BCRH-15DE型现场混装乳化炸药车在南芬铁矿的应用

2015-01-20冯有景卢文川

现代矿业 2015年12期

关键词：螺杆泵混合器乳胶

冯有景卢文川

(1.山西惠丰特种汽车有限公司；2.本钢矿业公司炸药厂)

BCRH-15DE型现场混装乳化炸药车在南芬铁矿的应用

冯有景1卢文川2

(1.山西惠丰特种汽车有限公司；2.本钢矿业公司炸药厂)

介绍了BCRH-15E型现场混装车结构、散装炸药的装填工艺等，敏化剂改在螺杆泵出口处添加，输药管末端用静态混合器混拌均匀，从本质上提高了混装车的安全性。南芬铁矿应用结果表明：炸药的敏化质量明显改善，提高了炸药的做功能力,降低了炸药单耗，孔网距等参数得到了优化，爆破效果明显提高。

乳化炸药混装车静态混合器敏化剂炸药单耗爆破效果

本钢集团南芬露天铁矿2013年采剥总量9 590万t，其中铁矿石1 320万t，是我国最大的现代化露天铁矿之一。区内岩石硬度8～18，台阶高度12 m，炮孔直径250，310 mm。炸药单耗：矿石0.35 kg/t，岩石0.3 kg/t，平均0.32 kg/t。本钢矿业公司炸药厂最早引进美国艾瑞克公司现场混装炸药车，在使用现场混装装药车方面积累了丰富的经验。炸药有散装乳化和散装多孔粒状铵油炸药2种，年生产能力4万t。以往采用车上制乳型混装炸药车工艺，2013年新建了1条年生产能力2万t的地面制乳型乳胶基质地面站，同时购置了6台BCRH-15E型现场混装乳化炸药车。通过详细分析该型现场混装乳化炸药车在南芬铁矿的应用成果，为类似矿山提供借鉴。

1 BCRH-15E型现场混装乳化炸药车

1.1 概述

BCRH-15E型现场混装乳化炸药车是一种乳胶基质+多孔粒状硝酸铵型乳化炸药混装车，可现场混装纯乳化炸药和加20%多孔粒状硝酸铵的重乳化炸药[1-2]。乳胶基质在地面站制备，装于车上的乳胶基质箱内；多孔粒状硝酸铵从地面站的高位料仓加入车上的料箱；敏化剂也在地面站制备，装于车上的敏化剂箱。炸药车驶至爆破现场，将乳胶基质、多孔粒状硝酸铵和敏化剂按比例混合均匀并泵送至炮孔内，经5～10 min发泡，成为炸药。该型炸药车装载量15 t，计量误差±2%，输药效率200～280 kg/min。

1.2 总体结构

BCRH-15E型现场混装乳化炸药车结构见图1。

图1 BCRH-15E型现场混装乳化炸药车

敏化剂也称微量元素，BCRH-15E型现场混装乳化炸药车具有装催化剂、装敏化剂等2套系统。当乳胶基质在料箱内存放时间较长、温度较低时可通过加催化剂促进炸药敏化。清洗水箱设置2个，1个设于乳胶基质箱内，用于清洗输药管道；另1个设于乳胶基质箱外，配1台高压水枪，用于洗车。

1.3 工作原理

BCRH-15E型现场混装乳化炸药车工作原理见图2。乳胶基质通过乳胶基质计量泵输送至混合器内，多孔粒状硝酸铵在输料螺旋的作用下被输送至混合器内，加入敏化剂和催化剂，充分搅拌后，药浆由自重落入螺杆泵漏斗内，在螺杆泵推力的作用下，药浆经输药软管输出至炮孔，经5～10 min发泡即成为乳化炸药。螺杆泵出口处安装压力、温度传感器和机械式泄爆片，当缺料、超压、超温时可报警停机。装药完成后，关闭乳胶基质阀门，打开清洗水箱阀门，清洗输药胶管。在冬季为防止输送管路结冰，可打开气源阀门，将输送管路中的积水吹扫干净。

图2 工作原理

2 试验结果

2.1 第一阶段试验

2014年3月在试验场内进行了爆速、做功能力和密度测试。试验过程中敏化过快，药浆从混合器落入螺杆泵漏斗内乳胶基质已敏化为炸药。当经过螺杆泵和输药胶管时，炸药中的气泡被挤压排出，密度反而增大，爆速下降，炸药处于不合格状态。随后调整了炸药配方，敏化速度减慢，输入至炮孔5～10 min后方可敏化成为炸药，但质量不稳定，爆速或高或低，无法满足要求。螺杆泵和输药胶管内均为成品炸药，安全隐患较大。

经分析，催化剂和敏化剂同时加入混合器内进行搅拌，使得催化剂和敏化剂有可能直接反应，产生大气泡，甚至在反应时冒出黄烟。对此，首先将催化剂、乳胶基质和多孔粒状硝酸铵定量地加入混合器内，搅拌均匀；然后在螺杆泵出口处将敏化剂定量地加入润滑剂减阻装置内，在输药管出口处经静态混合器混合均匀后输入炮孔，经10～15 min发泡成为炸药，改进后的工作原理见图3。

图3 改进后的工作原理

上述改进使得螺杆泵和输药管内均为炸药原料，从本质上提高了混装车的安全性。爆破试验结果表明：炸药密度1.20～1.23 kg/L，爆速4 500～5 500 m/s；发泡细腻、气泡小而多、炸药质量稳定；做功能力提高约15%，加10%的多孔粒状硝酸铵的重乳化炸药做功能力能提高约20%。经计算，爆破漏斗的相关参数见表1。