BCJ多功能裝藥車的研究與應用*

龔 兵 熊代余 李國仲 查正清 臧懷壯 韓修棟 任 斌

北京礦冶研究總院(北京，100044)

引言

銨油炸藥裝藥車因工藝和原材料簡單，廣泛應用于露天干孔爆破工程中。乳化炸藥(重銨油炸藥)裝藥車具有裝填炸藥密度大、爆轟性能好等優點，可滿足包括水孔在內的各類爆破作業的需要[1]。在中深孔爆破作業中，合理裝藥結構可改善爆破質量[2]，在炮孔底部裝填乳化炸藥(或重銨油)，在炮孔中部裝填低密度低成本的銨油炸藥的混合裝藥結構，提高了裝藥高度、降低了炸藥單耗，消除了連續化裝藥結構存在的炸藥單耗高、爆破后底部巖石過度細碎而中上部大塊多等不足，在工程爆破中應用廣泛[3]。但單一功能裝藥車不能滿足此類機械化裝藥要求，需配置多臺裝藥車交替作業，存在施工效率低、管理困難等缺點[4]。

本文介紹的BCJ多功能裝藥車，可在一臺車上現場混裝乳化炸藥、銨油炸藥和重銨油炸藥多個品種，可滿足此類混合裝藥的需要，同時解決了同一爆破工程因季節不同存在干孔和水孔時需要裝填不同品種炸藥的需要[5]，具有良好的實用價值。

1 BCJ多功能裝藥車的研制

1.1 多品種炸藥裝藥車的組成

BCJ多功能裝藥車由裝藥系統和汽車底盤兩部分組成(圖1)。其中，汽車底盤為裝藥車的行走機構，可根據載質量選擇不同規格的汽車底盤。裝藥系統為裝藥車的核心，包括獨立的乳化炸藥和銨油炸藥裝藥系統，兩套裝藥系統同時工作構成重銨油炸藥裝藥系統，其裝藥原理如圖2。裝藥系統中各物料輸送系統均由液壓馬達驅動，液壓主油泵從汽車發動機取力驅動。

現場混裝銨油炸藥時，多孔粒狀硝銨通過底螺旋和斜螺旋輸送到混合螺旋，與柴油充分混合成為銨油炸藥，靠物料重力落入到炮孔內。現場混裝乳化炸藥時，乳膠基質和敏化劑通過輸藥軟管泵送進入炮孔底部，在軟管端部敏化后孔內成藥。現場混裝重銨油炸藥時，首先將多孔粒狀硝銨與柴油混合成為銨油炸藥，然后在混合螺旋內與乳膠基質混合成為重銨油炸藥，靠物料自身重力落入炮孔內。裝藥車主要參數如表1所示。

1.2 技術特點

與已有工業炸藥現場裝藥車相比，BCJ多功能裝藥車具有以下特點：

(1)現場混裝重銨油炸藥使用常溫乳膠基質。國內外已有重銨油炸藥裝藥車基本上都使用高溫乳膠基質，乳膠基質在地面站集中生產或由車載乳化器在爆破現場乳化而成。在爆破現場將多孔粒狀硝酸銨、柴油、乳膠基質和敏化劑按照一定的比例均勻混合制成重銨油炸藥，裝填到炮孔內。因此，該類裝藥車需要對乳膠箱體或油水相溶液箱體進行保溫，爆破作業使用耐溫起爆器材。BCJ多功能裝藥車使用常溫乳膠基質，其運輸使用安全，物料箱體不用保溫，爆破作業不必使用耐溫起爆器材，降低了爆破成本。

(2)該裝藥車采用結構特殊的螺旋輸送機，在保證螺旋轉速基本不變的情況下，其輸送效率可提高2倍，當螺旋轉速≤200 r/min時，裝藥速度可達到600 kg/min，既簡單又安全。

(3)BCJ多功能裝藥車采用獨有特殊減阻技術和靜態敏化技術，實現了乳膠基質在小直徑(?25mm)輸藥軟管內長距離(≥100m)輸送，并在輸藥管端部混合敏化，在炮孔內經過10～15 min后才敏化成為炸藥，裝藥過程本質安全性高。

