工程施工-爆破-爆破设计

PAGEPAGE21炸药现场混装车及地面站1混装车的发展现场混装炸药车（以下简称混装车）的发展经历了装药车和混装车两个阶段。装药车是炸药车在固定的加工厂内混制成炸药，装到车上，运到爆破现场，按一定的量装到孔内。装药车是具有运药和装药两道工序的设备。混装车是没有固定的炸药加工厂，借助地面辅助设施将炸药原料装到车上，运到爆破现场，按炸药配方的要求一边混制炸药，一边装入孔内，这种设备是集原材料运输、炸药混制与装填为一体的设备。20世纪50年代中期，世界上一些采矿业发达的国家，如美国和加拿大首先在露天矿爆破作业中使用铵油炸药，而后铵油炸药装药车诞生。我国在20世纪60年代初，开始推广应用粉状铵油炸药，1965年山西省特种汽车制造厂、马鞍山矿山研究院和马钢南山铁矿共同研制了YC-2型露天矿用粉状铵油炸药装药车，1969年通过冶金部鉴定，先后生产了YC-2、BC-8、BC-15等几个型号20多台。这一时期的铵油炸药是以粉状硝酸铵、些油和木粉等原料制成。这种粉状硝酸铵易受潮结块，流动性不好。装药车在向炮孔装药时，贮药箱内的炸药易成拱悬料，常常要辅以人工捅料，再加上炸药的计量装置内粘连炸药，计量非常不准。这一阶段的铵油炸药装药车多为风力输送，在炸药输送过程中炸药在输药管中高速流动，炸药和管壁摩擦以及炸药的相互摩擦而产生高压静电，会引起电雷管早爆，再则非电导爆系统又没有问世，很不安全。由于粉状铵油炸药的这些弊病，这批装药车多数未能在矿山使用。炸药发展滞后，也是当时装药机械化发展迟缓的根本原因之一。不但我国这样，国外也是这样。美国和加拿大在20世纪六、七十年代，就不再使用粉状硝酸铵制做炸药，开始使用多孔粒状硝酸铵混制炸药。多孔粒状硝铵在造粒过程中添加一种干燥剂，不结块，本身又具有足够的孔隙，吸油率高，有利于配制炸药。其工艺比利用粉状硝铵混制炸药大大简化，将多孔粒状硝酸铵和一定比例的柴油进行简单的混制即成为炸药；而粉状铵油炸药的制作，则要求在轮碾机中粉碎、烘干，再与柴油、TNT等进行混合，配制工艺非常复杂。环境污染严重，所以必须经过一定规模的专门车间加工，才能完成。多孔粒状铵油炸药不但混制工艺简单，而且它的主要优点还在于不易受潮结块、不含TNT、流动性好、散装处理方便，为机械化装药创造了良好的条件。与此同时，美国埃列克公司、AM公司、加拿大的ICI公司以及前苏联都相继研制了粒状铵油炸药现场混装车并得到广泛的推广应用，从而装药车阶段进入了混装车阶段。随着炸药的发展，混装车也在发展。先后发明了浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药、重铵油炸药，随着这些炸药的使用，与之配套的混装车也相继出现。1963年美国埃列克公司研制成功了浆状炸药混装车，把各种原料装在车上的容器内，现场混制并装入炮孔，瑞典诺贝尔公司也研制了这样的设备；20世纪70年代，美国、加拿大、瑞典等国家又研制成功了乳化烽药现场混装车；1983年美国埃列克公司又研制成功了重铵油现场混装车。乳化炸药混装车的发展，是在乳化炸药加工厂的基础上发展起来的乳化炸药混装车的发展，是在乳化炸药加工厂的基础上发展起来的，也就是把地面炸药厂的设备微缩到车上来，在车上混制炸药，发展为乳化炸药混装车。下图为上世纪八十年代ICI公司乳化炸药混装车加拿大工业有限公司（ICI）的格尔玛斯特混装车外形图下图为上世纪八十年代埃列克公司乳化炸药混装车混装车非常安全，效率高，深受露天采场的欢迎。