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。