उच्च गुणवत्ता वाले विस्फोटक विकल्प, O2 रॉक ब्लास्टिंग सिस्टम और सीओ 2 रॉक ब्लास्टिंग सिस्टम
जिन परियोजनाओं में नागरिक विस्फोटकों का उपयोग निषिद्ध है, वहां तरल ऑक्सीजन विस्फोट, विस्तारक (स्थिर कोल्हू) और कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂) रॉक ब्लास्टिंग आमतौर पर वैकल्पिक तकनीकों का उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित सिद्धांतों, संचालन प्रक्रियाओं, तकनीकी संकेतकों और सुरक्षा नियंत्रण का विस्तृत विवरण है, जो वास्तविक इंजीनियरिंग अनुप्रयोग परिदृश्यों और तकनीकी विशिष्टताओं के साथ संयुक्त है।
1. तरल ऑक्सीजन रॉक ब्लास्टिंग प्रौद्योगिकी
1. सिद्धांत और लागू परिदृश्य: लिक्विड ऑक्सीजन रॉक ब्लास्टिंग लिक्विड ऑक्सीजन (-183 डिग्री सेल्सियस) को दहनशील पदार्थों (जैसे कार्बन पाउडर, लकड़ी के चिप्स, सूती धागे) के साथ मिलाने के बाद तेजी से ऑक्सीकरण और गर्मी रिलीज की विशेषताओं पर आधारित है। जब मिश्रण को डेटोनेटर या इलेक्ट्रिक इग्निशन डिवाइस द्वारा प्रज्वलित किया जाता है, तो लिक्विड ऑक्सीजन तुरंत वाष्पीकृत हो जाता है और फैलता है (मात्रा लगभग 860 गुना बढ़ जाती है), जिससे रॉक द्रव्यमान को कुचलने के लिए एक उच्च दबाव वाली शॉक वेव उत्पन्न होती है।
लागू परिदृश्य: कठोर चट्टान को कुचलना, खनन (विशेष रूप से उच्च गैस वाली खदानों के लिए उपयुक्त, क्योंकि तरल ऑक्सीजन स्वयं गैर-ज्वलनशील है और इसकी सुरक्षा अधिक है)।
2. संचालन प्रक्रिया
1. ड्रिलिंग डिज़ाइन: छेद का व्यास: 40-60 मिमी, छेद की गहराई चट्टान की मोटाई का 80%-90% है।
छिद्र अंतराल और पंक्ति अंतराल: चट्टान की कठोरता के अनुसार समायोजित, आम तौर पर छिद्र अंतराल 0.8-1.2 मीटर, पंक्ति अंतराल 0.6-1.0 मीटर होता है।
2. विस्फोटक बैग की तैयारी: दहनशील पदार्थों (जैसे कार्बन पाउडर) को एंटी-स्टेटिक कपड़े के थैलों में डालें, उन्हें तरल ऑक्सीजन में दहनशील पदार्थों के द्रव्यमान अनुपात 1:2–1:3 के अनुसार भिगोएँ, और भरना 5-10 मिनट* के भीतर पूरा हो जाना चाहिए (तरल ऑक्सीजन आसानी से वाष्पीकृत हो जाती है और विफलता का कारण बनती है)।
3. विस्फोटक लोडिंग और विस्फोट: विस्फोटक बैग को बोरहोल में डालने के बाद, इसे पीले कीचड़ के साथ छेद के मुंह पर सील कर दिया जाता है, और डेटोनेटर को प्रज्वलित करने के बाद विलंब समय 20-30 एमएस पर नियंत्रित किया जाता है।
4. तकनीकी संकेतक
