摘要：乳化炸药生产属高危险行业，乳化炸药的易燃易爆属性，使得乳化炸药生产、运输、储存过程具有较大的危险性，发生后果严重的燃烧爆炸事故风险相对较高。我国乳化炸药生产的安全形势不容乐观，提高乳化炸药生产本质安全性这一问题已经引起行业各级主管部门、科研单位及生产企业的高度重视，本文通过介绍乳化炸药生产线的工艺及主要存在问题，提出一些列相关安全对策，以进一步提高乳化炸药生产过程的本质安全。
关键词：乳化炸药；生产工艺；安全分析；安全对策
1.引言
自20世纪60年代末公布由美国人H.F布卢姆发明的乳化炸药专利技术后，由于该炸药技术具有优良的抗水性和爆炸性能，很快受到世界各国的关注。我国自20世纪70年代末开始研制乳化炸药以来，经历40多年的发展，在产品品种和质量方面有了长足的进步，能基本满足国内各种爆破工程的的需要[1]。但是近年来乳化炸药生产线发生了多起严重事故，值得反思，这就说明随着炸药生产现代化水平的不断提而带来新的危险隐患不易为人们所认识的问题，也未引起相关部门足够的重视。因此，重视理论研究的乳化炸药，关注新的危险源的基础上，以采取有效措施，解决安全问题，真正提高我国乳化炸药生产本质安全水平。
2.乳化炸药生产工艺
乳化炸药生产工艺存在各种各样的形式，大致可分为以下三类。
2.1 间断式生产工艺
间断式生产过程的主要特点：间歇乳化和敏化，人工降温，使用手动或半自动装药，人工调节。在线产品量大，技术和设备的安全不好，降低了生产容量，生产效率不高，劳动强度大，安全条件差。我国民爆行业中现已全部被淘汰。
2.2半连续式生产工艺
半连续生产工艺主要特点：连续乳化和敏化，冷却器分批冷却乳化基质，或者手动运行冷空气冷却乳化基质。装药采用半自动装药机包装，监控采取人工与仪表相结合方式。在线制品药量较大，有安全防护设施，生产安全条件较好。但该生产工艺自动化程度低，人员数量大，不符合民爆行业发展方向，基本逐渐被淘汰。
2.3 连续式生产工艺
在乳化炸药生产工艺中，连续式生产工艺是比较基础而且比较常用的一种生产工艺，近年来这种生产工艺可以分为高温敏化和常温敏化生产工艺两种形式，在线操作人员和在线存药量能够达到民用爆炸物品行业技术进步的指导意见中三期目标以上，该两种生产工艺配比实现自动化、实现远程监控、实现关键设备参数安全连锁联动联控，且生产工艺自动化水平较高，工人劳动强度低，且生产产能大。
目前，我国多数新建、改扩建的乳化炸药生产线一般采用连续化、自动化生产工艺。尽管国内乳化炸药配方多种多样，但生产工艺流程大致相似，其工艺流程为：水、油相材料的制备一水、油相材料过滤输送在线计量—乳化一乳化基质冷却--乳化基质敏化一装药包装一成品入库。
3.乳化炸药生产过程中的存在问题
对乳化炸药的安全性认识存在误区。民爆从业人员普遍主要是将其与传统粉状炸药比较而获得的，这种比较一是根据组份中是否含有高感度炸药，另一是依据炸药感度测试结果由于乳化炸药组份中不含有猛炸药，且还含有钝感的水，同时常规乳化炸药机械感度和热感度测试也显示出了十分安全的结果，因而从业人员就认为乳化炸药是十分安全的，在生产、储存、运输过程中不会发生爆炸事故[2]。这种认识在我国乳化炸药发展初期甚至现在都十分典型，也正是基于这认识，在近年来生产中发生了一次次大大小小的乳化炸药爆炸事故。
但从乳化炸药组分及乳化工艺上看，乳化炸药是由氧化剂、还原剂（可燃剂）、油相材料、敏化剂等经分散混合而成的一种非均相爆炸性混合物。这种混合物的爆炸属多相反应过程，如果混合物中氧化剂与可燃剂分散混合越充分，各组份的接触界面就越大，那么就易于进行化学反应，其敏感性就越高。乳化炸药借助乳化技术将氧化剂与可燃剂进行了最充分最均匀的分散、混合，其混合均匀程度是当今任何其他工业炸药所不及的，几乎达到了分子水平。因此在外界能量激发下，乳化炸药理应比其它炸药更易于活化，从这个意义上讲，乳化炸药是很不安全的。
在我国不同生产工艺的几条乳化炸药生产（或试验）线的乳化工序，先后都发生过爆炸事故，说明这乳化炸药生产确有安全技术问题尚未被从业人员所认识。但要从深层次上把握其分解爆炸特性，充分认识乳化生产过程的本质安全性，还须进一步开展更深层研究。
