现场混装作业技术的研发现状与发展趋势

民爆库

       李小波1,2 宋锦泉1,2 郑炳旭1
      
       (1．广东宏大爆破股份有限公司，广东广州，510623；
      
       2．北京广业宏大矿业设计研究院，北京，100035)
      
       摘要：文章首先介绍了现场混装作业技术具有安全可靠、计量准确、占地面积小、建筑物简单、减轻劳动强度、提高装药效率、降低成本、改善爆破效果和改善工作环境等优点，它已成为当今工程爆破技术的一个主要发展方向；然后分别介绍了国内外现场混装作业技术的研发现状，并着重介绍了国内地面辅助设施、现场混装车的发展现状及面临的障碍和我国的行业标准及规范；最后从五个方面阐明了现场混装作业技术的发展趋势。
      
       关键词：现场混装作业技术；工程爆破技术；研发现状；发展趋势
      
       1引言
      
       现场混装作业技术是在爆破现场将炸药原材料以散装形式用机械装填炮孔的爆破作业技术，是集原材料(半成品)运输、机械化装填、爆破作业于一体的一种爆破新技术。现场混装作业的经济性、便利性、安全性都是目前模式（传统固定工厂生产，再经运输、储存到现场装填）所无法比拟的。它是当今爆破技术最重要的进展之一，是爆破装药机械和爆破作业方式发展的必然结果[1]。因此，现场混装作业技术是当今工程爆破技术的一个主要发展方向。
      
       2现场混装作业技术的优点
      
       现场混装作业技术具有较强的适应性和优越性，它不仅能满足矿山爆破的要求，同时经济效益和社会效益可观，使用方便，不用外购及储存成品炸药。现场混装作业技术的优势主要体现为以下几点：
      
       (1)安全可靠。混装车在运输过程中，料仓内装载的是生产炸药的原料，并不运送成品炸药，只有在现场装填时才混制成炸药，不仅解决了炸药在运输、储存过程中的安全问题，而且在厂区内只存放一些非爆炸性原材料，无需储存和运输成品炸药，大大减少仓储费用和爆炸危险性。
      
       (2)计量准确。混装车上安装有先进的微机计量控制系统，计量准确，误差小于±2％。
      
       (3)占地面积小、建筑物简单。与地面式炸药加工厂相比，混装车只需建设原料库房及相应成的地面制备站，根据《民用爆破器材工厂设计安全规范》，地面站仅为防火级。安全级别降低，减小了安全距离，减少了占地面积，节省了投资。
      
       (4)减轻劳动强度、提高装药效率。现场混装作业技术，可实现机械化装药作业，大直径炮孔的装填速度达200～600kg／min，地下中小直径炮孔可达15～l00kg／min。由于混装车的机械化程度高，装药效率也高，因此能大大减轻工厂的劳动强度，提高劳动生产率，缩短装药时间。与人工装药相比，工作效率可提高数十倍。
      
       (5)降低成本、改善爆破效果。与包装产品装填炮孔相比，现场混装可以显著提高炮孔装药密度，提高炸药与炮孔壁的耦合系数，扩人爆破的孔网参数，减少钻孔上作量。通过以前的工作可以得知，由于装药密度和耦合系数的提高，可扩大孔网参数20％～30％，减少钻孔量达25％~30%，钻孔成本明显降低，既可使爆破成本保持最低，又可以使爆破效果获得优化。
      
       (6)改善了工作环境。现场混装车采用了先进的配方，配方也简单，不含TNT，减少了环境污染，混装过程没有废水排放，现场不残留炸药，减少了对工作环境的污染，保证了职工的身心健康[2]。
      
       3现场混装作业技术国内研发现状
      
       3．1地面辅助设施
      
       地面辅助设施是现场混制炸药的生产场所，其发展经历了从无到有，从固定式到移动式的发展阶段。前期是将现场混装炸药直接在现场混制、装填，后来发展到采用固定式车间或厂房制备半成品。但对于工期短的工程，如果投入固定式地面站，不能重复利用，成本较高，且建站速度较慢。为满足不同爆破工程需要，自从将现场混装炸药系统用于水电开挖后，发展成了移动式地面站，该系统具有机动性、灵活性与方便性特点。目前，移动式地面站主要是针对混制乳化炸药而言，铵油炸药生产系统仍为固定式[3]。 国内现场混装作业技术主要地面制备战基本情况见表1。
      
