馮有景 盧文川

(1.山西惠豐特種汽車有限公司；2.本鋼礦業(yè)公司炸藥廠)

BCRH-15DE型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車在南芬鐵礦的應(yīng)用

馮有景1盧文川2

(1.山西惠豐特種汽車有限公司；2.本鋼礦業(yè)公司炸藥廠)

介紹了BCRH-15E型現(xiàn)場混裝車結(jié)構(gòu)、散裝炸藥的裝填工藝等，敏化劑改在螺桿泵出口處添加，輸藥管末端用靜態(tài)混合器混拌均勻，從本質(zhì)上提高了混裝車的安全性。南芬鐵礦應(yīng)用結(jié)果表明：炸藥的敏化質(zhì)量明顯改善，提高了炸藥的做功能力,降低了炸藥單耗，孔網(wǎng)距等參數(shù)得到了優(yōu)化，爆破效果明顯提高。

乳化炸藥混裝車 靜態(tài)混合器 敏化劑 炸藥單耗 爆破效果

本鋼集團(tuán)南芬露天鐵礦2013年采剝總量9 590萬t，其中鐵礦石1 320萬t，是我國最大的現(xiàn)代化露天鐵礦之一。區(qū)內(nèi)巖石硬度8～18，臺(tái)階高度12 m，炮孔直徑250，310 mm。炸藥單耗：礦石0.35 kg/t，巖石0.3 kg/t，平均0.32 kg/t。本鋼礦業(yè)公司炸藥廠最早引進(jìn)美國艾瑞克公司現(xiàn)場混裝炸藥車，在使用現(xiàn)場混裝裝藥車方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。炸藥有散裝乳化和散裝多孔粒狀銨油炸藥2種，年生產(chǎn)能力4萬t。以往采用車上制乳型混裝炸藥車工藝，2013年新建了1條年生產(chǎn)能力2萬t的地面制乳型乳膠基質(zhì)地面站，同時(shí)購置了6臺(tái)BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車。通過詳細(xì)分析該型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車在南芬鐵礦的應(yīng)用成果，為類似礦山提供借鑒。

1 BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車

1.1 概 述

BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車是一種乳膠基質(zhì)+多孔粒狀硝酸銨型乳化炸藥混裝車，可現(xiàn)場混裝純?nèi)榛ㄋ幒图?0%多孔粒狀硝酸銨的重乳化炸藥[1-2]。乳膠基質(zhì)在地面站制備，裝于車上的乳膠基質(zhì)箱內(nèi)；多孔粒狀硝酸銨從地面站的高位料倉加入車上的料箱；敏化劑也在地面站制備，裝于車上的敏化劑箱。炸藥車駛至爆破現(xiàn)場，將乳膠基質(zhì)、多孔粒狀硝酸銨和敏化劑按比例混合均勻并泵送至炮孔內(nèi)，經(jīng)5～10 min發(fā)泡，成為炸藥。該型炸藥車裝載量15 t，計(jì)量誤差±2%，輸藥效率200～280 kg/min。

1.2 總體結(jié)構(gòu)

BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車

敏化劑也稱微量元素，BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車具有裝催化劑、裝敏化劑等2套系統(tǒng)。當(dāng)乳膠基質(zhì)在料箱內(nèi)存放時(shí)間較長、溫度較低時(shí)可通過加催化劑促進(jìn)炸藥敏化。清洗水箱設(shè)置2個(gè)，1個(gè)設(shè)于乳膠基質(zhì)箱內(nèi)，用于清洗輸藥管道；另1個(gè)設(shè)于乳膠基質(zhì)箱外，配1臺(tái)高壓水槍，用于洗車。

1.3 工作原理

BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車工作原理見圖2。乳膠基質(zhì)通過乳膠基質(zhì)計(jì)量泵輸送至混合器內(nèi)，多孔粒狀硝酸銨在輸料螺旋的作用下被輸送至混合器內(nèi)，加入敏化劑和催化劑，充分?jǐn)嚢韬?，藥漿由自重落入螺桿泵漏斗內(nèi)，在螺桿泵推力的作用下，藥漿經(jīng)輸藥軟管輸出至炮孔，經(jīng)5～10 min發(fā)泡即成為乳化炸藥。螺桿泵出口處安裝壓力、溫度傳感器和機(jī)械式泄爆片，當(dāng)缺料、超壓、超溫時(shí)可報(bào)警停機(jī)。裝藥完成后，關(guān)閉乳膠基質(zhì)閥門，打開清洗水箱閥門，清洗輸藥膠管。在冬季為防止輸送管路結(jié)冰，可打開氣源閥門，將輸送管路中的積水吹掃干凈。

