實(shí)例一:小型露天采石場(chǎng)爆破項(xiàng)目?
項(xiàng)目概況:該小型露天采石場(chǎng)主要開采石灰?guī)r,巖石硬度適中。項(xiàng)目計(jì)劃每天進(jìn)行一次爆破作業(yè),每次爆破預(yù)計(jì)開采石料 500 立方米。?
成本詳細(xì)計(jì)算:?
設(shè)備采購(gòu)成本:選用國(guó)產(chǎn)普通規(guī)格的 108 毫米管徑、2 米長(zhǎng)的二氧化碳一次性爆破管,單價(jià)為 60 元 / 根。根據(jù)爆破設(shè)計(jì),每次爆破需要使用 30 根爆破管,則設(shè)備采購(gòu)成本為 30×60 = 1800 元。考慮到爆破管為一次性使用,每天的設(shè)備采購(gòu)成本即為 1800 元。?
耗材成本:?
液態(tài)二氧化碳成本:每根爆破管充裝液態(tài)二氧化碳 7 公斤,液態(tài)二氧化碳采購(gòu)價(jià)格為 1.5 元 / 公斤。則 30 根爆破管所需液態(tài)二氧化碳的總成本為 30×7×1.5 = 315 元。?
加熱管與爆破片成本:每套加熱管和爆破片價(jià)格為 30 元,30 根爆破管所需的加熱管和爆破片成本為 30×30 = 900 元。耗材總成本為 315 + 900 = 1215 元。?
鉆孔成本:采用 130 毫米孔徑的鉆孔,鉆孔深度為 5 米,每米鉆孔費(fèi)用為 25 元。根據(jù)爆破設(shè)計(jì),需要鉆孔 30 個(gè),則鉆孔總成本為 30×5×25 = 3750 元。?
人工成本:項(xiàng)目配備 1 名爆破工程師(日薪 500 元)、3 名技術(shù)操作人員(日薪 200 元 / 人)和 1 名安全員(日薪 150 元)。則每天的人工成本為 500 + 3×200 + 150 = 1250 元。?
運(yùn)輸成本:采石場(chǎng)距離液態(tài)二氧化碳供應(yīng)商較近,運(yùn)輸距離為 30 公里,采用小型貨車運(yùn)輸,每噸公里運(yùn)費(fèi)為 4 元。每次運(yùn)輸液態(tài)二氧化碳的重量為 30×7÷1000 = 0.21 噸(1 噸 = 1000 公斤),則運(yùn)輸液態(tài)二氧化碳的成本為 0.21×30×4 = 25.2 元。爆破管和其他耗材的運(yùn)輸成本相對(duì)較低,暫忽略不計(jì)。每天的運(yùn)輸成本約為 25.2 元。?
總成本與單位成本核算:每天的總成本為 1800 + 1215 + 3750 + 1250 + 25.2 = 8040.2 元。每天預(yù)計(jì)開采石料 500 立方米,則單位成本為 8040.2÷500 = 16.08 元 / 立方米。
巖石特性
硬度對(duì)成本的影響:不同硬度的巖石在爆破過程中對(duì)二氧化碳一次性爆破管的性能要求不同,從而影響成本。對(duì)于硬度較低的巖石,如頁(yè)巖、泥巖等,使用
工作原理?
二氧化碳一次性爆破管的工作原理基于液態(tài)二氧化碳的物理性質(zhì)變化。在常溫常壓下,二氧化碳以氣態(tài)形式存在。但通過高壓手段,可將二氧化碳?jí)嚎s為液態(tài)并儲(chǔ)存于特制的爆破管內(nèi)。當(dāng)需要進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí),利用內(nèi)置的加熱裝置瞬間釋放大量熱量,使液態(tài)二氧化碳迅速氣化為氣態(tài)。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
?
