1 混裝炸藥生產系統的技術優勢
混裝炸藥生產系統主要是由混裝炸藥車和配套的移動式地面站兩部分組成，它集原材料運輸、炸藥現場混制及機械化裝藥與一體，與常規袋裝藥比較，它具有效率高、質量好、工藝先進及安全可靠等優勢。該系統從原材料地面站儲備、半成品生產到現場混制的整個加工運輸過程中都不產生成品炸藥，不會發生爆炸，直至最后裝入炮孔后5～10分鐘經化學反應才成為無雷管感度的炸藥，因此消除了傳統炸藥生產、運輸、儲存及裝藥過程中的不安定因素，對環境也不會造成任何污染，真正實現了炸藥生產與爆破施工的本質化安全。混裝車技術代表了當今世界爆破技術的發展方向，不僅有較高的科技含量和較強的實用性，更在于它取代了傳統的炸藥制備、儲存、運輸、人工裝藥過程及方法，而且它提高了工效、降低了成本、改善了安全、提高了爆破的質量，對洞挖效率有較大的提高。
尤其是在開挖量大、施工難度高、炸藥需求量大的大型硐室群，由于受到現場倉庫的庫存量較小、運輸距離遠和運輸途中的不安全等因素的影響，完全滿足高強度施工作業的要求有一定的困難，而現場混裝炸藥車系統可以根據施工強度和使用量直接按需生產，既可以滿足施工強度的要求，同時又解決了運輸途中的不安全隱患，因而更能顯現出混裝炸藥技術的快捷、安全、高效的特點。
經實際測算評估，相對于傳統成品炸藥爆破及作業方式，其優點具體體現在以下幾點：
1.1 提高了爆破作業效率，降低了工人的勞動強度
乳化炸藥混裝車實現了裝藥作業的機械化，其裝藥速率為150～200kg/min，一個孔只需裝3～4分鐘，而常規炸藥裝藥一個孔通常要5～6分鐘甚至更多。顯然使用混裝炸藥車有利于縮短爆破作業周期。作業人員也相對減少，一般一次循環的裝藥作業只需要5到6名操作工。裝藥車單班作業能力為15～20t/班，一臺混裝車就能滿足高峰期的作業強度。
與傳統的裝藥作業相比，采用混裝炸藥車作業所需人員減少60%左右，裝藥時間減少70%左右，因此大大地提高了勞動生產率，降低了工人的勞動強度。
1.2 改善了施工安全條件
乳化炸藥是通過移動式地面站將原材料生產成半成品后分裝在混裝炸藥車的料倉里，然后用混裝炸藥車將半成品運送到施工現場進行配制生產，現場配制完畢后用輸藥管裝入炮孔內10分鐘后才發泡形成具有雷管感度的炸藥，因此在整個生產加工和運輸過程中不存在意外爆炸危險。平常無須倉庫儲存，徹底消除了傳統炸藥生產、運輸、儲存過程中的不安全因素，提高了爆破作業的安全性。
1.3 降低了爆破成本
混裝乳化炸藥密度可隨施工需要進行調整，裝藥計量準確，孔內為全耦合裝藥，裝藥密度較傳統裝藥的密度大，孔裝藥利用率達100%，因此要達到同樣的爆破效果其孔網參數要比使用常規炸藥爆破的孔網參數大，延米爆破方量為傳統炸藥爆破方量的1.5倍左右，鉆孔量可減少30%左右，降低了鉆孔成本，因而總體上降低了爆破成本。
1.4 提高了爆破質量
在大型硐室中，使用常規炸藥爆破，隨著往后爆破次數的增加根底逐漸提高，嚴重影響了挖渣裝備的正常運作，而采用混裝炸藥爆破技術，有效地解決了這個問題。采用混裝炸藥裝藥，一方面裝藥密度比常規傳統裝藥的密度大，達到全耦合裝藥，這樣對于深孔梯段爆破，其對鉆孔的利用率高，充分利用炮孔容積，保持炸藥的良好抗水性；另一方面混裝炸藥流動性大，可以通過輸藥管輕松地直接送到炮孔的底部，解決了因孔內有水和巖屑致使炸藥無法達到炮孔底部的困難，減少了卡孔造成的炮根與盲炮，因而爆破后底部較平整，避免了二次解炮處理，破巖質量得到合理的控制和改善，同時也提高了炮渣的挖裝效率。
2 混裝炸藥生產系統的作業流程