圖2 工作原理

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 第一階段試驗(yàn)

2014年3月在試驗(yàn)場內(nèi)進(jìn)行了爆速、做功能力和密度測試。試驗(yàn)過程中敏化過快，藥漿從混合器落入螺桿泵漏斗內(nèi)乳膠基質(zhì)已敏化為炸藥。當(dāng)經(jīng)過螺桿泵和輸藥膠管時(shí)，炸藥中的氣泡被擠壓排出，密度反而增大，爆速下降，炸藥處于不合格狀態(tài)。隨后調(diào)整了炸藥配方，敏化速度減慢，輸入至炮孔5～10 min后方可敏化成為炸藥，但質(zhì)量不穩(wěn)定，爆速或高或低，無法滿足要求。螺桿泵和輸藥膠管內(nèi)均為成品炸藥，安全隱患較大。

經(jīng)分析，催化劑和敏化劑同時(shí)加入混合器內(nèi)進(jìn)行攪拌，使得催化劑和敏化劑有可能直接反應(yīng)，產(chǎn)生大氣泡，甚至在反應(yīng)時(shí)冒出黃煙。對此，首先將催化劑、乳膠基質(zhì)和多孔粒狀硝酸銨定量地加入混合器內(nèi)，攪拌均勻；然后在螺桿泵出口處將敏化劑定量地加入潤滑劑減阻裝置內(nèi)，在輸藥管出口處經(jīng)靜態(tài)混合器混合均勻后輸入炮孔，經(jīng)10～15 min發(fā)泡成為炸藥，改進(jìn)后的工作原理見圖3。

圖3 改進(jìn)后的工作原理

上述改進(jìn)使得螺桿泵和輸藥管內(nèi)均為炸藥原料，從本質(zhì)上提高了混裝車的安全性。爆破試驗(yàn)結(jié)果表明：炸藥密度1.20～1.23 kg/L，爆速4 500～5 500 m/s；發(fā)泡細(xì)膩、氣泡小而多、炸藥質(zhì)量穩(wěn)定；做功能力提高約15%，加10%的多孔粒狀硝酸銨的重乳化炸藥做功能力能提高約20%。經(jīng)計(jì)算，爆破漏斗的相關(guān)參數(shù)見表1。

表1 爆破漏斗相關(guān)參數(shù)

進(jìn)入冬季，南芬鐵礦的爆區(qū)最低溫度約-30 ℃，敏化劑被當(dāng)作潤滑劑，亞硝酸鈉的含量大幅度降低，極易結(jié)冰。解決方法：①用軟管將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水引出，與敏化劑的軟管一道用保溫材料包扎；②潤滑劑中加乙二醇。前者須有車庫，否則敏化劑仍將結(jié)冰；后者炸藥成本略有增加。冰點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 冰點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果

2.2 第二階段試驗(yàn)

2015年7—8月本鋼炸藥廠使用BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車為南芬露天礦爆區(qū)生產(chǎn)了1 500 t 乳化炸藥。爆破形成的爆堆形狀規(guī)整，塌落線明顯，爆堆上部無明顯大塊，乳化炸藥的穩(wěn)定性和炸藥威力明顯改善，降低了礦山爆破的炸藥單耗5%以上，提高了電鏟鏟裝效率，降低了爆破成本。

3 結(jié) 語

在對BCRH-15E型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車基本原理分析的基礎(chǔ)上，對該型炸藥車的工作原理及催化劑、敏化劑的添加工藝進(jìn)行了改進(jìn)，成效顯著。

[1] 馮有景.現(xiàn)場混裝炸藥車[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2014.

[2] 馮有景，吉學(xué)軍，段錦花，等.BCRH-15D型現(xiàn)場混裝乳化炸藥車在酒鋼鏡鐵山礦黑溝采場的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(7)：159-160.

2015-09-13)

馮有景(1948—)，男，高級(jí)工程師，047100 山西省長治市南環(huán)西街9號(hào)。