劉勛文，鄧紅峰，劉曉虎，高潮，何文 (新疆天河化工有限公司，新疆 庫車 842000)

1 液混式膨化硝銨炸藥工藝設備的主要技術特點

（1）自動化、連續(xù)化進料、結晶、出料，單套結晶機產(chǎn)能可達3.0 t/h，同時充分保證了制藥工房定量小于1.5 t，裝藥包裝工房定量小于1 t，配合自動化全線控制，懸掛輸送、自動包裝和機器人裝車，生產(chǎn)線已達到民爆行業(yè)技術指導意見三期目標的相關要求。

（2）自主創(chuàng)新研發(fā)設計制作的50～120 m3液態(tài)硝酸銨儲存罐具備自動溫控、內循環(huán)混合系統(tǒng)、液位監(jiān)控、溫度監(jiān)控聯(lián)鎖和消防雨淋安全聯(lián)鎖安全系統(tǒng)，在公司生產(chǎn)線已經(jīng)成功應用10年，進一步減少作業(yè)人員。

（3）氧化劑硝酸銨、可燃劑油相與膨化劑通過液液相混合，所得炸藥的爆炸性能及抗水性能明顯提高。

（4） 采用真空干燥結晶工藝，配合出料螺旋主動式出料，采用上下料倉串接，實現(xiàn)連續(xù)進料、小批量間斷出料，延長了單位體積物料的干燥時間，確保了炸藥中的水分含量低，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，出料過程順暢可靠，后續(xù)物料定量穩(wěn)定。

2 液混式膨化硝銨炸藥工藝設備的炸藥制備

2.1 配料

2.1.1 水相配料及其工藝參數(shù)

水相配料原料包括硝酸銨溶液、固態(tài)硝酸銨、擴散劑。生產(chǎn)線采用外購液態(tài)硝酸銨，直接儲存在液態(tài)硝酸銨儲存罐中，根據(jù)生產(chǎn)需要隨時放到水相罐中備用；固態(tài)硝酸銨備用，用于調整水相密度；水相暫存罐硝酸銨溶液密度符合要求后，加入擴散劑，水相配制完畢；

硝酸銨溶液儲罐溶液溫度：115～130 ℃；濃度：92%～94%；

硝酸銨溶液暫存罐濃度：92%～94%；

硝酸銨溶液暫存罐溫度：120～130 ℃；密度：1.415～1.425 g/cm3；

2.1.2 油相配料及其工藝參數(shù)

油相配料包括一體化油相、專用脂和膨化劑。油相根據(jù)配方要求購買原材料進行自行配制或采購一體化油相，溶解備用。

油相熔化罐溫度：85～105 ℃；密度：0.83～0.86 g/cm3；重量：≤900 kg

油相暫存罐溫度：75～95 ℃；重量：≤450 kg

2.2 制藥

2.2.1 水相、油相混合、泵送

混合器由驅動電機、罐體、攪拌裝置和保溫裝置四個部分組成，采用敞開、立式結構設計，水、油相按一定比例從混合器進口連續(xù)進入混合器后，通過攪拌漿的機械攪拌、剪切和混合作用，對水相、油相進行均勻混合，制得一種乳濁液，經(jīng)出料口自流至螺桿泵接料漏斗，再通過螺桿泵送至結晶機結晶[1]。

2.2.2 結晶

膨化結晶機由罐體、結晶盤、主軸驅動系統(tǒng)、出料螺旋系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及下料倉裝置六部分組成。采用立式結構設計。水油相混合物料經(jīng)螺桿泵輸送至罐體，經(jīng)出料口產(chǎn)生細流均勻噴灑于膨化結晶機結晶盤上，在一定的真空條件下瞬間膨化結晶形成均勻、細小、松散的膨化硝銨炸藥制品[2]。瞬間膨化結晶的膨化炸藥制品隨結晶盤旋轉一周充分排水結晶，再經(jīng)出料螺旋輸送并落入下料倉，通過上下料倉交替在自重的作用下完成出料，從而實現(xiàn)連續(xù)結晶及出料。

2.2.3 工藝參數(shù)

