现场混装乳化铵油炸药技术的创新应用

崔雪峰，王肇中

(1.鞍钢矿业爆破有限公司,辽宁 鞍山 114000;2.矿冶科技集团有限公司,北京100160)

辽宁地区有丰富的煤、铁、石油、石灰石等矿产资源。东南地区是重要的矿产资源带，分布着鞍钢集团的齐大山矿、鞍千矿、大孤山矿、东鞍山矿、眼前山矿、大连石灰石矿和辽阳的弓长岭矿，以及本溪钢铁集团的南芬露天矿、歪头山铁矿和北台铁矿等，这些矿区储量大、分布广，每年消耗炸药13万t左右，过去所需要的炸药通常由多个炸药厂生产、供应，不仅综合成本高，而且不利于安全管理。2010年鞍钢矿业爆破有限公司撤销了齐大山、弓长岭、大连地面站的乳化基质制备系统，仅保留大孤山地面站生产点，乳化基质满足鞍山地区乳化铵油炸药需求的同时，采用远程配送方式向辽阳和大连地区两个地面站提供乳化基质，利用现场混装技术制备乳化铵油炸药，在鞍山、本溪、辽阳、大连等15个矿区使用。多年来，现场混装乳化铵油炸药在辽宁地区应用，不仅解决了乳化基质“一点生产、远程配送、多点使用”的技术难题，而且安全、可靠，又降低成本，提高了施工效率，取得了显著的经济和社会效益。

1 工程应用

鞍山钢铁位于辽宁鞍山市，是新中国最早建成的钢铁生产基地，拥有的大型矿山主要散布在鞍山、辽阳、本溪和大连等地，曾有多个炸药生产服务点，分属不同的民爆生产企业，资源配置不合理、生产效率低、安全保障能力差、生产成本也高，给企业生产、安全和管理等带来不便。因此，减少危险源、降低环保投资、提高炸药生产本质安全性是十分必要的。

2010年，鞍钢矿业爆破有限公司利用现场混装乳化铵油炸药技术，采用远程配送方式，实现了现场混装乳化铵油炸药在辽宁地区各大矿山的创新应用。即乳化铵油炸药所需的半成品乳化基质由鞍山的大孤山地面站制备，采用远程配送方式满足辽阳弓长岭和大连两个地面站的用料要求，实现了乳化基质一点生产、远程配送、多点使用的生产方式(见图1)。弓长岭地面站设两个各50 t的乳化基质储存罐，大孤山地面站制备的乳化基质通过乳化基质运输车配送到弓长岭乳化基质上料工房的储罐中备用。生产作业时，将多孔粒状硝酸铵、敏化剂等原料及半成品乳化基质加入到多功能现场混装炸药车的相应料仓内，然后到现场作业。大连地面站未设乳化基质储存罐，乳化基质运输车直接将乳化基质泵送至多功能现场混装炸药车的料仓内，然后到现场作业。

图1 混装乳化铵油炸药技术工程应用Fig.1 Application of mixed heavy ANFO technology

2 关键技术

现场混装乳化铵油炸药技术由乳化基质制备站[1]、乳化基质储存罐、乳化基质运输车[2]和多功能混装车[3]构成，乳化基质制备站完成乳化基质的制备，建设在大孤山地区;乳化基质储存罐用于乳化基质的储存，分布在各个地面站;运输车将乳化基质从大孤山地面站配送到大连和辽阳地面站;多功能装药车根据需要安排在各个地面站,主要完成乳化铵油炸药的制备和装填。该技术实现了采掘爆破的机械化、高效率作业，最大限度地提高炸药制备、运输和使用的安全性。

1)生产流程。现场混装乳化铵油炸药技术工艺流程如图2所示。

图2 现场混装乳化铵油炸药技术工艺流程Fig.2 Flow chart of on-site mixed loading heavy ANFO technology

2)工艺配方及性能。现场混装乳化铵油炸药技术要求地面站生产的乳化基质无雷管感度、流动性好、抗颠簸性强, 通过优选设备和配方优化试验,最终确定乳化基质和现场混装乳化铵油炸药配方如表1所示。