4乳化炸药生产过程的安全性分析
4.1工艺配方设计安全分析
乳化炸药工艺配方设计的本质安全性十分重要，不相容的组分相互作用将产生更多的危险有害因素，增加乳化炸药、基质的燃烧、爆炸危险性。同时，配方中含水量降低会使水相溶液析晶点迅速升高，容易造成水相在工艺操作过程中析出结晶。乳化体系分散性或稳定性不佳，可能导致分散相分布不均匀、局部析晶或破乳，这类情况也容易引发爆炸事故。另外，为提高乳化炸药威力，常常在其中加入猛炸药、铝粉或高氯酸盐等高能物质，这些物质的易燃、易爆危险性也增加了乳化炸药生产过程中的危险因素，极有可能导致燃烧、爆炸事故[3]。
4.2水相与油相制备安全分析
硝酸铵破碎工序中，目前国内大多采用的是对辊式破碎机或反击式破碎机，能够可靠、稳定地保证安全生产。水相与油相制备均为物理混合过程，涉及破碎、溶（熔）化、搅拌、加热等操作。在此过程中，由于受热不均、温度失控、局部过热、防雷设施失效或者混入反应性杂质，都可能导致燃烧、爆炸事故。
4.3乳化安全分析
近几年国内乳化炸药生产过程中的多起爆炸事故均发生在连续乳化系统，事故调查分析表明：由于物料断流、冷却系统断水、水相或油相中混入机械杂质、发生干摩擦或机械碰撞等原因造成局部过热，使乳胶体温度升高、热分解加剧，在热量聚集无法及时排散的情况下，乳化体系温度急剧升高，很快达到爆发点而引起爆炸，符合炸药“热点”理论。
4.4乳化基质冷却安全分析
乳化基质冷却过程主要存在冷却系统断水、散热不均匀等危险因素，在特定条件下可能导致燃烧、爆炸事故。不同的冷却方式各有不同的安全问题，如：管道式夹套内存药量大，钢带冷却不均匀、后效大，乳胶体过水影响炸药质量，以及静态冷却压力过高等。
4.5乳化基质输送安全分析
目前，国内厂家大多采用螺杆泵输送乳化基质。其优点是定子为橡胶、转子为钢，对胶体无挤压。但也存在重大危险因素：螺杆泵出口堵塞或者断料空转，使得停留在泵体内的乳化基质被反复碾磨升温；螺杆泵发生故障，造成摩擦和机械碰撞，导致乳化基质爆炸。因此，螺杆泵绝对不允许空载和干摩擦发生。
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4.6敏化安全分析
化学敏化过程中由于亚硝酸钠与硝酸铵会发生剧烈的放热反应，混合不均匀时可能引起局部过热；敏化机搅拌桨错位或乳胶基质渗入敏化机轴承造成摩擦，可能导致燃烧甚至爆炸。
4.7乳化炸药装药安全分析
在乳化炸药装药过程中，由于装药机密封不严渗药、活塞与外套错位、双螺杆错位、混入机械杂质发生摩擦，都可能导致炸药发生燃烧、爆炸，并引爆工房附近炸药。
4.8乳化炸药包装、运输与贮存安全分析
乳化炸药的包装、运输与贮存环节由于炸药温度尚未完全降至室温，炸药组分中的氧化剂和可燃物仍可能发生缓慢反应，释放热量，若热量不能及时排散而积累，将进一步促进氧化还原反应速率的提高，形成正反馈，从而导致燃烧甚至爆炸。炸药运输过程可能发生炸药堆垛倒塌，炸药翻滚、坠落、碰撞、摩擦等意外情况，而热炸药机械感度较高，因而具有一定的危险性。
5.相关安全管理对策
要避免乳化炸药生产过程中安全事故的发生，应该在充分辨识危险有害因素的基础上，积极采取各种安全措施，从管理、技术、教育等方面消除或控制危险有害因素。
5.1建立完善民爆安全教育培训体系
针对我国民爆行业生产、管理人员安全理念、安全意识的滞后，应加强并建立相应的民爆安全教育培训体系，组建有理论、有实践经验的师资和教育机构，开展有针对性的安全理论、事故案例分析、安全操作等方面的系统授课、专题讲座等教育培训[4]。
人的不安全行为是事故发生的最大隐患，乳化炸药从业人员素质的高低，安全意识和安全技能的高低，将直接影响安全生产，受过良好的安全教育、训练的人员，具有良好的安全生理、心理、知识、技能与应急应变反应能力的综合素质，能对危害因素具有抵御能力，对机（物）、环境具有良好的适应性，从而实现乳化炸药生产过程的本质化安全。
5.2提高乳化炸药生产本质安全
