現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)在砂石系統(tǒng)料場開采中的應(yīng)用

現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)在砂石系統(tǒng)料場開采中的應(yīng)用肖青松葛洲壩易普力股份有限公司摘要：本文介紹了現(xiàn)場乳化炸藥混裝車在大型砂石系統(tǒng)料場開采中的成功應(yīng)用，總結(jié)了現(xiàn)場爆破施工技術(shù)參數(shù)、應(yīng)用優(yōu)勢和質(zhì)量安全控制技術(shù)措施，可大大提高大型采石場開采綜合經(jīng)濟(jì)效益，可為國內(nèi)眾多大型料場開采應(yīng)用混裝車技術(shù)提供借鑒經(jīng)驗(yàn)和參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：乳化炸藥；混裝車；砂石系統(tǒng)；料場；應(yīng)用1現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)簡介現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)是當(dāng)今國際國內(nèi)代表炸藥生產(chǎn)和使用發(fā)展方向的先進(jìn)方式，在國際國內(nèi)大型礦山開采工程及重點(diǎn)工程建設(shè)中被普遍推廣使用，是被國家行業(yè)主管部門大力推廣的先進(jìn)技術(shù)，具有生產(chǎn)效率高、爆破效果好、使用安全可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)包括現(xiàn)場混裝乳化炸藥車技術(shù)、現(xiàn)場混裝銨油炸藥車技術(shù)、重銨油炸藥車技術(shù)。現(xiàn)場混裝乳化炸藥車技術(shù)包括車上制乳和地面制乳（乳膠基質(zhì)配送）兩種方式。炸藥作為一種高危險(xiǎn)的物品，其生產(chǎn)與使用的安全問題尤為重要。在傳統(tǒng)的人工裝藥爆破模式中，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、裝藥效率低、裝藥密度小、爆破質(zhì)量差、費(fèi)用高等缺點(diǎn)，難以適應(yīng)安全、高效的大規(guī)模爆破需要?；煅b炸藥車及移動(dòng)式地面站技術(shù)由裝藥車裝載炸藥原料或半成品駛?cè)氡谱鳂I(yè)現(xiàn)場后用車載系統(tǒng)將其連續(xù)制備成炸藥，并完成炮孔裝填，實(shí)現(xiàn)爆破的機(jī)械化、高效率作業(yè)，大大提高了炸藥制備、運(yùn)輸和使用安全性。現(xiàn)場混裝乳化炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)包括地面制備站和現(xiàn)場混裝炸藥車兩個(gè)部分。地面站是為現(xiàn)場混裝乳化炸藥車提供炸藥混制所需的半成品生產(chǎn)和貯存原材料的設(shè)施。所有混制炸藥的原料經(jīng)地面站分別裝在現(xiàn)場混裝炸藥車上的各個(gè)料倉內(nèi)，到達(dá)爆破現(xiàn)場后進(jìn)行混制、敏化和裝填，未用完的原料仍可返回入庫，從而集原料運(yùn)輸、炸藥混制、炮孔裝填于一體，取代了傳統(tǒng)的炸藥制備、儲(chǔ)存，運(yùn)輸和人工裝藥過程及方法。移動(dòng)式地面站和現(xiàn)場混裝炸藥車施工形象見圖一、圖二。圖一移動(dòng)式地面站圖二三峽水利樞紐下岸溪采石場2國內(nèi)砂石系統(tǒng)料場開采特點(diǎn)及發(fā)展趨勢隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，砂石產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，天然砂石作為一種短時(shí)間內(nèi)不可再生的資源，其生產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足工程建設(shè)的需要，導(dǎo)致目前砂石生產(chǎn)向采礦方向發(fā)展，生產(chǎn)人工砂石成為一種趨勢。在一些大型基礎(chǔ)工程建設(shè)中（如水電站、高速公路、港口碼頭建設(shè)），因先進(jìn)破碎加工設(shè)備的利用，砂石生產(chǎn)普遍存在施工強(qiáng)度高、生產(chǎn)規(guī)模大、開采時(shí)間長等特點(diǎn)。隨著國家對礦產(chǎn)資源開發(fā)的規(guī)范管理（如礦山需合理規(guī)劃、布局合理、限制最小開采規(guī)模、提高準(zhǔn)入條件等），以往點(diǎn)多面廣、開采規(guī)模小、開采技術(shù)水平較低的砂石骨料礦山逐漸向集中化、規(guī)?