表1 工艺配方

优化后的乳化基质流动性好，储存期长，制得的乳化铵油炸药性能优良，兼顾了乳化炸药抗水性能[4]和铵油炸药低成本[5]的双重优点，经过检测，远程配送后的乳化基质贮存期达1年以上，采用现场混装乳化铵油炸药技术制备的炸药各项性能指标：炸药密度为1.15～1.18 g/cm3(敏化10 min)，爆速(孔内)为5 500～6 100 m/s,在水孔中预装药达一周以上，爆破效果没有明显改变。

3)远程配送。大孤山地面站距辽阳弓长岭60 km，距大连达300 km以上，因此实现乳化基质的远程配送，要求乳化基质抗颠簸性好，长距离运输不破乳，对设备和工艺配方提出更高要求，为此采用含有高分子乳化剂的一体化油相，并通过调整油、水比例，以及采用先进的装备解决了乳化基质远程配送的技术难题。乳化基质必须符合灌装运输条件，不仅要求制备的乳化基质无雷管感度，而且要通过国家质检机构进行的8(d)试验，通过调整配方解决了这一技术难题。

3 安全管理与效益分析

现场混装乳化铵油炸药技术经过8年的应用，用户反映乳化基质稳定，炸药性能优良，爆破效果好，提升了混装炸药本质安全性。

1)安全管理。储存过程中应重点关注罐区的防火和乳化基质输送泵的安全运行状态，定期检查乳化基质输送设备的磨损情况，严禁杂物混入乳化基质内，基质储存罐采取保温措施，以保证乳化基质的流动性，提高输送安全程度，此外，进一步提升了自动化控制水平，增加了超温、超压、断流等连锁保护装置[6]。

乳化基质远程配送中应重点防范运输途中交通事故引发的燃烧爆炸事故。运输安全管理主要通过定期对车辆进行检查维护，以保证车辆处于安全可靠状态；通过GPS、视频监控、限速等技术手段进行全方位监控，确保车辆在生产运输环节处于受控状态；司乘人员对运输过程中的险情应具备较强的现场处置能力。公安部门监管车辆及司乘人员证件手续是否完备，通过GPS监督乳化基质运输车行车路线和去向。混装车跨市作业时，日常运输、爆破作业需到作业地公安部门进行统一车辆备案，加强流通作业环节的监管。

2)效益分析。现场混装乳化铵油炸药技术在辽宁地区应用，开创了“一点生产、远程配送、多点使用”的民用炸药生产模式。将多个点生产集中到一个点生产，减少了危险源，并且可以将更多的人力、物力、安全管理集中到一点，有效地提升企业安全管理水平，大大降低发生事故的概率；同时，随着国家对环保工作的加强，污水处理、锅炉排放等问题日益引起人们的重视，需要增加企业大量的投资，采用集中制备乳化基质、远程配送模式符合未来环保管理要求。该模式对企业产生的经济效益也非常可观，建设一条乳化基质生产线概算约1 500万元，鞍钢矿山系统原有6条乳化炸药生产线，到2011年只留下大孤山一条，减少了5条生产线，节省资金投入约7 500万元以上。从事炸药生产员工由290人减少到现在的150人，劳动生产率大幅提高。

4 结语

“一点生产、远程配送、多点使用”的混装乳化铵油炸药技术模式在辽宁东南部的鞍山、本溪、大连和辽阳等地区首次取得了实际应用。实践表明：采用含有高分子乳化剂的一体化油相，并通过调整油、水比例，以及采用先进的生产装备解决了乳化基质远程配送技术难题；经过远程配送、储存后的乳化基质生产的乳化铵油炸药质量稳定可靠，性能优良，完全满足矿山爆破的需求；“一点生产、远程配送、多点使用”的创新模式减少危险源、提高地面站生产机械化与自动化程度、减少在线生产人员数量，提升了炸药企业生产安全性和技术管理水平，符合民爆行业发展方向。在未来，随着民爆行业进一步兼并整合，现场混装乳化铵油炸药技术有望在国内需求集中地区取得更多的应用。