靳永明  刘敏杰  吉学军
                                                    (山西惠丰特种汽车有限公司，山西长治，046012)
摘要：本文阐述了现场混装炸药车的发展史，首先介绍了现场混装炸药车的历史背景，其次介绍了现场混装车的优点，接着阐述了现场混装车引进后各方面的发展。而现场混装车所具有的高效安全性，决定了它在民用爆破领域良好的应用前景。
关键词：现场混装炸药车；高效；安全；动态监控系统
l  国产混装炸药车的历史背景与现状
山西惠丰特种汽车有限公司(原长治矿山机械厂)从20世纪60年代起就开始研究生产爆破装药机械，是我国最早生产装药器的企业。60年代初研制生产的BQF-100、BQ-100装药器，现在还在很多中小型矿山使用，这是一种较手工有所进步的极简单的装药机械。
为提高装药的机械化水平，1965年山西惠丰特种汽车有限公司联合马鞍山矿山研究院及马钢南山铁矿共同研制了YC-Z型露天矿用粉状铵油炸药装药车，1969年在马钢南山铁矿通过冶金部鉴定，后来又开发了BC-8、BC-15等几种型号，各种型号总共生产了20多台。
这一时期铵油炸药是用粉状硝酸铵、柴油和小粉等原料配成，炸药在储存箱内由于吸湿与箱壁粘连再加上结块，易成拱悬料，这样需人工辅助，否则在输送过程中炸药与计量装置粘连造成计量不准。当时炸药装药时都采用风力输送，炸药在输送管中高速流动使炸药与炸药之间发生摩擦产生静电，那时非电导爆系统还未问世，使用的是电雷管，容易引起早爆，很不安全，由于该设备存在很多弊病，所以很多被淘汰。
加拿大在20世纪六七十年代，研制出了多孔粒状硝酸铵，开始使用多孔粒状硝酸铵混制炸药，即多孔粒状铵油炸药。多孔粒状硝酸铵在造粒过程中需要添加一种干燥剂，成品不结块，本身又具有足够的孔隙，且吸油率高。其工艺比用粉状硝酸铵混制炸药大大简化，只要将多孔粒状硝酸铵和一定比例的柴油进行简单的混制即成为炸药；而粉状铵油炸药的制作，则要求在轮碾机中粉碎、烘干，再与柴油、TNT等进行混合，配制工艺非常复杂，环境污染严重，所以必须经过一定规模的专门车间加工，才能完成。多孔粒状铵油炸药不但混制工艺简单，而且它的主要优点还在于不易吸湿结块、不含TNT。、流动性好、散装处理方便，为机械化创造了良好的条件。与此同时，美国埃列克公司、AM公司、加拿大的ICI公司以及前苏联利用这一炸药制作工艺简单的特点，把混制、装填结合住一起，研制出了粒状铵油炸药现场混装车，由于其具有很多优点，很快得到广泛的推广应用，从而装药机械由装药车阶段进入了混装车阶段。
随着炸药的发展，混装车也在发展，随着浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药、重铵油炸药等的发明，与之配套的混装车也相继出现。1963年，美国埃列克公司研制成功了浆状炸药混装车，把各种原料装在车上的各容器内，现场混制并装入炮孔；瑞典诺贝尔公司也研制了这样的设备。20世纪70年代，美国、加拿大、瑞典等国家又研制了乳化炸药现场混装车，1983年美国埃列克公司又研制成功了重铵油现场混装车。
而在同一时期，我国的露天爆破作业仍在使用将炸药加工厂加工的炸药人工搬运装填的原始落后工艺。但是世界技术的进步，必然要影响到我国。
1984年经国家纪委、国家经贸委、机械部批准，1986年由山西惠丰特种汽车有限公司和美国埃列克公司签订了引进粒状铵油炸药混装车、乳化炸药混装车、重铵油炸药混装车以及和上述三种车配套的地面辅助设施(即地面站)技术引进合同，进行了现场混装炸药车及地面站的设计和生产。随后，江苏澳瑞凯板桥矿山机械有限公司、北京北矿亿博科技有限公司等相继加入了研制、生产混装车的行列。
2混装炸药车的优点
现场混装炸药车是集炸药的原料及半成品运输、爆破现场混制、装填为一体的设备。它具有以下优点：
(1)安全。现场混装炸药车不运输成品炸药，料仓内盛装的是炸药的原料及半成品，这些原料及半成品在自动控制下按一定的比例在现场混制成炸药并装入炮孔。
(2)配方简单。该车所用原材料来源广、价格相对低廉。
(3)污染小。比TNT炸药对环境污染小，保证了工人的身体健康。
(4)计量准确。计量误差小于±2％。