而在同一时期，我国的露天爆破作业仍为炸药加工厂加工炸药，人工搬运装填炸药的原始落后工艺。1984年经国家计委、国家经贸委、机械部批准，由山西省特种汽车制造厂引进国外混装车制造技术，1986年在北京与美国埃列克公司签定引进粒状铵油炸药混装车、乳化炸药混装车、重铵油炸药混装车以及和上述三种车配套的地面输出设施（即地面站）技术引进合同。1990年在本钢南芬铁矿通过部级鉴定。从此我国的露天作业混装车技术实现了飞跃，和发达国家处于同一个水平上。引进技术10多年来，紧紧跟踪世界科技发展步伐，不断修改了原设计中不合理的地方，采用了液压比例控制等新技术、新元件，并实现了PLC控制，又上了一个新台阶。2．产品介绍2．1BCLH系列粒状铵油炸药现场混装车BCLH系列粒状铵油炸药现场混装车总体结构如图一所示。该车主要由汽车底盘、动力输出系统、干料箱、燃油箱、输送螺旋、电器控制装置等组成。广泛应用于冶金、煤炭、化工、建材等大中型露天爆破采场，向无水炮孔中装填粒状铵油炸药之用。图一工作前先在地面站装入柴油和多孔粒装硝酸铵。驶到爆破现场，启动取力器，将输料螺旋对准炮孔，在计数器上输入炮孔的装药量，按下启动电钮，多孔粒状硝酸铵经箱底螺旋送到斜螺旋，再由斜螺旋提到侧螺旋搅拌器内，这时柴油泵也按比例将柴油泵入侧螺旋搅拌器内进行混合，混合均匀的炸药再由侧螺旋输送到炮孔内。当这一炮孔炸药量装够时，控制装置发出命令自动停机，移位到下一个炮孔。计量误差≤±2，输药效率200∽450kg/min,目前有4、6、10、15、25t五个品种供用户选择。这种车目前有侧螺旋式、高架螺旋式和横螺旋式三种形式：2.12.1.2.1.3横2.2BCRH系列乳化炸药现场混装车BCRH系列乳化炸药现场混装车总体结构如图二所示，主要由汽车底盘、动力输出系统、液压系统、电气控制系统、燃油（油相）系统、溶液（水相）系统、乳化系统、水气清洗系统、干料配料系统、水暖系统、微量元素添加系统、备胎装置和软管卷筒等部件组成。BCRH系列乳化炸药现场混装车可现场混制纯乳化炸药和最大加30%干料的两种乳化炸药。水相、油相、敏化剂的配制在地面站进行。车上配的乳化器采用低转速、大间隙设计。效率每分钟可乳化胶体200∽280kg，该车广泛应用于冶金、煤炭、化工、建材等部门，大中型露天采装填有水炮孔作业，炮孔直径在100mm以上。装药前在地面站把有关原料加车上的相关容器中。驶到爆破现场启动取力器，把输药软管伸入孔底，在计数器上输入炮孔的装药量，按下启动按钮，各配料和混制机构开始工作。将输药软管慢慢提起，炸药装在了水的下面，水被排出地面。炸药装完后，配料和混药机构自动停止，移到下一个孔位，重复以上程序，下一个孔开始装药。炸药混制流程。炸药主要由水相（硝酸铵溶液）、油相（柴油和乳化剂的混合物）、干料（多孔粒状硝酸铵或铝状硝酸铵或铝粉）和微量元素（发炮剂）四大部分混制制而成。车上的水相和油相靠泵的压力在管道中汇合后连续不断地进入乳化器内进行乳化，乳化后的乳胶体注入混合器与多孔粒状硝酸铵（或铝粉）微量元素进行混合，混合后药浆经漏斗流入螺杆泵（MONO泵）内，药浆借助于螺杆泵的压力，通过软管卷筒、输药管送入孔底。药浆中的微量元素经5∽10min的发泡后，形成乳化炸药。计量误差≤±2，输药效率200∽280kg/min,目前有8、12、15三个品种供用户选择。2.2.22.2.2．3BCZH系列重铵油系列炸药现场混装车BCZH系列重铵油系列炸药现场混装车总体结构如图三所示。