工业炸药现场混装技术的发展与展望

工业炸药现场混装技术的发展与展望

工业炸药混合技术是指在爆炸工地的现场制备、现场填充或制造材料，并在地面站（固定或移动）上形成的原著，将装载车混合到施工现场。在如今文明发展的社会里,工业炸药已经从一种匠术发展成为一门现代的科学技术,减少炸药制备与使用中的危险性、安全环保和节能型的炸药制备新工艺、新技术,始终是炸药新技术发展的动力和追求目标。根据《民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》指出:民爆行业技术的发展方向是发展安全环保型工业炸药及其制品,无雷管感度、散装或大直径包装工业炸药产品,胶状乳化炸药、多孔粒状铵油炸药及重铵油炸药。今后一段时期的重点工作是着力推广混装车等移动式炸药生产方式。工业炸药生产方式将由固定生产线向现场混装作业方式发展,现场混装和散装型产品所占比例显现出逐年上升的趋势。应用现场混装炸药车技术,实施炸药现场混制、自动装填、爆破作业于一体的服务模式,已成为当今工业炸药技术的一个主要发展方向。1国内外工业炸药混合技术的发展1.1生化药剂混装技术工业炸药现场混装技术的发展大约开始于20世纪70年代。在70年代中期,现场混装铵油炸药(bulkANFO)及其装药车首先出现在一些工业与矿业技术发达国家的大型露天矿山。1980年前后,现场混装浆状炸药装药车投入工业应用,随后由于乳化炸药的迅速崛起,乳化炸药的用量不断增加,美国、加拿大、瑞典等国家先后发展了乳化炸药现场混装技术。浆状炸药现场混装技术很快就被淘汰掉了,取而代之的是混装乳化炸药技术。20世纪80年代中期,美国IRECO公司首次成功研究开发了露天现场混装乳化炸药技术,装药车装载硝酸铵水溶液(保温)等炸药原料,到爆破现场后制备成可泵送乳化炸药,应用于露天矿山大直径炮孔装药爆破作业,成为第一代露天现场混装乳化炸药技术。在第一代露天现场混装乳化炸药技术的基础上,为确保可泵送乳胶基质的质量稳定,提高装药车的整体技术性能与综合作业效率,在20世纪80年代末,ICI炸药公司率先发展了新的第二代露天现场混装乳化炸药技术。第二代露天现场混装乳化炸药技术是将车载乳胶基质制备系统转移到制备油、水两相溶液的固定式地面站,这样也就使整车保温技术要求与混装工作系统不再复杂,也大大的提高了装药车技术性能与工作稳定性。20世纪90年代后期,国外部分发达国家已经不再使用车载油水相溶液、车上制备乳胶、现场混制装填的乳化炸药现场混装技术与装备,继而发展了在地面上集中制备稳定好、质量高的乳胶,将乳胶当作一种原料装于车上的储罐内,直接经敏化装填于炮孔中或者在敏化前混入粒状铵油炸药和其他干料或液体添加剂后经敏化装填于炮孔中,而且在这样的前提下又开阔了远程配送系统,实现了集中制备乳胶(如:澳大利亚猎人谷地面站年产乳胶15万~20万t,占地面积很小)分散装药的体系。美国Austin公司、加拿大的ETI公司、澳大利亚Orica公司、挪威和瑞典的DynoNol公司都先后完成了这种转变,并向外输出技术与相应的装备。在北美、南美、澳洲、欧洲、南非等地区和国家的年消耗炸药总量中,绝大部分是在爆破现场制备的。德国年炸药消耗量的近1/2是由移动式混装车制备装填的。21世纪前后,印度散装炸药市场正以平均35%的速度快速增长。在欧美等发达国家,散装炸药的使用量正在持续增长,特别是小型移动式炸药混装车的研制成功,更适用于地下和露天爆破装药作业,使乳化炸药获得了更加广泛的应用。