(5)动力都取自于汽车发动机，采用液压传动、微机控制，自动化程度高，操作方便、可靠。炸药原料匹配供给、装药速度、单孔装药量都在计算控制下自动进行。
(6)装药效率高。使用螺杆泵输出装药，每分钟可装填200～280kg，使用螺旋输出装药的每分钟可装填400～450kg，是人工装药效率的数十倍。
(7)现场混装炸药车现制现装，无需炸药库，既节约了建库费用与保管费用，又无保管中的安全问题。
(8)爆破效果好。炸药各组分的比例实现了智能化控制，比例非常准确。实现了从孔底装药，炸药和炮孔耦合性好，提高了装药密度，并且在同一个炮孔内可装填不同密度、不同种类的炸药，使炸药能量得以充分发挥，降低了大块率，克服了根底，爆破效果令人满意。与常规的包装炸药相比可扩大孔网参数约20％～30％，减少炮孔量25％～30％，钻爆成本明显降低。
(9)现场混装炸药车取代了炸药加工厂，该车只需要一个与之配套的地面站（固定与移动均可)。地面站是炸药原料储存与半成品加工的地方；地面站与炸药厂相比占地面积小，建筑物简单，安全级别低，投资少。
(10)使用方便，不受时间、运输、车库量等因素的影响^[1]。
3混装炸药车的发展
3．1车系的发展
山西惠丰特种汽车最初引进的现场混装炸药车只是BCRH-15型(15t现场混装乳化炸药年)、BCZH-15型(15t现场混装重铵油炸药车)、BCLH-15型(15t现场混装粒状铵油炸药车)等三个标准车型。矿山的规模不同，对产量的要求小同，只有单一的车型不能适应矿山的使用要求，公司首先对三种装药车进行了系列化的开发。经过20多年的发展，在引进的基础上不断创新，现已发展为四大系列26个品种。这四大系列如下：
(1)L系列(即BCLH系列)。L系列现场混装炸药车可现场混制粒状铵油炸药，这种炸药价格低廉，是无水炮孔理想的装药设备。L系列发展为BCLH-X型和BCLH-XG两个支系，BCLH-X型包括了BCLH-4、BCLH-6、BCLH-8、BCLH-12、BCLH-15、BCLH-20等6个型号；BCLH-XG包括了BCLH-8G、BCLH-15G(其中15G型分为前置式和后置式两个车型)等两个型号。
(2)R系列(即BCRH系列)。R系列现场混装炸药车可现场混制乳化炸药，这种炸药具有最佳防水性能，最适用于装含水炮孔。经改进后可生产添加粒状硝酸铵的重铵油炸药。R系列发展为BCRH-X型和BCR(D)H-X型两个支系，其中BCRH-X为车上制乳型，包括BCRH-8、BCRH-12、BCRH-20、BCRH-25等4个车型，而这4个车型同时分为带干料和不带干料两种；BCR(D)H-X^[2]为地面制乳型，包括BCR(D))H-8和BCR(D)H-15等2个车型，而这2个车型同时分为带十料和不带干料两种。BCRH-15现场混装乳化炸药车被国务院重大办授予“国家重大技术装备成果二等奖”，国家计委、科委、财政部授予国家“七五”重大科技攻关成果奖。
(3)Z系列(即BCZH系列)。Z系列现场混装炸药车集以上两种车的功能为一体，可现场混制乳化炸药、粒状铵油炸药、重铵油炸药。包括了BCZH-8、BCZH-12、BCZH-15、：BCZH-20、BCZH-25等5个型号。
(4)井下车系列。井下车系列现场混装炸药车的工作原理同R系列工作原理，该系列的出现大大提高了国内井下矿采矿机械技术的水平。
3．2产品的发展
经过20多年的发展，更新到了第四代产品^[3]，具体如下：
(1)第一代产品。20世纪70年代生产的装药车，代表车型有YC-2、BC-8、BC-15三个型号。技术特征：装成品炸药，机械传动，机械计量，机械计数，风力输送。
(2)第二代产品。20世纪90年代引进美国埃瑞克公司技术生产的产品，代表车型有BCLH-15型多孔粒状铵油炸药现场混装车，有侧螺旋式和高架螺旋式两种；BCRH-15型乳化炸药现场混装车，为车上制乳，它可混制纯乳化炸药和加20％干料的重乳化炸药；BCZH-15型重铵油炸药现场混装车，即多功能车，为地面制乳，能全部混制铵油炸药10t，全部混制乳化炸药5t，混制7：3比例的重乳化炸药15t。单一比例，单一配方。有与三种混装车配套的地面站。
