混装炸药调研报告-V2

1调研报告一、调研背景当前在我国由钻爆法施工的隧道中，大多数隧道装药施工仍采用包装炸药逐节装填，生产工艺落后，工作环境差，装药效率低、人工成本高，一个隧道断面往往需要十几个作业人员同时装药，而且安全条件差，劳动强度大，药卷和炮孔的耦合性差，爆破效果差，爆破循环进尺小。与此同时，隧道目前已使用凿岩台车进行钻孔施工，不需要搭建辅助工作平台，大大节约钻孔时间。和人工凿岩相比，凿岩台车工效可以提高2-4倍，而且可以改善劳动条件，减轻工人的劳动强度。但是装药环节仍然采用人工装药，造成钻、爆、铲运各工序之间效率不匹配，制约了凿岩台车高效率的发挥，成为隧道机械化施工的瓶颈。因此，为提高隧道掘进机械化水平，降低每循环作业时间，减少高原环境施工人员数量，需要采用机械化、自动化的现场混装或散装乳化炸药装药设备进行装药施工。二、国内混装工业炸药政策导向目前，我国现场混装型工业炸药约占工业炸药用量不到20%，而美国、澳大利亚等欧洲国家现场混装型工业炸药的比重已达到90％以上，现场混装型工业炸药的生产技术及装备发展速度远不及国外一些工业发达国家。推广、使用现场混装工业炸药生产技术及设备不仅符合国家政策，也符合工业炸药发的趋势。工业与信息化部多次印发文件，明确鼓励推行和发展现场混装炸药技术，具体文件内容摘要如下：1、《民用爆炸物品行业技术发展方向及目标（2018年版）》进一步推进工业炸药生产方式由固定包装生产线向现场混装生产方式发展，鼓励现场混装采用乳胶基质集中制备、远程配送的生产方式，鼓励推广地下矿山、大型硐室、公路铁路隧道等工程应用现场混装炸药技术；第一阶段目标（到2020年底），工业炸药产品结构进一步优化，现场混装炸药所占比例达到30%；第二阶段目标（到2025年底），现场混装炸药所占比例大幅度提高，“一体化”服务模式成为民爆行业的主要运行模式；现场混装生产方式的乳胶基质大规模集中制备、贮存、多级远程配送技术与装备成熟可靠；22、《民用爆炸物品生产许可实施办法》鼓励民用爆炸物品生产企业采用提高民用爆炸物品安全性能的新产品、新设备、新技术、新工艺、新材料以及现场混装生产技术；三、现场混装乳胶基质使用管控政策1、购买（1）现场混装乳胶基质购买流程：根据工信部和公安部有关规定，现场混装是将乳胶基质和敏化剂在现场混制，进入炮孔15分钟后生产乳化炸药，属于炸药生产环节，归工信部管制。现场混装属于炸药生产过程，只能由同时具备炸药生产资质（具有炸药生产凭照）和工程爆破资质（能开展爆破业务）的单位自产自用，不能买卖。（2）敏化剂购买流程：敏化剂属于普通的化工原料，可直接从炸药厂购买，也可和相应原材料厂家购买。（3）购买方式：现场混装乳胶基质需要从双资质炸药生产厂家购买使用，如：四川通达化工有限公司峨边分公司、湖北东神楚天化工有限公司等。其配方可以采用指定的炸药配方，也可以使用自己的炸药配方。2、存储现场混装乳胶基质和敏化剂可采用普通库房储存。3、使用现场混装炸药装药设备需要同时具备炸药生产资质（具有炸药生产凭照）和工程爆破资质（能开展爆破业务）的单位使用。四、散装乳化炸药使用管控政策散装乳化炸药的购买、储存和使用等管控政策，与商品型包装炸药（俗称火腿肠）相同。