这种装药车是多功能炸药现场混装车，可混制乳化炸药、多孔粒状铵油炸药和重铵油炸药、水孔和干孔都适用。该车的乳胶基质一般是在地面站乳成，泵到车上乳胶箱内。也有用乳化车制作乳胶基质的。地面站上料，混制炸药的各种原料从地面站分别装入各个料仓内，驶入爆破现场，根据现场选择炸药品种。当选择乳化炸药时，启动乳胶泵和微量元素泵，将乳胶基质和敏化剂泵入螺旋输送装置内，混合均匀的药浆靠自重落入漏斗，经MONO泵，软管卷筒、输药软管将药装入孔底。当选用多孔粒状铵油炸药时，启动输料螺旋和燃油泵，混合均匀后的炸药经侧螺旋送入炮孔。当选用重铵油炸药时有两种情况：一种以多孔粒状铵油炸药为主时，是经螺旋把炸药送入炮孔；第二种以乳化炸药为主时，炸药通过MONO泵送入炮孔。输药效率：当用螺旋输药时450kg/min，当用MONO泵输送时200∽280kg/min；计量误差计量误差≤±2。目前有8、12、15、25t四个品种供用户选择。2.2.3.23地面站地面站是原材料贮存和半成品加工的场所,不同的车选用不同的设备。3.1车上制乳地面站的配置3.1.13.1.23.1.33.2地面制乳的地面站配置在上述车上制乳地面站的基础上增加地面制乳装置。3.3铵油车地面设施4.地面站多孔粒状硝酸铵的上料装置我们推荐年生产4000~6000吨多孔粒状铵油炸药，使用1~2台装药车，上料装置用斜螺旋加料即可。这种加料装置设备简单，造价低，运行成本也低；如采用吨袋包装库房内增设一台单梁吊即可。用人少，运行成本更低。4.1螺旋加料装置螺旋输送机是一种用途较广泛的粉粒状物料输送设备。采用管式螺旋，可做水平及倾斜输送。倾角可在0º~90º任意选择。一般倾角在45º以下为好，长度在9米以下可以在中间不加吊架轴承。当螺旋转动时，加入槽内的物料，由于自身的重力作用，不能随着螺旋面旋转，但受到螺旋的旋转作用向一方推进，就象在螺旋上的螺母一样作直线前进运动，起到了输送的目的。螺旋输送机一般是有：料斗、外壳、轴和装在轴上的叶片组成。本螺旋输送机采用不等距螺旋，克服了堵料现象；出料口处装有卸料板，起到了防止物料过送现象，材质全部用不锈钢制成，解决了硝酸铵的腐蚀问题。螺旋输送机，构造简单，占地较小，输送效率高，容易做到密闭，管理和操作都很简单。其缺点是：对多孔粒状硝酸铵有所磨损，螺旋越长磨损越大。在我国福建某军事工程、南海化工厂、瑞典诺贝尔公司炸药厂等都在使用。推荐图一、图二两种安装方式：第一种仓库的地面高出路面120mm；第二种仓库地面高出路面1200mm。我们更推荐第二种安装方式，卸车方便。图一螺旋上料装置1．混装车2.螺旋上料机3.单梁吊主要技术参数螺旋叶片直径270螺旋长度9000输送效率30t/h~40t/h输送电机功率5.5kw转数130r/min螺旋倾角图一为45º，图二为35º材质0Cr18Ni9图二螺旋上料装置1．混装车2.螺旋上料机3.单梁吊5.车上制乳、地面制乳的优缺点及使用范围车上制乳：优点缺点使用范围地面制乳：优点缺点使用范围5.1车上制乳如何和地面制乳一样稳定5.1.1a、转速低b、速度不稳c、油相泵和水相泵漏5.1.2a、加大油泵流量，增加马达功率b、用电脑控制电液比例阀，使乳化器的速度稳定在1450转/分c、增加电磁阀6如何提高炸药的稳定性和爆炸威力乳胶基质的形成乳胶基质也叫乳化液，通常是有两种互不相溶的液体（如油和水）。当其中的一种液体经过高速搅拌成为细微液滴，并均匀地分散在另一种液体中所形成的分散体系。