乳化炸藥現(xiàn)場混裝技術(shù)及其專利分析

黃紹澤

(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心,廣東 廣州 510530)

1 乳化炸藥現(xiàn)場混裝裝置介紹

乳化炸藥是一種油包水型的乳膠態(tài)炸藥，借助于乳化劑的作用形成油包水型乳狀液，氧化劑水溶液以微米級液滴分散于油相材料構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì)中呈一種均勻的準分子的混合，是一種反相的水膠炸藥。這一結(jié)構(gòu)特點使乳化炸藥具有密度高、爆速大、抗水性能好、臨界直徑小、起爆感度好等優(yōu)點。

據(jù)記載，乳化炸藥是1969年6月由美國阿特拉斯(Atlas)化學工業(yè)有限公司發(fā)明的，乳化炸藥發(fā)明后不久，美國、加拿大、瑞典等國家分別研制出了乳化炸藥現(xiàn)場混裝車，如：1981年6月公開的US4273147A、1985年7月公開的US4526633A、1997年11月公開的US5686685A。乳化炸藥現(xiàn)場混裝車包括一敏化水容器、一乳化基質(zhì)容器，壓縮氣體將兩個容器中的敏化水和乳化基質(zhì)壓入水環(huán)注入器中，再經(jīng)過混合器，最后通過輸藥軟管裝填如炮孔中。

2 乳化炸藥現(xiàn)場混裝裝置在中國的專利基本情況分析

在中國專利數(shù)據(jù)庫中，我們可以檢索到最早的乳化炸藥混裝裝填裝置的專利，公開號為CN86101414A，發(fā)明名稱為在炮孔中產(chǎn)生漿液/顆粒炸藥的方法及制作的產(chǎn)品，其申請人為美國納幕爾杜邦公司，申請日為1986年3月11日，并要求了1985年3月11日US710542的優(yōu)先權(quán)?？梢姡缭谖覈鴮＠贫葘嵤┲?，國外的公司就已經(jīng)開始為進入中國市場而申請專利保護。

通過對中文專利文獻的分析，乳化炸藥混裝裝填裝置的相關專利數(shù)量大約為70件，相關的主要申請人如表1所示。

對乳化炸藥混裝裝填裝置的相關專利的申請時間和申請數(shù)量進行統(tǒng)計，相關專利申請量在2011-2013年間有較大的增長。由中國的乳化炸藥混裝裝填裝置的專利申請的情況可以看出，最初美國和澳大利亞的技術(shù)和專利申請都領先于我國。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國內(nèi)申請人的申請數(shù)量已經(jīng)超過國外申請人。

3 乳化炸藥現(xiàn)場混裝裝置的主要技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 減小輸送阻力

炸藥混合物在輸藥軟管中運動的阻力，與其粘度有直接的關系。理想的情況，炸藥混合物最好具有足夠低的粘度，以便于方便地將它從存儲容器泵送到爆破孔內(nèi)。而同時，如果粘度太低，炸藥混合物會流入爆破孔內(nèi)的裂縫和斷層中或被地下水稀釋而失效，或者是因為不能粘在孔壁上而掉落出來。如公開號為CN102731231A的專利申請，所采用的技術(shù)方案為：通過特殊的敏化劑制備配比，有效降低基質(zhì)粘度減小泵送阻力。

3.2 實現(xiàn)自動化控制

實現(xiàn)自動化控制，降低人工成本，提高混裝炸藥的生產(chǎn)質(zhì)量和安全性。如公開號為CN202599262U的專利申請，使用PLC控制器、電磁閥實現(xiàn)了炸藥各組分配比的控制，并具有溫度、壓力的檢測報警功能。

3.3 適應不同裝藥要求

如申請?zhí)枮镃N201120240453的專利申請，所采用的技術(shù)方案為：通過設置多個敏化液容器儲存不同型號的敏化液，并通過選擇閥控制不同型號敏化液的輸出，實現(xiàn)了裝藥密度的可調(diào)，可根據(jù)巖石條件和環(huán)境的不同調(diào)節(jié)炸藥的密度并實現(xiàn)耦合裝藥。

3.4 提高裝藥過程的安全性

如申請?zhí)枮镃N201110267722的專利申請，在螺桿泵出口安裝有溫度傳感器、壓力傳感器，可以將感應數(shù)據(jù)及時傳送到自動控制系統(tǒng)，通過控制裝藥溫度和壓力提高裝藥過程的安全性。

[1] 黎濤.乳化炸藥混裝車自動控制系統(tǒng)的研制[D].太原：中北大學，2009.

[2] 張妮娜.現(xiàn)場混裝炸藥車液壓控制系統(tǒng)的研制[D].大連：大連海事大學，2012.