乳化炸藥專用車及其移動地面站

韓 林

散裝乳化炸藥的應(yīng)用是爆破工程的重大技術(shù)進(jìn)步和革命。為了實現(xiàn)乳化炸藥現(xiàn)場生產(chǎn)，以盡可能地方便現(xiàn)場爆破作業(yè)，乳化炸藥移動地面站、乳化炸藥專用車應(yīng)運而生。乳化炸藥專用車及其移動地面站是集原材料運輸、炸藥現(xiàn)場混制、機(jī)械化裝藥于一體的先進(jìn)的爆破安全施工技術(shù)，已被許多國家使用和認(rèn)可。

1 乳化炸藥專用車及其移動地面站發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外乳化炸藥專用車及其移動地面站應(yīng)用情況

乳化炸藥移動地面站、工業(yè)炸藥現(xiàn)場混裝車的出現(xiàn)，給世界各地爆破工程帶來了重大變革；它把炸藥制造、炮孔裝藥聯(lián)系起來，將傳統(tǒng)的炸藥由專業(yè)制造廠生產(chǎn)，經(jīng)運輸、貯存到用戶等一系列環(huán)節(jié)，簡化成鉆孔、制藥、裝藥3者同時現(xiàn)場進(jìn)行。

國外礦山在使用炸藥進(jìn)行爆破作業(yè)時，廣泛地實現(xiàn)了機(jī)械化，其中工業(yè)炸藥專用車得到廣泛使用。

早在20世紀(jì)80年代，美國就率先成功研制和推廣了散裝乳化炸藥及其裝藥車技術(shù)，該技術(shù)主要適用于大型露天礦山散裝藥、裝藥爆破作業(yè)。美國埃列克化學(xué)公司的乳化炸藥專用車及地面站技術(shù)居領(lǐng)先地位，被公認(rèn)為是露天爆破較為理想的設(shè)備技術(shù)，具有安全可靠、高效率、高效益等優(yōu)點。乳化炸藥專用車在日本、加拿大、瑞典、澳大利亞、美國、德國和俄羅斯等國家使用得較為普遍。

1.2 我國乳化炸藥專用車應(yīng)用情況

近些年來，我國爆破器材行業(yè)不斷強(qiáng)化乳化炸藥的研制、使用和管理，形成了包裝炸藥以乳化炸藥(含粉狀)和膨化硝銨炸藥為主，散裝炸藥以現(xiàn)場混裝為主體的布局。我國不斷改善現(xiàn)場混裝技術(shù)和設(shè)備的可靠性、實用性和耐用性，降低成本，提高了現(xiàn)場混裝技術(shù)水平和爆破效果。我國商品型乳化炸藥的連續(xù)化、自動化生產(chǎn)技術(shù)已取得突破性進(jìn)展，乳化炸藥及其連續(xù)化、自動化工藝與設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用得到了全國民爆行業(yè)的認(rèn)可。我國大型礦山及工程建設(shè)中積極推廣以現(xiàn)場混裝車為主體生產(chǎn)的乳化炸藥、多孔粒狀銨油及乳化銨油炸藥等系列產(chǎn)品。

目前我國生產(chǎn)乳化炸藥專用車的企業(yè)為數(shù)不多，且基本都是軍工和軍民兩用型企業(yè)，其產(chǎn)品是在吸收消化上世紀(jì)90年代德國第2代新技術(shù)的基礎(chǔ)上研制而成，產(chǎn)品技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位并已部分替代進(jìn)口。目前我國乳化炸藥專用車產(chǎn)品還處于市場拓展期，其市場需求大，具有較好的發(fā)展前景。

2 乳化炸藥專用車產(chǎn)品與技術(shù)

2.1 乳化炸藥專用車工作原理

乳化炸藥專用車一般是在二類汽車底盤(或掛車底盤)基礎(chǔ)上加裝特殊功能廂體制成，相當(dāng)于將一個加工車間裝在了一輛底盤車上，形成了乳化炸藥連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線，產(chǎn)能可達(dá)2 t/h；其特點是安裝快捷簡便、減少用地、轉(zhuǎn)移方便、一次投入，隨施工項目移動而多次使用。