；l(fā)展，越來越多的砂石系統(tǒng)料場存在開采工程量較大、服務(wù)時(shí)間長、爆破質(zhì)量安全管理難度大的特點(diǎn)，爆破技術(shù)也逐漸向中深孔爆破技術(shù)發(fā)展，為現(xiàn)場混裝炸藥技術(shù)規(guī)模爆破提供了廣闊的應(yīng)用空間。3現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)爆破作業(yè)特點(diǎn)3.1爆破安全得到有效控制乳化炸藥混裝車爆破系統(tǒng),乳化炸藥在施工現(xiàn)場配制生產(chǎn)、混裝車并不運(yùn)輸成品炸藥，料倉內(nèi)盛裝的只是普通化工原料，不存在運(yùn)輸危險(xiǎn)。需多少配多少，也不存在儲(chǔ)存危險(xiǎn)。使用混裝炸藥與成品炸藥的安全性對比見表1。表1使用混裝炸藥與成品炸藥的安全性對比項(xiàng)目混裝炸藥成品炸藥生產(chǎn)地面產(chǎn)品炸藥半成品最終炸藥產(chǎn)品危險(xiǎn)等級(jí)防火等級(jí),未達(dá)到爆炸危險(xiǎn)等級(jí)爆炸危險(xiǎn)等級(jí)裝藥包裝不需要需要產(chǎn)品感度無雷管感度無摩擦撞擊感度有雷管感度有摩擦撞擊感度儲(chǔ)存危險(xiǎn)物品硝酸銨成品炸藥儲(chǔ)存?zhèn)}庫不需成品儲(chǔ)存庫需成品庫，有流失隱患運(yùn)輸運(yùn)輸物品原材料、半成品成品炸藥運(yùn)輸特點(diǎn)區(qū)域內(nèi)運(yùn)輸長途配送使用作業(yè)方式現(xiàn)場機(jī)械化制藥并裝藥一體化作業(yè)從倉庫配送到現(xiàn)場后進(jìn)行人工裝藥爆破特點(diǎn)炮孔內(nèi)才為炸藥,且炸藥無雷管感度,需高能中繼藥包起爆炮孔內(nèi)外都是炸藥,且炸藥有雷管感度,存在炸藥流失的隱患3.2可降低料場開采綜合成本，提高料場開采綜合經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)水平應(yīng)用現(xiàn)場混裝炸藥與傳統(tǒng)作業(yè)方式對比，可降低炸藥供應(yīng)價(jià)格，降低鉆孔成本，大大提高料場開采綜合經(jīng)濟(jì)效益，減小料場安全管理難度和安全責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)難度。使用混裝炸藥與成品炸藥綜合經(jīng)濟(jì)效益對比分析具體見表2（表中部分?jǐn)?shù)據(jù)是我們根據(jù)多個(gè)料場、金屬礦山統(tǒng)計(jì)分析所得）。表2使用混裝炸藥與成品炸藥的綜合經(jīng)濟(jì)效益對比項(xiàng)目袋裝炸藥混裝乳化炸藥指標(biāo)對比炸藥供應(yīng)價(jià)格炸藥供應(yīng)價(jià)格降低25%以上延米爆破量不耦合裝藥耦合裝藥、體積威力大提高20%裝藥方式人工裝藥效率低機(jī)械裝藥150～250kg/min提高3~5倍大塊可調(diào)整炸藥配方、密度減少30%根底面積水孔裝藥困難、連續(xù)性差完全耦合裝藥，連續(xù)性好減少80%挖裝效率提高35%斗齒消耗巖石破碎、大塊率和根底少減少18.3%破碎效率巖石破碎、中細(xì)料較多提高10%以上爆破器材庫房要求爆破器材庫庫容量大，審批困難，建設(shè)周期長，征地面積大爆破器材庫容小，審批簡單，建設(shè)周期縮短，征地面積小供應(yīng)保障二次配送、長距離運(yùn)輸、審批程序繁雜現(xiàn)場根據(jù)爆破設(shè)計(jì)需求量進(jìn)行制藥裝藥，程序簡單3.3爆破施工質(zhì)量得到有效控制（1）混裝乳化炸藥與炮孔完全藕合裝藥，炮孔利用率高，可保證炮孔底部裝藥量到位，因此可有效降低爆破根坎，提高鏟裝效率。（2）有效控制破巖質(zhì)量，對于具有不同巖層的炮孔，可以現(xiàn)場混裝不同配方、不同威力和不同密度的炸藥，可有效降低大塊率。（3）水孔裝藥優(yōu)勢顯著。傳統(tǒng)水孔裝藥施工質(zhì)量難以保證，卡孔、堵孔、底部藥量不足現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，裝藥效率慢，人工強(qiáng)度大，安全隱患大。混裝乳化炸藥為抗水炸藥，比重大，裝藥過程是從孔底開始，隨著炸藥的裝入，可將炮孔中的積水自動(dòng)排除，裝藥效率高，在積水炮孔爆破施工裝藥中堵孔、卡孔情形明顯減少，有效提高爆破質(zhì)量。（4）混裝炸藥流動(dòng)性好，有利于保證炮孔裝藥的連續(xù)性，杜絕了在炮孔裝藥過程中的卡孔、斷藥等現(xiàn)象。3.4可滿足料場規(guī)模開采爆破需要現(xiàn)場混裝炸藥生產(chǎn)系統(tǒng)沒有包裝、儲(chǔ)存、長距離運(yùn)輸?shù)戎虚g環(huán)節(jié)，減少了審批程序?