一、项目背景
目前国内大型露天矿山开采爆破工程中主要以使用散装铵油炸药为主,因其生产工艺简单,成本低,具有安全性高、机械化程度高、可靠性强等优点被各个露天矿山广泛使用。
现国内使用的现场混装铵油炸药车的硝酸铵和柴油是通过干料螺旋进行混合,其中柴油是通过单孔喷油装置喷射与多孔粒状硝酸铵进行混合,这种情况下多孔粒状硝酸铵颗粒只能单方向接触柴油,接触面积小,时间短,导致多孔粒状硝酸铵颗粒未能充分与柴油接触混合,甚至有些颗粒都未接触到油料。其次单孔喷射供油情况下,喷射口容易被多孔粒状硝酸铵颗粒中的粉末堵塞,喷射口被堵塞后多余的油料在供油压力下会成股的间隔冲出,造成有时生产出的多孔粒状铵油炸药中油料过多,有时产出的油料过少,铵油炸药质量严重不合格,造成铵油炸药起爆感度低,甚至产生拒爆,油料混合不均匀的铵油炸药不易起爆,则形成爆燃,生产大量的氮氧化物等有害气体,污染环境,爆破能量浪费,破坏能力不够,导致爆破质量差。
现通过对多孔粒状铵油炸药混装车油量配制装置改造,使硝酸铵和柴油能够充分混合,提高炸药性能,使其爆速更加稳定,生产的铵油炸药接近零氧平衡,减少有毒气体的生成,更加符合安全环保的相关要求。
二、研究内容
1.技术方案
原铵油炸药车油量配置装置是单孔喷油,改为多孔喷油方式,进行三点式改造,达到上、左下、右下的对称三点喷射。改造过后,增加了多孔粒状硝酸铵与柴油的接触面,能够防止因单孔喷油口堵塞产生的油料不均匀问题,保证多孔粒状铵油炸药的质量和性能,提高爆破效果。
2.工艺流程
3.特点
多孔粒状铵油炸药混装车油量配制装置改造,增加了多孔粒状硝酸铵与柴油的接触面,防止因单孔喷油口堵塞产生的油料不均匀问题,提高混装铵油炸药的质量和性能,提高了爆破效果。
该成果经现场混装多孔粒状铵油炸药车生产供应商某特种汽车有限公司技术认可,改造后不影响现场混装铵油炸药车的安全性能,生产工艺过程本质安全可靠。
三、应用效果
1.改造前后效果对比
改造前后生产的铵油炸药进行了爆速实验对比分析,爆速实验采用智能五段爆速仪进行了测定,实验的铵油炸药分别从未改造的铵油炸药车和改造后的铵油炸药车生产的铵油炸药分别收集作为实验材料,用1m长的PVC管模拟炮孔装药进行实验,经一系列实验后具体的爆速数据对比见表1。
表1 改造前后铵油炸药爆速实验数据
由实验数据可以看出,多孔粒状铵油炸药混装车改造前和改造后炸药的爆速有着明显的区别,改造后炸药爆速值稳定且较高,改造后平均爆速=3427.102m/s,符合产品质量技术标准要求。
2.效益分析
通过改造增加了爆速,铵油炸药性能更加稳定,增加了爆破能量,降低了炸药单耗,进一步降低了爆破综合成本;减少了有毒气体和烟尘的产生,利于绿色环保型矿山建设。
以某露天矿为例,1辆铵油炸药车油量配制装置改造费用约为1.5万元,现该矿拥有22台铵油炸药车,每年为矿区供应铵油炸药约10万吨,按照炸药单耗0.55kg/m³计算,则每年铵油炸药爆破立方约为1.8亿立方,由于爆速的提高,改造后可以降低炸药单耗,使穿爆综合成本下降约0.05元/m³,则每年可为该矿节约爆破成本900万元左右。
四、推广应用
通过改造,不影响现场混装铵油炸药车的安全性能,生产工艺过程本质安全可靠。因此可在国内现场混装铵油炸药车中进行推广应用,进一步改善我国现场混装铵油炸药车生产工艺,促进现场混装铵油炸药在露天采矿工程中的使用,也对现场混装铵油炸药在露天深孔爆破工程中的应用具有重要的指导意义。