      
      
      
      
      
      
       3．2现场混装车发展现状
      
       我国在现场混装车技术方面的发展主要是在引进的基础上进行创新。主要创新包括六个方面：(1)车型的系列开发；(2)改进炸药配方，实现了配方的系列化；(3)控制系统的自动化；(4)液压系统的改进；(5)水相、油相流量控制的改进；(6)地面站的自动化水平全面升级[6]。目前，我国主要有山西惠丰特种汽车有限公司、北京北矿亿博科技有限责任公司、湖南金能科技股份有限公司、江苏澳瑞凯板桥矿山机械有限公司和深圳市金奥博科技有限公司等厂家生产现场混装车，详情见表2。
      
      
      
      
      
      
      
       3．3现场混装车发展面临的障碍
      
       我国虽已引进、消化并研制成功现场混装炸药车及其炸药产品，爆破市场需求也很强烈，但由于我国国情、历史和体制的原因，现场混装炸药实际应用占炸药总量的比例才20％左右，差距很大。现场混装炸药特别是炸药混装车发展过程中存在以下主要问题，需国家有关主管部门、科研单位和民用爆炸物品从业单位共同努力解决：
      
       (1)在现场炸药混装车购买和销售问题上，对是否需经行政许可及行政许可主体存在争议。
      
       (2)对现场炸药混装车的购买和销售以及混装车炸药生产的行政审批问题。
      
       (3)现场炸药混装车流动施工服务的审批手续问题。
      
       (4)现场混装铵油炸药、现场混装重铵油炸药、现场混装乳化炸药的产品标准问题。
      
       (5)现场混装车炸药生产过程的安全及监控问题。
      
       (6)现场混装炸药车的流动服务过程以及炸药产品的流动、流向管理控制问题。
      
       (7)现场混装炸药与相关爆破工艺的匹配衔接问题[7]。
      
       3．4行业标准及规范
      
       行业主管部门已逐渐意识到现场混装炸药技术在生产和使用过程中的安全性、经济型、高效性。国家先后修订出台了《现场混装炸药车及地面站设施生产安全考核与管理技术条件(试行)》、《现场混装炸药车移动式地面辅助设施》(JB／T 10173—2010)、《现场混装重铵油炸药车》(JB／T 8432．1—2006)、《现场混装粒状铵油炸药车》(JB／T 8432．2—2006)、《现场混装乳化炸药车》(JB／T 8432．3～2006)、《现场混装炸药车地面辅助设施》(JB／T 8433—2006)、《井下现场混装乳化炸药车》(JB／T 10881—2008)、《矿用混装炸药车安全要求》(GB 25527—2010)、《现场混装炸药生产安全管理规程》(WJ 9072—2012)等管理规范及标准。
      
       我国目前对现场混装炸药模式的管理仍在探讨中[3]，存在以下几方面的不足：(1)环境条件问题。2006年版的标准只对环境温度有具体要求，但对环境湿度和环境高度未做具体要求。(2)与其他行业标准之间存在矛盾。比如车的型号问题、基本参数问题、性能参数问题、主要部件的技术要求和检验规则等[8]。
      
       4现场混装作业技术国外研发现状
      
       在北美、南美、澳洲、欧洲、南非等地区和国家的年消耗炸药总量中，绝大部分是在爆破现场制备的，混装车运往爆破现场的只是原材料或半成品，只是在装填炮孔时才敏化成为爆破剂。德国年炸药消耗量的近1／2是由移动式混装车制备装填的。21世纪前后，印度散装炸药市场正以平均35%的速度快速增长。在欧美等经济发达国家，散装炸药的使用量正在持续增长，特别是小型移动式炸药混装车的研制成功，更适用于地下和露天爆破装药作业，使乳化炸药获得了更加广泛的应用。如今在国外炸药混装车的使用已经很寻常了[5]。
      
       5现场混装作业技术的发展趋势
      
       现场混装作业技术虽然已经发展了几个阶段，技术日趋成熟，管理更规范，产品适用范围更广泛，但因条件或者技术所限，其在发展过程中始终存在这样那样的弊端。科技发展永无止境，针对目前技术的现状，提出现场混装作业技术将来可能的发展趋势如下：
      