PV=nRT(其中P為壓強(qiáng),V為體積,n為物質(zhì)的量,R 為摩爾氣體常數(shù),T 為溫度),在密閉的爆破管空間內(nèi),溫度急劇升高,物質(zhì)的量n不變,摩爾氣體常數(shù)R固定,會(huì)導(dǎo)致壓強(qiáng)P瞬間大幅增大,當(dāng)壓力超過爆破管預(yù)設(shè)的安全壓力值時(shí),爆破管破裂,高壓二氧化碳?xì)怏w瞬間釋放,產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力,作用于周圍的巖石或介質(zhì),使其破碎或松動(dòng),從而達(dá)到爆破的目的。
由于傳統(tǒng)炸藥屬于危險(xiǎn)化學(xué)品,其運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用需要嚴(yán)格的審批手續(xù),涉及多個(gè)部門的監(jiān)管,審批流程繁瑣且耗時(shí)較長(zhǎng)。而二氧化碳一次性爆破管不屬于民爆產(chǎn)品,在使用審批方面相對(duì)簡(jiǎn)便快捷。這使得工程建設(shè)項(xiàng)目能夠更快地進(jìn)入施工階段,縮短項(xiàng)目前期準(zhǔn)備時(shí)間,提高工程建設(shè)效率,降低項(xiàng)目的時(shí)間成本。對(duì)于一些工期緊張的工程來說,二氧化碳爆破技術(shù)的這一優(yōu)勢(shì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
安全性:無爆炸風(fēng)險(xiǎn),即使在運(yùn)輸過程中受到碰撞、擠壓,也不會(huì)發(fā)生爆炸。在瓦斯含量較高的洞采環(huán)境中,二氧化碳爆破不產(chǎn)生明火,有效避免了瓦斯爆炸的危險(xiǎn)。此外,爆破產(chǎn)生的震動(dòng)小,對(duì)巷道圍巖的擾動(dòng)微弱,能夠有效保持巷道的穩(wěn)定性,降低坍塌風(fēng)險(xiǎn),為礦工創(chuàng)造更安全的作業(yè)環(huán)境。
環(huán)保性:爆破產(chǎn)物僅為二氧化碳?xì)怏w,是空氣中的固有成分,不會(huì)對(duì)洞內(nèi)環(huán)境造成污染。同時(shí),爆破過程中產(chǎn)生的粉塵極少,大大改善了洞內(nèi)的空氣質(zhì)量,保護(hù)了礦工的身體健康,減少了職業(yè)病的發(fā)生幾率。
可控性:通過調(diào)整液態(tài)二氧化碳的充裝量、加熱裝置的功率以及爆破管的規(guī)格等參數(shù),可以控制爆破的力度和范圍。在洞采作業(yè)中,能夠根據(jù)不同的巖石性質(zhì)和開采要求,實(shí)現(xiàn)爆破,避免過度破碎或破碎不充分,提高礦石的開采質(zhì)量和效率,降低二次處理成本。
便捷性:二氧化碳一次性氣體爆破管操作簡(jiǎn)單,無需復(fù)雜的審批手續(xù),能夠快速投入使用。其充裝和安裝過程簡(jiǎn)便,可大大縮短爆破準(zhǔn)備時(shí)間,提高洞采作業(yè)的效率。而且,該爆破管為一次性使用,無需回收,減少了后續(xù)維護(hù)工作,進(jìn)一步提高了作業(yè)效率。
運(yùn)輸距離與方式對(duì)成本的影響:二氧化碳一次性爆破管及其相關(guān)耗材(如液態(tài)二氧化碳)的運(yùn)輸成本與運(yùn)輸距離和運(yùn)輸方式密切相關(guān)。對(duì)于短途運(yùn)輸(一般指 50 公里以內(nèi)),通常采用小型貨車或廂式貨車進(jìn)行運(yùn)輸,運(yùn)輸成本相對(duì)較低,每噸公里的運(yùn)費(fèi)約為 3 - 5 元。若運(yùn)輸距離在 50 - 200 公里之間,可能會(huì)選擇中型貨車,每噸公里運(yùn)費(fèi)約為 2 - 3 元。而對(duì)于長(zhǎng)途運(yùn)輸(200 公里以上),鐵路運(yùn)輸可能是更經(jīng)濟(jì)的選擇,但鐵路運(yùn)輸需要考慮裝卸費(fèi)用和鐵路運(yùn)費(fèi)等綜合成本,每噸公里的綜合運(yùn)輸成本可能在 1 - 2 元左右。此外,液態(tài)二氧化碳屬于危險(xiǎn)化學(xué)品,在運(yùn)輸過程中需要遵循嚴(yán)格的安全規(guī)定,可能需要配備的運(yùn)輸車輛和設(shè)備,這也會(huì)增加運(yùn)輸成本。例如,一輛運(yùn)輸液態(tài)二氧化碳的槽罐車,購(gòu)置成本可能高達(dá)數(shù)十萬元,且每年的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用也不菲。?
