工業炸藥現場混裝技術的發展現狀與新進展

摘要：文章介紹了國內外工業炸藥現場混裝技術的發展狀況及應用的優越性，并對現場混裝炸藥技術的發展進行了展望，闡明了這一新技術是今后工業炸藥生產技術的一個主要發展方向。

關鍵詞：工業炸藥 現場混裝技術 發展現狀 新進展

中圖分類號：T252 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-02

工業炸藥現場混裝技術是指在爆破工地現場制備、現場裝填，或在地面站（固定式或移動式）制備好原材，裝藥車到工地現場混合、裝藥的一種集成方式。在如今文明發展的社會里，工業炸藥已經從一種匠術發展成為一門現代的科學技術，減少炸藥制備與使用中的危險性、安全環保和節能型的炸藥制備新工藝、新技術，始終是炸藥新技術發展的動力和追求目標。根據《民用爆炸物品行業技術進步的指導意見》指出：民爆行業技術的發展方向是發展安全環保型工業炸藥及其制品，無雷管感度、散裝或大直徑包裝工業炸藥產品，膠狀乳化炸藥、多孔粒狀銨油炸藥及重銨油炸藥。今后一段時期的重點工作是著力推廣混裝車等移動式炸藥生產方式。工業炸藥生產方式將由固定生產線向現場混裝作業方式發展，現場混裝和散裝型產品所占比例顯現出逐年上升的趨勢。應用現場混裝炸藥車技術，實施炸藥現場混制、自動裝填、爆破作業于一體的服務模式，已成為當今工業炸藥技術的一個主要發展方向。

1 國內外工業炸藥現場混裝技術的發展狀況

1.1 國外工業炸藥現場混裝技術的發展狀況

工業炸藥現場混裝技術的發展大約開始于20世紀70年代。在70年代中期，現場混裝銨油炸藥（bulk ANFO）及其裝藥車首先出現在一些工業與礦業技術發達國家的大型露天礦山。1980年前后，現場混裝漿狀炸藥裝藥車投入工業應用，隨后由于乳化炸藥的迅速崛起，乳化炸藥的用量不斷增加，美國、加拿大、瑞典等國家先后發展了乳化炸藥現場混裝技術。漿狀炸藥現場混裝技術很快就被淘汰掉了，取而代之的是混裝乳化炸藥技術。20世紀80年代中期，美國IRECO公司首次成功研究開發了露天現場混裝乳化炸藥技術，裝藥車裝載硝酸銨水溶液（保溫）等炸藥原料，到爆破現場后制備成可泵送乳化炸藥，應用于露天礦山大直徑炮孔裝藥爆破作業，成為第一代露天現場混裝乳化炸藥技術。在第一代露天現場混裝乳化炸藥技術的基礎上，為確保可泵送乳膠基質的質量穩定，提高裝藥車的整體技術性能與綜合作業效率，在20世紀80年代末，IC I炸藥公司率先發展了新的第二代露天現場混裝乳化炸藥技術。第二代露天現場混裝乳化炸藥技術是將車載乳膠基質制備系統轉移到制備油、水兩相溶液的固定式地面站，這樣也就使整車保溫技術要求與混裝工作系統不再復雜，也大大的提高了裝藥車技術性能與工作穩定性。

20世紀90年代后期，國外部分發達國家已經不再使用車載油水相溶液、車上制備乳膠、現場混制裝填的乳化炸藥現場混裝技術與裝備，繼而發展了在地面上集中制備穩定好、質量高的乳膠，將乳膠當作一種原料裝于車上的儲罐內，直接經敏化裝填于炮孔中或者在敏化前混入粒狀銨油炸藥和其他干料或液體添加劑后經敏化裝填于炮孔中，而且在這樣的前提下又開闊了遠程配送系統，實現了集中制備乳膠（如：澳大利亞獵人谷地面站年產乳膠15萬～20萬 t，占地面積很小）分散裝藥的體系。美國Austin公司、加拿大的ETI公司、澳大利亞Orica公司、挪威和瑞典的DynoNol公司都先后完成了這種轉變，并向外輸出技術與相應的裝備[1]。

在北美、南美、澳洲、歐洲、南非等地區和國家的年消耗炸藥總量中，絕大部分是在爆破現場制備的。德國年炸藥消耗量的近1/2是由移動式混裝車制備裝填的。21世紀前后，印度散裝炸藥市場正以平均35%的速度快速增長。在歐美等發達國家，散裝炸藥的使用量正在持續增長，特別是小型移動式炸藥混裝車的研制成功，更適用于地下和露天爆破裝藥作業，使乳化炸藥獲得了更加廣泛的應用。如今在國外炸藥混裝車的使用已經很尋常了。

