我国工程爆破和爆破器材新技术新装备现状及发展趋势

我国工程爆破和爆破器材新技术新装备现状及发展趋势

韩修栋[1]刘晓苗[2]

[1]北京矿冶研究总院，[2]中国民用爆破器材协会

摘要

文章概要总结了建国以来我国工程爆破和爆破器材发展历程，列举了国内现有的数字化爆破技术、大产能膏状乳化炸药生产线、工业炸药现场混装系统、数码电子雷管等新技术、新装备，重点介绍了工业炸药现场混装系统在各类矿山的应用情况，最后对二者的发展趋势作一展望。

关键词：工程爆破、爆破器材、数字化爆破、大产能膏状乳化炸药生产线、工业炸药现场混装系统、数码电子雷管、地面站、装药车。

1，工程爆破技术的发展概况[1][2]

工程爆破从大的空间领域可分为地面（露天）爆破、地下（隧道、洞室或采场）爆破和水下爆破。解放六十年以来，我国爆破工作者针对露天与地下矿山、铁道、公路、水利水电、采石场、工业场地平整、大型长隧道掘进等各种爆破作业工况，成功地开发应用了（1）、微差爆破技术；（2）挤压爆破技术；（3）光面爆破技术；（4）预裂爆破技术；（5）定向爆破技术；（6）其他特殊爆破技术。

其标志是：

（1）中深孔爆破方法已被广泛应用，实例有三峡工程、大瑶山隧道、南芬多排深孔毫秒爆破、德兴铜矿预装药，现有大中型露天矿深孔爆破的钻孔、装药、填塞、铲装、运输工序已基本实现了机械化作业。

（2）露天深孔爆破设计方面实现系统优化和孔内孔间毫秒延时爆破计算机设计与模拟，硐室爆破和其它特殊爆破工程（如水下爆破）的计算机设计与模拟，在爆破工程实践中已得到推广应用，逐步改变我国现有爆破工程的设计和安全评估大都基于经验或半经验法的状况。

（3）大型露天煤矿高效剥离控制爆破技术，已成功采用高台阶深孔抛掷爆破、合理的装药结构，充分利用廉价炸药的能量，将30％～65％的覆盖物直接抛掷到采空区，不再进行二次处理，剥离费用降低到30％以上。

（4）千吨级、万吨级硐室大爆破已达15例，一次爆落量超过50万吨超过十一例。

（5）高沼气煤矿井下已广泛采用毫秒爆破。

（6）15层以上建筑物爆破拆除，120米高烟卤爆破拆除已达十例以上。

（7）黄埔港等水下炸礁创国际先进水平。

（8）爆炸复合材料已成为一种产业。

（9）复合射孔、高能气体压裂等方法已成为老油田增产的一种重要手段。

（10）﹝爆破安全规程﹞已与国际接轨，爆破技术人员持证上岗。

但是，从整体看，

（1）我国的工程爆破缺乏行业的统一领导、协调，行业、地区之间仍然存在差别和不平衡，一些大型露天煤矿仍然在人工装药，一些地方

中深孔爆破方法没有很好的推广，小矿山仍然在使用技术落后的扩

壶爆破和掏低爆破，

（2）爆破施工与管理水平水平仍比较落后，爆破安全与环保技术还不能充分满足建设需求，科学研究质量不够高。

（3）除个别矿外，“数字化爆破施工”这一发达国家开发的、用于爆破施工的数字化手段还没有开展起来。仍需要发展卫星定位系统、测量

新技术，正确测定爆区岩性数据，以降低爆破软件中模拟物理模型

的误差，实现配套推广、提高自动化程度。

（4）爆破作业机械的技术更新改造需要加强，研究并发展国产机械设备，提高爆破施工机械化和自动化水平。积极发展乳胶远程配送系统，

实现露天爆破作业的装药、填塞机械化。

2，爆破器材技术发展概况[3]

中国是发明黑火药的文明古国，对人类生产力的发展有过重大的贡献。新中国成立特别是改革开放以来，工业炸药和起爆器材取得显著进步，我国已成为世界上工业炸药和起爆器材生产和使用的大国；其主要标志是：

