礦用風(fēng)動(dòng)裝藥器技術(shù)解析氣壓輸送系統(tǒng)的精準(zhǔn)裝藥應(yīng)用

一、氣壓輸送系統(tǒng)的核心原理與技術(shù)定位

礦用風(fēng)動(dòng)裝藥器的氣壓輸送系統(tǒng)以壓縮空氣為動(dòng)力源，通過氣流能量驅(qū)動(dòng)火工品顆粒輸送，實(shí)現(xiàn)井下爆破作業(yè)的精準(zhǔn)裝藥。其技術(shù)核心在于利用氣壓差（正壓或負(fù)壓）形成穩(wěn)定流場(chǎng)，配合流量控制元件，將火工品均勻、定量地輸送至炮孔內(nèi)。與傳統(tǒng)人工裝藥相比，氣壓輸送系統(tǒng)可將裝藥精度誤差控制在 ±2% 以內(nèi)，顯著提升爆破效率與安全性。

二、氣壓輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與工作機(jī)制

1. 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

• 氣固兩相流形成：壓縮空氣與火工品顆粒在管路中混合，形成兼具流動(dòng)性與可控性的氣固兩相流，避免火工品堆積堵塞。
• 負(fù)壓吸送與正壓推送：
• 負(fù)壓系統(tǒng)：通過真空泵產(chǎn)生負(fù)壓，適用于低流量、短距離的精細(xì)裝藥（如薄煤層爆破）；
• 正壓系統(tǒng)：利用空壓機(jī)正壓推送，適合大藥量、長(zhǎng)距離輸送（如金屬礦山掘進(jìn)）。
  

  三、精準(zhǔn)裝藥的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

  1. 氣壓穩(wěn)定控制技術(shù)

  • 閉環(huán)反饋系統(tǒng)：通過壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管路氣壓，PLC 控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥開度，維持壓力波動(dòng)≤±0.02MPa，避免因氣壓驟變導(dǎo)致的裝藥過量或不足。
  • 蓄能器緩沖：在動(dòng)力單元與儲(chǔ)藥罐之間設(shè)置蓄能器，吸收空壓機(jī)啟停時(shí)的壓力沖擊，確保氣流平穩(wěn)。

  2. 流量精準(zhǔn)調(diào)節(jié)機(jī)制

  • 雙閥聯(lián)動(dòng)控制：主閥調(diào)節(jié)總氣流量，微調(diào)閥修正瞬時(shí)波動(dòng)，配合編碼器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)火工品輸送量，實(shí)現(xiàn) “粗調(diào) + 精調(diào)” 雙重控制。
  • 自適應(yīng)算法：根據(jù)火工品粒度（如銨油火工品、乳化火工品）自動(dòng)匹配氣固比（通常 1:8-1:12），例如乳化火工品黏稠度高時(shí)增加氣壓至 0.6MPa，提升輸送流暢性。

  3. 防堵塞與均勻性設(shè)計(jì)

  • 脈沖反吹清堵：在管路彎頭處設(shè)置脈沖噴嘴，定時(shí)噴射高壓空氣（0.8-1MPa），清除管壁黏附的火工品顆粒，堵塞發(fā)生率降低 90% 以上。
  • 螺旋攪拌葉片：儲(chǔ)藥罐內(nèi)采用變螺距葉片，底部葉片密度更高，確保火工品顆粒均勻混入氣流，避免 “搭橋” 現(xiàn)象。

  四、典型應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  1. 應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)比

  
  

  場(chǎng)景類型	裝藥需求特點(diǎn)	氣壓輸送系統(tǒng)解決方案	效果數(shù)據(jù)
  煤礦掘進(jìn)	炮孔深度 5-15m，需分段裝藥	分段控制噴頭 + 延時(shí)供氣程序	裝藥效率提升 40%，爆破均勻性提高 35%
  金屬礦開采	大藥量（單孔≥5kg）、深孔	正壓推送系統(tǒng) + 大管徑管路	單臺(tái)設(shè)備日裝藥能力達(dá) 2t
  隧道支護(hù)	小孔徑（φ32-φ42mm）、密集孔	負(fù)壓吸送 + 細(xì)管徑噴頭	裝藥誤差≤±1.5%

  
  

  2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

  • 安全性能：氣動(dòng)動(dòng)力無電火花，符合煤礦井下 Ex ib IMB 防爆標(biāo)準(zhǔn)，相比電動(dòng)裝藥器降低燃爆風(fēng)險(xiǎn)；
  • 效率提升：自動(dòng)化裝藥速度達(dá) 8-12kg/min，是人工效率的 3-5 倍，且減少人員接觸火工品時(shí)間；
  • 適應(yīng)性強(qiáng)：可輸送顆粒狀、粉狀、膏狀等多種火工品，通過更換噴頭適配不同炮孔直徑（φ25-φ100mm）。

  五、技術(shù)難點(diǎn)與優(yōu)化方向

  1. 現(xiàn)存技術(shù)挑戰(zhàn)

  • 高黏度火工品輸送：乳化火工品黏度高時(shí)易導(dǎo)致管路阻力增大，需將氣壓提升至 0.7MPa 以上，可能引發(fā)噴頭磨損加?。?
  • 長(zhǎng)距離輸送精度：超過 50m 時(shí)，氣固兩相流因重力沉降導(dǎo)致末端藥量偏差，需增加管路坡度（≥3°）或分段補(bǔ)氣。

  2. 智能化升級(jí)方向

  • AI 視覺監(jiān)控：在噴頭處安裝高速攝像頭，通過圖像識(shí)別實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝藥密度，自動(dòng)調(diào)整流量參數(shù)；
  • 物聯(lián)網(wǎng)集成：通過 5G 模塊上傳裝藥數(shù)據(jù)（如壓力、流量、藥量）至礦山管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全流程可追溯。

  六、維護(hù)與故障處理要點(diǎn)

  • 日常維護(hù)：每日檢查管路密封性（泄漏檢測(cè)壓力 0.5MPa）、清理儲(chǔ)藥罐殘留火工品，每季度更換空氣過濾器濾芯；
  • 典型故障處理：
  • 裝藥量不足：檢查流量閥開度是否正常，可能因氣壓不足（低于 0.4MPa）或管路漏氣；
  • 系統(tǒng)振動(dòng)異常：多為管路固定不牢或噴頭堵塞，需緊固卡箍并啟動(dòng)脈沖反吹程序。