乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)的研究進(jìn)展

胡幼華(福建海峽科化股份有限公司福安分公司，福建 福安 355000)

1 現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥技術(shù)簡(jiǎn)介

乳化基質(zhì)配置站和裝藥車是乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)中重要的兩個(gè)系統(tǒng)組成。乳化級(jí)質(zhì)制備站主要用來制作乳化基質(zhì)或油水相。而乳化基質(zhì)配置站根據(jù)是否可以自由移動(dòng)分為兩種類型，一種為固定式配置站，另一種為可移動(dòng)式乳化基質(zhì)配置站。裝藥車的功能主要是實(shí)現(xiàn)乳化基質(zhì)的制備、運(yùn)輸、裝載和敏化。目前市場(chǎng)上裝藥車的品牌、型號(hào)多種多樣，裝藥車的選擇需要依據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)及作業(yè)環(huán)境的差異，選擇適用的裝藥車類型。現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥技術(shù)是用裝藥車將半成品進(jìn)行裝載，然后進(jìn)入爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，并將孔完全填滿。實(shí)現(xiàn)了乳化炸藥制備、運(yùn)輸、灌裝新技術(shù)的一體化服務(wù)。

2 乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 高安全性

乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)是目前在炸藥應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)較為安全的一種使用技術(shù)，尤其是在炸藥的運(yùn)輸和使用環(huán)節(jié)，其安全性在一定程度上能夠得到保障。在運(yùn)輸過程中，由于裝載車上的材料不是成品乳化炸藥，而是用于制備乳化炸藥的乳化基質(zhì)和敏化劑，大大提高了混合料的安全性。在使用過程中，裝藥車進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)才開始進(jìn)行混裝，省去了傳統(tǒng)方式的成品炸藥的運(yùn)輸階段，提高了炸藥的安全使用[1]。

2.2 高效率

乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)具有較好的裝藥效率，大大提高了炸藥的能量利用率。同時(shí)能有效減少鉆孔作業(yè)，便于鏟裝渣，大大縮短鏟裝渣作業(yè)周期，從而最大限度地加快施工進(jìn)度。乳化炸藥車機(jī)械化程度高，裝藥效率高[2]。實(shí)踐中，混裝能力為250～300 kg/min，乳液混合器能夠做到精確計(jì)算?？刂聘_，有利于提高爆破效果，提高了爆破效率。

2.3 低成本

目前，乳化炸藥在應(yīng)用的過程中，一般采用現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)。通常采用的方式是裝藥車與地面基站組合的方式。在傳統(tǒng)的炸藥制造工廠，一般生產(chǎn)規(guī)模的工廠至少需要上百人同時(shí)工作，而在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的背景下，開發(fā)了乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)，通過利用現(xiàn)場(chǎng)地面基站及裝藥車系統(tǒng)，僅需要幾十人就能完成相應(yīng)任務(wù)。與傳統(tǒng)方式相比，在工人數(shù)量及人工成本方面得到了很大程度的節(jié)約，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥的使用成本。

3 乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)的應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)混合乳化炸藥技術(shù)在近海炸礁中的應(yīng)用

在近海炸礁施工過程中，由于礁石的密度高、質(zhì)地堅(jiān)硬。同時(shí)海邊的風(fēng)浪較大，大大提高了施工難度。近年來，在近海礁石爆破施工中有多項(xiàng)新技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用，尤其是乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了在水下炸礁施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)難題。而且安全性得到了保證，同時(shí)降低了施工成本，提高工作效率。乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)在近海炸礁工程中的成功應(yīng)用，為新技術(shù)開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥技術(shù)在煤礦爆破中的應(yīng)用