       (1)先进生产技术更完备。实现乳胶基质远程配送与现场混装技术，实现以点带面的远程配送技术；移动式地面站的进一步广泛应用；井下乳化炸药现场混装技术的进一步发展和应用；配方系统化，现场混装车采用多功能混装车，能够在同一台车上混制装填乳化炸药、多孔粒状铵油炸药、重铵油炸药；车载自动控制技术的应用等[5]。
      
       (2)作业更高效、控制更智能化。在混装炸药车将半成品制备成炸药的操作系统上,计量和生产控制以前为机械式控制，目前已发展成PLC编程的电子程序控制。在装药过程中，需要装药技术人员同炸药生产操作人员通过语言或手势交流，效率较低，且容易出现错误理解。未来将可能发展成红外遥控控制，即装药人员直接在炮孔通过遥控控制装药。在地面站生产过程中，硝酸铵搬运、破碎及卸料、上车，主要靠人力完成，未来将逐步用机械代替人工作业。在作业现场，炸药输入炮孔，始终需要人力拨拉输药管或转运炸药，未来可能将用小型装药车代替人力，由此减轻劳动强度，提高效率[3]。
      
       (3)作业过程更安全。实现现场混装作业技术，无需储存和运输成品炸药，并且作业过程中自动控制技术的应用，可以保证作业更安全。
      
       (4)行业管理更规范、标准更完善。随着行业主管部门对混装炸药作业模式的逐步重视，未来对其管理将更加合理和完善。行业管理规范将逐步完善，办理混装炸药生产及使用过程各环节手续更清晰，主管部门间职责更明确。推动取消混装炸药品种限制和许可能力限制。产品也将逐步建立和完善国家标准，更便于指导生产。
      
       (5)理论技术更系统。随着各科技工作者对混装炸药系统的深入研究，必将会有一系列关于混装炸药技术系统的理论教材出版面世。届时，混装炸药技术不再神秘，其技术将会更快得以推广[3]。
      
       6结语
      
       在近50年的时间里，现场混装作业技术从最初的“一站一点”的模式，到之后的露天现场混装乳化炸药技术和“地下现场混装乳化炸药技术及其装药车”的发展和应用，到“乳胶基质远程配送”技术系统的试验与发展，现场混装作业技术飞速地发展着。相信随着科技技术的发展，随着我国采矿业的迅速发展，现场混装作业技术必将向更高效、安全、规范发展。将来，现场混装作业技术应用越来越广泛，其工艺、装备、生产及使用技术发展也将越来越完善，行业主管部门管理更规范，其本质安全性也将越来越高。
      
       参考文献
      
       [1]韩修栋，熊代余，等．工业炸药现场混装系统的新进展[J]．爆破器材，2009，38(3)：8～11．
      
       [2]陈中亿．工业炸药现场混装技术的发展现状与展望：[C]／／吕春绪．中国兵工学会民用爆破器材专业委员会第七届学术年会论文集，北京：兵器工业出版社，2012：45~48．
      
       [3]李宏兵，江小波．现场混装炸药系统现状及未来发展构想[C]／／吕春绪．中国兵工学会民用爆破器材专业委员会第七届学术年会论文集，北京：兵器工业出版社，2012：23~26．
      
       [4]靳永明，冯有景，秦启胜．现场混装炸药车的发展与应用[J]．机械管理开发，2006（6）：1~4．
      
       [5]邱位东．工业炸药现场混装技术的发展现状与新进展[J]．科技创新导报，2013（10）：96~97．
      
       [6]冯有景，秦启胜．露天矿现场混装炸药车的发展与应用[J] ．金属矿山，2009（11）增刊：474~479．
      
       [7]佟彦军，孙伟博，等．炸药现场混装车发展面临的障碍探究[J]．科技资讯，2011(03)：48．
      
       [8]邱朝阳，邹柏华．《现场混装炸药车》标准现状及修订建议[J]．国防技术基础，2009(10)：10～12．
      
       [9]曹爱龙．现场混装乳化炸药技术综述[C]／／吕春绪．中国民用爆破器材学会第六届年会论文集，中国
      
       民用爆破器材学会，2004 4：118～121．
      
       [10]熊代余，顾毅成．岩石爆破理论与技术新进展[M]．北京：冶金工业出版社，2002．
      
       摘自《中国爆破新进展》
      
      
原文网址：

1. http://www.cbsw.cn/news.do?newsId=92111

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