2.1 炸藥半成品的制備
混裝炸藥半成品的制備是乳化炸藥形成的第一步，其采用移動式地面站的炸藥生產系統，對原材料按照一定的比例進行混合加工制成半成品，分別裝進混裝炸藥車的料倉中，這樣就完成了炸藥半成品的制備。
2.2 炸藥的儲存和運輸
由于混裝車可以實現炸藥的現場制備和裝藥，因此平常可在混裝炸藥車上準備好一定量的炸藥半成品，接到爆破通知后再將事先準備好的炸藥半成品運送到需要爆破施工的部位。
2.3 炸藥的現場配置生產、裝藥
混裝炸藥車到達施工現場將半成品混制成密度符合要求、具有爆破感度的炸藥后進行裝藥。裝藥過程中，根據需要隨時調整密度及裝藥量以達到理想的爆破效果。
3 硐室爆破的技術要求以及爆破方案
結合硐室線向延伸、狹長的特點，我們在溪洛渡右岸導流洞上層開挖完成以后，對于中下層的深孔梯段爆破采用兩邊側墻先行預裂，然后進行中間掏槽爆破的爆破方案。邊墻采用預裂孔成型，確保預裂面平整；預裂孔與主爆孔之間布置一排緩沖保護孔，距離預裂孔1.2～1.5m。溪洛渡右岸導流洞中層混裝炸藥裝藥爆破主要技術參數見表1。由于混裝炸藥的猛度比常規炸藥要大，因此我們應用微差起爆技術，采用孔外延時的非電導爆管起爆網絡，有效控制單響爆破藥量和起爆順序，根據臨空面、拋擲方向、飛石控制等現場實際情況靈活采用單孔單響或兩孔一響的“V”型或梯形起爆，提高對被爆巖體的破碎程度，同時減小爆破振動對邊坡巖體的破壞程度。底部保留一定厚度的保護層，以防破壞了地基巖石的完整性。根據圍巖性質的不同，在不同的部位可適當調整布孔的孔網參數。由于使用混裝炸藥裝藥技術，其孔網參數比使用常規炸藥的要大，因此每次爆破方量也就比常規炸藥爆破方量要大，一般在硐室中每次爆破可以達到2500～4000m3。實踐證明，該方案為簡單、實用而效果最理想的方案，在地質條件好、巖石風化程度低的地帶爆后爆塊均勻，大塊率小，底部平整，較常規炸藥理想。
表1右岸導流洞中層混裝炸藥裝藥爆破主要技術參數表
|
爆破孔鉆孔深度 |
緩沖孔間排距 |
主爆孔間排距 |
預裂孔線裝藥密度 |
預裂孔孔距 |
|
11.5～12.0m |
1.5×2.4m |
3.7×3.0m |
600～650g/m |
0.8m |
|
預裂孔、緩沖孔孔徑 |
主爆孔孔徑 |
單位耗藥量 |
起爆方式 |
前排抵抗線 |
|
Φ89mm |
Φ105mm |
0.7～0.8kg/m3 |
非電雷管起爆 |
1.5～2.5m |
4 混裝炸藥車在硐室群開挖施工應用中可能遇到的一些問題及其處理辦法
4.1 大塊孤石的產生
由于地質構造（如斷層、節理、層理、裂隙、風化帶孤石等）、炸藥單耗、布孔形式、微差間隔時間、起爆網絡、裝藥結構、堵塞質量、鉆孔質量及爆破方法等各種因素的影響，常常會產生塊粒較大的巖塊，針對大塊產生的不同原因，其處理的技術措施有：
4.1.1 在堵塞段設置輔助藥包
為了充分避免炮孔堵塞段過長產生大塊，考慮在堵塞段中部設置常規袋裝炸藥輔助藥包，一方面可破碎上部大塊，另一方面可通過該藥包爆破后形成的壓實作用減少炸藥能量損失。輔助藥包按公式Q=KL3計算，（K取0.08~0.1kg/m3，L為堵塞長度），輔助藥包位置放在堵塞段1/2~2/3處。
4.1.2 調整裝藥結構
主炮孔選擇耦合連續裝藥結構，起爆彈從孔底反向起爆，周邊孔及后排孔采用底部耦合裝藥上部不耦合裝藥，防止周邊孔及后排孔拉裂或后沖產生大塊石。
4.1.3 調節炸藥密度