技术特征：车上各料仓内盛装的是炸药的原材料或炸药半成品(如乳胶基质)，驶人爆破现场混制炸药并装入炮孔。液压传动，液压系统元件采用单体式，调车很不方便，BCZH-15型重铵油炸药混装车，一车可装四个配方，四组液压件，装在汽车驾驶室内，驾驶员手工调整。计量误差为2％，铵油炸药混装车和重铵油炸药混装车很难达到。电器控制系统以钮子开关、继电器和计数器为主。
(3)第三代产品。在二代产品基础上做了大量创新，技术特征：液压系统由单体式元件改为叠加式，手动调似阀改为电压比例阀。流量计采用了带电信号的智能流量计，有利于实现计算机控制。电器控制系统采用了PLC，炸药组分跟踪配比，比例准确，炸药能量得以充分发挥。装有超温、超压、断流停机安全保护装置。地面站部分实现了计算机控制。
(4)第四代产品。在第三代产品基础上又做了大量的创新，用上了质量流量计，GPS定位，数据、图像远传，用上了物联网技术。技术特征：炸药组分分配更加准确，水相、油相能准确到0．01kg。多孔粒状铵油炸药和重铵油炸药混装车计量精度由2％提高到1％。数据上传，静态制乳，地面站一键启动，全部实现数字化。
3．3控制系统的发展
经过20多年的发展，混装车的控制方式也朝着数字化、信息化、智能化的方向发展。按照工信部和市场要求，我公司设计研发了第二代工业炸药现场混装车动态监控系统(见图1)^[4]。本控制系统包括炸药生产数据的实时检测、采集、保护、测控和通信模块，可实现生产控制调度系统、数据安全监测监控系统、作业地理位置监控系统、视频图像监控系统，设置了实时打印机，其完整的无缝隙无线连接设计，真正实现实时、安全、可靠的炸药生产信息控制系统综合自动化。
                                    
第二代动态监控系统特点：
(1)所有设计部件均升级为高质量、高安全和高可靠性的安全产品。避免了低可靠性部件带来的质量隐患。同时也提高了产品故障监测的技时性和有效性。
(2)采用了第二代人机交互界面，同时支持多种交互技术，加强了信息指标的清晰性。所有内置软件均采用通过安全可靠性检测的最新正版软件，大大提高了整体控制系统操作的流畅和安全性。
(3)信息控制采用了全新的算法，提高了计量精度。
(4)采用实时数据库和历史数据库相结合的方式，系统具有极强的通用性和可扩性，是当今先进数据库技术的典型应用(见图2和图3)
                                       
                                         
(5)全球定位系统GPS的增强升级运用，提供了在视频录像上叠加GPS位置信息和同步时间信息，具有电子围栏、行车路线监控的功能。在系统屏幕界面的右上角找到本系统所在位置的实时经纬度信息，此信息会自动保存在所有的生产记录中。同时，具有网络实时监控功能。在任何地方都可以随时方便地查看混装车的活动路线。随时在混装车上对录像图像的范围进行控制，确保图像完全监控装药孔的工作状态，满足监管要求(见图4)。
                                 
4结论
我国现场混装炸药车的发展已有30多年的历史，在这30年里现场混装炸药车以其安全、高效、准确等特点逐渐代替了传统的人工装药模式，有效地解决了露天采矿爆破环节工作效率低的问题。而工业炸药现场混装车动态监控信息系统的出现，又使现场混装车的安全生产、实时监控上升到了一个新的高度。现井下矿掘进和开采爆破虽大多用装药器，主要原因为井下爆破特殊性以及井下现场混装车还不成熟，随着各企业研发能力的不断提升，井下现场混装车使用的空间将逐步打开。
现场混装炸药车本着安全高效地满足各矿山作业需求的原则，已成为各矿山开采必备的设备和主力军，随着现场混装车管理和应用的提升和完善，在我国经济建设中将发挥其更大的作用。
参考文献
[1]崔树宏，周建伟，王强，等．现场混装车的管理与应用[J]．工程爆破与器材，2013(3)：61～64
[2]工信部安全生产司．民用爆炸品专用生产设备目录(增补14)．2013．
[3]冯有景．现场混装乳化炸药车[M]．北京：冶金工业出版社，2014．
[4]山西惠丰特种汽车有限公司．信息化动态监控系统手册(内部资料)．
摘自《中国爆破新进展》