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型現場混裝乳化炸藥車在南芬鐵礦的應用

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型現場混裝車結構、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，從本質上提高了混裝車的安全性。南芬鐵礦應用結果表明：炸藥的敏化質量明顯改善，提高了炸藥的做功能力,降低了炸藥單耗，孔網距等參數得到了優(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，是我國最大的現代化露天鐵礦之一。區(qū)內巖石硬度8～18，臺階高度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美國艾瑞克公司現場混裝炸藥車，在使用現場混裝裝藥車方面積累了豐富的經驗。炸藥有散裝乳化和散裝多孔粒狀銨油炸藥2種，年生產能力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條年生產能力2萬t的地面制乳型乳膠基質地面站，同時購置了6臺BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車。通過詳細分析該型現場混裝乳化炸藥車在南芬鐵礦的應用成果，為類似礦山提供借鑒。

1 BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車

1.1 概 述

BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車是一種乳膠基質+多孔粒狀硝酸銨型乳化炸藥混裝車，可現場混裝純乳化炸藥和加20%多孔粒狀硝酸銨的重乳化炸藥[1-2]。乳膠基質在地面站制備，裝于車上的乳膠基質箱內；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。炸藥車駛至爆破現場，將乳膠基質、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，經5～10 min發(fā)泡，成為炸藥。該型炸藥車裝載量15 t，計量誤差±2%，輸藥效率200～280 kg/min。

1.2 總體結構

BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車結構見圖1。

圖1 BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車

敏化劑也稱微量元素，BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車具有裝催化劑、裝敏化劑等2套系統。當乳膠基質在料箱內存放時間較長、溫度較低時可通過加催化劑促進炸藥敏化。清洗水箱設置2個，1個設于乳膠基質箱內，用于清洗輸藥管道；另1個設于乳膠基質箱外，配1臺高壓水槍，用于洗車。

1.3 工作原理

BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車工作原理見圖2。乳膠基質通過乳膠基質計量泵輸送至混合器內，多孔粒狀硝酸銨在輸料螺旋的作用下被輸送至混合器內，加入敏化劑和催化劑，充分攪拌后，藥漿由自重落入螺桿泵漏斗內，在螺桿泵推力的作用下，藥漿經輸藥軟管輸出至炮孔，經5～10 min發(fā)泡即成為乳化炸藥。螺桿泵出口處安裝壓力、溫度傳感器和機械式泄爆片，當缺料、超壓、超溫時可報警停機。裝藥完成后，關閉乳膠基質閥門，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 試驗結果

2.1 第一階段試驗

2014年3月在試驗場內進行了爆速、做功能力和密度測試。試驗過程中敏化過快，藥漿從混合器落入螺桿泵漏斗內乳膠基質已敏化為炸藥。當經過螺桿泵和輸藥膠管時，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均為成品炸藥，安全隱患較大。

經分析，催化劑和敏化劑同時加入混合器內進行攪拌，使得催化劑和敏化劑有可能直接反應，產生大氣泡，甚至在反應時冒出黃煙。對此，首先將催化劑、乳膠基質和多孔粒狀硝酸銨定量地加入混合器內，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，在輸藥管出口處經靜態(tài)混合器混合均勻后輸入炮孔，經10～15 min發(fā)泡成為炸藥，改進后的工作原理見圖3。

圖3 改進后的工作原理

上述改進使得螺桿泵和輸藥管內均為炸藥原料，從本質上提高了混裝車的安全性。爆破試驗結果表明：炸藥密度1.20～1.23 kg/L，爆速4 500～5 500 m/s；發(fā)泡細膩、氣泡小而多、炸藥質量穩(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%。經計算，爆破漏斗的相關參數見表1。

表1 爆破漏斗相關參數

進入冬季，南芬鐵礦的爆區(qū)最低溫度約-30 ℃，敏化劑被當作潤滑劑，亞硝酸鈉的含量大幅度降低，極易結冰。解決方法：①用軟管將汽車發(fā)動機的冷卻水引出，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，否則敏化劑仍將結冰；后者炸藥成本略有增加。冰點試驗結果見表2。

表2 冰點試驗結果

2.2 第二階段試驗

2015年7—8月本鋼炸藥廠使用BCRH-15E型現場混裝乳化炸藥車為南芬露天礦爆區(qū)生產了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 語

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

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

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

2015-09-13)

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