銅坑礦現(xiàn)場混裝乳化炸藥車可行性研究

張開盛

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 金城江市 547205)

銅坑礦現(xiàn)場混裝乳化炸藥車可行性研究

張開盛

(廣西華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦， 廣西 金城江市 547205)

針對銅坑礦井下人工裝藥存在的問題，提出引進(jìn)混裝炸藥車的建議，并對現(xiàn)場混裝乳化炸藥車進(jìn)行了可行性分析，包括技術(shù)可行性、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性3個(gè)方面。可行性分析表明，混裝乳化炸藥車不僅可以減少炸藥返粉率，節(jié)約炸藥作業(yè)成本66.14萬元，同時(shí)降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善井下裝藥作業(yè)環(huán)境，具有重要的實(shí)際意義。

井下爆破；混裝乳化炸藥車；返粉率

民爆行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃要求進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，工業(yè)炸藥向安全高效、系列化方向發(fā)展，著力發(fā)展乳化炸藥和多孔粒狀銨油炸藥，大力發(fā)展現(xiàn)場混裝和散裝型產(chǎn)品，所占比例達(dá)到50%以上。我國原有工業(yè)炸藥的生產(chǎn)和裝藥方式及設(shè)備已不能全面滿足民爆的發(fā)展要求，急需研發(fā)具有本質(zhì)安全、適用于井下等復(fù)雜環(huán)境的現(xiàn)場混裝設(shè)備及工藝技術(shù)。

1 銅坑礦裝藥現(xiàn)狀

目前銅坑礦井下中深孔爆破采用BQ-100裝藥器進(jìn)行人工壓氣裝藥以及人工裝藥，一個(gè)施工組為7人，另加技術(shù)員1人，安全員1人。目前，根據(jù)爆破作業(yè)量，銅坑礦采場爆破配置了兩個(gè)施工組，共計(jì)18人，由于采場爆破作業(yè)存在爆破次數(shù)多、爆破施工質(zhì)量得不到保障、作業(yè)時(shí)間長、作業(yè)人員多、作業(yè)效率低等因素，造成井下勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低等問題。銅坑礦井下中深孔爆破年消耗炸藥量約為600 t，采用BQ-100裝藥器人工壓氣裝藥，返粉率高達(dá)15%～35%，增加井下爆破作業(yè)成本，且返粉產(chǎn)生的粉塵污染井下的作業(yè)環(huán)境、危害作業(yè)人員的身體健康?，F(xiàn)井下使用散(筒)裝炸藥為爆炸物品，運(yùn)輸、管理成本費(fèi)用比較高，且存在安全性能差、安全系數(shù)高、以及現(xiàn)場使用安全管理等問題。

為提高爆破作業(yè)效率、節(jié)約爆破成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善井下作業(yè)環(huán)境、提高爆破施工安全作業(yè)條件，銅坑礦引進(jìn)裝藥車技術(shù)進(jìn)行裝藥勢在必行。

2 使用現(xiàn)場混裝乳化炸藥車可行性分析

2.1 技術(shù)可行性分析

現(xiàn)場混裝技術(shù)，即為現(xiàn)場混裝炸藥車裝載炸藥原材料或乳膠基質(zhì)，駛?cè)氡谱鳂I(yè)現(xiàn)場后用車載系統(tǒng)連續(xù)制備，并完成炮孔裝填，現(xiàn)場混裝乳化炸藥如圖1所示?，F(xiàn)場混裝炸藥技術(shù)能實(shí)現(xiàn)工程爆破機(jī)械化、安全以及高效率作業(yè)，最大限度地提高炸藥制備、運(yùn)輸和使用的安全性。

圖1 炮孔裝填及孔底起爆藥

2.2 安全可靠性分析

現(xiàn)場混裝乳化炸藥使用的原材料主要有散裝乳膠基質(zhì)和敏化劑。乳膠基質(zhì)為柴油、機(jī)油、乳化劑和硝酸銨與飽和水溶液經(jīng)過強(qiáng)烈剪切攪拌形成的油包水型不穩(wěn)定乳化產(chǎn)物，外觀為淡黃色或米黃色半透明膏體，屬于非牛頓流體，表觀/動(dòng)力粘度25℃時(shí)為20～30萬厘泊，因乳膠基質(zhì)中含有少量游離硝酸銨溶液，其pH在4～5；乳膠基質(zhì)本身不具有雷管感度，在膠體罐車內(nèi)可正常運(yùn)輸500 km以上、穩(wěn)定儲(chǔ)存30 d以上，炸藥裝藥炮孔中后可穩(wěn)定儲(chǔ)存10 d以上。敏化劑由敏化A劑和敏化促進(jìn)B劑組成，二者在炸藥中的用量約為1%～2%，可滿足0～50℃范圍內(nèi)快速敏化要求，敏化后炸藥在15 min內(nèi)達(dá)到工藝要求范圍。敏化A劑pH約為8，B劑pH約為2～3稍具腐蝕性，均為無毒水劑溶液，采用HDPE材質(zhì)的塑料桶包裝，可穩(wěn)定儲(chǔ)存1 a以上