1.2 國內工業炸藥現場混裝技術的發展狀況

1986年，我國從美國IRECO公司相繼引進當時國際一流水平的乳化炸藥、重銨油炸藥、銨油炸藥現場混裝技術，經過消化吸收，于1987年由江蘇興化礦山機械總廠與江西南昌礦機所和首鋼礦業公司共同開發研制了BC一7型多粒狀銨油炸藥現場混裝車，該車于1988年1月份通過了國家機械工業委員會組織的委級技術鑒定。隨后，又開發了BC一4型、BC一12型等一系列銨油炸藥現場混裝車。1991年開始首先在南芬鐵礦、德興銅礦、平朔煤礦等國內大型露天礦山推廣應用，并取得了較好的經濟效益和社會效益。

在發展了銨油炸藥混裝技術的同時，為了滿足礦山水孔爆破的需求，山西省長冶礦山機械廠與美國IRECO公司聯合研制了BCZH一15和BCRH一15兩種類型的炸藥混裝車并分別交付礦山現場使用。1990年在美國專家指導下，山西省長冶礦山機械廠對BCLH一15、BCZH一15和BCRH一15三種國產化裝藥車進行了出廠試驗，主要性能達到了美方技術要求，得到了美方的質量認可證書，并獲得了生產許可證；1990年10月，長冶礦山機械廠BCLH一15、BCZH一15和BCRH一15三種炸藥混裝車通過機電部技術鑒定、并在全國礦山的水孔爆破中廣泛采用[2]。現在，冶金、化工、建材等行業礦山已較普遍采用這一系列的炸藥現場混裝車，收到了較好的經濟效益和社會效益。

隨著露天現場混裝乳化炸藥技術的不斷發展和推廣應用，其技術先進性與本質安全性已經得到了業界人士的關注。近年來，國內乳膠基質的長距離輸送技術、地下現場混裝乳化炸藥技術等也相繼獲得發展和應用，這極大的推動了礦山采掘生產作業的技術進步，相關作業工序的生產效率和裝備水平獲得大幅度的提高。但是，我國工業炸藥現場混裝技術的發展速度和應用現狀遠不及國外一些發達國家。

2 工業炸藥混裝技術的先進性

工業炸藥現場混裝技術具有較強的適應性和優越性，它不僅能滿足礦山爆破的要求，同時經濟效益和社會效益可觀，生產使用方便，不用外購及儲存成品炸藥。工業炸藥現場混裝技術的優勢主要體現為以下幾點。

（1）安全、可靠

混裝車在運輸過程中，料倉內裝載的是生產炸藥的原料，并不運送成品炸藥，只有在現場裝填時才混制成炸藥，不僅解決了炸藥在運輸、儲存過程中的安全問題，而且在廠區內只存放一些非爆炸性原材料，無需儲存和運輸成品炸藥，大大減少倉儲費用和爆炸危險性。

（2）計量準確

混裝車上安裝有先進的微機計量控制系統，計量準確，誤差小于±2%。

（3）占地面積小、建筑物簡單

與地面式炸藥加工廠相比，混裝車只需建設原料庫房及相應的地面制備站，地面站占地面積小，而且建筑物簡單，節省投資。

（4）改善了工作環境

現場混裝工業炸藥的配方簡單，混裝過程沒有廢水排放，現場不殘留炸藥，減少了對工作環境的污染，保證了職工的身心健康。

（5）降低成本、改善爆破效果

與包裝產品裝填炮孔相比，現場混裝可以顯著提高炮孔裝藥密度，提高炸藥與炮孔壁的耦合系數，擴大爆破的孔網參數，減少鉆孔工作量。通過以前的工作中可以得知，由于裝藥密度和耦合系數的提高，可擴大孔網參數20%～30%，減少鉆孔量達25%～30%，鉆孔成本明顯降低，既可使爆破成本保持最低，又可以使爆破效果獲得優化。

（6）減輕勞動強度、提高裝藥效率

工業炸藥現場混裝技術，可實現機械化裝藥作業，混裝車每分鐘可混裝藥200～450 kg，也就是1～2 min可裝填一個炮孔。由于混裝車的機械化程度高，裝藥效率也高，這樣可以給工人們減輕工作量，裝藥的時間縮短了，生產效率也就提高了。實踐證明，現場混裝這一爆破新技術對提高爆破質量、降低爆破成本，提高礦山綜合經濟效益，實現礦山生產的安全、高效、低耗已發揮著十分重要的作用。