煤礦工程在炸藥應(yīng)用方面具有種類多的特點(diǎn)，而且在使用過程中對(duì)炸藥的安全性有很高的要求。在乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)正式應(yīng)用之前，傳統(tǒng)類型的炸藥很難滿足這一特點(diǎn)。隨著乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)的不斷進(jìn)步，在露天煤礦中的應(yīng)用范圍越來越廣泛。然而對(duì)于煤礦井下爆破而言，在乳化炸藥技術(shù)的應(yīng)用方面仍需要不斷探索。乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)在裝藥方面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化連續(xù)裝藥方式，有效解決了在超深孔裝藥操作過程中存在的安全隱患，為煤礦爆破工程提供了全新的方案[3]。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)混合爆破技術(shù)在地下礦山的應(yīng)用

地下礦山的開發(fā)離不開爆破作業(yè)，在爆破工程中進(jìn)行深孔裝藥是非常關(guān)鍵的一個(gè)工作環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的裝藥方式一般采用人工進(jìn)行裝藥操作，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且工作效率低。在深孔裝藥過程中，通常存在耦合差的質(zhì)量問題，在爆破過程中經(jīng)常出現(xiàn)爆破強(qiáng)度不滿足要求的情況。特別是在鉆孔變形及深孔堵塞時(shí)，裝藥過程會(huì)變的異常艱難。而乳化炸藥在地下礦山中的應(yīng)用，有效解決了傳統(tǒng)粉狀炸藥存在的返粉率高的問題。乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)具有低阻力的特點(diǎn)，特別適合長(zhǎng)距離輸送。而且通過自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了工作效率。而且在質(zhì)量控制方面得到了很好的應(yīng)用。該技術(shù)已在國(guó)內(nèi)多家非煤礦山企業(yè)得到應(yīng)用，用戶反應(yīng)良好。

3.4 混裝乳化炸藥技術(shù)在河道破冰減災(zāi)中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥技術(shù)在河道破冰減災(zāi)中的應(yīng)用，也是混裝乳化炸藥技術(shù)的一個(gè)新領(lǐng)域，取得了顯著的效果。我國(guó)冬季氣溫較低，每年都有冰洪發(fā)生。為了減少冰在河道局部堆積，堵塞河道，形成冰塞。開展破冰防災(zāi)工作十分必要。近年來，乳化炸藥混合裝藥技術(shù)取得了很大的進(jìn)展。這種方法是用氣墊車將乳化炸藥與人員運(yùn)輸?shù)奖媳贫押捅鶋紊线M(jìn)行裝藥。炸藥裝好后，實(shí)施爆破。該方法的特點(diǎn)是對(duì)冰堆和冰壩進(jìn)行了精確爆破，具有獨(dú)特性優(yōu)點(diǎn)。

4 新型乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝車的發(fā)展

4.1 乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝車系統(tǒng)組成

乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝車的主要部件包括驅(qū)動(dòng)底盤、混裝板、乳化基質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、乳化基質(zhì)連續(xù)敏化裝載機(jī)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。近年來，根據(jù)中、小直徑孔的不同工作特性，開發(fā)了多種現(xiàn)場(chǎng)混裝車。新型現(xiàn)場(chǎng)混裝車既能滿足主要作業(yè)條件，又能在一定程度上配合其他爆破裝藥作業(yè)。例如BCJ-5型乳化炸藥裝藥車本質(zhì)上是一種沒有自推進(jìn)底盤的裝藥機(jī)[4]。一般需要其他車輛將所需材料運(yùn)至裝藥面，但更適合中小斷面隧道的開挖爆破。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

在BCJ系列乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝車的研制中，解決了系統(tǒng)的在線自動(dòng)控制技術(shù)、高黏度乳化基質(zhì)的長(zhǎng)距離低阻力輸送技術(shù)和一些關(guān)鍵設(shè)備問題。同時(shí)，用于中小型直眼爆破現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的乳化基質(zhì)，不僅要具有常溫泵速、連續(xù)靈敏的特點(diǎn)，而且要保證其具有很強(qiáng)的散裝運(yùn)輸和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

4.3 乳化基質(zhì)低阻透射增感技術(shù)

