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(yīng)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(yōu)點，可滿足包括水孔在內(nèi)的各類爆破作業(yè)的需要[1]。在中深孔爆破作業(yè)中，合理裝藥結(jié)構(gòu)可改善爆破質(zhì)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(jié)構(gòu)，提高了裝藥高度、降低了炸藥單耗，消除了連續(xù)化裝藥結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yè)，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(xiàn)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(jié)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(tǒng)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(gòu)，可根據(jù)載質(zhì)量選擇不同規(guī)格的汽車底盤。裝藥系統(tǒng)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(tǒng)，兩套裝藥系統(tǒng)同時工作構(gòu)成重銨油炸藥裝藥系統(tǒng)，其裝藥原理如圖2。裝藥系統(tǒng)中各物料輸送系統(tǒng)均由液壓馬達驅(qū)動，液壓主油泵從汽車發(fā)動機取力驅(qū)動。

現(xiàn)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(nèi)。現(xiàn)場混裝乳化炸藥時，乳膠基質(zhì)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(nèi)成藥?，F(xiàn)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(nèi)與乳膠基質(zhì)混合成為重銨油炸藥，靠物料自身重力落入炮孔內(nèi)。裝藥車主要參數(shù)如表1所示。

1.2 技術(shù)特點

與已有工業(yè)炸藥現(xiàn)場裝藥車相比，BCJ多功能裝藥車具有以下特點：

(1)現(xiàn)場混裝重銨油炸藥使用常溫乳膠基質(zhì)。國內(nèi)外已有重銨油炸藥裝藥車基本上都使用高溫乳膠基質(zhì)，乳膠基質(zhì)在地面站集中生產(chǎn)或由車載乳化器在爆破現(xiàn)場乳化而成。在爆破現(xiàn)場將多孔粒狀硝酸銨、柴油、乳膠基質(zhì)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(nèi)。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(yè)使用耐溫起爆器材。BCJ多功能裝藥車使用常溫乳膠基質(zhì)，其運輸使用安全，物料箱體不用保溫，爆破作業(yè)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(jié)構(gòu)特殊的螺旋輸送機，在保證螺旋轉(zhuǎn)速基本不變的情況下，其輸送效率可提高2倍，當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)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(shù)和靜態(tài)敏化技術(shù)，實現(xiàn)了乳膠基質(zhì)在小直徑(?25mm)輸藥軟管內(nèi)長距離(≥100m)輸送，并在輸藥管端部混合敏化，在炮孔內(nèi)經(jīng)過10～15 min后才敏化成為炸藥，裝藥過程本質(zhì)安全性高。

(4)更換炸藥品種方便。BCJ多功能裝藥車可現(xiàn)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(tǒng)上選擇相應(yīng)的炸藥品種即可。

(5)現(xiàn)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(diào)，調(diào)整ANFO和乳化組成比例可實現(xiàn)爆破效益最大化，通過調(diào)整液壓控制系統(tǒng)各物料輸送馬達速度，即可調(diào)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(tǒng)與安全

BCJ多功能裝藥車的自動化程度高，操作簡單，技術(shù)人員操作安裝，在駕駛室內(nèi)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(shè)定藥量后自動停車。自控系統(tǒng)將對單孔藥量和累計藥量準(zhǔn)確記錄，以便查詢和統(tǒng)計。

民爆行業(yè)涉及人民群眾財產(chǎn)和生命，安全至關(guān)重要。BCJ多功能裝藥車裝載常溫乳膠基質(zhì)和原料，均是炸藥半成品，本質(zhì)安全性高。與此同時，裝藥車自控系統(tǒng)對乳膠泵出口壓力、柴油流量和液壓油溫等關(guān)鍵工藝參數(shù)實施在線監(jiān)測，一旦出現(xiàn)斷流、超壓、超溫等情況，自動控制將發(fā)出聲光報警，并延時自動停車，待警報解除后方可繼續(xù)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(zhì)

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

2 工業(yè)應(yīng)用

2009年8月，BCJ多功能裝藥車生產(chǎn)調(diào)試現(xiàn)場如圖3所示，現(xiàn)場混裝炸藥袋裝產(chǎn)品如圖4所示，現(xiàn)場抽樣檢測產(chǎn)品性能符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

在合肥鋼鐵集團某露天礦山進行生產(chǎn)調(diào)試和爆破應(yīng)用，露天礦開采爆破設(shè)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(dǎo)爆索正向起爆。每次爆破6～10個炮孔，裝藥參數(shù)如表2所示。

圖3 裝藥車調(diào)試現(xiàn)場

圖4 現(xiàn)場混裝炸藥產(chǎn)品

表2 爆破裝藥參數(shù)

使用半支?75 mm乳化炸藥作起爆藥包。爆破產(chǎn)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(yè)應(yīng)用表明，BCJ多功能裝藥車裝藥效率高，勞動強度低，現(xiàn)場僅需2人即可完成裝藥作業(yè)，裝藥時間縮短70%以上?，F(xiàn)場混裝炸藥性能優(yōu)良，不存在因炸藥儲存導(dǎo)致產(chǎn)品性能衰減或拒爆，經(jīng)濟、社會效益顯著，應(yīng)用前景廣闊。

3 結(jié)語

BCJ多功能裝藥車立足于工程爆破應(yīng)用實際，解決了在同一爆破現(xiàn)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(shù)空白。該裝藥車的應(yīng)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(xiàn)場混裝車的研制與應(yīng)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(xiàn)狀與探討[J].工程爆破,2009,15(1):16-19.

[3] 張應(yīng)立.工程爆破實用技術(shù)[M].冶金工業(yè)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(yīng)用[J].露天采礦技術(shù), 2006 (1):38-39.

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