乳化炸药现场混装技术的研究进展

胡幼华(福建海峡科化股份有限公司福安分公司，福建 福安 355000)

1 现场混装乳化炸药技术简介

乳化基质配置站和装药车是乳化炸药现场混装技术中重要的两个系统组成。乳化级质制备站主要用来制作乳化基质或油水相。而乳化基质配置站根据是否可以自由移动分为两种类型，一种为固定式配置站，另一种为可移动式乳化基质配置站。装药车的功能主要是实现乳化基质的制备、运输、装载和敏化。目前市场上装药车的品牌、型号多种多样，装药车的选择需要依据作业现场及作业环境的差异，选择适用的装药车类型。现场混装乳化炸药技术是用装药车将半成品进行装载，然后进入爆破作业现场，并将孔完全填满。实现了乳化炸药制备、运输、灌装新技术的一体化服务。

2 乳化炸药现场混装技术的优点

2.1 高安全性

乳化炸药现场混装技术是目前在炸药应用领域内较为安全的一种使用技术，尤其是在炸药的运输和使用环节，其安全性在一定程度上能够得到保障。在运输过程中，由于装载车上的材料不是成品乳化炸药，而是用于制备乳化炸药的乳化基质和敏化剂，大大提高了混合料的安全性。在使用过程中，装药车进入现场才开始进行混装，省去了传统方式的成品炸药的运输阶段，提高了炸药的安全使用[1]。

2.2 高效率

乳化炸药现场混装技术具有较好的装药效率，大大提高了炸药的能量利用率。同时能有效减少钻孔作业，便于铲装渣，大大缩短铲装渣作业周期，从而最大限度地加快施工进度。乳化炸药车机械化程度高，装药效率高[2]。实践中，混装能力为250～300 kg/min，乳液混合器能够做到精确计算。控制更精确，有利于提高爆破效果，提高了爆破效率。

2.3 低成本

目前，乳化炸药在应用的过程中，一般采用现场混装技术。通常采用的方式是装药车与地面基站组合的方式。在传统的炸药制造工厂，一般生产规模的工厂至少需要上百人同时工作，而在科学技术发展的背景下，开发了乳化炸药现场混装技术，通过利用现场地面基站及装药车系统，仅需要几十人就能完成相应任务。与传统方式相比，在工人数量及人工成本方面得到了很大程度的节约，大大降低了现场混装乳化炸药的使用成本。

3 乳化炸药现场混装技术的应用

3.1 现场混合乳化炸药技术在近海炸礁中的应用

在近海炸礁施工过程中，由于礁石的密度高、质地坚硬。同时海边的风浪较大，大大提高了施工难度。近年来，在近海礁石爆破施工中有多项新技术的开发及应用，尤其是乳化炸药现场混装技术的应用，有效解决了在水下炸礁施工过程中经常出现的技术难题。而且安全性得到了保证，同时降低了施工成本，提高工作效率。乳化炸药现场混装技术在近海炸礁工程中的成功应用，为新技术开辟了新的应用领域。

3.2 现场混装乳化炸药技术在煤矿爆破中的应用

煤矿工程在炸药应用方面具有种类多的特点，而且在使用过程中对炸药的安全性有很高的要求。在乳化炸药现场混装技术正式应用之前，传统类型的炸药很难满足这一特点。随着乳化炸药现场混装技术的不断进步，在露天煤矿中的应用范围越来越广泛。然而对于煤矿井下爆破而言，在乳化炸药技术的应用方面仍需要不断探索。乳化炸药现场混装技术在装药方面实现了机械化连续装药方式，有效解决了在超深孔装药操作过程中存在的安全隐患，为煤矿爆破工程提供了全新的方案[3]。

3.3 现场混合爆破技术在地下矿山的应用

地下矿山的开发离不开爆破作业，在爆破工程中进行深孔装药是非常关键的一个工作环节。传统的装药方式一般采用人工进行装药操作，不仅劳动强度大，而且工作效率低。在深孔装药过程中，通常存在耦合差的质量问题，在爆破过程中经常出现爆破强度不满足要求的情况。特别是在钻孔变形及深孔堵塞时，装药过程会变的异常艰难。而乳化炸药在地下矿山中的应用，有效解决了传统粉状炸药存在的返粉率高的问题。乳化炸药现场混装技术具有低阻力的特点，特别适合长距离输送。而且通过自动控制技术的应用，大大提高了工作效率。而且在质量控制方面得到了很好的应用。该技术已在国内多家非煤矿山企业得到应用，用户反应良好。