表1 裝藥車炸藥爆炸性能參數(shù)

井下現(xiàn)場混裝乳化炸藥車所使用由乳膠基質(zhì)與敏化劑現(xiàn)場自動(dòng)混合，在常溫孔內(nèi)并經(jīng)過一定敏化時(shí)間后才形成具有雷管感度的乳化炸藥,其爆炸性能參數(shù)見表1。生產(chǎn)和運(yùn)輸無雷管感度的乳膠基質(zhì)，在爆破作業(yè)現(xiàn)場未裝進(jìn)炮孔前是非爆炸物品，經(jīng)出管口混合器與敏化劑均勻混合后，在裝入炮孔后才敏化成乳化炸藥，提高了在生產(chǎn)和使用過程中的本質(zhì)安全，很好的解決了儲(chǔ)存、運(yùn)輸和人工裝填等管理和爆破作業(yè)過程的安全問題。

2.3 經(jīng)濟(jì)合理性分析

井下現(xiàn)場混裝乳化炸藥車機(jī)械化裝藥，使用乳膠基質(zhì)與敏化劑混合形成的乳化炸藥在裝填時(shí)基本沒有返粉，減少了炸藥浪費(fèi)，也杜絕了炸藥形成粉塵對人體的危害；同時(shí)采用機(jī)械化作業(yè)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少作業(yè)人員，減少人工成本?，F(xiàn)場混裝炸藥與傳統(tǒng)人工裝藥的對比見表2。

表2 兩種裝藥方式對比

由表2可知：

(1) 銅坑礦采用人工壓氣裝藥，炸藥消耗量為600 t/a，返粉率約為20%，炸藥返粉共120 t，按8678元/t計(jì)算，共計(jì)104.13萬元；

(2) 經(jīng)市場調(diào)查，膨化硝銨炸藥價(jià)格為8678元/t(含混合柴油)，乳膠基質(zhì)混合敏化劑價(jià)格為7300元/t，采用混裝炸藥車時(shí)銅坑礦年消耗炸藥量為480 t，每年可節(jié)約炸藥成本66.14萬元。

另外裝藥車機(jī)械裝藥還具有以下優(yōu)勢：

(1) 可完全實(shí)現(xiàn)連續(xù)耦合裝藥，確保炮孔裝藥質(zhì)量，炸藥做功能量可充分釋放，提高爆破效果；

(2) 有助于優(yōu)化爆破孔網(wǎng)參數(shù)，降低炮孔鑿巖成本，降低礦體回采成本；

(3) 混裝炸藥實(shí)現(xiàn)現(xiàn)用現(xiàn)制，生產(chǎn)工藝簡單，減少了包裝環(huán)節(jié)，與包裝炸藥相比，節(jié)約人工、能耗及材料；

(4) 全過程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝藥，可提高裝藥效率；

(5) 提高爆破綜合效率，降低采場大塊率，節(jié)約二次爆破或二次破碎成本，有效提高鏟裝效率；

(6) 炸藥的裝藥密度及性能可根據(jù)巖石性質(zhì)在小范圍內(nèi)調(diào)整，具有廣泛的適用性。

綜上所述，采用裝藥車機(jī)械裝藥不僅可以節(jié)約爆破作業(yè)成本，還可以優(yōu)化爆破孔網(wǎng)參數(shù)，提高爆破作業(yè)效率，在經(jīng)濟(jì)上具有明顯的優(yōu)勢。

3 結(jié) 論

采用裝藥車及配套工藝應(yīng)用于銅坑礦井下大中孔爆破裝藥，可以有效控制裝藥密度、確保爆破質(zhì)量，避免返粉等，每年可節(jié)約炸藥成本66.14萬元。采用裝藥車機(jī)械裝藥不僅技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，更有助于改善裝藥環(huán)境、減輕裝藥工人勞動(dòng)強(qiáng)度，推進(jìn)采礦作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化、礦山裝備無軌化，并朝大型化發(fā)展，具有重要的實(shí)際意義。

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張開盛(1987-)，男，江西萍鄉(xiāng)人，采礦工程師，從事采礦設(shè)計(jì)工作，Email：13978091080@139.com。