二氧化碳氣體爆破基于液態(tài)二氧化碳的物理相變原理。常態(tài)下,二氧化碳為氣態(tài),通過高壓(通常達 20 - 30MPa)可將其壓縮成液態(tài),存儲于特制的高強度爆破管內(nèi) 。爆破時,啟動爆破管內(nèi)的電加熱裝置,瞬間釋放熱量,使液態(tài)二氧化碳迅速氣化膨脹。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,在密閉空間內(nèi),溫度急劇升高,二氧化碳氣體體積會在極短時間內(nèi)膨脹 600 倍以上,產(chǎn)生高達 300MPa 左右的高壓,當壓力超過爆破管預設(shè)的破裂壓力(如爆破片的極限壓力),高壓氣體瞬間釋放,形成強大的沖擊力,破碎周圍巖石或介質(zhì),實現(xiàn)爆破效果。
在地震、山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害后的搶險救援中,二氧化碳氣體爆破可快速清除道路障礙、拆除危險建筑物,打通救援通道。其安全可靠、操作便捷的特點,能在緊急情況下迅速投入使用,為搶救生命和財產(chǎn)爭取寶貴時間。
在露天礦山和地下礦山開采中均有廣泛應(yīng)用。露天開采時,可替代傳統(tǒng)炸藥進行大規(guī)模礦石開采,降低爆破震動對邊坡穩(wěn)定性的影響,減少滑坡等地質(zhì)災(zāi)害風險;地下開采尤其是煤礦開采中,因其無明火、無爆炸危險,能在高瓦斯環(huán)境下安全作業(yè),有效保障礦工生命安全,提高開采效率。