銅坑礦現場混裝乳化炸藥車可行性研究

張開盛

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦， 廣西 金城江市 547205)

銅坑礦現場混裝乳化炸藥車可行性研究

張開盛

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦， 廣西 金城江市 547205)

針對銅坑礦井下人工裝藥存在的問題，提出引進混裝炸藥車的建議，并對現場混裝乳化炸藥車進行了可行性分析，包括技術可行性、安全可靠性和經濟合理性3個方面。可行性分析表明，混裝乳化炸藥車不僅可以減少炸藥返粉率，節約炸藥作業成本66.14萬元，同時降低人工勞動強度，改善井下裝藥作業環境，具有重要的實際意義。

井下爆破；混裝乳化炸藥車；返粉率

民爆行業“十二五”發展規劃要求進一步優化產業結構，工業炸藥向安全高效、系列化方向發展，著力發展乳化炸藥和多孔粒狀銨油炸藥，大力發展現場混裝和散裝型產品，所占比例達到50%以上。我國原有工業炸藥的生產和裝藥方式及設備已不能全面滿足民爆的發展要求，急需研發具有本質安全、適用于井下等復雜環境的現場混裝設備及工藝技術。

1 銅坑礦裝藥現狀

目前銅坑礦井下中深孔爆破采用BQ-100裝藥器進行人工壓氣裝藥以及人工裝藥，一個施工組為7人，另加技術員1人，安全員1人。目前，根據爆破作業量，銅坑礦采場爆破配置了兩個施工組，共計18人，由于采場爆破作業存在爆破次數多、爆破施工質量得不到保障、作業時間長、作業人員多、作業效率低等因素，造成井下勞動強度大、生產效率低等問題。銅坑礦井下中深孔爆破年消耗炸藥量約為600 t，采用BQ-100裝藥器人工壓氣裝藥，返粉率高達15%～35%，增加井下爆破作業成本，且返粉產生的粉塵污染井下的作業環境、危害作業人員的身體健康。現井下使用散(筒)裝炸藥為爆炸物品，運輸、管理成本費用比較高，且存在安全性能差、安全系數高、以及現場使用安全管理等問題。

為提高爆破作業效率、節約爆破成本、降低勞動強度、改善井下作業環境、提高爆破施工安全作業條件，銅坑礦引進裝藥車技術進行裝藥勢在必行。

2 使用現場混裝乳化炸藥車可行性分析

2.1 技術可行性分析

現場混裝技術，即為現場混裝炸藥車裝載炸藥原材料或乳膠基質，駛入爆破作業現場后用車載系統連續制備，并完成炮孔裝填，現場混裝乳化炸藥如圖1所示。現場混裝炸藥技術能實現工程爆破機械化、安全以及高效率作業，最大限度地提高炸藥制備、運輸和使用的安全性。

圖1 炮孔裝填及孔底起爆藥

2.2 安全可靠性分析

現場混裝乳化炸藥使用的原材料主要有散裝乳膠基質和敏化劑。乳膠基質為柴油、機油、乳化劑和硝酸銨與飽和水溶液經過強烈剪切攪拌形成的油包水型不穩定乳化產物，外觀為淡黃色或米黃色半透明膏體，屬于非牛頓流體，表觀/動力粘度25℃時為20～30萬厘泊，因乳膠基質中含有少量游離硝酸銨溶液，其pH在4～5；乳膠基質本身不具有雷管感度，在膠體罐車內可正常運輸500 km以上、穩定儲存30 d以上，炸藥裝藥炮孔中后可穩定儲存10 d以上。敏化劑由敏化A劑和敏化促進B劑組成，二者在炸藥中的用量約為1%～2%，可滿足0～50℃范圍內快速敏化要求，敏化后炸藥在15 min內達到工藝要求范圍。敏化A劑pH約為8，B劑pH約為2～3稍具腐蝕性，均為無毒水劑溶液，采用HDPE材質的塑料桶包裝，可穩定儲存1 a以上