如今在国外炸药混装车的使用已经很寻常了。1.2现场混装乳化药剂的应用1986年,我国从美国IRECO公司相继引进当时国际一流水平的乳化炸药、重铵油炸药、铵油炸药现场混装技术,经过消化吸收,于1987年由江苏兴化矿山机械总厂与江西南昌矿机所和首钢矿业公司共同开发研制了BC一7型多粒状铵油炸药现场混装车,该车于1988年1月份通过了国家机械工业委员会组织的委级技术鉴定。随后,又开发了BC一4型、BC一12型等一系列铵油炸药现场混装车。1991年开始首先在南芬铁矿、德兴铜矿、平朔煤矿等国内大型露天矿山推广应用,并取得了较好的经济效益和社会效益。在发展了铵油炸药混装技术的同时,为了满足矿山水孔爆破的需求,山西省长冶矿山机械厂与美国IRECO公司联合研制了BCZH一15和BCRH一15两种类型的炸药混装车并分别交付矿山现场使用。1990年在美国专家指导下,山西省长冶矿山机械厂对BCLH一15、BCZH一15和BCRH一15三种国产化装药车进行了出厂试验,主要性能达到了美方技术要求,得到了美方的质量认可证书,并获得了生产许可证;1990年10月,长冶矿山机械厂BCLH一15、BCZH一15和BCRH一15三种炸药混装车通过机电部技术鉴定、并在全国矿山的水孔爆破中广泛采用。现在,冶金、化工、建材等行业矿山已较普遍采用这一系列的炸药现场混装车,收到了较好的经济效益和社会效益。随着露天现场混装乳化炸药技术的不断发展和推广应用,其技术先进性与本质安全性已经得到了业界人士的关注。近年来,国内乳胶基质的长距离输送技术、地下现场混装乳化炸药技术等也相继获得发展和应用,这极大的推动了矿山采掘生产作业的技术进步,相关作业工序的生产效率和装备水平获得大幅度的提高。但是,我国工业炸药现场混装技术的发展速度和应用现状远不及国外一些发达国家。2现场混装技术的优点工业炸药现场混装技术具有较强的适应性和优越性,它不仅能满足矿山爆破的要求,同时经济效益和社会效益可观,生产使用方便,不用外购及储存成品炸药。工业炸药现场混装技术的优势主要体现为以下几点。(1)安全、可靠混装车在运输过程中,料仓内装载的是生产炸药的原料,并不运送成品炸药,只有在现场装填时才混制成炸药,不仅解决了炸药在运输、储存过程中的安全问题,而且在厂区内只存放一些非爆炸性原材料,无需储存和运输成品炸药,大大减少仓储费用和爆炸危险性。(2)计量准确混装车上安装有先进的微机计量控制系统,计量准确,误差小于±2%。(3)占地面积小、建筑物简单与地面式炸药加工厂相比,混装车只需建设原料库房及相应的地面制备站,地面站占地面积小,而且建筑物简单,节省投资。(4)改善了工作环境现场混装工业炸药的配方简单,混装过程没有废水排放,现场不残留炸药,减少了对工作环境的污染,保证了职工的身心健康。(5)降低成本、改善爆破效果与包装产品装填炮孔相比,现场混装可以显著提高炮孔装药密度,提高炸药与炮孔壁的耦合系数,扩大爆破的孔网参数,减少钻孔工作量。通过以前的工作中可以得知,由于装药密度和耦合系数的提高,可扩大孔网参数20%~30%,减少钻孔量达25%~30%,钻孔成本明显降低,既可使爆破成本保持最低,又可以使爆破效果获得优化。(6)减轻劳动强度、提高装药效率工业炸药现场混装技术,可实现机械化装药作业,混装车每分钟可混装药200~450kg,也就是1~2min可装填一个炮孔。由于混装车的机械化程度高,装药效率也高,这样可以给工人们减轻工作量,装药的时间缩短了,生产效率也就提高了。