現場混裝乳化銨油炸藥技術的創新應用

崔雪峰，王肇中

(1.鞍鋼礦業爆破有限公司,遼寧 鞍山 114000;2.礦冶科技集團有限公司,北京100160)

遼寧地區有豐富的煤、鐵、石油、石灰石等礦產資源。東南地區是重要的礦產資源帶，分布著鞍鋼集團的齊大山礦、鞍千礦、大孤山礦、東鞍山礦、眼前山礦、大連石灰石礦和遼陽的弓長嶺礦，以及本溪鋼鐵集團的南芬露天礦、歪頭山鐵礦和北臺鐵礦等，這些礦區儲量大、分布廣，每年消耗炸藥13萬t左右，過去所需要的炸藥通常由多個炸藥廠生產、供應，不僅綜合成本高，而且不利于安全管理。2010年鞍鋼礦業爆破有限公司撤銷了齊大山、弓長嶺、大連地面站的乳化基質制備系統，僅保留大孤山地面站生產點，乳化基質滿足鞍山地區乳化銨油炸藥需求的同時，采用遠程配送方式向遼陽和大連地區兩個地面站提供乳化基質，利用現場混裝技術制備乳化銨油炸藥，在鞍山、本溪、遼陽、大連等15個礦區使用。多年來，現場混裝乳化銨油炸藥在遼寧地區應用，不僅解決了乳化基質“一點生產、遠程配送、多點使用”的技術難題，而且安全、可靠，又降低成本，提高了施工效率，取得了顯著的經濟和社會效益。

1 工程應用

鞍山鋼鐵位于遼寧鞍山市，是新中國最早建成的鋼鐵生產基地，擁有的大型礦山主要散布在鞍山、遼陽、本溪和大連等地，曾有多個炸藥生產服務點，分屬不同的民爆生產企業，資源配置不合理、生產效率低、安全保障能力差、生產成本也高，給企業生產、安全和管理等帶來不便。因此，減少危險源、降低環保投資、提高炸藥生產本質安全性是十分必要的。

2010年，鞍鋼礦業爆破有限公司利用現場混裝乳化銨油炸藥技術，采用遠程配送方式，實現了現場混裝乳化銨油炸藥在遼寧地區各大礦山的創新應用。即乳化銨油炸藥所需的半成品乳化基質由鞍山的大孤山地面站制備，采用遠程配送方式滿足遼陽弓長嶺和大連兩個地面站的用料要求，實現了乳化基質一點生產、遠程配送、多點使用的生產方式(見圖1)。弓長嶺地面站設兩個各50 t的乳化基質儲存罐，大孤山地面站制備的乳化基質通過乳化基質運輸車配送到弓長嶺乳化基質上料工房的儲罐中備用。生產作業時，將多孔粒狀硝酸銨、敏化劑等原料及半成品乳化基質加入到多功能現場混裝炸藥車的相應料倉內，然后到現場作業。大連地面站未設乳化基質儲存罐，乳化基質運輸車直接將乳化基質泵送至多功能現場混裝炸藥車的料倉內，然后到現場作業。

圖1 混裝乳化銨油炸藥技術工程應用Fig.1 Application of mixed heavy ANFO technology

2 關鍵技術

現場混裝乳化銨油炸藥技術由乳化基質制備站[1]、乳化基質儲存罐、乳化基質運輸車[2]和多功能混裝車[3]構成，乳化基質制備站完成乳化基質的制備，建設在大孤山地區;乳化基質儲存罐用于乳化基質的儲存，分布在各個地面站;運輸車將乳化基質從大孤山地面站配送到大連和遼陽地面站;多功能裝藥車根據需要安排在各個地面站,主要完成乳化銨油炸藥的制備和裝填。該技術實現了采掘爆破的機械化、高效率作業，最大限度地提高炸藥制備、運輸和使用的安全性。

1)生產流程。現場混裝乳化銨油炸藥技術工藝流程如圖2所示。

圖2 現場混裝乳化銨油炸藥技術工藝流程Fig.2 Flow chart of on-site mixed loading heavy ANFO technology

2)工藝配方及性能。現場混裝乳化銨油炸藥技術要求地面站生產的乳化基質無雷管感度、流動性好、抗顛簸性強, 通過優選設備和配方優化試驗,最終確定乳化基質和現場混裝乳化銨油炸藥配方如表1所示。