1、购买（1）散装乳化炸药购买流程：散装乳化炸药属国家管制的危险化学品，购买单位需具备公安部核准的民3爆资质许可（购买、运输及使用民用爆炸物品），流程如下：第一步用户向炸药生产厂家提出购买申请（注明品种、数量、到货时间）第二步厂家接到申请后按要求提前备货并及时将运输车辆安排人员信息反馈第三步用户带爆破设计说明到报公安部备案（开具购买证同时根据炸药厂家提供人员和车辆信息开具运输证）第四步用户将购买、运输证及信息卡一同交由炸药厂家第五步炸药厂家根据运输证上的信息安排好车辆，并按用户要求按指定时间和数量到货。第六步将送达的炸药办理入库手续，并将运输证返回开证机关销毁。雷管、导爆索购买流程如上，但需根据用户安排提前到货入库，由用户技术部门组织分装。整个过程必须符合国家法律、法规的要求，特别是运输环节，必须按上级公安部门的要求做好各个环节的安全保障工作。（2）敏化剂购买流程：敏化剂属于普通的化工原料，可直接从炸药厂购买，也可和相应原材料厂家购买。（3）购买方式：散装乳化炸药可从当地或其他炸药生产厂购买。2、存储采用25kg/桶的塑料桶运输、储存，入库和存储方式与商品型包装炸药相同。3、使用（1）散装乳化炸药属成品炸药，管理流程和商品型包装炸药相同，装药器属装药工具，现场负责装药爆破的人员需持有公安机关要求的作业证书。（2）现场装药爆破时，采用起爆具或32药卷做起爆药，起爆具与32药卷购买流程一致。五、西藏华泰龙矿业装药施工1、矿山概况甲玛铜多金属矿隶属于中国黄金集团旗下西藏华泰龙矿业开发有限公司，位4于西藏拉萨市墨竹工卡县境内，矿山海拔4350~5407.5m，属于典型的高原矿山。矿体主要为矽卡岩型，赋存标高3700~4550m，矿体厚度10~50m，最厚达199m。受推覆构造控制，矿体呈上陡下缓特征，较陡部分矿体靠近地表，主要为铅锌矿体，倾角60~70°；较缓部分为地下深部隐伏铜钼矿体，倾角小于20°，矿体稳固程度为中等稳固以上。该矿山采矿爆破采用散装乳化炸药，散装乳化炸药的装药施工方式已在该矿山进行成熟应用。2、装药施工采场回采方式是通过在矿块下部凿岩巷中采用中深孔台车钻凿上向扇形中深孔和上向垂直平行拉槽孔，采用中深孔装药台车给炮孔装填散装乳化炸药。炮孔布置：上向扇形中深孔和上向垂直平行拉槽孔，孔径80mm，炮孔排距2.0m，孔底距2.2m，单排孔数12个左右。炮孔布置图、参数表如下所示：孔号010203040506070809101112倾角/度45.056.164.871.87986.186.486.47964.856.145.0孔深/m8.411.415.614.814.314.014.014.314.815.611.48.4具体施工流程如下：1)给装药台车水箱加水，水加满后加入润滑剂；52)开至巷道丁字路口将装药臂架转至后方，台车倒至装药面；3)支起支腿，接大电；4)通过台车上料泵给药箱上料（3人、药箱容量1.5吨）；同时制作起爆弹，将雷管装入起爆弹（1人）；5)待药箱上料至500kg左右，开始进行基质泵打水，润滑管路，确定管路中无残留药物堵塞；6)将水阀关闭，打开下料阀，进行基质泵打药，在装药管喷出炸药时，停止打药，同时记录此次打药重量；67)观察打出药的药态；8)通过遥控器将对孔装置移至炮孔下方，将第一发起爆弹放至对孔装置管口（一人操作遥控器，一人装起爆弹）；9)通过遥控器将对孔装置对准炮孔，通过遥控器将送管长度清零，推动遥控器复位手柄送管，将起爆弹送至孔底，通过送管深度和对孔机构向下位移判断送管是否到达孔底；10)开始装药，装至设计装药深