（1）工业炸药全部淘汰了含梯炸药，形成了膏状乳化炸药、粉状乳化炸药、改性铵油炸药（含膨化硝铵炸药）、多孔粒状铵油炸药（含重铵油炸药）、

水胶炸药、胶质炸药多品种共存的格局。近二年以来，出现了大产能

膏状乳化炸药生产线，产能达到7.5吨/时。

（2）乳化炸药、粉状炸药生产过程基本实现了视频监控与自动控制。

（3）工业炸药现场混装系统初具规模，大型矿山基本实现了炸药现场混装，提高了爆破作业的安全性、降低了爆破作业成本。部分井下矿，特别

是上向孔较多的矿山也引入了现场混装系统。

（4）2009年工业炸药产量达到295万吨，接近美国2007年315万吨产量。

其中包装型炸药远远超过美国的产量。

（5）淘汰了火雷管、工业导火索，电雷管、导爆管雷管已形成具有瞬发、毫秒、半秒、秒等各种延期时间的系列产品。

（6） 2009年工业雷管产量达亿发，虽然较高峰期回落亿发，但仍然处于全球产量最大国地位。

（7）具有国际水平的电子雷管初步得到应用。

（8）工业导爆索已形成从3.0g/m～34g/m各种药量的系列产品。

（9）油井、地震勘探爆破等许多特种爆破器材已形成系列产品。

（10）建立了[民用爆炸物品管理条例]、GB50089-2007[爆破器材工程设计安全规范]、等一系列法规、规程、规范，规范了行业行为。

我国的爆破器材工业仍然存在很多问题

（1）工业炸药从建国初期照搬前苏联的理论体系，科研、生产和爆破互为二层皮，前者追求产品的雷管感度，因而产品品种发展走

入了一个误区：把雷管感度高低作为衡量炸药优劣的一个首要

指标，产品五花八门，工艺复杂，仅粉状炸药就有粉状乳化、

膨化、改型铵油、多孔粒状铵油等，造成生产过程能耗高，产

品性能不稳定、重复建设、损失浪费严重等一系列问题。

相比之下，英美等国追求炸药的低感度，威力从低到高，主流

品种只有乳化炸药和多孔粒状铵油炸药，并以现场混装为主。

（2）炸药的主要原料硝酸铵在生产厂经浓缩、结晶、造粒后，运到炸药厂后又重新溶解，浪费了能源和包装物，更有甚者，拿多孔

粒状硝铵去溶解。

（3）产品安全性差，膏状乳化炸药、粉状乳化炸药在2005年左右前后发生多起爆炸事故，造成群死、群伤，最近几年对生产过程

实行了超温、超压、过流保护，以及视频监控使得这一现象得

到扼制。粉状由于追求雷管感度，无限制的加入各种改性剂、

矿物粉，使得撞击、磨擦感度大为提高，成为了一个潜在的隐

患。

（4）粉状炸药生产过程工艺控制不严，很多厂家的膨化硝铵炸药爆炸后有毒气体量严重超标，严重的污染了环境。

（5）生产线在线作业人员多，人均效率远低于国外水平。

（6）电雷管拒爆率万分之五，远远超过国外的十万分之一到二百万分之一的水平，导致我国的雷管产量在同等药量下是国外的8～10

倍，损失浪费严重。

（7）雷管的安全电流、抗撞击性能、抗静电性能、抗水性能与国外尚有差距。

（8）雷管秒量精度差，全电阻极差达，造成发火一致性差，

3．新技术、新装备应用实例

3.1数字化爆破技术

、3.2大产能膏状乳化炸药生产线

3.3工业炸药现场混装系统

3.4数码电子雷管

3.5工业炸药现场混装系统在各类矿山的应用情况

4．发展展望

工业信息化部、中国工程爆破协会、中国民用爆破器材协会以及行业内的专家学者对工程爆破和爆破器材的发展趋势都提出了相应思路和观点[4][5]，结合国外的发展状况，我们认为：

4.1爆破技术

8．1数字化爆破施工综合技术的研究

“数字化爆破施工”是将目前发达国家开发的施工过程数字化手段用于爆破施工的新技术，包括工程全部施工过程信息的数字化、网络化、智能化和可视化，用数字化手段整体性地解决工程施工问题。研究内容包括：采用遥感技术（ＲＳ）、地理信息系统（ＧＩＳ）和全球定位系统（ＧＰＳ），实现施工场地的地形、地貌、建筑物、施工项目等一切空间信息的数字化；采用现代仿真技术模拟爆破过

程及爆破效果，优化爆破设计；利用可视化特性，对整个施工现场场景和施工过程进行三维展现，通过实时交互修改参数来对不同施工方案进行比较；并开发能对钻孔数据、爆破设计、爆破效果评价综合监测控制的仪器、仪表与系统软件。通过最大限度地利用信息资源，为加快工程进度、节约工程造价、保证工程质量提供新的技术支撑。