特殊運(yùn)輸要求的成本增加:由于二氧化碳一次性爆破管和液態(tài)二氧化碳的特殊性,在運(yùn)輸過程中可能需要滿足一些特殊要求,從而導(dǎo)致成本增加。例如,液態(tài)二氧化碳需要在低溫、高壓的條件下儲(chǔ)存和運(yùn)輸,這就要求運(yùn)輸車輛配備的保溫、加壓設(shè)備,以確保液態(tài)二氧化碳的狀態(tài)穩(wěn)定。這些特殊設(shè)備的購(gòu)置、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用都需要計(jì)入運(yùn)輸成本。同時(shí),為了保障運(yùn)輸安全,運(yùn)輸過程中可能需要安排專人押運(yùn),押運(yùn)人員的薪酬也構(gòu)成了運(yùn)輸成本的一部分。
除了現(xiàn)有的礦山、隧道、城市建設(shè)等領(lǐng)域,二氧化碳一次性爆破管的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣?。在新能源開發(fā)領(lǐng)域,如頁(yè)巖氣開采、煤層氣抽采等,二氧化碳爆破技術(shù)可以用于巖石的壓裂和增透,提高能源開采效率。在環(huán)保領(lǐng)域,二氧化碳爆破技術(shù)可以用于處理工業(yè)廢棄物、拆除污染建筑物等。此外,在軍事領(lǐng)域、海洋工程等領(lǐng)域,二氧化碳爆破技術(shù)也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高,工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保的要求也日益嚴(yán)格。傳統(tǒng)炸藥爆破會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害氣體,如一氧化碳、氮氧化物等,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量粉塵,對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。而二氧化碳一次性爆破管爆破過程中,主要產(chǎn)物為二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳是空氣中的固有成分,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)期污染。此外,二氧化碳爆破產(chǎn)生的粉塵量極少,有效減少了對(duì)周邊居民生活和生態(tài)環(huán)境的影響。在一些對(duì)環(huán)境要求較高的城市建設(shè)項(xiàng)目中,二氧化碳爆破技術(shù)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)得到了充分體現(xiàn),成為施工方的方案。
隧道挖掘是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的工程,尤其是在穿越堅(jiān)硬巖石或地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域時(shí),爆破作業(yè)的難度和風(fēng)險(xiǎn)都很大。二氧化碳一次性爆破管在隧道挖掘中具有特的優(yōu)勢(shì)。其產(chǎn)生的震動(dòng)和沖擊波較小,對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)也相對(duì)較小,有利于保持隧道圍巖的穩(wěn)定性,減少隧道坍塌等事故的發(fā)生。同時(shí),由于二氧化碳爆破的環(huán)保特性,在城市地鐵等地下工程建設(shè)中,能夠有效減少對(duì)周邊環(huán)境和居民生活的影響,降低施工過程中的投訴和糾紛。此外,二氧化碳爆破的可控性,可以更好地滿足隧道挖掘?qū)﹂_挖輪廓和尺寸精度的要求,提高隧道施工的質(zhì)量。