现场混装乳化炸药对矿山安全生产的推动作用探讨

刘金照 刘继良

摘 要：南泥湖露天钼矿是国内新兴的大型露天钼矿山之一，自2011年起开始在露天矿山深孔爆破中推广应用现场混装乳化炸药，实现从人工装药到机械化装药，提高了爆破作业效率，基本实现爆破装药本质安全化，应用实践证明，现场混装乳化炸药对矿山的安全生产具有很好的推动作用。

关键词：现场混装；乳化炸药；露天深孔爆破；延米爆破量

中图分类号：TD421.64 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）07-0073-03

To Investigate the Effect of Promoting the Site Mixed Emulsion

Explosive in Mine Safety Production

LIU Jinzhao LIU Jiliang

（Luanchuan Longyu Molybdenum Co.， Ltd.，Luanchuan Henan 471500）

Abstract： The Nannihu molybdenum strip is one of the emerging domestic large open-pit molybdenum mine， since 2011 began to promote the application of site mixed emulsion explosive in the open-pit mine deep hole blasting， the charge from the staff to mechanical loading， improve the blasting efficiency， the basic realization of blasting explosive safety， through the application of practice the production safety of the mine site mixed emulsion explosive has a very good role in promoting.

Keywords： site mixing；emulsion explosive；surface blasting；blasting volume meter

1 概况

南泥湖钼矿是国内大型露天钼矿山之一，位于河南省栾川县冷水镇境内，距县城30km。矿区位于东秦岭熊耳山与伏牛山之间的黄河与长江两大水系的分水岭处南侧，海拔标高1 341.6～1 475.9m。矿山设计为凹陷露天开采，台阶式中深孔爆破开挖，每年爆破使用炸药量约2 000t。

前期南泥湖矿山爆破使用的炸药是炸药厂生产的炸药，再用专用运输车拉到爆破作业现场，爆破作业方式是人工装药，这种爆破作业方式有如下缺点。

①炸药长距离运输，易发生安全事故。例如，2011年11月1日，两辆运载共计72t炸药的汽车在贵州省福泉市马场坪办事处一汽车检测站内发生爆炸。事故共造成9人死亡、200余人不同程度受伤、5 200多户房屋受到不同程度损坏[1]。福泉市马场坪爆破事故如图1所示。

②人工装药效率低，工人劳动强度大。手工装药爆破作业时人工背运炸药如图2所示。

③有水炮孔装药困难，且易发生拒爆现象，给矿山的安全生产带来极大隐患。南泥湖矿山前期有水炮孔拒爆后残留的炸药如图3所示。

因此，矿山爆破中急需一种能够实现机械化装药、克服水孔装药困难、达到爆破本质安全的爆破装药作业方式代替目前的手工装药作业方式。经过前期大量调研，在矿山爆破中应用现场混装乳化炸药，能够实现机械化装药，降低工人劳动强度，提高装药效率，解决水孔装药难题，降低炸药运输和使用过程中的安全风险，同时还能降低矿山综合生产成本。

2 国内外现场混装乳化炸药应用现状

2.1 国外现场混装乳化炸药应用现状

推广应用现场混装炸药是国内外民用爆破的发展趋势。1963年，美国埃列克公司研制成功了浆状炸药混装车。20世纪70年代，美国、加拿大和瑞典等国家又研制了乳化炸药现场混装车。2010年，国外现场混装炸药的比例达到80%以上，美国、加拿大和瑞典等国家现场混装炸药的比例均超过90%。

2.2 我国现场混装乳化炸药应用现状

我国从20世纪80年代起在引进现场混装乳化炸药的基础不断创新，目前开发出多型乳化炸药现场混装车，如BCJ系列、BCZH系列。虽然我国现场混装炸药的发展较快，但由于我国起步较晚，混装炸药应用并不广泛，如2010年，现场混装炸药的消耗只占全国总消耗的15%左右。由此可推断，现场混装炸药的推广应用前景非常广阔。

工业和信息化部在2010年11月印发《民用爆炸物品行业“十二五”发展规划》明确指出：“鼓励发展以现场混装炸药、胶状乳化炸药、导爆管雷管、高可靠性导爆索为代表的安全、高效的产品品种，降低粉状类药的比例。鼓励地面生产线向现场混装车转移，提高生产线本质安全水平。”

工信部在安[2010]227号文件《关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》中指出：“工业炸药生产方式由固定生产线向现场混装作业方式发展。”

因此，现场混装乳化炸药以其技术先进性和本质安全性受到业内的广泛认可，现场混装乳化炸药将成为国内大型露天矿爆破使用炸药的主导产品。

3 现场混装乳化炸药在南泥湖矿山的推广应用

3.1 现场混装乳化炸药的生产特点

现场混装乳化炸药的生产工艺是：先在地面站将硝酸盐为主的氧化剂水相溶液与油相混合形成油包水型的乳化炸药基质，再将乳化炸药基质用泵打入现场混装乳化炸药车内运到爆破作业现场，乳化炸药基质在输入炮孔前加入发泡剂，乳化炸药基质在炮孔内完成敏化发泡，形成乳化炸药。现场混装乳化炸药在输入炮孔前不具有雷管感度，输入炮孔敏化完全后也不能被单发雷管起爆，必须配合使用起爆具加大起爆能量才能将其完全引爆。因此，在装入炮孔前，现场混装乳化炸药均不能被雷管引爆，安全性好。图4为现场混装乳化炸藥生产工艺，图5为现场混装乳化炸药车装药示意图。

