioxyde de carbone liquide et se dilatant rapidement pour produire une onde de choc haute pression qui provoque l'ouverture du dispositif de libération d'énergie, générant une pression de dilatation de plus de 300 MPa et libérant instantanément du gaz haute pression, provoquant la rupture et le détachement de la roche. Fonctionnant à basse température, il ne se mélange pas aux liquides et aux gaz ambiants, ne produit pas de gaz nocifs, ne génère pas d'arcs ni d'étincelles électriques et est insensible aux températures, chaleurs et humidités élevées, ni aux froids intenses. Il dilue le gaz lors de la fracturation souterraine, sans choc ni poussière. Le dioxyde de carbone est un gaz inerte, ininflammable et non explosif. Le processus de fracturation est un processus de détente du gaz, qui est un travail physique plutôt qu'une réaction chimique. Connectez le tube de fracturation au détonateur via le cordon d'alimentation, insérez le tube de fracturation dans le trou de forage et fixez-le. Démarrez le détonateur, puis actionnez le dispositif de chauffage pour générer une forte chaleur et provoquer la gazéification instantanée du dioxyde de carbone liquide dans le tube (la température critique du dioxyde de carbone liquide et gazeux varie de 31,06 °C, la pression critique de 7,383 MPa ; au-delà de 31 °C, le dioxyde de carbone liquide se gazéifie rapidement) et une expansion de 600 fois son volume. Lorsque la pression du gaz dans le tube dépasse la résistance ultime de la feuille de libération d'énergie de décharge de pression (réglable), le gaz traverse la feuille et est libéré par l'orifice de libération d'énergie, générant instantanément une puissante force d'impact massique, projetant le matériau le long des fissures naturelles du corps cible et l'éloignant du corps principal, réalisant ainsi la préfissuration et le desserrage. Après chaque utilisation, le tube de fracturation peut être chargé d'un nouvel agent chauffant (agent caloporteur), d'une feuille de libération d'énergie de décharge de pression, et rempli de dioxyde de carbone liquide pour réutilisation. Sous l'action du gaz explosif, les fissures dans la zone proche de l'explosion se dilatent sous la pression du gaz.Tandis que l'expansion des fissures dans la zone médiane de l'explosion se produit sous l'action combinée du champ de pression d'expansion du gaz et de la contrainte initiale de la roche. Selon la théorie de la fracture mésoscopique des dommages rocheux, l'expansion des fissures est le déplacement de la zone endommagée causé par l'endommagement progressif de la pointe de la fissure vers les roches environnantes, ce qui permet la fracturation de la roche.