乳化炸藥專用車裝載非爆炸性乳膠基質(zhì)駛?cè)氡谱鳂I(yè)面，將乳膠基質(zhì)和添加劑裝入炮孔后敏化成為炸藥，裝藥量以及乳膠基質(zhì)和添加劑的配比均由PLC控制，自動化程度高，裝藥作業(yè)安全可靠、計量準(zhǔn)確，爆破效果好，且可通過操作工作臂，實現(xiàn)整個爆破作業(yè)面炮孔的裝藥和爆破連線等工作，大幅度提高了掘進(jìn)爆破效率，減少了鉆孔數(shù)量，縮短了通風(fēng)時間，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 乳化炸藥專用車的技術(shù)要求

(1)用于露天型乳化炸藥配方的研制，除遵從工業(yè)炸藥的一般原則外，還須達(dá)到爆力高、組分少、粘度小、油相低熔點、易泵送等要求。依據(jù)我國礦山實際需要，結(jié)合工業(yè)炸藥現(xiàn)場混裝車的特點，研制出幾組分露天型乳化炸藥配方。

(2)須具有良好的工藝性，機(jī)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)盡可能簡單化。例如在12 m廂體內(nèi)，通過優(yōu)化配置，充分利用空間，將垂直螺旋輸運系統(tǒng)、油水相配制系統(tǒng)、乳膠制備系統(tǒng)、乳膠冷卻泵送系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、蒸汽冷熱水管路系統(tǒng)全部都集中在內(nèi)。

(3)電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制，油水相流量選用0.8級精度流量計測量，變頻調(diào)速自動控制，乳膠泵送應(yīng)用變頻調(diào)速手動控制，系統(tǒng)設(shè)置超溫、超壓、斷流、過載保護(hù)裝置，以實現(xiàn)系統(tǒng)自身的安全性。

(4)乳化炸藥生產(chǎn)設(shè)備與車輛有機(jī)結(jié)合。由于將地面設(shè)備搬到車上進(jìn)行生產(chǎn)，為順利、穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了條件。這一方面，還有一些關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)行研究并加以克服，以滿足生產(chǎn)的需要。

2.3 車型范例：BCRH系列乳化炸藥現(xiàn)場混裝車

BCRH系列乳化炸藥現(xiàn)場混裝車廣泛適用于冶金、煤炭、化工、建材等部門，大中型露天采場裝填有水炮孔作業(yè)，炮孔直徑在100 mm以上。其組成包括：(1)汽車底盤；(2)動力輸出系統(tǒng)；(3)液壓系統(tǒng)；(4)電氣控制系統(tǒng)；(5)燃油系統(tǒng)；(6)乳化系統(tǒng)；(7)水氣清洗系統(tǒng)；(8)干料配料系統(tǒng)；(9)水暖系統(tǒng)；(10)微量元素添加系統(tǒng)；(11)備胎裝置和軟管卷筒裝置等。

該車可現(xiàn)場混制純?nèi)榛ㄋ幒妥畲蠹?0%干料的2種乳化炸藥。水相、油相、敏化劑和配制在地面站進(jìn)行，而乳膠基質(zhì)的敏化、干料的混合、敏化在車上進(jìn)行。 裝藥前在地面站把有關(guān)原料加在車上的相關(guān)容器中。

該車駛到作業(yè)現(xiàn)場，啟動取力器，把輸藥軟管伸入孔底，在計數(shù)器上輸入炮孔的裝藥量，按下啟動按鈕，各配料和混制機(jī)構(gòu)開始工作。將輸藥軟管慢慢提起，炸藥裝在了水的下面，水被排出炮孔。炸藥裝完后，移到下一個炮孔，重復(fù)以上程序，對下一個炮孔裝藥。

3 移動地面站產(chǎn)品與技術(shù)