3.2 现场混装乳化炸药在南泥湖矿山应用爆破参数研究

3.2.1 孔径d。南泥湖钼矿区使用的钻机是CS-165E型一体化露天履带潜孔钻机，孔径为165mm。该钻机行走可以使用电力驱动或柴油机驱动，工作时使用电力驱动。钻机为湿式作业，环保无粉尘。钻孔形式主要为垂直孔。

3.2.2 底盘抵抗线W。底盘抵抗线W是指第一排炮孔轴线至坡底线的水平距离。抵抗线过大，将会产生根底，后冲作用大；抵抗线过小，将使爆炸不能充分利用，爆破时沿抵抗线方向的岩石不能充分破碎，高压气体便直接进入大气，从而使爆破效果降低，同时，会使炮孔数目增加，每延米爆破量减少，费用增加。底盘抵抗线的计算方法有多种，主要从钻机的作业条件来选择：

[WH·ctgα+B] （1）

式中：H为台阶高度（m），南泥湖钼矿山目前台阶高度为10m；[α]为台阶坡面角（°），南泥湖钼矿山台阶坡面角为65°～75°；B为钻机作业时离台阶坡顶线的安全距离（m），金属非金属矿山安全规程规定潜孔钻机不小于2.5m。

计算得出W为5.2～7.0m。根据南泥湖矿山实际情况，取W为6.0～7.0m。

3.2.3 超深h与孔深L。超深是指钻孔超出台阶底盘标高的那一段孔深，其作用是降低装药中心的位置，以克服台阶底部阻力，避免或减少留根底。超深值大小与岩石硬度及岩石节理裂隙发育、抵抗线、炮孔孔径等有关。一般按式选取：

[h=0.1～0.25W] （2）

难爆根底取：

[h=0.25～0.3W] （3）

或由孔径确定：

[h=8～12W] （4）

式中：[W]为底盘抵抗线（m）；d为炮孔直径（mm）。

计算得h为0.6～2.1m。根据前期施工经验及矿山地质情况，取h=1.0m。对于10m台阶，则孔深[L=H+h=11.0m]。

3.3 现场混装乳化炸药的实际应用

自2011年9月至2012年4月，应用BCZH-15型现场混装乳化炸药车在南泥湖露天矿山共进行了三个阶段的现场混装乳化炸药爆破试验，取得了较好的爆破效果。2012年5月以后，在南泥湖矿山全面应用现场混装乳化炸药进行爆破，拒爆现象逐年降低，爆破效果满足了生产需要。表1为南泥湖矿山历年来发生的拒爆现象统计。从表1可以看出，应用现场混装乳化炸药之后，除初期发生几次拒爆外，近两年未发生拒爆现象。

4 效果评价

4.1 基本实现爆破本质安全化

现场混装车运输、储存的都是炸药的半成品。乳化炸药在入孔前均为无敏化气泡的钝感乳胶体，在装入孔中5～10min后炸药才对起爆弹敏感，整个混装过程是较安全的，泵送系统的动力均为液压系统，无静电产生，因而爆破网路也是安全可靠的。由于装药连续性好，现场混装乳化炸药拒爆现象大大降低，没有使用现场混装乳化炸药以前（2010—2011年），每年都会发生十几次拒爆现象，自2013年全面推广使用现场混装乳化炸药后，拒爆现象逐年降低，2016年至今未发生一次拒爆现象。

4.2 实现机械化装药，减少了现场操作人员

现场混装乳化炸药装药时将输药软管直接放入炮孔，操作人员只需启动按钮即可直接装药，基本实现了机械化装药，从而减轻了工人的劳动强度，缩短了装药时间，提高了劳动生产率，操作人员比原来减少一半以上，大大降低了事故率。

4.3 水孔直接装药，减少了水孔排水施工程序

应用现场混装乳化炸药进行爆破，对于深水孔装药具有明显的优越性，可由装药软管从孔底往上装药。随着炸药的装入，炮孔中的积水将自动排出，减少了水孔排水的施工程序，节省了装药时间，为扩大生产规模奠定了基础。

4.4 方便使用，较好地满足了生产需要

由于现场混装乳化炸药的地面站就在矿区1 000m范围内，需要时可随时生产，使用方便，不受时间、运输、库存等因素的影响，能较好地满足露天矿爆破作业的要求。

4.5 爆破成本低

现场混装乳化炸药爆破单孔装药量大，但孔网参数增加，减少了穿孔量，减少了钻机的移动次数，提高了钻机的使用效率，从而降低了爆破综合成本。延米爆破量（每米炮孔爆破的矿石量）达到25～30m3/m，比传统乳化炸药提高了5～10m3/m，使爆破成本进一步降低。

总之，现场混装乳化炸药应用于矿山爆破，基本实现爆破装药的机械化，减少了爆破施工的参与人数，降低了工人的劳动强度，极大推动了矿山的安全发展，具有较好的推广前景。

参考文献：

[1]常根召，李创新.混装乳化炸药在富水露天矿采剥爆破工程中的应用[J].中国新技術新产品，2012（7）：143.