激光干冰联合破岩装置

温差致裂效率倍增

本成果为一种激光与干冰射流协同工作的岩石致裂装置，通过激光预照射与干冰颗粒相变的复合热冲击，在岩石表面主动制造裂纹，从而大幅提升破岩效率，适用于页岩、灰岩和砂岩等多种沉积岩。

Chenxing, Fan · 康勇 · Baohua, Chen · Su, Dengfeng · 马彦昭 · 李登

Rock Mechanics and Rock Engineering 2024

参数信息

表面温度降幅（页岩）
70 °C
表面温度降幅（灰岩）
250 °C
表面温度降幅（砂岩）
300 °C
裂纹长度最大增幅（页岩）
32.4 %
裂纹长度最大增幅（灰岩）
288.2 %

技术优势

温差致裂显著

干冰相变使岩石表面产生急剧温降，形成温度梯度，从而高效产生裂纹。

裂纹明显增多

页岩和灰岩表面出现更明显的裂纹，裂纹长度最大增幅分别达32.4%和288.2%，有利于后续破碎。

岩石表面改性

高温使砂岩和页岩中的二氧化硅转变为玻璃态熔融物，灰岩中的碳酸钙生成氧化钙，改变表面性质。

应用场景