炸藥密度的大小對炸藥威力有一定影響，而對猛度的影響更顯著，炸藥密度與體積威力成正比例關系。混裝乳化炸藥的密度在現場可以調節，范圍為1.05~1.25g/cm3。一般在選擇密度時，微新巖選擇高密度，強風化巖選擇低密度，周邊孔、后排孔選擇低密度，同一炮孔底部裝高密度上部裝低密度。
4.1.4 優化布孔形式和起爆網絡
一般采用梅花形布孔排間起爆或距形布孔“V”形起爆，即達到寬孔距小排距布置原理，使巖石充分受到擠壓而破碎。炮孔密集系數在M=2~3之間取值。
4.1.5 其他措施
也可以采取以下措施來降低大塊率：提高炸藥單耗，減小堵塞長度；縮小周邊孔及后排孔與相鄰主炮孔的間距；采用留碴微差擠壓爆破等。
4.2 孔內有溶溝溶槽或者較大的裂縫
如果發現有漏藥、吃藥或串藥現象，說明孔內可能有溶溝溶槽或者較大的裂縫，這時切不可盲目裝藥對線裝藥密度的影響非常大，從而對整個炮區的裝藥質量的好壞有直接影響，影響爆破效果。這時切不可盲目裝藥，而應該隔斷溶溝或溶槽，采用堵袋子、沙子、石子或其他充填物進行充填后再裝藥。
4.3 底部出現炮根和貼坡
使用混裝炸藥車，在爆破孔的孔深控制到位的情況下底部炮根基本可以消除，但如果底部抵抗線過大或者前排臨空面的處理不到位，兩側緩沖孔前部即夾制作用明顯的兩個三角形夾角未處理也會造成底部有炮根、邊墻留有貼坡。這種情況下處理炮根通常采取加大前排孔的裝藥量的方法。而對于貼坡的處理通常采取減小緩沖孔的間距、排距的方法。
5 在大型硐室群施工中應用混裝炸藥車所應注意的一些問題
5.1 要熟知洞內的交通路徑和通行情況
溪洛渡水電站右岸導流洞的道路交通錯綜復雜，4#、5#、6#三條導流洞呈平行布置，有三條支洞及其下岔道貫穿每條導流洞，洞內的施工縱橫交錯，且施工通道變化頻繁，萬一走錯路就會耽誤裝藥爆破作業，引起很大的麻煩，因此熟悉洞內的交通是十分重要的。
5.2 裝藥爆破作業前盡量做到條件具備、時間充足
因為洞內施工情況很復雜，如果沒有合理的安排，常常會引起不必要的麻煩。現場是否具備裝藥條件（如鉆孔是否達到要求、臨空面是否處理到位等），水孔膠管能否下到孔底，即裝藥設備方面能否滿足裝藥的需要，是作為一名隊長和技術員首先應關心的問題，如果不能滿足應尋求解決辦法和措施。這就要求我們加強現場協調能力。
5.3 嚴格控制孔網參數和裝藥量
在孔網參數的確定方面要充分考慮各種安全及技術性的問題，做到防范于未然。硐室是地下覆蓋體，在洞內施工安全尤為重要，單響過大一方面容易引起洞壁塌方、掉塊等惡劣的事故，另一方面爆速過大容易造成爆破沖擊波將距離較近的設備毀壞（主要是玻璃被震碎）。
5.4 爆破操作規程要清楚
混裝炸藥裝藥操作規程是否熟練掌握，關系到爆破質量的好壞。起爆彈和一級巖石乳化炸藥如何下到混裝炸藥中去，采用什么型號的導爆索及如何綁結，水孔如何處理，炸藥密度的選擇和測量，堵塞長度的多少及堵塞時間控制，破碎藥包的安放等操作規程是每個操作手或爆破員以及技術員所要熟練掌握的。因此加強爆破隊伍的責任心、提高爆破隊伍的整體素質。
5.5 控制前排藥量、控制飛石
裝藥時第一排孔、第二排孔應注意裝藥量問題。前排抵抗線、炮區周圍環境、孔排距情況、布孔的形式、后排孔藥量等，這些都是影響飛石距離的直接因素。我們應根據現場的具體情況，考慮各種因素的影響，合理地調整裝藥量以達到最理想的爆破效果。
5.6 及時調整裝藥結構
孔網參數發生變化時裝藥結構應如何作相應調整，如在遇到采用常規炸藥設計的孔網參數或不規則孔網參數過密、要獲得較好的級配或強調不允許有大塊產生（便于小反鏟挖裝）等問題時，在裝藥結構方面應分別對待，并結合密度的可調節性進行合理裝藥。但是無論選擇怎樣的裝藥結構，根據爆破要達到的目的而選擇單耗的標準不能變，除非有特殊的情況，即所裝的藥爆炸產生的能量不能做功或根本達不到爆炸標準，這時單耗要增加，但不能無目的地盲目增加。
