乳化炸药现场混装技术在地下矿山的应用实践

乳化炸药现场混装技术在地下矿山的应用实践

张洪波 郎 刚 李 伟

山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿，山东 莱州 261400

摘要：地下矿山开采离不开爆破，但当前我国地下矿山爆破作业在很多方面都存在不足，如，爆破方式不够先进、装药效率和质量不高、爆破安全性得不到保障等，这些问题的存在势必会对地下矿山发展造成阻碍。随着现场混装车技术的不断发展，当前我国已经可以在爆破现场地面站混制乳化炸药，再用混装车装填到炮孔当中，这其实就是乳化炸药现场混装技术。将该技术应用于地下矿山不仅可以实现乳化基质的长途运输以及垂直自动装填炸药，还可以减轻劳动强度和提升爆破效果。基于此，本文对该技术进行了简单介绍，还对该技术在山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿中的应用实践进行了研究分析。

关键词：乳化炸药现场混装技术；混装车；地下矿

引言

对于地下矿山开发而言，爆破是不可缺少的环节，而在该环节过程中深孔装药发挥着重要作用。以前都是人工进行装药，但这种装药方式不仅效率低，而且劳动强度太高，还容易出现耦合差的情况，从而引发爆破强度不能达到要求的问题。尤其是对变形的深孔进行装药，其难度非常高。乳化炸药现场混装技术具有诸多优势，其在地下矿山的应用显著降低了炸药返粉率，而且极大的提升了工作效率，质量控制也得到了增强，因此受到了很多矿山企业的欢迎，其在众多矿山企业的应用也获得了不错的应用效果。

1乳化炸药现场混装技术简介

乳化炸药现场混装系统是由乳化基质地面站生产系统和现场混装车两部分组成的。相关工作人员需要先在地面站制作乳胶基质，然后将其运送到现场混装车所在地，将其放入该车储罐内，之后还要运输敏化剂，放入该车敏化剂储罐内，然后将混装车开到现场，在现场将这两种物质配置为乳化炸药，最后将乳化炸药输送到炮孔即可。

1.1乳化基质地面站生产系统

乳胶基质是乳化炸药的重要组成部分，乳化炸药现场混装系统包括多项技术，地面制备站就是其中一种。^[1]地面站由多个生产单元构成，如乳化环节、氧化剂溶液制备环节等，在集散控制系统的控制下，这些生产环节都可以实现流水线作业。

应用连续乳化技术，地面站工作效率能够达到3-15t/h，如果制备系统出现温度、压力过高等情况，系统单元可以自动停止运行，而且还可以接受远程控制。

地下矿专用基质和其他矿山使用的基质具有一定差异，其不仅要具备一定的粘稠度，还要具备较高的流动性，这样才不会因为粘结力不足而从炮孔中掉落。上向垂直深孔炸药装填具有一定困难性，要想保障上向深孔装填效果，爆破效果理想，就需要使用水含量比较低、油相黏度比较高的乳胶基质作为地下矿乳胶基质。

地下矿专用乳胶基质生产可以在独立的专用地面制备站进行生产，也可以在通用地面制备站进行生产。炸药现场混装车可以开到地面制备站装备基质，也可以选用远程配送基质的方式装备基质。

1.2乳化炸药现场混装车

乳化炸药现场混装车需要在爆破现场完成乳化炸药配置工作，也就是不仅要在车上进行乳化，还要在车上进行敏化和混合。^[2]该车主要由十二部分构成，如汽车底盘、动力输出系统、乳化系统、软管卷筒装置等。

1.2.1混装车技术特点

混装车安全性比较好，因为其装载炸药半成品，而且其不具备雷管感度。混装车各生产系统分布在该车各个位置，等到进入现场后，可以根据现场情况确定装药速度，在车载系统的帮助下，炸药填装精确度可以得到保障，而且为了防范装药过程发生危险，在车上还装有报警系统。在该车和专用基质运输车的合作下，可以连续开展地下矿山装药作业。