度的一半时，停止装药，退管至孔口，装第二发起爆弹；11)继续装药，到达爆破设计的填塞距离时，停止装药；12)观察台车显示的该孔实际装药量与爆破设计该孔装药量是否匹配，确定是否补药；713)装药过程中，实时观察基质泵和润滑剂泵出口压力，当基质泵出口压力高时，先观察润滑剂泵出口是否有压力，然后检查静态混合器是否发生堵塞；14)重复上述9~13步，装完剩下炮孔；15)根据爆破设计单孔装药量和第6步记录的打药重量，确定最后一个炮孔装药时关闭下料阀打开水阀的时间，确保管内炸药不浪费；16)收管，清洗管路和台车，放空水箱，收车，完成此循环装药；注：1）、根据现场情况，需要配备一把木铲，在料箱料位低时需要将粘在箱壁上的炸药铲至吸料口；2）、用洗衣粉水清洗粘在衣服或身上的炸药；六、隧道现场混装和散装乳化炸药装药设备目前铁建重工研制的隧道施工装药设备是用于将现场混装炸药或散装乳化炸药装填于隧道炮孔内的自动化装药施工设备，根据客户需求主要有分体式和一体式两种。1、分体式/BQPR800装药器+凿岩台车施工时由凿岩台车提供动力，该设备配置双泵送系统，可快速、安全的完成润滑剂泵基质泵8装药爆破施工任务。可广泛应用于铁路、公路、地下工程、引水工程等隧道施工。隧道混装炸药装药设备工作原理如图1所示。施工时由全电脑凿岩台车完成爆破孔凿岩施工，台车不用退场，然后由皮卡车搭载双系统装药器进入隧道工作位，通过快速接头完成装药器与凿岩台车的连接，由凿岩台车提供装药器驱动力和工作吊篮，装药1人员通过吊篮臂和送管器完成上部炮孔和周边孔装药施工，装药2人员手持输药管完成底部炮孔的装药施工，该设备目前已在某工程成功应用。图1隧道分体式装药台车2、施工特点（1）实现少人化可将隧道原十几人装药施工作业减少到3人（2人装药，1人检测设备），大幅减员增效；（2）经济效益好炮孔装药示意图如图2所示。炮孔耦合装药，线装药密度大，可增大孔网距，炮孔数量在原包装炸药基础上可减少20%，减低钻孔成本，同时提高有效爆破进尺，循环爆破进尺可提高5-10%，炮孔利用率达93%以上，周边孔采用非耦合装药可有效控制超欠挖，钻孔和装药综合经济效益可提高18%；9图3炮孔装药示意图（3）施工效率高装药器装药速度25kg/min，且配置双装药系统，人均装药效率是人工装药效率的2-3倍，由于钻孔数量的减少，钻孔时间可减少20%；（4）施工强度低采用装药器机械化装药，可实现一键送药、自动收送管等功能，有效改善工人作业条件，降低劳动强度。七、试验计划散装乳化炸药装药设备的成功应用，充分验证了其在隧道装药施工的可行性、高效性和经济性，通过与凿岩台车等隧道机械化成套施工设备配合，可实现隧道全工序的机械化施工，对提高我国隧道钻爆法施工效益具有重要意义。在郑万高铁湖北段7标中铁12局试验具备了基本条件，可进行试验工作部署。1、郑万高铁7标中铁12局已经在聚能管爆破技术应用时，采购了散装乳化炸药，手续齐全，炸药供应途径通畅；2、郑万高铁7标应用是铁建重工ZYS113凿岩台车，该台车已经预留了机械化装药管道、配套电源、工装接口；3、铁建重工已经研发了与ZYS113凿岩台车配套的分体式/BQPR800装药器，并且该设备已在某国防工程成功应用。4、装药施工人员培训工作在10月下旬可以开始，现场试验建议在11月开始。5、建议郑万高铁湖北段其他标段落实散装乳化炸药（符合机械化装药要求），10同步实施。