3.4 混装乳化炸药技术在河道破冰减灾中的应用

现场混装乳化炸药技术在河道破冰减灾中的应用，也是混装乳化炸药技术的一个新领域，取得了显著的效果。我国冬季气温较低，每年都有冰洪发生。为了减少冰在河道局部堆积，堵塞河道，形成冰塞。开展破冰防灾工作十分必要。近年来，乳化炸药混合装药技术取得了很大的进展。这种方法是用气垫车将乳化炸药与人员运输到冰上爆破堆和冰坝上进行装药。炸药装好后，实施爆破。该方法的特点是对冰堆和冰坝进行了精确爆破，具有独特性优点。

4 新型乳化炸药现场混装车的发展

4.1 乳化炸药现场混装车系统组成

乳化炸药现场混装车的主要部件包括驱动底盘、混装板、乳化基质储运系统、乳化基质连续敏化装载机系统等子系统。近年来，根据中、小直径孔的不同工作特性，开发了多种现场混装车。新型现场混装车既能满足主要作业条件，又能在一定程度上配合其他爆破装药作业。例如BCJ-5型乳化炸药装药车本质上是一种没有自推进底盘的装药机[4]。一般需要其他车辆将所需材料运至装药面，但更适合中小断面隧道的开挖爆破。

4.2 关键技术和设备

在BCJ系列乳化炸药现场混装车的研制中，解决了系统的在线自动控制技术、高黏度乳化基质的长距离低阻力输送技术和一些关键设备问题。同时，用于中小型直眼爆破现场作业的乳化基质，不仅要具有常温泵速、连续灵敏的特点，而且要保证其具有很强的散装运输和储存稳定性。

4.3 乳化基质低阻透射增感技术

在现场混装环境下，乳液基质黏度高，粒径小。通过改变乳液基质的配方，调整乳液基质的黏度，从而改变泵送性能。BCJ系列在中小型乳化炸药装药车的基础上开发了高黏度乳化基质。它具有长输送、低阻力的优点。该技术根据乳化基质的具体情况，采用套管连续传输敏化剂，连续充分混合后开孔，最后敏化开孔乳化炸药。

5 乳化炸药现场混装技术中存在的问题及改进方法

乳化炸药现场混合装药具有安全、高效、经济等优点，但作为一种新型爆破技术，在其应用中或多或少存在一些问题。

5.1 水、油相中杂质对混装技术的影响

在制备过程中，将原氧化剂在地面站破碎溶解，与油乳化形成乳状液基质，贮存在槽中，然后泵入混装器的搅拌槽中。如果此时原料中有粗而硬的颗粒，这些硬颗粒在搅拌过程中由于摩擦强烈，容易产生热量。当太多的热量集中时，这些硬的颗粒就会导致炸药出现爆炸危险。如果原料中混有硝酸铵包装碎片，螺杆泵工作时容易缠绕在螺杆叶片泵周围。当缠绕的包装袋过多时，螺杆泵将停止，但机器仍在工作。如果长时间负荷过大，会出现过热现象，甚至引爆炸药。因此，采用的方法是在输送系统的末端安装一个过滤器，对原料输送过程中产生的袋装杂物等杂质进行过滤[5]。通过加装过滤器，理论上可以防止硝铵袋碎片、硬颗粒等杂质进入混装器，保证了乳化炸药生产现场搅拌机的安全稳定。同时，过滤器应定期清洗或更换，以防堵塞。

5.2 乳化炸药黏度对混装炸药的影响

与传统的乳化炸药不同，现场运输和使用的特殊性决定了现场混合乳化炸药必须具有良好的流变性能和低黏度。如果成品乳化炸药黏度过高，在输送过程中需要很大的压力，对乳化炸药不安全，容易造成安全事故。如果成品乳化炸药的黏度较低，炸药的密度和强度就不能满足要求，爆破质量就不能得到保证。然而，乳化炸药的黏度在很大程度上取决于乳化基质的黏度。因此，控制乳化基质的黏度对提高乳化炸药的管道输送效率具有重要意义[6]。

6 结语

近年来，随着国家鼓励工业爆破技术向节能、环保、安全方向发展，以及混合乳化炸药的技术革新，乳化炸现状混装技术得到了广泛的应用。在乳化炸药现场混装技术中，乳化基质可以批量生产，从而大大降低了生产成本，节约了社会资源，保证了环境保护的可持续发展。BCJ系列乳化炸药现场混装车的研究和应用，为提高炸药生产、运输和贮存的安全性能提供了坚实的基础。在未来技术的发展中，相信通过研究人员的不断努力，一定能开发出安全性好、性能优良、适应性广的乳化炸药现场混装新技术，为我国民爆行业的安全管理发挥更大的作用。