3.1 移動地面站產(chǎn)品的組成和應(yīng)用

移動地面站是將大型爆破工程所用乳化炸藥的生產(chǎn)放在爆破施工現(xiàn)場附近來進(jìn)行的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)出來的乳化基質(zhì)通過乳化炸藥現(xiàn)場混裝車敏化后生成乳化炸藥，運送到爆破現(xiàn)場裝入炮眼進(jìn)行爆破作業(yè)。

所以，移動地面站屬于專為乳化炸藥專用車提供半成品的配制站，即將生產(chǎn)現(xiàn)場混裝乳化炸藥所需的半成品生產(chǎn)設(shè)施集中在可移動的掛車(汽車)上，形成半成品制備車、動力供應(yīng)車、原材料供應(yīng)與貯存以及生活服務(wù)車，并包含相應(yīng)的安全、消防、環(huán)保、計量與自動控制等措施；其特點是移動方便、靈活、安裝迅速、減少用地，且可重復(fù)使用，可滿足大、中、小型基礎(chǔ)設(shè)施的土石方開挖的要求。同時，該技術(shù)還很好地解決了固定式地面站的空間限制和原材料限制等問題，確定了更加安全、合理的技術(shù)參數(shù)；很好地解決了實施過程中的技術(shù)難題，如總體布局和各掛車上設(shè)備布置、原材料的儲存、溶化罐生產(chǎn)能力、發(fā)電機(jī)的機(jī)械振動、動力車和半成品制備車的支撐、設(shè)備防腐及環(huán)保等問題。

3.2 移動地面站項目工藝流程

移動地面站生產(chǎn)工藝流程分為3大工藝系統(tǒng)：(1)水相制備系統(tǒng)；(2)油相制備系統(tǒng)；(3)乳膠基質(zhì)系統(tǒng)。其詳細(xì)工藝流程如下：

a.硝酸銨破碎→垂直螺旋提升機(jī)→水相制備罐→水相過濾器→水相中間泵→水相貯罐經(jīng)過過濾→水相計量泵→水相流量計→乳化器；。

b.復(fù)合蠟乳化劑→油相制備罐→過濾器→油相中間泵→油相貯罐經(jīng)過過濾→油相計量泵→油相流量計→乳化器。

c.乳化器→基質(zhì)泵→冷卻器→基質(zhì)成品。

3.3 移動地面站廂體技術(shù)特點

按設(shè)備功能要求，一種移動地面站（列車）基于廂式的12 m半掛車和6 m全掛車2個部分組成。其廂體壁板設(shè)計參照《爆破器材運輸車安全技術(shù)條件》，板塊采用金屬骨架結(jié)構(gòu)式框架，各板塊外壁板采用玻璃鋼板，內(nèi)壁板采用防鹽腐蝕性能良好的304不銹鋼板，中間金屬框架帶保溫性能良好的聚氨酯夾層。針對工作環(huán)境的特殊要求，廂體底板特別鋪設(shè)防腐性能優(yōu)良同時又具有防滑性能的不銹鋼花紋鋼板。該廂體具有保溫隔熱性能好、整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、移動部分操作靈活的特點。

設(shè)備及安裝：艙內(nèi)設(shè)備分為罐體、泵類、閥類、管類配件及管路現(xiàn)場制作；設(shè)備固定，在廂體底板的對應(yīng)位置上預(yù)埋加強(qiáng)固定鋼板，以保證所有設(shè)備固定牢靠，在車輛行走及正常生產(chǎn)時穩(wěn)定、安全；管路安裝調(diào)試，按1.6 MPa管路安裝要求進(jìn)行。

電器線路、廂體內(nèi)照明、排風(fēng)換氣線路：所有電氣線路按防爆線路進(jìn)行設(shè)計、制作、安裝，廂體內(nèi)照明燈、排風(fēng)扇、控制開關(guān)、線路及線路走管均嚴(yán)格按照防爆線路的要求進(jìn)行設(shè)計、制作、安裝。