表1 工藝配方

優化后的乳化基質流動性好，儲存期長，制得的乳化銨油炸藥性能優良，兼顧了乳化炸藥抗水性能[4]和銨油炸藥低成本[5]的雙重優點，經過檢測，遠程配送后的乳化基質貯存期達1年以上，采用現場混裝乳化銨油炸藥技術制備的炸藥各項性能指標：炸藥密度為1.15～1.18 g/cm3(敏化10 min)，爆速(孔內)為5 500～6 100 m/s,在水孔中預裝藥達一周以上，爆破效果沒有明顯改變。

3)遠程配送。大孤山地面站距遼陽弓長嶺60 km，距大連達300 km以上，因此實現乳化基質的遠程配送，要求乳化基質抗顛簸性好，長距離運輸不破乳，對設備和工藝配方提出更高要求，為此采用含有高分子乳化劑的一體化油相，并通過調整油、水比例，以及采用先進的裝備解決了乳化基質遠程配送的技術難題。乳化基質必須符合灌裝運輸條件，不僅要求制備的乳化基質無雷管感度，而且要通過國家質檢機構進行的8(d)試驗，通過調整配方解決了這一技術難題。

3 安全管理與效益分析

現場混裝乳化銨油炸藥技術經過8年的應用，用戶反映乳化基質穩定，炸藥性能優良，爆破效果好，提升了混裝炸藥本質安全性。

1)安全管理。儲存過程中應重點關注罐區的防火和乳化基質輸送泵的安全運行狀態，定期檢查乳化基質輸送設備的磨損情況，嚴禁雜物混入乳化基質內，基質儲存罐采取保溫措施，以保證乳化基質的流動性，提高輸送安全程度，此外，進一步提升了自動化控制水平，增加了超溫、超壓、斷流等連鎖保護裝置[6]。

乳化基質遠程配送中應重點防范運輸途中交通事故引發的燃燒爆炸事故。運輸安全管理主要通過定期對車輛進行檢查維護，以保證車輛處于安全可靠狀態；通過GPS、視頻監控、限速等技術手段進行全方位監控，確保車輛在生產運輸環節處于受控狀態；司乘人員對運輸過程中的險情應具備較強的現場處置能力。公安部門監管車輛及司乘人員證件手續是否完備，通過GPS監督乳化基質運輸車行車路線和去向。混裝車跨市作業時，日常運輸、爆破作業需到作業地公安部門進行統一車輛備案，加強流通作業環節的監管。

2)效益分析。現場混裝乳化銨油炸藥技術在遼寧地區應用，開創了“一點生產、遠程配送、多點使用”的民用炸藥生產模式。將多個點生產集中到一個點生產，減少了危險源，并且可以將更多的人力、物力、安全管理集中到一點，有效地提升企業安全管理水平，大大降低發生事故的概率；同時，隨著國家對環保工作的加強，污水處理、鍋爐排放等問題日益引起人們的重視，需要增加企業大量的投資，采用集中制備乳化基質、遠程配送模式符合未來環保管理要求。該模式對企業產生的經濟效益也非常可觀，建設一條乳化基質生產線概算約1 500萬元，鞍鋼礦山系統原有6條乳化炸藥生產線，到2011年只留下大孤山一條，減少了5條生產線，節省資金投入約7 500萬元以上。從事炸藥生產員工由290人減少到現在的150人，勞動生產率大幅提高。

4 結語

“一點生產、遠程配送、多點使用”的混裝乳化銨油炸藥技術模式在遼寧東南部的鞍山、本溪、大連和遼陽等地區首次取得了實際應用。實踐表明：采用含有高分子乳化劑的一體化油相，并通過調整油、水比例，以及采用先進的生產裝備解決了乳化基質遠程配送技術難題；經過遠程配送、儲存后的乳化基質生產的乳化銨油炸藥質量穩定可靠，性能優良，完全滿足礦山爆破的需求；“一點生產、遠程配送、多點使用”的創新模式減少危險源、提高地面站生產機械化與自動化程度、減少在線生產人員數量，提升了炸藥企業生產安全性和技術管理水平，符合民爆行業發展方向。在未來，隨著民爆行業進一步兼并整合，現場混裝乳化銨油炸藥技術有望在國內需求集中地區取得更多的應用。