尤秀 巢光華

摘? 要：二氧化碳爆破技術(shù)作為一種采用液態(tài)二氧化碳進行爆破作業(yè)的二氧化碳相變致裂技術(shù)，關(guān)鍵部分就處在二氧化碳激發(fā)管，該技術(shù)主要是通過激發(fā)管管內(nèi)的藥劑快速產(chǎn)生足夠的溫度和壓力，使致裂管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳迅速氣化，釋放巨大的壓力作用于致裂管周邊的巖壁，從而達到與炸藥爆破相同的效果。目前二氧化碳致裂器作為新型爆破作業(yè)器材有著非常大的應用前景，同時在安全方面由于不涉及危險爆炸物品，在管理貯存方面也更加的安全。同時電子點火頭作為一種由電子芯片控制的新型的點火元件，已經(jīng)在雷管、煙花等多個危險爆炸物品領(lǐng)域有了較普遍的使用，通過其具有的高安全、高可靠、高精度的優(yōu)點，將電子點火頭運用在二氧化碳致裂器中，其應用將很大程度改變二氧化碳爆破技術(shù)的應用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：二氧化碳致裂技術(shù)? 二氧化碳爆破技術(shù)? 電子芯片? 安全監(jiān)管系統(tǒng)

中圖分類號：U415? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（a）-0050-03

Abstract：Carbon dioxide blasting technology is a carbon dioxide phase change fracturing technology that uses liquid carbon dioxide for blasting operations，The key part of it is in the carbon dioxide excitation tube，This technology is mainly to quickly generate enough temperature and pressure by stimulating the agent in the tube， so that the liquid carbon dioxide in the fracturing tube is quickly vaporized，and release huge pressure to act on the rock wall around the fracturing tube to achieve the same effect as explosive blasting.At present， as a new type of blasting equipment， the carbon dioxide breaker has a very large application prospect. As it does not involve dangerous explosives in safety， it is also safer in management and storage.At the same time， the electronic ignition head， as a new type of ignition element controlled by an electronic chip， has been widely used in the fields of detonators， fireworks and other dangerous explosives.According to the advantages of high safety， high reliability， and high precision， the use of intelligent electronic ignition element in carbon dioxide crackers will greatly change the application status of carbon dioxide blasting technology.

Key Words：Carbon dioxide fracturing technology;? Carbon dioxide blasting technology;Electronic chip;? Safety supervision system

目前國內(nèi)的二氧化碳爆破技術(shù)主要是通過電點火頭激發(fā)二氧化碳激發(fā)管內(nèi)的發(fā)熱劑，使發(fā)熱劑在很短的時間內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生氣體和持續(xù)提高溫度。通過產(chǎn)生的氣壓和溫度作用于灌裝入二氧化碳致裂管中的液態(tài)二氧化碳，使液態(tài)二氧化碳迅速發(fā)生相變進行氣化，通過液態(tài)二氧化碳氣化產(chǎn)生的巨大氣壓作用于致裂管周邊的巖壁，從而使巖壁發(fā)生破裂，達到與炸藥爆破相同的效果。這類爆破器材與傳統(tǒng)爆破器材相比有非常大的不同，其核心就在于通過物理相變產(chǎn)生巨大能量從而達到爆破的效果，與雷管不同，該類爆破器材不含有任何高能物質(zhì)，并不涉及化學反應放出的高溫和燃燒。二氧化碳爆技術(shù)作為一種新型爆破技術(shù)，無論在爆破安全上還是危險品管理安全上，都有著里程碑式的意義，同時二氧化碳致裂器用激發(fā)管本身使用的藥劑并不具備爆炸能力，不屬于爆炸物品，在危險品運輸管理以及審批使用上面更加簡單，大大提高了工程效益。

1? 二氧化碳激發(fā)管發(fā)展現(xiàn)狀

二氧化碳爆破技術(shù)主要由二氧化碳致裂器，二氧化碳發(fā)熱管，二氧化碳儲液罐，二氧化碳充裝機，致裂管主管體組成，其設(shè)備工作原理是將一定質(zhì)量液態(tài)二氧化碳放入致裂管主管內(nèi)，通過電流激勵啟動已放入主管內(nèi)的激發(fā)管，利用加熱后液態(tài)二氧化碳氣化時氣體膨脹500～600倍體積的物理特性，當瞬間膨脹力達到定壓片的屈服壓力時，定壓片被沖破高壓氣體作用到鉆孔壁，將周圍的封堵破斷，從而達到致裂的目的。在二氧化碳爆破技術(shù)中，二氧化碳激發(fā)管起到了關(guān)鍵性的激發(fā)作用，通過電點火頭對發(fā)熱劑進行燃燒瞬間釋放大量的溫度和壓力，從而使液態(tài)二氧化碳在極短的時間內(nèi)發(fā)生相變釋放出大量的壓力作用在巖壁。因此在整個過程中，對激發(fā)管點火藥頭有著非常高的求。

