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不粘袋的乳化炸藥

2019-05-24 14:25:11 責任編輯:崔瑋娜

汪旭光

(北京礦冶研究總院)

眾所周知,乳化炸藥是一類新型的抗水工業炸藥,具有一系列優于現有漿狀(水膠)炸藥的特性,受到工業炸藥界的普遍重視,發展迅速。但由于乳化炸藥是一油包水型(W/0)乳狀體系,連續相是似油類物質,藥體較軟,粘附性較強,給炮孔裝藥,特別是露天大直徑炮孔的手工散裝裝藥帶來一定的困難,因此迫切需要研制一種即保持乳化炸藥的特性又不粘袋的乳化炸藥。美國杜邦公司(Du Pont Co)曾試圖用硬脂酸銨(鈉)和硬脂酸作乳化劑來制備不粘袋的乳化炸藥,但爆炸性能和儲存穩定性不甚理想。

近年來,我們從增大乳化炸藥本身內聚力的基本觀點出發,仍以司盤80為乳化劑,研制成功了一種專供露天礦使用的不粘袋的乳化炸藥,它基本保持了EL系列乳化炸藥的特點。這種炸藥在龍煙鐵礦的露天礦和陜西省耀縣水泥廠礦山的大直徑炮孔爆破中,手工散裝裝藥使用,取得了令人滿意的爆破效果。

 

1 配方與工藝流程

1. 1 配方

該炸藥是在EL系列乳化炸藥的基礎上發展起來的,它主要采取了如下幾項增大藥體內聚力的措施,以達到不粘袋的目的:

(1)少量添加劑。試驗表明,在乳化炸藥組分中添加0. 5%~1.5%的富于環烷烴或芳香烴的油相物質,可以適當提高連續相的凝固點,顯著降低其附著力。

(2)添加粉末狀固體物料。經驗表明,添加少量粉末狀物可以提高乳化炸藥的儲存穩定性和耐低溫性能,而添加比例恰當、粒度合適的固體物料則可降低其黏著力,提高乳化炸藥的成型能力。我們是通過添加約35%~40%的40~100目的硝酸銨粉末和硫磺粉等來調節的。

(3)適當控制炸藥密度。考慮到露天有水深孔裝藥和炸藥成型的需要,炸藥的密度宜控制在1. 15~1. 35克/厘米3

(4)減少水含量。一般地說,不粘袋的乳化炸藥的水分含量比常規的乳化炸藥低1%~2%為佳。

在綜合考慮上述措施的實際影響的基礎上,并權衡了炸藥爆炸性能和粘附能力間的得失統一,確定了不粘袋的乳化炸藥的配方列于表1。

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1.2工藝流程

不粘袋的乳化炸藥的工藝流程見圖1。

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應當指出,由混拌機出來的成藥既可以用鋁鍬于工裝袋,也可以用EL-BZ型裝藥機裝袋。但實踐表明,經過裝藥機的機械作用,成品的爆炸性能和不粘袋能力均有所提高。因此,我們認為在條件許可時,應采用裝藥機裝袋。

2 主要性能

2 1 理化性能

不粘袋的乳化炸藥的成品為一光滑的乳脂,不粘手,外觀顏色呈深褐色或銀灰色。該炸藥的密度一般為 1. 15~1. 35克/厘米3。必要時,也可以調節至1. 00克/厘米3左右 或1. 40克/厘米3以上。

2 抗水性

不粘袋的乳化炸藥依然是油包水型的乳狀體系,因而具有良好的抗水性能。表2列述了該炸藥的抗水性能的測試結果。

 

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2.3 爆炸性能

(1)爆速。不粘袋的乳化炸藥的爆速測試結果列于表3。40.jpg

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由表3可以看出.當密度變化于1. 15~l. 31克/厘米3時.不粘袋乳化炸藥均能可靠地被l只8#工業雷管所引爆,其爆速穩定在5000米/秒左右。當密度增大至1.38克/厘米3時,雖然還能被1只8#雷管所引爆,但爆速已顯著降低,而密度大于1.40克/厘米3時,該炸藥即不能被1只8#雷管引爆,而使用一定數量的起爆藥就能穩定地爆轟。這說明不粘袋乳化炸藥的爆轟感度隨密度的增大而降低。就雷管感度而言,其臨界密度約1.35克/厘米3

(2)猛度。采用標準蓋氏方法測得該炸藥的猛度值為16~19毫米。

(3) 自界直徑。該炸藥臨界直徑值受密度所影響。一般地說,密度大,爆轟感應低,臨界直徑變大。例如,當密度為1. 15~1. 21克/厘米3時,其爆轟臨界直徑約30毫米左右;當密度增大至1. 25~1. 35克/厘米3時,其爆轟臨界直徑約40~45毫米。

2.4 耐凍性能

試驗驗表明,不添加任何防凍劑時,不粘袋乳化炸藥(密度為1. 15~1.27克/厘米3 )在一16~-21℃條件下仍呈柔軟狀態,保持著雷管敏感度,這說明該炸藥具有良好的耐凍性能。表4列舉了該炸藥在低溫下的爆速測定結果。

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2.5 儲存性能

不粘袋乳化炸藥可在普通庫房中穩定存放3~4個月后,仍能在現場爆破作業中取得良好的效果。

3現場試用

在500公斤級(一次投料量)生產設備上生產的不粘袋乳化炸藥成品,散裝于塑料袋中,每袋25公斤。這種產品在孔口附近很容易從袋中倒出,然后用鋁鍬鏟裝到炮孔中,每個炮孔中安放兩個(每個重2公斤)由EL-102乳化炸藥制作的起爆藥包,作為起爆中心。一般地說,散裝的不粘袋乳化炸藥的炮孔裝藥密度較2#巖石炸藥高10%~20%,有較好的克服大抵抗線的能力。

龍煙鐵礦201廠和9905廠生產的不粘袋乳化炸藥產品分別在龍煙鐵礦露天礦和陜西省耀縣水泥廠露天礦山進行了試用,取得了良好的爆破效果,而且炸藥單耗較2#巖石炸藥低一些。例如,龍煙鐵礦露天礦使用不粘袋乳化炸藥的單耗平均比2#巖石炸藥低8%~12%,而耀縣水泥廠礦山其炸藥單耗比2#巖石炸藥低10%~16%。

綜上可以認為:

(1)以司盤80為乳化劑制備不粘袋、低成本的乳化炸藥,在國內外尚屬首次。該炸藥保持了乳化炸藥爆轟感度高,抗水性強和加工工藝簡單等全部優點。同時不粘袋壁,為露天礦的手工散裝裝藥創造了方便條件。無疑,在我國乳化炸藥現場混裝技術未徹底解決以前,應致力于發展、完善這一品種。

(2)不粘袋乳化炸藥的生產工藝與常規的乳化炸藥基本相同,同時原料來源廣泛,成本較低,生產效率又高,因而易于推廣應用。

(3)今后擬進一步提高該炸藥的儲存穩定性和完善有關性能的測試工作。

 

摘自《汪旭光院士論文選集》



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