5.2.1加强对乳化炸药本质安全性的基础理论研究
加强对乳化炸药本质安全性的基础理论研究，进一步优化乳化炸药组分和配方。选用在生产过程中安全性能好的物料（原料、材料、中间体），不选用有潜在危险的或性能不明的物质，加快创新“安全型”乳化炸药产品[5]。
5.2.2加强乳化炸药工艺技术研究
加强工艺技术研究，解决工艺过程的无害化、安全化，工艺布置能够阻断、隔离危险的发展与继续；进一步完善生产工艺机械化、连续化、自动化和远距离智能监控，实现在线检测与监控，生产线联动联控，最终实现乳化炸药生产全自动无人化操作。
5.2.3加强研究构成乳化炸药生产人-机-环系统
研究构成乳化炸药生产系统的机（物）、环境的结构设计，达到人、机（物）、环境全系统最佳的动态协调，增加安全连锁，使其具有避免事故的功能，即使人员出现了操作失误，机、物、环境也不会伤害到人员。
5.3采用先进的安全生产技术进行安全技术改造
（1）采用先进的生产工艺技术，提高乳化炸药生产线的生产能力，减少作业人员，防止“四超”。
目前国内未进行技术改造的炸药生产线受其技术与设备的限制，生产能力偏低，一般在3～4t/h。通过技术改造，已采用比较先进的连续化、自动化生产工艺的生产线，提高了制药、装药、包装设备的生产能力，可达6 ～ 7 t / h，其制药工序的生产人员已减少至无人，全自动的装药包装工序也减少至1～3人，这样就能减少生产线上作业人员、缩短工作时间、增加产量，有效地防止“四超”。
（2）淘汰落后生产设备，使用先进的安全性能好的设备。乳化炸药生产的主要设备的结构是否合理，直接关系乳化炸药生产本质安全，强制性实施乳化炸药主要生产设备的市场准入制，选用技术先进、安全性能好、生产效率高、产品质量好的设备，淘汰安全性能差、落后的生产设备。
（3）通过技术改造，建立完善、可靠的安全保障系统
建立完善安全、可靠的乳化炸药主要生产设备的结构是否合理，直接关系乳化炸药生产本质安全，而建立完善、可靠的安全保障系统也是确保乳化炸药生产安全的重要手段。
安全保障系统也是确保乳化炸药生产安全的重要手段。根据乳化炸药生产过程的实际情况，需对乳化炸药生产线采用以下安全保障系统：采取防爆、隔爆、消爆措施；建立超温、超压、超负荷及机械摩擦、碰撞、震动过大、异响的报警处理系统；设置建立断水、断电、断料的报警处理系统；安装感烟、感温火灾自动报警、自动雨淋喷水的灭火系统；建立并完善视频监视、参数记录的储存系统，加大乳化炸药生产工厂外部、工房间的安全距离，推进工房轻钢结构的设计建设，加大泄爆面的设置，减少炸药爆轰波的二次破坏。
5.4强化过程安全监控，及时消除事故隐患
乳化炸药生产企业必须建立适应本身安全生产特点的过程监控的运行机制，及时发现和消除乳化炸药生产过程、生产场所存在的安全隐患，以关键环节和部位防范措施以及事故隐患监控落实为重点，在“全面、彻底、整改”上下功夫，对检查出来的问题要及时整改，不留死角，形成闭环管理，防患于未然。
6.结束语
通过加强民爆生产科研力度，加快乳化炸药生产线升级技术改造，淘汰落后的生产技术、设备，建立民爆安全教育培训体系，提高乳化炸药从业人员的安全素质，强化生产过程安全监控，及时消除安全隐患，积极主动吸取行业事故教训，总结经验，民爆行业全员高度重视安全生产，我国乳化炸药生产的本质安全性必然会得到提高。
参考文献：
[1] 吕春绪等.乳化炸药理论[M].兵器工业出版社，2003，：282.
[3] 罗非非，王清华等.乳化炸药生产过程中危险有害因素的辨识和防护措施[J].爆破，2008，25（1）：92～93.
[4] 谈选民.如何提高炸药生产本质安全性[J].安全，专题研究，2007，7 期：14～15.
[5] 彭铁桥.提高乳化炸药生产本质安全的途径[J].安全，安全管理2011，12期：29～30.
论文作者:黄云川
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
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