，F(xiàn)場可根據(jù)礦山實(shí)際爆破需求量及時(shí)生產(chǎn)，混裝炸藥生產(chǎn)效率高，可確保炸藥及時(shí)供應(yīng)。保證料場開采規(guī)模和開采進(jìn)度。4現(xiàn)場混裝炸藥車主要爆破施工應(yīng)用技術(shù)4.1級(jí)配料開采爆破施工技術(shù)?，F(xiàn)場混裝炸藥車爆破技術(shù)開采石料場影響巖石大塊率的因素眾多，主要有：爆破孔徑、臺(tái)階高度、炸藥性能、炸藥品種、堵塞長度、起爆方式、抵抗線、裝藥結(jié)構(gòu)、孔間排距、巖石特性、地質(zhì)條件、面等。我公司在料場開采和水電站級(jí)配料開采中應(yīng)用現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)做了大量的試驗(yàn)，研究了各種因素對爆破粒徑分布的影響，能滿足各種條件下粒徑控制要求。4.2逐孔順序起爆技術(shù)逐孔順序起爆技術(shù)主要是使用高精度導(dǎo)爆管雷管起爆器材，采用孔內(nèi)延時(shí)和地表延時(shí)相結(jié)合，根據(jù)不同巖性和邊界條件進(jìn)行地表網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，達(dá)到逐孔順序起爆技術(shù)的目的，其主要特點(diǎn)是：（1）爆區(qū)孔間與排間炮孔能按照設(shè)計(jì)的延期時(shí)間順序起爆，使得各炮孔的起爆時(shí)間按一定規(guī)律相互錯(cuò)開，前方和側(cè)方炮孔的優(yōu)先起爆，為后續(xù)起爆每個(gè)炮孔創(chuàng)造了更充分的自由面，多個(gè)自由面間的應(yīng)力波反射和拉伸作用，同時(shí)充分利用炸藥能量的疊加，使巖石發(fā)生多次碰撞擠壓，強(qiáng)化了巖石的破碎效果。（2）能把總裝藥量在時(shí)間和空間上有效分開，最大一段起爆藥量幾乎就是每個(gè)炮孔的最大裝藥量，大幅度降低爆破震動(dòng)效應(yīng)［1］?，F(xiàn)場使用的主要是高精度、高強(qiáng)度導(dǎo)爆管雷管起爆系統(tǒng)，孔內(nèi)延期一般采用375ms、400ms，根據(jù)礦巖性質(zhì)、節(jié)理發(fā)育程度、要求的破碎效果和松散度以及降震要求確定控制排和列的延期時(shí)間［2］，現(xiàn)場爆破排間延期一般采用42ms、65ms、100ms，孔間延期一般采用25ms、42ms、65ms?，F(xiàn)場混裝炸藥與高精度雷管的配套應(yīng)用，可充分發(fā)揮逐孔順序起爆技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，滿足采場質(zhì)量安全控制要求。4.3地質(zhì)復(fù)雜情況下的混裝藥裝藥施工技術(shù)。因現(xiàn)場混裝乳化炸藥具有良好的流動(dòng)性，在水文地質(zhì)和礦巖地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的情況下經(jīng)常存在漏藥現(xiàn)象，導(dǎo)致裝藥超量、質(zhì)量安全難以保障。朱礦因地勢較低，地下水豐富，加上礦巖地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、節(jié)理、裂隙發(fā)育，現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)漏藥和裝藥不到位的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響爆破效果。現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況定制了模擬炮孔編織袋，裝藥時(shí)將編織袋下入孔中，混裝藥再裝入編織袋中，利用編織袋高強(qiáng)度、高密封等性能，防止炸藥流失，保證爆破效果，一般編織袋直徑應(yīng)大于炮孔直徑約10mm,以降低編織袋底部所受壓力。4.4中深孔控制爆破施工技術(shù)積極推廣中深孔爆破開采技術(shù),可使礦山安全生產(chǎn)條件得以改善，可取得明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，是行業(yè)和各監(jiān)管部門對礦山開采規(guī)范的基本要求，以往的擴(kuò)壺爆破、掏底崩落開采，淺孔排炮開采將逐步限制淘汰。隨著中深孔爆破技術(shù)和炸藥現(xiàn)場混裝技術(shù)的應(yīng)用,使工程爆破更加簡便,為礦山實(shí)施大規(guī)模的中深孔爆破創(chuàng)造料積極有利條件，可滿足料場大規(guī)模中深孔爆破開采的質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本控制要求。