在現(xiàn)場(chǎng)混裝環(huán)境下，乳液基質(zhì)黏度高，粒徑小。通過改變?nèi)橐夯|(zhì)的配方，調(diào)整乳液基質(zhì)的黏度，從而改變泵送性能。BCJ系列在中小型乳化炸藥裝藥車的基礎(chǔ)上開發(fā)了高黏度乳化基質(zhì)。它具有長(zhǎng)輸送、低阻力的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)根據(jù)乳化基質(zhì)的具體情況，采用套管連續(xù)傳輸敏化劑，連續(xù)充分混合后開孔，最后敏化開孔乳化炸藥。

5 乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)中存在的問題及改進(jìn)方法

乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混合裝藥具有安全、高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但作為一種新型爆破技術(shù)，在其應(yīng)用中或多或少存在一些問題。

5.1 水、油相中雜質(zhì)對(duì)混裝技術(shù)的影響

在制備過程中，將原氧化劑在地面站破碎溶解，與油乳化形成乳狀液基質(zhì)，貯存在槽中，然后泵入混裝器的攪拌槽中。如果此時(shí)原料中有粗而硬的顆粒，這些硬顆粒在攪拌過程中由于摩擦強(qiáng)烈，容易產(chǎn)生熱量。當(dāng)太多的熱量集中時(shí)，這些硬的顆粒就會(huì)導(dǎo)致炸藥出現(xiàn)爆炸危險(xiǎn)。如果原料中混有硝酸銨包裝碎片，螺桿泵工作時(shí)容易纏繞在螺桿葉片泵周圍。當(dāng)纏繞的包裝袋過多時(shí)，螺桿泵將停止，但機(jī)器仍在工作。如果長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷過大，會(huì)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，甚至引爆炸藥。因此，采用的方法是在輸送系統(tǒng)的末端安裝一個(gè)過濾器，對(duì)原料輸送過程中產(chǎn)生的袋裝雜物等雜質(zhì)進(jìn)行過濾[5]。通過加裝過濾器，理論上可以防止硝銨袋碎片、硬顆粒等雜質(zhì)進(jìn)入混裝器，保證了乳化炸藥生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)攪拌機(jī)的安全穩(wěn)定。同時(shí)，過濾器應(yīng)定期清洗或更換，以防堵塞。

5.2 乳化炸藥黏度對(duì)混裝炸藥的影響

與傳統(tǒng)的乳化炸藥不同，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸和使用的特殊性決定了現(xiàn)場(chǎng)混合乳化炸藥必須具有良好的流變性能和低黏度。如果成品乳化炸藥黏度過高，在輸送過程中需要很大的壓力，對(duì)乳化炸藥不安全，容易造成安全事故。如果成品乳化炸藥的黏度較低，炸藥的密度和強(qiáng)度就不能滿足要求，爆破質(zhì)量就不能得到保證。然而，乳化炸藥的黏度在很大程度上取決于乳化基質(zhì)的黏度。因此，控制乳化基質(zhì)的黏度對(duì)提高乳化炸藥的管道輸送效率具有重要意義[6]。

6 結(jié)語

近年來，隨著國(guó)家鼓勵(lì)工業(yè)爆破技術(shù)向節(jié)能、環(huán)保、安全方向發(fā)展，以及混合乳化炸藥的技術(shù)革新，乳化炸現(xiàn)狀混裝技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝技術(shù)中，乳化基質(zhì)可以批量生產(chǎn)，從而大大降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了社會(huì)資源，保證了環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。BCJ系列乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝車的研究和應(yīng)用，為提高炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸和貯存的安全性能提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在未來技術(shù)的發(fā)展中，相信通過研究人員的不斷努力，一定能開發(fā)出安全性好、性能優(yōu)良、適應(yīng)性廣的乳化炸藥現(xiàn)場(chǎng)混裝新技術(shù)，為我國(guó)民爆行業(yè)的安全管理發(fā)揮更大的作用。