由于这种分散体系往往呈乳状，所以人们将它称为乳状液或者乳化液，在炸药中称为乳胶基质。成为小液滴的一相称为分散相或内相，而另一相称为连续相或外相。内相液滴越细微胶体就越稳定外相强度越大胶体越稳定6.1装药车做一番改造提高乳化器线速度，即提高转速并保证稳定等。6.2调整炸药配方7现向用户推荐两种乳化炸药现场混装车车型：BCRH—15B型纯乳化炸药现场混装车，BCRH—15C型可加10—30%干料乳化炸药现场混装车。7.1适用范围该车可广泛应用于冶金、煤炭、化工、建材等行业大中型露天矿山，作为单排孔或多排孔装填防水炸药之用。炮孔直径要求在Φ100mm7.2新车型与原车技术参数对比7.3主要特点7.3.1进行个性化设计：车型项目BCRH—15BCRH—15BBCRH—15C载料量油相水相共计10t油相水相共计15t油相水相共计15t装药效率200Kg/200Kg/200—260Kg/计量误差≤2%≤2%≤2%炸药抗水性良优优炸药威力0.85—0.90.9—0.951.0—1.15乳胶基质粘度15000—30000cP40000—50000cP40000—50000cP炸药贮存期3—7天7—30天7—30天底盘选择斯太尔斯太尔、北方奔弛、沃尔沃炸药质量有时不稳定和地面制乳一样根据各个矿山的矿岩不同提供不同炸药配方，根据配方设计不同的车型。BCRH—15B型车对料仓的匹配进行改进，原标称产量15T的混装车只能一次做10T纯乳化炸药，现可做出15T，该车型主要使用在北台铁矿、南芬铁矿、齐大山铁矿以及易普力公司等矿山与单位。用户认为改新后的车型满足了矿山的使用特点，提高了劳动生产率，降低了采矿成本，综合效益显著提高。7.3.2控制系统自动化：随着科技的不断进步，计算机控制技术在各行各业的推广应用，并日益完善和成熟，把先进的控制技术应用到装药车上是我们一直在探索研究的新课题。将原电器操作改为先进计算机的控制，可现场设定、调整参数、自动打印，GPS定位，并可与矿山的网络管理系统联接，提升了现场混装车自动化数字化水平。我们从2000年就开始了模拟试验，并在同年的俄罗斯装药车上进行了使用，经过实际使用证明，在一块控制盘上实现了对装药量的设定及累加功能，装药效率随意调整，转速监控数字化。控制开关简单、适用、快捷。7.3.3液压系统集成化：（1）液压元件由单体联接改为集成组件，体积小、精度高、维修方便。（2）散热器作了相应改进，确保液压油温降低，保证马达稳定运行。7.3.4水相、油相、由转速间接控制改为流量直接控制，通过自动跟踪、闭环反馈、提高了组分配比的准确性：在过去的装药车中我们在控制盘上看到的反馈信息是关于各种设备转速的反馈信号，我们一直认为只要转速稳定，各种物料的出料就会稳定，误差就在允许范围内。随着对炸药认识水平的提高与经验的积累，我们发现液位高低变化时尽管泵的转速不变，但流量是变化的，实践证明只有更好地保证各物料的输出量，才是保证炸药稳定的根本；因此我们使用了流量控制技术，把流量作为我们跟踪的主要目标，只要流量能够得到精确控制，提高炸药的稳定性就有了保障。7.3.5乳胶基质稳定爆破威力高7.3.6作业系统的本质安全化改进随着安全生产法的颁布和实施，尤其是民爆行业的安全生产更是重中之重。尽管装药车在国内投入使用以来从未发生过大的安全生产事故。装药车作为一种民爆产品，理应做到更加安全和可靠。现场混装炸药系统作为一个炸药加工设备，其事故产生原因也与同类型的工业炸药发生事故的原因大同小异，