另外以往石料場大多存在爆破頻率高、規(guī)模小等特點(diǎn)，從事爆破施工的各類從業(yè)人員難以配置到位，施工工藝和程序較混亂，不利于爆破施工精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。應(yīng)用現(xiàn)場混裝炸藥中深孔爆破技術(shù)，由專業(yè)爆破施工單位承擔(dān)礦山中深孔爆破設(shè)計(jì)、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)、施工等服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)礦山的科學(xué)規(guī)范生產(chǎn)。4.5乳膠基質(zhì)遠(yuǎn)程配送技術(shù)乳膠遠(yuǎn)程配送系統(tǒng)是在地面站集中生產(chǎn)乳膠基質(zhì)、運(yùn)輸車遠(yuǎn)程配送、現(xiàn)場敏化及機(jī)械化裝藥的生產(chǎn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)集中生產(chǎn)、一站多點(diǎn)、遠(yuǎn)程配送、現(xiàn)場施工的生產(chǎn)方式，解決長距離運(yùn)輸?shù)膯栴}，可提高資源綜合利用率、改善安全生產(chǎn)條件、推動(dòng)區(qū)域市場開發(fā)利用、提高經(jīng)濟(jì)效益。其生產(chǎn)的乳膠基質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量好、儲(chǔ)存期長、適合遠(yuǎn)程運(yùn)輸、環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)、安全性能好。乳膠基質(zhì)遠(yuǎn)程配送技術(shù)的應(yīng)用，為中小型采石場應(yīng)用現(xiàn)場混裝炸藥技術(shù)提供了廣闊的空間。5應(yīng)用舉例我公司應(yīng)用現(xiàn)場混裝炸藥車技術(shù)參與了眾多大型采石場的爆破施工，均取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其爆破參數(shù)及成功經(jīng)驗(yàn)可為國內(nèi)類似工程提供借鑒，部分工程爆破參數(shù)見表3。表3部分料場工程爆破施工參數(shù)表工程名稱巖性炸藥品種單耗kg/m3孔深m孔徑(mm)孔距m排距m最小抵抗線m超深m堵長m布孔方式裝藥結(jié)構(gòu)爆破網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)規(guī)模湖北宜昌三峽下岸溪采石場花崗巖混裝乳化炸藥0.65-0.75131053.5~5.02.5~3.53.0~3.51.02.5~3.0方形或梅花形連續(xù)耦合裝藥采用澳瑞凱逐孔起爆系統(tǒng)、V型起爆、排間起爆45萬m3/月0.65-0.75142006.0~7.06.0~7.06.0~7.02.04.0~5.0方形湖北水布埡電站公山包料場石灰?guī)r混裝乳化炸藥0.40-0.5013.51385.5~6.04.0~5.04.0~5.01.54.0~5.0方形或梅花形連續(xù)耦合裝藥采用非電雷管接力25萬m3/月0.40-0.50131054.0~5.03.0~4.03.0~4.01.03.0-3.5廣西龍灘大法坪石料場石灰?guī)r混裝乳化炸藥0.40-0.5017.01385.5~6.04.0~5.04.0~5.02.04.0~5.0方形或梅花形連續(xù)耦合裝藥采用非電雷管接力25萬m3/月四川宜賓向家壩水電站太平料場灰?guī)r混裝乳化炸藥0.38-0.5013.51657.5~8.05.5~6.05.0~6.01.55.0~6.0方形或梅花形連續(xù)耦合裝藥采用高精度雷管逐孔起爆系統(tǒng)30萬m3/月0.38-0.50131056.0~7.03.0~4.03.0~4.01.04.06結(jié)束語（1）通過應(yīng)用現(xiàn)場混裝乳化裝藥車技術(shù)，實(shí)現(xiàn)孔底耦合裝藥，提高了炮孔裝藥體積威力，有效地降低了料場開采綜合成本，大大了提高料場開采的技術(shù)水平和綜合經(jīng)濟(jì)效益。（2）減少了炸藥生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和現(xiàn)場使用各環(huán)節(jié)的安全隱患，使用現(xiàn)場混裝車危險(xiǎn)工序少，現(xiàn)場施工人員少、根據(jù)當(dāng)班需要定量生