(4)更換炸藥品種方便。BCJ多功能裝藥車可現場混裝乳化炸藥、銨油炸藥和重銨油炸藥，不同炸藥品種之間變換簡單，只需在自動控制系統上選擇相應的炸藥品種即可。

(5)現場混裝重銨油炸藥時，其銨油炸藥的比例為10%～90%。

重銨油炸藥的密度大、抗水性能好、威力高、性能可調，調整ANFO和乳化組成比例可實現爆破效益最大化，通過調整液壓控制系統各物料輸送馬達速度，即可調整混裝重銨油炸藥中銨油炸藥的比例，以滿足不同爆破工程的需要。

1.3 自控系統與安全

BCJ多功能裝藥車的自動化程度高，操作簡單，技術人員操作安裝，在駕駛室內的觸摸屏電腦即可完成裝藥工作，即在觸摸屏上輸入單孔藥量后，按下自動裝藥按鈕，裝藥自動開始，達到設定藥量后自動停車。自控系統將對單孔藥量和累計藥量準確記錄，以便查詢和統計。

民爆行業涉及人民群眾財產和生命，安全至關重要。BCJ多功能裝藥車裝載常溫乳膠基質和原料，均是炸藥半成品，本質安全性高。與此同時，裝藥車自控系統對乳膠泵出口壓力、柴油流量和液壓油溫等關鍵工藝參數實施在線監測，一旦出現斷流、超壓、超溫等情況，自動控制將發出聲光報警，并延時自動停車，待警報解除后方可繼續裝藥，防止了誤操作，裝藥過程安全可靠。

1.4 重銨油炸藥用常溫乳膠基質

現場混裝重銨油炸藥使用常溫乳膠基質，調整工藝配方以后，在常溫下乳膠基質具有較好的流動性，利于泵送，選擇合適的發泡劑與發泡促進劑利于常溫或低溫敏化，乳膠基質可以在配套乳膠基質地面站生產，也可以在商品炸藥生產線上適當調整生產。

2 工業應用

2009年8月，BCJ多功能裝藥車生產調試現場如圖3所示，現場混裝炸藥袋裝產品如圖4所示，現場抽樣檢測產品性能符合國家相關標準。

在合肥鋼鐵集團某露天礦山進行生產調試和爆破應用，露天礦開采爆破設計臺階高度10 m，垂直鉆孔，孔徑為?145.0 mm，孔深11.5 m，孔間距5.0 m，排間距4.0 m，填塞長度3.5～4.0 m，單排布孔，導爆索正向起爆。每次爆破6～10個炮孔，裝藥參數如表2所示。

圖3 裝藥車調試現場

圖4 現場混裝炸藥產品

表2 爆破裝藥參數

使用半支?75 mm乳化炸藥作起爆藥包。爆破產生炮煙明顯少于成品卷狀炸藥，爆破效果良好，爆破后巖石塊度均勻、大塊率少，無根底，適合機械出渣(圖5)。

工業應用表明，BCJ多功能裝藥車裝藥效率高，勞動強度低，現場僅需2人即可完成裝藥作業，裝藥時間縮短70%以上。現場混裝炸藥性能優良，不存在因炸藥儲存導致產品性能衰減或拒爆，經濟、社會效益顯著，應用前景廣闊。

3 結語

BCJ多功能裝藥車立足于工程爆破應用實際，解決了在同一爆破現場甚至同一炮孔需裝填不同品種炸藥難題，填補了我國多品種炸藥裝藥車的技術空白。該裝藥車的應用將進一步提高我國工程爆破裝藥機械化水平，提高爆破開采綜合效率。

圖5 爆破效果圖

[1] 熊代余,李國仲,史良文.BCJ系列乳化炸藥現場混裝車的研制與應用[J].爆破器材,2004,33(6):12-16.

[2] 吳亮,朱紅兵,盧文波.空氣間隔裝藥爆破研究現狀與探討[J].工程爆破,2009,15(1):16-19.

[3] 張應立.工程爆破實用技術[M].冶金工業出版社,2005.

[4] 王瑞龍,郭占江,張繼東.銨油炸藥混裝車在黑岱溝露天煤礦的應用[J].露天采礦技術, 2006 (1):38-39.

[5] 郭占江,張繼東.重銨油炸藥混裝車在神華準能公司的應用[J].露天采礦技術,2008(5):20-21.