实践证明,现场混装这一爆破新技术对提高爆破质量、降低爆破成本,提高矿山综合经济效益,实现矿山生产的安全、高效、低耗已发挥着十分重要的作用。3工业炸药混合技术的创新3.1扩大了新型乳化药剂的应用和新技术在过去近40年里,露天现场混装炸药技术,或称大直径(￠120mm)乳化炸药现场混装技术获得不断发展,并广泛应用于世界各地的大中型露天矿山及其他大型露天爆破工程。21世纪后,其他国家的露天现场混装乳化炸药技术已经有了很大的突破,逐步形成了第二代露天现场混装乳化炸药技术,特别是近年来提出和发展的“乳胶基质远程配送与现场混装”新技术,更加值得关注。所谓“乳胶基质远程配送”,即象普通硝酸铵一样实现乳胶基质的大规模生产,跨地区、跨国界远程分级配送,然后在最终用户的爆破现场由装药车装入炮孔后才使其敏化成乳化型爆破剂,实现了工业炸药的生产、运输和爆破装药一条龙技术和服务体系。乳胶基质远程配送与现场混装技术,具有“本质安全性”的乳胶基质及其制备技术;乳胶基质常温和低温快速敏化技术。目前,“乳胶基质远程配送”技术的发展应用,已经显示出光明前景。3.2各配套工具的配制移动式地面站是一条可移动的乳胶基质连续化自动化制备站,与乳化炸药现场混装车配套使用,最终实现工业炸药的现场制备与爆破装药机械化。移动式地面站主要是由动力车、半成品制备车、原料运输车、加油车、牵引车及安全生产与消防设施等组成。制备车设有水相制备输送系统、油相输送系统、发泡剂输送系统、乳胶基质输送系统。移动式地面站就是将与乳化炸药混装车配套的固定式地面站的设备安装在几辆半挂车上,形成可移动的动力供应、原材料供应、半成品制备等各项功能。不需要固定的建筑物,可节省占地和投资,且建设周期短。移动式地面站移动方便,能适应流动性大、环境复杂的爆破作业,特别适用于大型基础工程如公路、铁路、水利工程等爆破作业强度相对集中、作业周期较短、作业流动性较大的各类土石方爆破工程,应用前景广阔。目前,我国正值基础设施建设的高峰期,为移动式地面站提供了广阔的市场应用前景,特别是小型移动式炸药混装车的研制成功,更适用于地下和露天爆破装药作业,使现场混装乳化炸药技术获得了更加广泛的应用,移动式地面站开创了工业炸药新型的生产模式。3.3用一个问题求解以往,在井下掘进及采矿爆破作业中,大多数是采用人工装药。人工作业不仅劳动强度大、效率低,而且作业安全性差。井下乳化炸药现场混装技术的发展和应用,显著的把以上所说的问题解决了。井下乳化炸药现场混装技术就是将地面站混制好的乳胶基质,再将基质泵送到混装车的料仓内,在井下爆破现场进行敏化和装填。这种新型装药车具有很强的机动性和灵活性,可进行全方位装药,满足不同断面、不同高度硐室及井下爆破的装药要求,自动化程度高,效能高、安全可靠,实现了井下装药的机械化作业。井下乳化炸药现场混装技术适用于冶金、建材、有色、化工、水利等无爆炸性气体井下矿山掘进、采矿或工程爆破作业中各方位的炮孔,特别适用于有水炮孔。3.4装复ws-高炮孔目前,计算机控制系统在工业炸药现场混装车上被广泛应用,利用计算机控制的工业炸药现场混装车可自动将炸药装入炮孔。在炮孔装药前,炸药车司机把各个孔要装入的炸药量输入计算机,然后开始自动装药。可以预见,在不远的将来,人们可以在办公室将炮孔参数连同装药指令一起传输给炸药车上的计算机,GPS定位系统将使得机载计算机能够确定爆区各个炮孔的位置、装药量,并能自动调节炸药配比,进行装填作业。4工业炸