ऑक्सीजन संतुलन: यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि दहनशील पदार्थ और तरल ऑक्सीजन अवशिष्ट ऑक्सीजन के संचय से बचने के लिए पूरी तरह से प्रतिक्रिया करें (ऑक्सीजन संतुलन मूल्य 0 के करीब होना चाहिए)। विस्फोट वेग: लगभग 200-300 मीटर/सेकेंड, विस्फोटकों की तुलना में कम (जैसे टीएनटी विस्फोट वेग 6900 मीटर/सेकेंड), और ऊर्जा को घनी वितरित छिद्रों द्वारा क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है। सुरक्षा सीमा: ऑक्सीजन युक्त वातावरण के कारण होने वाली आग को रोकने के लिए कार्य क्षेत्र में ऑक्सीजन की सांद्रता 23% (सामान्य वातावरण 21% है) से कम होनी चाहिए।
5. सुरक्षा जोखिम
वाष्पशील रिसाव: तरल ऑक्सीजन रिसाव के कारण स्थानीय ऑक्सीजन सांद्रता मानक से अधिक हो सकती है, और एक वास्तविक समय ऑक्सीजन सांद्रता मॉनिटर को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होती है। स्थैतिक संवेदनशीलता: सभी उपकरणों को एंटी-स्टैटिक उपचार के साथ इलाज करने की आवश्यकता होती है, और ऑपरेटरों को एंटी-स्टैटिक कपड़े पहनने की आवश्यकता होती है। 2. विस्तार एजेंट (स्थैतिक क्रशिंग एजेंट) प्रौद्योगिकी
1. सिद्धांत और लागू परिदृश्य विस्तारक मुख्य रूप से कैल्शियम ऑक्साइड (काओ) से बना होता है, जो पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है और गर्मी छोड़ता है (प्रतिक्रिया सूत्र: काओ + H₂O → सीए(ओह)₂ + 65 के.जे./मोल), आयतन में 3–4 गुना विस्तार करता है, 30–50 एमपीए विस्तार दबाव उत्पन्न करता है, और धीरे-धीरे चट्टान के द्रव्यमान को तोड़ता है। लागू परिदृश्य: शहरी भवन विध्वंस, सांस्कृतिक अवशेष संरक्षण परियोजनाएँ, और कंक्रीट संरचनाओं का स्थैतिक कुचलना। 2. संचालन प्रक्रिया
1. ड्रिलिंग पैरामीटर: छेद व्यास: 38-42 मिमी, छेद की गहराई घटक मोटाई का 80% है।
छेद के बीच की दूरी: छेद के व्यास का 8-10 गुना (जैसे 40 मिमी छेद का व्यास, छेद के बीच की दूरी 320-400 मिमी)।
2. घोल तैयार करना: जल-सीमेंट अनुपात 0.28–0.33 (जैसे एचएससीए-Ⅲ प्रकार के ब्रेकर को 30–33% पानी की आवश्यकता होती है), एक समान पेस्ट बनने तक हिलाएं।
3. छेद भरना और प्रतिक्रिया: छेद की गहराई के 90% तक घोल डाला जाता है, और पानी के वाष्पीकरण को रोकने के लिए छेद के मुँह को गीले कपड़े से सील कर दिया जाता है। प्रतिक्रिया समय: गर्मियों में 2-4 घंटे, सर्दियों में 6-8 घंटे (तापमान में हर 10 डिग्री सेल्सियस की गिरावट के लिए प्रतिक्रिया समय 50% तक बढ़ जाता है)।
3. तकनीकी संकेतक
विस्तार दबाव: 30-50 एमपीए (सीमेंट की 30-50 एमपीए की संपीड़न शक्ति से मेल खाता है)। प्रतिक्रिया तापमान वृद्धि: घोल का तापमान 80-100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, जिसे जलने से बचाने के लिए निगरानी की आवश्यकता होती है। पर्यावरण संरक्षण: पीएच मान 12-13 है, और घोल अपशिष्ट को निष्प्रभावी उपचार के बाद डिस्चार्ज किया जाना चाहिए।
4. दक्षता अनुकूलन
