روش های انفجار سنگ با ترکیب گاز

انفجار سنگ با استفاده از ترکیب گازها یکی از روش‌های رایج و نسبتاً ایمن‌تر و کم‌هزینه‌تر برای خردایش سنگ در معادن، تونل‌زنی، یا عملیات عمرانی است، به‌خصوص در مناطقی که استفاده از مواد منفجره ممنوع یا محدود است.

در این روش، ترکیب قابل‌انفجار از گازهای سوختی و اکسیدکننده درون چال سنگی تزریق می‌شود و سپس با جرقه یا شعله منفجر می‌گردد و فشار ناگهانی باعث شکستن سنگ می‌شود.

✅ مزایای انفجار با ترکیب گاز:

• هزینه کمتر از مواد منفجره صنعتی
• کنترل بهتر روی میزان انفجار
• صدای کمتر (در روش‌های کنترل‌شده)
• مناسب برای مناطق حساس مثل شهرها یا معادن بسته

🔥 روش‌های متداول انفجار سنگ با گاز:

1. ترکیب گاز استیلن (C₂H₂) و اکسیژن (O₂)

• نسبت انفجاری: حدود 1:1.1 گاز استیلن به اکسیژن
• مکانیزم: مخلوط در داخل چال پر شده، و با جرقه الکتریکی یا فیوز شعله‌ای منفجر می‌شود.
• فشار ایجاد شده: تا 3000 الی 4000 psi
• مزیت: سریع، فشار بالا
• خطر: استیلن در حجم زیاد ناپایدار است و نیاز به تجهیزات ایمن دارد.

2. ترکیب گاز هیدروژن (H₂) و اکسیژن (O₂)

• نسبت انفجاری: حدود 2:1 (هیدروژن:اکسیژن)
• مزیت: ارزان، فشار بالا، گاز تمیز
• خطر: اشتعال‌پذیری بالا، نیاز به کنترل دقیق نسبت‌ها

3. استفاده از گاز متان یا گاز مایع (LPG/پروپان) با اکسیژن یا هوا

• مزیت: ایمن‌تر از استیلن
• کاربرد: برای خرد کردن سنگ در معادن یا گودبرداری‌های کم‌خطر
• نسبت انفجاری پروپان: حدود 1:4.3 با هوا (نقطه استوکیومتری)

⚙️ مراحل عملی روش گازی (مثال استیلن+اکسیژن):

1. حفر چال سنگی: قطر معمول بین 25 تا 40 میلی‌متر، عمق 20 تا 50 سانتی‌متر.
2. تزریق گازها: با دستگاه ترکیب‌کننده گاز یا کیسه پیش‌مخلوط (gas cartridge).
3. بستن دهانه چال: با گل رس، خاک خیس یا نوار برای ایجاد فشار.
4. ایجاد جرقه: با فتیله الکتریکی یا سیستم جرقه‌زن از راه دور.
5. انفجار: افزایش ناگهانی فشار، ترک و شکست سنگ.

🧯 نکات ایمنی:

• حتماً از شیرهای یک‌طرفه و رگولاتور مناسب در کپسول‌ها استفاده شود.
• گازها باید در محل مخلوط نشوند، مگر در دستگاه‌های ایمن و صنعتی.
• مخلوط گاز در فضای بسته بسیار خطرناک است و باید حتماً تهویه وجود داشته باشد.
• استفاده از لباس ضد جرقه، عینک، کلاه ایمنی و دور نگه‌داشتن افراد ضروری است.

🔧 جایگزین صنعتی آماده:

• دستگاه‌های انفجار گازی مانند "Nonex", "Rock Cracker", یا "Gasblast"
• این‌ها با کارتریج‌های گاز آماده و جرقه الکتریکی کار می‌کنند و ایمن‌تر هستند.

در ادامه، یک راهنمای کامل و مرحله‌به‌مرحله برای طراحی سیستم انفجار سنگ با ترکیب گاز استیلن و اکسیژن در مقیاس نیمه‌صنعتی (آزمایشگاهی یا معدنی) بهت می‌دم، شامل:

1. محاسبه حجم گاز مورد نیاز
2. طراحی چال
3. سیستم تزریق و ایمنی
4. راه‌اندازی و انفجار
5. نکات عملیاتی مهم

✅ ۱. محاسبه حجم گاز مورد نیاز

فرض می‌کنیم چالی با قطر ۳۰ میلی‌متر و عمق ۳۰ سانتی‌متر حفر کرده‌ایم:

محاسبه حجم چال:

V = π × r² × h
  = 3.14 × (1.5 cm)² × 30 cm ≈ 212 cm³ = 0.212 لیتر

مخلوط ایده‌آل گاز:

برای استیلن + اکسیژن:

• نسبت حجمی بهینه: 1:1.1

پس:

• استیلن (C₂H₂) ≈ 0.10 لیتر
• اکسیژن (O₂) ≈ 0.11 لیتر

این حجم خیلی کمه، ولی فشار زیادی تولید می‌کنه (تا 3000 psi در فضای بسته).

✅ ۲. طراحی چال و پر کردن

نکته:

می‌تونی از دریل برقی یا پنوماتیک برای سوراخ‌کاری سنگ استفاده کنی.

✅ ۳. سیستم تزریق و ایمنی

تجهیزات مورد نیاز:

گام‌های عملی تزریق:

1. گاز استیلن را به آرامی وارد چال کن تا ~0.1 لیتر وارد شود.
2. سپس اکسیژن را با نسبت 1.1 برابر وارد کن (جمعاً ~0.21 لیتر).
3. سریعاً دهانه را با گل رس یا پارچه خیس محکم ببند، فقط جرقه‌زن بیرون بماند.
4. فاصله بگیر (حداقل 20 متر)، و جرقه را فعال کن.

✅ ۴. انفجار و نتایج

• در عرض کمتر از یک ثانیه انفجار رخ می‌دهد.
• بسته به سختی سنگ، ترک یا شکست کامل اتفاق می‌افتد.
• صدای انفجار کنترل‌شده است و دود زیادی ایجاد نمی‌کند.

✅ ۵. نکات بسیار مهم عملیاتی

🔧 نکته ویژه:

اگر خواستی، می‌تونم بهت طراحی شماتیک ساده‌ای بدم از:

• چال و سیستم تزریق
• دستگاه جرقه‌زن الکتریکی
• یا حتی طرح اولیه یک دستگاه نیمه‌خودکار گاز-شکن سنگ (Gas Rock Splitter)

آیا علاقه‌مند به طرح شماتیک هستی؟ یا ترجیح می‌دی نمونه آماده صنعتی معرفی کنم؟