مزايا استخدام تقنية تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون في تعدين الأنفاق
ما مدى فعالية تقنية تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون في تعدين الأنفاق؟
تأثير سحق الصخور:
تجانس التكسير وسهولة التحكم: في تعدين الأنفاق، تُحسّن تقنية تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون من تجانس تكسير الصخور. من خلال ضبط موضع الحفر بشكل معقول والتحكم في معايير مثل كمية ثاني أكسيد الكربون، يُمكن سحق الصخور بالاتجاه والدرجة المتوقعين. على سبيل المثال، في ثقوب الحفر حول محيط النفق، يُمكن تقليل كمية الملء بشكل مناسب للسماح للصخور بإنتاج شقوق أدق، مما يُحسّن التحكم في تكوين النفق ويقلل من الحفر الزائد والناقص. تُعد هذه القدرة على التحكم بالغة الأهمية لضمان جودة النفق، وخاصةً في بناء أنفاق مترو الأنفاق في المدن أو أنفاق السكك الحديدية عالية السرعة التي تتطلب دقة عالية.
كفاءة التكسير وقابلية تكيف الصخور: يختلف تأثير تقنية تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون باختلاف أنواع الصخور. في تعدين الأنفاق للصخور الهشة (مثل الجرانيت والحجر الجيري، إلخ)، يكون تأثير التكسير أفضل عادةً. يمكن للغاز عالي الضغط الناتج عن تبخر ثاني أكسيد الكربون السائل أن يتمدد بسرعة في الشقوق والأجزاء الضعيفة داخل الصخور، مما يتسبب في تكسرها بسرعة. ومع ذلك، بالنسبة للصخور ذات الصلابة العالية (مثل الصخر الزيتي)، قد يكون من الضروري تحسين معايير التكسير، مثل زيادة عدد أجهزة التكسير، أو تعديل تباعد الآبار، أو زيادة ضغط ملء ثاني أكسيد الكربون، لتحقيق تأثير التكسير المثالي. ومع ذلك، بشكل عام، يمكن لهذه التقنية سحق الصخور بفعالية دون استخدام المتفجرات، مما يوفر سهولة حفر الأنفاق.
التأثير على استقرار الصخور المحيطة بالنفق:
تقليل درجة اضطراب الصخور المحيطة: مقارنةً بطرق التفجير التقليدية، يُنتج التكسير بثاني أكسيد الكربون اهتزازات وموجات صدمات أقل. ويرجع ذلك إلى أن التكسير بثاني أكسيد الكربون يستخدم تمدد الغاز لتكسير الصخور، كما أن إطلاق الطاقة يكون خفيفًا نسبيًا. أثناء تعدين الأنفاق، تُقلل الاهتزازات المنخفضة من اضطراب الصخور المحيطة بالنفق. على سبيل المثال، في مشاريع الأنفاق التي تمر عبر صخور محيطة ضعيفة أو مناطق متكسرة، يُمكن لهذه التقنية أن تُقلل من خطر انهيار الصخور المحيطة الناتج عن اهتزازات التفجير، وتُساعد في الحفاظ على الاستقرار الأصلي للصخور المحيطة، وبالتالي تُحسّن سلامة بناء الأنفاق.
مناسب لبناء الهياكل الداعمة: بما أن تكسير ثاني أكسيد الكربون يُسبب ضررًا أقل للصخور المحيطة، يُمكن دمج هياكل دعم النفق اللاحقة (مثل المراسي والخرسانة الرشاشة وغيرها) بشكل أفضل مع الصخور المحيطة. الشقوق الناتجة على سطح الصخور منتظمة نسبيًا، مما يُوفر ظروفًا أكثر ملاءمة لتركيب قضبان التثبيت، ويمكن للخرسانة الرشاشة ملء هذه الشقوق بشكل أفضل، وتعزيز تأثير الدعم، وبالتالي تحسين الاستقرار العام للنفق.
تأثيرات السلامة وحماية البيئة:
تحسين أداء السلامة: عادةً ما تكون بيئة بناء الأنفاق مغلقة نسبيًا، وهناك بعض المخاطر المتعلقة بالسلامة، مثل تراكم الغاز. لا تتضمن تقنية تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون متفجرات، ولا يوجد خطر من اللهب المكشوف الناتج عن الانفجارات، مما يقلل بشكل كبير من احتمالية حدوث انفجارات غازية. في الوقت نفسه، لا تنتج عملية التفجير صخورًا متطايرة، مما يقلل من الأضرار المباشرة لعمال البناء ومعداته. على سبيل المثال، في تعدين الأنفاق المحفوف بمخاطر الغاز، مثل أنفاق مناجم الفحم، يمكن أن يؤدي استخدام تقنية تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون إلى تحسين عامل السلامة في البناء بشكل كبير.
مزايا بيئية واضحة: من منظور حماية البيئة، يُعدّ تفجير الصخور بثاني أكسيد الكربون عملية تغيير فيزيائي بشكل أساسي، ولا يُنتج غازات ضارة مثل أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين كما هو الحال في التفجيرات. في الأماكن المغلقة نسبيًا كالأنفاق، يُعدّ تقليل انبعاثات الغازات الضارة أمرًا بالغ الأهمية لضمان صحة عمال البناء والتشغيل السليم لنظام التهوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن كمية الغبار الناتجة عن هذه التقنية صغيرة نسبيًا، مما يُحسّن جودة الهواء في النفق ويُقلل من تلف الجهاز التنفسي لعمال البناء، مع تلبية متطلبات البناء الصديقة للبيئة.