水相泵輸出壓力：≤0.6 MPa；油相泵輸出壓力：≤0.25 MPa；

混合器軸位移：≤500 μm；溫度：≤133 ℃；

螺 桿 泵 壓 力：≤0.4 MPa；溫 度：≤133℃；空 載：≤0.05 MPa；

膨化結晶機膨化溫度：≤95 ℃；冷凝器溫度：≤100 ℃；膨化結晶機正常結晶真空度不得低于-0.090 MPa，瞬間不得低于-0.088 MPa；各上料倉進料交替時間不得超過1 min；

木粉定量輸送螺旋木粉溫度：≤80 ℃；水分：≤2%；應確保單罐進料水相流量:≥1 022 kg/h，≤3 067 kg/h。

干燥輸送螺旋蒸汽壓力：0.15～0.40 MPa；

無木粉膨化半成品藥水分：0.10%～0.12%；

有木粉膨化半成品藥密度：0.45～0.65 g/cm3；水分：≤0.18%；密度：0.4～0.6 g/cm3；

懸掛輸送系統(tǒng)每斗接料：≤500 kg

2.2.4 裝藥包裝、成品裝車

經(jīng)過篩藥、降溫冷卻，進入到自動裝藥生產(chǎn)線，即送袋機、裝袋機、縫袋機；裝藥完成后，經(jīng)皮帶輸送機組到成品暫存庫，由機器人裝車。

裝藥溫度：≤55℃；

大包裝藥機壓力：0.45～0.6 MPa；

大包藥水分：≤0.22%；密度：0.5～0.7 g/cm3

3 炸藥制備的監(jiān)控

采用自動控制及全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對膨混生產(chǎn)全過程實現(xiàn)遠程操作控制、在線修改功能，可根據(jù)需要隨時調節(jié)產(chǎn)能，具有查詢、存儲、統(tǒng)計、打印、操作授權等功能，對生產(chǎn)過程中的流量、溫度、真空度、電機電流、泵送壓力等參數(shù)進行在線實時顯示、監(jiān)控，并設置了可靠的溫度、壓力、電機保護、消防等安全聯(lián)鎖設施。生產(chǎn)現(xiàn)場自動控制系統(tǒng)配合全線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，確保了生產(chǎn)現(xiàn)場更加安全。

4 炸藥成品的爆破效果觀察

4.1 和乳化炸藥性能比較

液混式膨化硝銨炸藥工藝設備生產(chǎn)的炸藥其爆力強，爆速、猛度弱，密度小，相關檢驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 液混式膨化硝銨炸藥和乳化炸藥性能比較

4.2 爆破實地觀察

（1）無水孔膨化硝銨占優(yōu)勢：單耗低、裝藥快、安全。

到使用本炸藥的A廠進行實地走訪，該廠孔網(wǎng)參數(shù)：臺階高度L14 m，孔徑φ140 mm，孔深H16～16.5 m(含超深h2～2.5 m)，裝藥長度Lb12～12.5 m，填塞長度L14 m，炮孔孔排距a*b為6*5 m，三角形布孔，布三排孔；每孔裝4箱乳化炸藥和3袋膨化大藥，炸藥單耗經(jīng)計算為0.18 kg/t。

和現(xiàn)場爆破負責人交流得知他們喜歡用膨化硝銨炸藥，認為其比乳化炸藥好裝藥，爆破效果亦不比乳化炸藥差，目前不全部用膨化炸藥主要原因有二：一是春夏季炮孔有水[3]；二是目前購買炸藥審批流程至少得提前一天定好購買炸藥規(guī)格和數(shù)量，如果全部購買膨化炸藥后，第二天下雨，炮孔集水則不能使用膨化炸藥。張工表示如果能做到當天購買炸藥后早上就能送到爆破工地，無雨天他肯定選擇全部使用膨化硝銨炸藥。