2? 電子芯片在電子點火頭的應用情況

目前國內(nèi)電子芯片技術(shù)用于電點火頭的技術(shù)主要用于雷管電子點火頭，電子雷管作為新型雷管已經(jīng)在市場上得到了相當大的普及。當前電子雷管無論是雷管的使用操作方面還是安全管理系統(tǒng)的建立，都已經(jīng)相對完善，尤其是在電子芯片的性能上面，其具有的高可靠、高精度以及高安全的三大特點非常滿足當前危險爆炸物品的管理和使用。

二氧化碳激發(fā)管使用的點火元件仍是普通的電點火頭，其在安全性、可靠性和精準性上都遠遠無法媲美電子芯片制作的點火藥頭，電子芯片制作的電子點火頭因其本身具有一個電子控制模塊，由于電子控制模塊的設(shè)計特點，其在整個起爆過程中，具有對電信號進行控制的功能，電子控制模塊有識別起爆信號和檢測信號的能力，檢測信號可以對電子點火頭是否處于正常狀態(tài)進行檢測識別，并對存在問題的情況及時反饋給起爆設(shè)備，由于二氧化碳致裂器整體是組合構(gòu)成的，在出現(xiàn)問題時可以抽出激發(fā)管對電子點火頭進行更換，安全系數(shù)更高，爆破成功率進一步提高，很大程度上降低了盲炮處理的幾率;同時電子控制模塊識別特定的起爆信號，只有在接收到該信號后才能對電子點火頭進行點火。電子控制模塊除了具備檢測通信功能外，每一發(fā)電子點火頭還具備獨立的身份信息碼，該身份信息碼能夠?qū)γ恳粋€電子點火頭從生產(chǎn)到運輸貯存最后到使用整個過程進行數(shù)據(jù)跟蹤，保證點火頭不會出現(xiàn)丟失的情況，在安全管理方面防止了點火頭的非法流失，在反恐及安全方面都起到了非常大的作用。

二氧化碳激發(fā)管爆破技術(shù)采用的延期設(shè)置方式并不像傳統(tǒng)雷管一樣使用的是延期元件如延期體這類通過化學燃燒來控制孔間延期時間，而是通過外部編排設(shè)備進行，因此目前只能進行簡單的延期時間編程，還需要通過外部的多臺設(shè)備進行分組，在現(xiàn)場操作上會產(chǎn)生很多不便，而且時間調(diào)整上過于繁瑣，因此目前國內(nèi)使用的二氧化碳爆破工程基本上都是簡單的單排起爆，無法在復雜且多變的環(huán)境中使用，因此只能作為輔助爆破器材起到相應的作用。但是電子芯片中的電子模塊是具備內(nèi)部寫入延期時間的功能，可以通過一臺小型的起爆控制設(shè)備對芯片內(nèi)部編寫相應的延期時間，目前常用的電子雷管延期時間可設(shè)定到24s甚至更長，在應用上完全可以達到二氧化碳爆破的要求，同時可以隨時對裝入激發(fā)管內(nèi)的點火頭進行延期時間調(diào)整，增加了二氧化碳致裂器的使用靈活性。

3? 電子點火頭在二氧化碳激發(fā)管中的監(jiān)管功能

電子點火元件作為一種由芯片控制的新型點火元件目前在雷管、煙花等危險爆炸物品上都已經(jīng)得到了非常多的使用，尤其是公安監(jiān)管這一塊，通過電子控制模塊內(nèi)部的內(nèi)置身份信息碼，可以對該點火部件從生產(chǎn)到貯存到出售到運輸再到現(xiàn)場使用整個過程進行監(jiān)控，同時二氧化碳致裂發(fā)生器作為一種安全要求較低，貯存安全的爆破器材，其本身需要的安全等級較低，通過電子控制模塊對核心點火部件進行監(jiān)控，可以讓現(xiàn)場使用以及爆炸物品管控得到非常大的提升，在社會安全以及防控方面得到更大的監(jiān)管，在民用爆炸物品管理上有非常高的價值。

4? 結(jié)語

本文主要研究電子點火用在二氧化碳激發(fā)管中的可行性研究及其具有的優(yōu)勢，通過對傳統(tǒng)電點火頭及電子點火頭的對比分析，總結(jié)電子點火頭對二氧化碳爆破技術(shù)的巨大改進，通過目前研發(fā)情況證明電子點火頭在二氧化碳激發(fā)管中的重要作用。本文對電子芯片使用在二氧化碳爆破技術(shù)上有著重要的參考價值。

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