1.2.2混装炸药性能

国外很多地下矿炸药混装车装载的都是成品炸药，我国很多乳化炸药现场混装车装载品和其都存在差异，多是炸药半成品，在独特技术的帮助下，基质输送入孔距离更长，有的可以超过100米。通过进行合理设置，基质进入炮孔后需要等待一段时候才能形成乳化炸药。^[3]以BCJ-4I型混装车为例，其作业效率非常好，还可以进行全方位炮孔装药，装药耦合度也比较理想，爆后有毒气体含量不高，各方面优势非常明显。

２应用实践

2022年春节前焦家金矿某分矿进行了井下混装炸药爆破试验，春节后2月7日到3月15日之间又在某分矿15中段、16中段、17中段等中段的进路采矿、普通分层采矿和掘进作业面进行了63次试验，试验过程中对现场混装炸药生产、配送、炮孔检测、装药等内容进行了观察、分析，试验前对部分爆破作业点数据进行了收集，试验过程中对作业面现场情况、岩石硬度、炸药单耗、基质使用量等数据进行了记录，同时还对现场混装炸药爆破情况进行了比较和分析。

2.1试验内容

本次爆破试验首先进行了起爆位置试验，在16中段进路采矿、掘进和17中段探矿巷作业面进行了起爆药包在孔口起爆的试验，试验时需要先将现场混装产品按照设计要求的量放入炮孔孔底，等到各炮孔混装药完成后，再将组装好的起爆药包装入各炮孔内进行连网起爆。其次进行了单循环进尺试验，在16中段进路采矿、掘进和17中段探矿巷作业面进行了单循环进尺试验。起爆包放置位置无区别情况下，16中段进路采矿试验单循环进尺差别不大，16中段和17中段掘进出现了极大的差异。在16中段进路采矿、掘进和17中段探矿巷作业面进行了爆破器材单耗试验。然后进行了破碎块度试验，通过多次爆破试验，混装乳化炸药的掘进爆破块度平均直径达到了10到15㎝，和规定的35㎝有很大差距，大块率平均在3%以下，通过和前期成品药对比发现，比成品药块度要降低约40%，混装炸药满足岩石硬度系数范围内爆破要求。最后进行了高处装药作业试验，为此还应用了带吊篮的混装车，经过试验发现，能够满足5m以下作业面装药需要，大作业面起爆药包装药效率也有所提升，混装药装药效率也有所提高，一个作业面可以节约15到20分钟。而且还可以对不耦合系数进行数字化调整。

2.2试验成果

通过进行现场混装乳化炸药试验，不管是装药效率还是单循环爆破进尺、爆破器材单耗等方面都获得了一些成果。一、炮孔利用率有了明显提升，大概提升了13%，钻孔成本也有所下降。二、单循环进尺有所增加，掘进效率有所提升。三、混装乳化炸药的掘进爆破块度平均直径为10到15㎝，大块产出率达到3%以下。四、可以根据岩石硬度的不同对设备爆速进行调整，从而可以更好的匹配不同岩石的波阻抗，进尺、破碎效果都得到了提升，后续矿石破碎成本自然就会有所下降。五、装药爆破用材料成本平均降低了10-15%。六、爆破后有毒气体浓度符合《金属非金属矿山安全规程》要求。

结语

乳化炸药现场混装技术具有诸多优势，将其应用于地下矿开采，不仅装药效率高，还有着更高的安全性，而且可以有效缩减爆破作业成本、降低劳动强度，提升爆破质量，目前已经得到了很多地下矿山企业的认可，也是爆破和矿山开采行业发展趋势。该技术的应用对于我国地下矿山高效开采有着重大意义，如果将其和电子雷管进行配合应用，将会促使矿山开采获得进一步发展。

参考文献

[1]田惺哲,张鑫.新型地下矿用乳化炸药现场混装车控制系统的设计与应用[J].世界有色金属,2019(15):260+262.

[2]冯永业,侯永华,蒋相森. 多功能乳化炸药现场混装车的改进[C]//.第十四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.,2017:45-47.

[3]张伟,白建伟.现场混装乳化炸药技术在黑沟露天铁矿的应用[J].现代矿业,2017,33(08):94-95+98.