5.7 做好洞內爆破安全警戒
在硐室內各種施工距離較近，通常在相隔幾十米的部位會有多種施工在進行，因此在爆破前一個小時應通知炮區附近尤其是同一條直洞內的設備提前撤離。在硐室內使用混裝炸藥進行爆破，考慮在隧洞中爆破振動和沖擊波的影響，爆破警戒范圍沿導流洞距離爆區400米外，相鄰洞室中的作業人員必須撤離到安全地點。在一些照明不足的死角更要注意，切不可存有僥幸心理。由于在硐室中視野狹隘，各個部位的警戒員之間、隊長或班長與主爆手及警戒員之間應使用信號效果好的對講機聯系。
6 爆破振動監測
為了確保洞內爆破施工的安全，我們針對混裝炸藥車在右岸導流洞的應用組織了專門的爆破振動監測試驗，并對監測試驗結果進行了分析，其垂直質點振動和水平質點振動測試成果分別見表2、表3。
表2垂直質點振動測試數據表
|
測點編號 |
測試時間 |
爆心距R（m） |
最大單響藥量Q(kg) |
測試電壓V |
垂直振速v(cm/s) |
|
MVT1 |
4.1 |
22.3 |
57 |
2.78 |
10.11 |
|
MVT 2 |
4.1 |
27.5 |
57 |
2.45 |
8.45 |
|
MVT 3 |
4.1 |
38.1 |
57 |
2.10 |
7.17 |
|
MVT 4 |
4.1 |
56.5 |
57 |
1.28 |
4.56 |
|
MVT 5 |
4.1 |
81.7 |
57 |
0.54 |
1.96 |
|
MVT 6 |
4.1 |
97.5 |
57 |
0.35 |
1.25 |
|
MVT 7 |
4.1 |
30.5 |
57 |
2.10 |
7.19 |
|
MVT 8 |
4.1 |
45.5 |
57 |
1.39 |
4.83 |
表3水平質點振動測試數據表
|
測點編號 |
測試時間 |
爆心距R（m） |
最大單響藥量Q(kg) |
測試電壓V |
水平振速v(cm/s) |
|
MVT1 |
4.1 |
22.3 |
57 |
2.76 |
10.00 |
|
MVT 2 |
4.1 |
27.5 |
57 |
2.33 |
8.47 |
|
MVT 3 |
4.1 |
38.1 |
57 |
2.12 |
7.36 |
|
MVT 4 |
4.1 |
56.5 |
57 |
1.32 |
4.51 |
|
MVT 5 |
4.1 |
81.7 |
57 |
0.53 |
1.83 |
|
MVT 6 |
4.1 |
97.5 |
57 |
0.26 |
0.94 |
|
MVT 7 |
4.1 |
30.5 |
57 |
1.52 |
5.41 |
|
MVT 8 |
4.1 |
45.5 |
57 |
1.21 |
4.19 |
以上監測結果表明，在導流洞中使用混裝炸藥車裝藥只要做到單孔單響，將單段最大起爆藥量控制在60kg以內，就能夠滿足爆破振動要求，將振速控制在10cm/s以內。
7 結語
“科學技術為第一生產力”。現場乳化炸藥混裝技術作為先進的現代化爆破技術，它的作用已經得到了充分的展現，它的地位已經得到人們的肯定。但是科學的發展日新月異，我們不能僅滿足于目前所取得的這些成績，而要不斷創新，積累經驗，總結教訓，為加快國家重點工程建設步伐做出突出貢獻。
作者簡介：郭亞軍，重慶葛洲壩易普力化工有限公司溪洛渡項目部經理，工程師