3 工業炸藥現場混裝技術的新進展

3.1 乳膠基質遠程配送與現場混裝技術

在過去近40年里，露天現場混裝炸藥技術，或稱大直徑（￠120 mm）乳化炸藥現場混裝技術獲得不斷發展，并廣泛應用于世界各地的大中型露天礦山及其他大型露天爆破工程。21世紀后，其他國家的露天現場混裝乳化炸藥技術已經有了很大的突破，逐步形成了第二代露天現場混裝乳化炸藥技術，特別是近年來提出和發展的“乳膠基質遠程配送與現場混裝”新技術，更加值得關注。所謂“乳膠基質遠程配送”，即象普通硝酸銨一樣實現乳膠基質的大規模生產，跨地區、跨國界遠程分級配送，然后在最終用戶的爆破現場由裝藥車裝入炮孔后才使其敏化成乳化型爆破劑，實現了工業炸藥的生產、運輸和爆破裝藥一條龍技術和服務體系[3]。乳膠基質遠程配送與現場混裝技術，具有“本質安全性”的乳膠基質及其制備技術；乳膠基質常溫和低溫快速敏化技術。目前，“乳膠基質遠程配送”技術的發展應用，已經顯示出光明前景。

3.2 移動式地面站的應用

移動式地面站是一條可移動的乳膠基質連續化自動化制備站，與乳化炸藥現場混裝車配套使用，最終實現工業炸藥的現場制備與爆破裝藥機械化。移動式地面站主要是由動力車、半成品制備車、原料運輸車、加油車、牽引車及安全生產與消防設施等組成。制備車設有水相制備輸送系統、油相輸送系統、發泡劑輸送系統、乳膠基質輸送系統[4]。移動式地面站就是將與乳化炸藥混裝車配套的固定式地面站的設備安裝在幾輛半掛車上，形成可移動的動力供應、原材料供應、半成品制備等各項功能。不需要固定的建筑物，可節省占地和投資，且建設周期短。移動式地面站移動方便，能適應流動性大、環境復雜的爆破作業，特別適用于大型基礎工程如公路、鐵路、水利工程等爆破作業強度相對集中、作業周期較短、作業流動性較大的各類土石方爆破工程，應用前景廣闊。目前，我國正值基礎設施建設的高峰期，為移動式地面站提供了廣闊的市場應用前景，特別是小型移動式炸藥混裝車的研制成功，更適用于地下和露天爆破裝藥作業，使現場混裝乳化炸藥技術獲得了更加廣泛的應用，移動式地面站開創了工業炸藥新型的生產模式。

3.3 井下乳化炸藥現場混裝技術

以往，在井下掘進及采礦爆破作業中，大多數是采用人工裝藥。人工作業不僅勞動強度大、效率低，而且作業安全性差。井下乳化炸藥現場混裝技術的發展和應用，顯著的把以上所說的問題解決了。井下乳化炸藥現場混裝技術就是將地面站混制好的乳膠基質，再將基質泵送到混裝車的料倉內，在井下爆破現場進行敏化和裝填。這種新型裝藥車具有很強的機動性和靈活性，可進行全方位裝藥，滿足不同斷面、不同高度硐室及井下爆破的裝藥要求，自動化程度高，效能高、安全可靠，實現了井下裝藥的機械化作業。井下乳化炸藥現場混裝技術適用于冶金、建材、有色、化工、水利等無爆炸性氣體井下礦山掘進、采礦或工程爆破作業中各方位的炮孔，特別適用于有水炮孔。

3.4 車載自動控制技術的應用

目前，計算機控制系統在工業炸藥現場混裝車上被廣泛應用，利用計算機控制的工業炸藥現場混裝車可自動將炸藥裝入炮孔。在炮孔裝藥前，炸藥車司機把各個孔要裝入的炸藥量輸入計算機，然后開始自動裝藥。可以預見，在不遠的將來，人們可以在辦公室將炮孔參數連同裝藥指令一起傳輸給炸藥車上的計算機，GPS定位系統將使得機載計算機能夠確定爆區各個炮孔的位置、裝藥量，并能自動調節炸藥配比，進行裝填作業。

4 結語

從世界范圍來看，現場混裝銨油炸藥技術、露天現場混裝乳化炸藥技術已經得到了認可并廣泛應用；第二代露天現場混裝乳化炸藥技術和“地下現場混裝乳化炸藥技術及其裝藥車”的發展和應用，“乳膠基質遠程配送”技術系統的試驗與發展，工業炸藥現場混裝技術已經顯示出光明前景。隨著我國采礦業的迅速發展，中深孔爆破技術在國內大型或特大型礦山廣泛使用，必將推動我國工業炸藥現場混裝技術的發展，工業炸藥現場混裝技術將逐步替代傳統人工裝藥方法，如此可見科技在發展進步。

參考文獻

[1]熊代余，顧毅成.巖石爆破理論與技術新進展[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[2]孫偉博，刑軍，邱景平，等.我國裝藥車的現狀與發展[J].金屬礦山，2005（9）：104-106.

[3]徐成光.乳化炸藥現場混裝技術的新進展[J].貴州水力發電，2005，19（5）：57-59.

[4]鄧聲普，鄒柏華.乳化炸藥移動地面站技術的發展與應用[J].工程爆破與器材，2008，18（3）：11-14.