表1 裝藥車炸藥爆炸性能參數

井下現場混裝乳化炸藥車所使用由乳膠基質與敏化劑現場自動混合，在常溫孔內并經過一定敏化時間后才形成具有雷管感度的乳化炸藥,其爆炸性能參數見表1。生產和運輸無雷管感度的乳膠基質，在爆破作業現場未裝進炮孔前是非爆炸物品，經出管口混合器與敏化劑均勻混合后，在裝入炮孔后才敏化成乳化炸藥，提高了在生產和使用過程中的本質安全，很好的解決了儲存、運輸和人工裝填等管理和爆破作業過程的安全問題。

2.3 經濟合理性分析

井下現場混裝乳化炸藥車機械化裝藥，使用乳膠基質與敏化劑混合形成的乳化炸藥在裝填時基本沒有返粉，減少了炸藥浪費，也杜絕了炸藥形成粉塵對人體的危害；同時采用機械化作業，降低勞動強度，減少作業人員，減少人工成本。現場混裝炸藥與傳統人工裝藥的對比見表2。

表2 兩種裝藥方式對比

由表2可知：

(1) 銅坑礦采用人工壓氣裝藥，炸藥消耗量為600 t/a，返粉率約為20%，炸藥返粉共120 t，按8678元/t計算，共計104.13萬元；

(2) 經市場調查，膨化硝銨炸藥價格為8678元/t(含混合柴油)，乳膠基質混合敏化劑價格為7300元/t，采用混裝炸藥車時銅坑礦年消耗炸藥量為480 t，每年可節約炸藥成本66.14萬元。

另外裝藥車機械裝藥還具有以下優勢：

(1) 可完全實現連續耦合裝藥，確保炮孔裝藥質量，炸藥做功能量可充分釋放，提高爆破效果；

(2) 有助于優化爆破孔網參數，降低炮孔鑿巖成本，降低礦體回采成本；

(3) 混裝炸藥實現現用現制，生產工藝簡單，減少了包裝環節，與包裝炸藥相比，節約人工、能耗及材料；

(4) 全過程實現機械化裝藥，可提高裝藥效率；

(5) 提高爆破綜合效率，降低采場大塊率，節約二次爆破或二次破碎成本，有效提高鏟裝效率；

(6) 炸藥的裝藥密度及性能可根據巖石性質在小范圍內調整，具有廣泛的適用性。

綜上所述，采用裝藥車機械裝藥不僅可以節約爆破作業成本，還可以優化爆破孔網參數，提高爆破作業效率，在經濟上具有明顯的優勢。

3 結 論

采用裝藥車及配套工藝應用于銅坑礦井下大中孔爆破裝藥，可以有效控制裝藥密度、確保爆破質量，避免返粉等，每年可節約炸藥成本66.14萬元。采用裝藥車機械裝藥不僅技術可行、安全可靠、經濟合理，更有助于改善裝藥環境、減輕裝藥工人勞動強度，推進采礦作業實現機械化和自動化、礦山裝備無軌化，并朝大型化發展，具有重要的實際意義。

[1]鄧聲普.地下礦用現場混裝乳化炸藥及其裝藥車的研究[J].采礦技術,2016,16(02):87-89.

[2]王春華,朱德春,劉亞東,等.BCTR-1型混裝乳化炸藥車機械手運動學分析與研究[J].采礦技術,2015,35(04):75-78.

[3]鄭 磊,于 杰,郭 鵬,等.中小直徑現場混裝乳化炸藥車在北洺河鐵礦的應用研究[J].礦業研究與開發,2016,36(04):60-63.

[4]周 平.基于CANOPEN通信的現場混裝乳化炸藥車的電控設計[J].礦業研究與開發,2014,34(05):74-76.

[5]馬運亮,焦華喆,吳俊俊,等.AEL乳化炸藥在謙比希銅礦的應用試驗及其優勢[J].采礦技術,2014,14(06):103-105.(收稿日期：2016-07-22)

張開盛(1987-)，男，江西萍鄉人，采礦工程師，從事采礦設計工作，Email：13978091080@139.com。