移動式地面站及與現(xiàn)場混裝炸藥車配套生產(chǎn)的乳化炸藥，經(jīng)民爆器材產(chǎn)品長沙質(zhì)量檢測站抽測，符合《現(xiàn)場混裝炸藥及地面設(shè)施安全考核與管理技術(shù)條件》(機(jī)電爆1990-1220號)的要求。移動式地面站移動方便能適應(yīng)流動性大，環(huán)境復(fù)雜的爆破作業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，開創(chuàng)了工業(yè)炸藥新型生產(chǎn)模式。

移動地面站系統(tǒng)設(shè)計中遵循安全第一、以人為本的設(shè)計原則，選料優(yōu)良，精心制作，精心安裝，確保使用安全。

3.4 移動地面站的優(yōu)點

在多年的推廣使用中，用戶認(rèn)為使用移動地面站及混裝車主要有以下優(yōu)點：

(1)安全、可靠?；煅b車并不運送成品炸藥，料倉內(nèi)盛裝炸藥的原料，這些原料按一定的比例在爆破現(xiàn)場混制并裝入孔內(nèi)，再經(jīng)5～10 min發(fā)泡后才能成為炸藥，所以非常安全。

(2)計量準(zhǔn)確。采用先進(jìn)的計量儀表，計量誤差＜2%。

(3)占地面積小、建筑物簡單。根據(jù)《民用爆破器材工廠設(shè)計安全規(guī)范》，地面站僅為防火級。安全級別降低，減小了安全距離，減少了占地面積，節(jié)省投資。

(4)用人少、炸藥成本低。1個年產(chǎn)1萬t炸藥的加工廠需數(shù)百人。如采用地面站和現(xiàn)場混裝炸藥車只需數(shù)十人，制藥成本大大降低。

(5)爆破效果好。在同一個炮孔內(nèi)裝填2種以上不同密度、不同能量級的炸藥，炸藥和炮孔偶合性好，使炮孔充分利用，可擴(kuò)大孔網(wǎng)距。克服根底，減少大塊的產(chǎn)生，改善爆破效果。

(6)裝藥效率高?；煅b車每1 min可混裝藥200～450 kg，也就是1～2 min可裝一個炮孔，比人工裝藥提高工效數(shù)10倍。

(7)改善了工作環(huán)境。混裝車采用了先進(jìn)的配方，不含TNT，減少了環(huán)境污染，保證了職工的身心健康。

4.從乳化炸藥專用車看我國專用汽車行業(yè)前景

研制符合我國國情的價格低廉、性能可靠和適用性強(qiáng)的乳化炸藥移動地面站及乳化炸藥專用車具有現(xiàn)實意義。按照我國民用爆破市場經(jīng)濟(jì)炸藥的總需求量計算，國內(nèi)市場對炸藥現(xiàn)場混裝車的年需求量大概有1 000多輛?，F(xiàn)在國內(nèi)對該產(chǎn)品的生產(chǎn)能力還嚴(yán)重不足，乳化炸藥車系列產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。

隨著整個專用汽車市場競爭的加劇，勞動密集型產(chǎn)品以價格取勝的競爭優(yōu)勢將被進(jìn)一步弱化，以技術(shù)創(chuàng)新為主的替代性經(jīng)濟(jì)增長將成為專用汽車行業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長方式，市場對高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品的需求將大增。

專用汽車企業(yè)開發(fā)新車型，應(yīng)把技術(shù)作為質(zhì)量之本，引進(jìn)和培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)人才，建立健全企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，開發(fā)高技術(shù)含量、高附加值、高品質(zhì)與高可靠性的產(chǎn)品，這樣可使新產(chǎn)品一進(jìn)入市場便可形成較大的利潤空間；但同時也應(yīng)注意到，由于新品開發(fā)和產(chǎn)生效益尚需一個過程，所以新開發(fā)產(chǎn)品要考慮高、中、低3個檔次，形成相互補充的產(chǎn)品鏈。

行業(yè)新品開發(fā)的重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給、需大量進(jìn)口的特種專用汽車和能代表先進(jìn)發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命專用汽車。隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對專用汽車的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。