绿色爆炸技术：高功率脉冲爆破-------新一轮市场革命

一、传统技术的不足

传统的机械式碎岩的方法在目前的使用是最广泛的，然而考虑到设备和碎岩材料等方面的影响，成本的降低、岩石破碎效率的提升存在很大的难度。传统的爆破技术由于采用的化学炸药在爆破后还需要等待碎岩沉降和尘烟的消散，大大的降低了效率，而且炸药存放的安全问题还会带来非生产性的管理费用，如何克服这些问题引起了很多的学者的研究。

二、什么是脉冲功率技术

脉冲功率技术又称高功率脉冲技术，是一种在较长时间内（这与爆破能量相关，一般采用分钟计算，不然没有市场利用价值）采用低功率储能方式将能量储存起来，然后通过负载短时间内释放能量以获得很高功率的技术，它通过电产生的冲击波或等离子体通道膨胀等引起的机械效应对周边环境造成破坏，实现绿色爆破的目的。高功率脉冲的实质是将脉冲能量在时间尺度上进行压缩，目前研究大多数集中在高电压、大电流、高功率的脉冲放电等方面。

三、岩石破碎的理论分析

岩石的破碎是采矿、勘探、钻井工程中一个尤为关键的技术。很多年来，国内外都对其做了大量的研究，关于碎岩的原理分析以及新型碎岩的方法的研究，为碎岩技术的选择和发展提供了重要的依据。碎岩技术实质属于固体的破碎理论应用范畴。固体的破碎理论主要是指强度理论，目前固体强度的研究主要有微观上的晶体破碎理论和宏观上的力学强度理论。力学强度理论主要有剪切破坏强度理论、脆断破坏强度理论和伏尔科夫理论，其中剪切破坏理论还包括最大剪应力理论、内摩尔理论、畸变能理论，这些对固体的破碎原理和应用有重要的指导意义。

四、主要的碎岩新技术

一直以来，国内外有很多学者都在积极得探索碎岩新技术，目前较为新兴、热门的主要有以下各种技术：高压水射流破碎岩石、热能破碎岩石、火钻、电子束破碎岩石、激光碎岩、热熔钻进、热熔岩技术、热能-机械能碎岩（热机碎岩）、脉冲放电碎岩技术、激光碎岩等。

根据实现能量间转换的介质不同，目前主要有加热熔丝、加热电解液和直接加热岩石内部介质等方式，其对应放电的方法可以分为熔丝爆破碎岩、液电爆破碎岩和直接放电碎岩。

液电爆炸碎岩法:又称作电水效应碎岩。液电爆炸方式主要过程为，先在岩石中钻取一个孔径，然后加入电解液（常为硫酸铜电解液）于孔径中，最后将放电电极置于电解液中，在微秒级的冲击电压瞬时作用下，使液体中的电子和分子发生碰撞产生量子（或者光子），进而继续与分子发生碰撞，形成了电子崩。放电时电解液瞬间加热转化成等离子体体瞬间膨胀，在孔径有限的空间里释放以超声波形式发射的冲击波对岩石产生冲击压力，形成爆破。

直接放电碎岩:它依靠岩石内部形成的等离子体通道膨胀达到碎裂岩石的目的。它实现基本原理是在工作前为被击岩石表面覆盖一层绝缘液，一般选择自来水，也可以是绝缘油，然后将电极置于岩石表面。通过施加合适的脉冲高压造成岩石内部形成等离子体通道，然后瞬间膨胀导致岩石破碎。

脉冲放电碎岩由于其爆炸可控性、较小的飞石散射、较小的设备重量等优点，这些使它在太空钻孔和挖掘上也有很大的应用前景。脉冲放电碎岩是目前碎岩工程学上一种非常具有应用前景的碎岩技术，它具有众多的优势，将会在碎岩领域得到广泛的应用。

五、技术应用：脉冲放电破碎岩石

作为一种新兴的科学技术，脉冲功率技术具有很大的应用前景，不仅在高新科技领域和国防科研领域发挥了很大的作用，而且正在逐渐向民用工业等领域不断发展，例如爆破、医疗、环境等众多方面。矿产的开采是国民经济发展中的一个重大工程，如何从岩体中破碎出岩块是采矿作业中最基本、最简单、也是最常遇到的问题。岩石破碎技术在矿石采取、油田钻井、地质勘探等领域都有着非常广泛的应用。

目前这方面主流电机技术有空气开关，机械开关和电子开关。
通过施加合适的脉冲电压在电极上，在很短的时间内将电能转换成热能再转化成机械能，产生电爆破的效应。
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