दरार-पूर्व छेद सहायता: दरार विस्तार की दिशा का मार्गदर्शन करने के लिए आसन्न छिद्रों के बीच गाइड छेद ड्रिल करें। तापमान नियंत्रण: प्रतिक्रिया समय को कम करने के लिए सर्दियों में घोल को मिलाने के लिए 40 ℃ गर्म पानी का उपयोग करें।
तृतीय. सीओ₂ रॉक ब्लास्टिंग तकनीक
1. सिद्धांत और लागू परिदृश्य तरल सीओ₂ को उच्च दबाव वाले स्टील पाइप (फ्रैक्चर पाइप) में संग्रहित किया जाता है, और इलेक्ट्रिक हीटिंग द्वारा गैसीकरण शुरू किया जाता है (तरल → गैस की मात्रा 600 गुना बढ़ जाती है)। जब दबाव 300-400 एमपीए तक बढ़ जाता है, तो यह निरंतर दबाव टूटने वाली डिस्क से टूट जाता है, और उच्च दबाव वाली गैस ऊर्जा रिलीज हेड के माध्यम से चट्टान के द्रव्यमान को प्रभावित करने के लिए जारी की जाती है।
लागू परिदृश्य: भूमिगत कोयला खदान विस्फोट की रोकथाम, सुरंग की चिकनी सतह पर विस्फोट, और खतरनाक चट्टान द्रव्यमान का सटीक कुचलना।
2. संचालन प्रक्रिया
1. फ्रैक्चरिंग पाइप असेंबली: तरल सीओ₂ को पाइप वॉल्यूम के 80% तक भरें (अति दबाव विस्फोट को रोकने के लिए), और भरने का दबाव 7-10 एमपीए है।
2. ड्रिलिंग और लेआउट: छेद का व्यास 90-110 मिमी, छेद की गहराई 2-5 मीटर, फ्रैक्चरिंग पाइप के बाहरी व्यास और छेद के व्यास के बीच का अंतर ≤5 मिमी (रबर पैड के साथ तय)।
3. विस्फोट नियंत्रण: हीटर चालू करें, सीओ₂ गैसीकृत हो जाती है और 18-25 सेकंड के भीतर निर्धारित विच्छेदन दबाव (जैसे 300 एमपीए) तक दबावित हो जाती है।
4. तकनीकी संकेतक
ऊर्जा उत्पादन: सीओ₂ (1.5 किग्रा) की एक ट्यूब लगभग 1.5-2 एमजे ऊर्जा मुक्त करती है, जो 0.3-0.4 किग्रा टीएनटी के बराबर है। शीर्ष दबाव: ऊर्जा रिलीज तुरंत 200-300 एमपीए तक पहुंच सकती है, और अवधि 2-5 एमएस है। सुरक्षा अतिरेक: निरंतर दबाव टूटने वाली डिस्क की त्रुटि ± 5% है, और प्रत्येक बैच के लिए नमूनाकरण और परीक्षण आवश्यक है।
5. सुरक्षा विनिर्देश
एंटी-फ्लैशबैक डिजाइन: फ्रैक्चरिंग पाइप को जीबी/T 29910-2013 प्रभाव परीक्षण पास करना होगा। सुरक्षा दूरी: छींटे और चोट से बचने के लिए ऑपरेटर को फ्रैक्चरिंग पाइप से 15 मीटर से अधिक दूरी पर होना चाहिए।
चतुर्थ. इंजीनियरिंग अनुप्रयोग के मुख्य बिंदु
1. पर्यावरण निगरानी: तरल ऑक्सीजन विस्फोट के लिए ऑक्सीजन सांद्रता की वास्तविक समय निगरानी की आवश्यकता होती है, और सीओ₂ विस्फोट के लिए संचालन क्षेत्र में सीओ₂ सांद्रता का पता लगाने की आवश्यकता होती है (सीमा ≤5000 पीपीएम)।
2. अनुकूलित डिजाइन: स्तरीकृत चट्टान द्रव्यमान के लिए, छेद की दूरी को 20%-30% तक कम करने की आवश्यकता होती है; कंक्रीट संरचनाओं को छेद करते समय स्टील बार से बचने की आवश्यकता होती है।
3. आपातकालीन योजना: तरल ऑक्सीजन लीक होने पर नाइट्रोजन प्रतिस्थापन प्रणाली शुरू करें, और जब सीओ₂ फ्रैक्चर पाइप फंस जाए तो हाइड्रोलिक दबाव राहत वाल्व को सक्रिय करें।