(2)有水孔乳化炸藥占優(yōu)勢；堅硬巖石膨化硝銨炸藥無優(yōu)勢，會出現(xiàn)沖孔和“壓死”現(xiàn)象

走訪位于江西的一家地下開采鎢礦的公司，該公司原來使用乳化炸藥進行洞采，第一次使用本產(chǎn)品膨化炸藥，有十幾個工作面，有地下采場和巷道掘進采面，孔徑約40 mm，孔深約2 m，孔距約20 cm，梅花布孔，孔向斜上，反向起爆。該礦反映所有工作面使用膨化不夠力，爆破后殘留根底，如果以距孔底第2根藥為起爆藥，第1根藥范圍內巖石炸不開；如果以第3根藥為起爆藥，前2根藥范圍巖石炸不開；我們親自下到地下約100 m一個工作面，礦區(qū)所說情況屬實，我們也發(fā)現(xiàn)地下巖石很堅硬，打炮眼鉆工也說這是最硬巖石了，根據(jù)以上情況，我們認為巖石太硬，導致孔底膨化炸藥爆炸時可能出現(xiàn)兩種情況：一是膨化炸藥燥速不高，在堅硬巖石引起縫隙過少，爆炸能外泄導致巖石炸不開；二是可能孔底膨化炸藥因孔底巖石過硬藥卷受壓導致“壓死”現(xiàn)象，炸藥性能未充分釋放（這種可能性相對小），經(jīng)過討論，我們建議用戶將乳化小藥和膨化小藥搭配混用，孔底起爆藥用乳化小藥，其它用膨化小藥，膨化小藥優(yōu)勢在于密度小，作功能力強，一個炮孔可省約20%藥量（其它礦區(qū)經(jīng)驗）。

4.3 結果總結

（1）膨化硝銨炸藥較乳化炸藥密度低，爆力強，裝同樣炮孔單耗更小，在爆破中低等硬度巖石爆破效果更好，如新豐石灰?guī)r石場；

（2）膨化硝銨炸藥較乳化炸藥好裝藥入孔，快速安全。實際爆破作業(yè)中炮工用繩索掛乳化炸藥入孔，炮孔深時容易出現(xiàn)藥卷卡孔或者脫落堵孔，處理堵塞炮孔耗時，特別有些定時爆破作業(yè)不得不延時爆破，耽誤工期；

（3）由韶化公司本系統(tǒng)生產(chǎn)的液混式膨化硝銨炸藥較其它硝銨類粉狀炸藥爆速更高，抗水性更好，潮濕炮孔爆破有優(yōu)勢；

（4）爆破理論和試驗表明：工業(yè)炸藥的威力取決于其沖量大小，而不在于其脈沖壓力大小，前者取決于炸藥爆破能量大小和作用時間長短，后者取決于爆速，工業(yè)炸藥有用機械功的能量取決于炸藥的爆熱和比容，膨化硝銨炸藥比乳化炸藥做功能力更強，爆速適中。

（5）為提高炸藥使用效果，和用戶一起努力盡快縮短膨化硝銨炸藥到爆破工地時間，爭取用膨化硝銨炸藥裝填無水孔爆破；用戶有時反饋膨化硝銨炸藥大包藥出現(xiàn)結塊、硬化現(xiàn)象，需向用戶說明這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因有二：

庫存一星期大包藥結塊、硬化：生產(chǎn)質量控制出問題，用戶可提出退貨。

熱天庫存一、二個月結塊、硬化：存在假結塊現(xiàn)象，由于膨化硝銨炸藥微粉塵多，庫房環(huán)境溫度高，大包藥受壓后微粉塵起到粘結作用，造成結塊現(xiàn)象，尤其堆垛底部大包藥結塊明顯，以致于認為大包藥硬化。建議用戶采取兩種處理方式：膨化硝銨炸藥熱天少庫存；假結塊炸藥用力晃動后結塊藥自然散開，不影響裝藥和炸藥性能，切忌直接倒藥入孔導致堵孔。

5 結語

綜上，液混式膨化硝銨炸藥較其它硝銨類粉狀炸藥爆速更高，抗水性更好，對潮濕炮孔爆破有優(yōu)勢；推廣膨化硝銨炸藥到巖石硬度較高爆破作業(yè)場所，如鎢礦、花崗巖礦，需對現(xiàn)場爆破情況作充分了解，建議用戶混搭乳化炸藥使用，可以在保證同樣爆破效果下，降低用戶成本，操作方便，值得推廣。