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不粘袋的乳化炸药

2019-05-24 责任编辑:崔玮娜

汪旭光

(北京矿冶研究总院)

众所周知,乳化炸药是一类新型的抗水工业炸药,具有一系列优于现有浆状(水胶)炸药的特性,受到工业炸药界的普遍重视,发展迅速。但由于乳化炸药是一油包水型(W/0)乳状体系,连续相是似油类物质,药体较软,粘附性较强,给炮孔装药,特别是露天大直径炮孔的手工散装装药带来一定的困难,因此迫切需要研制一种即保持乳化炸药的特性又不粘袋的乳化炸药。美国杜邦公司(Du Pont Co)曾试图用硬脂酸铵(钠)和硬脂酸作乳化剂来制备不粘袋的乳化炸药,但爆炸性能和储存稳定性不甚理想。

近年来,我们从增大乳化炸药本身内聚力的基本观点出发,仍以司盘80为乳化剂,研制成功了一种专供露天矿使用的不粘袋的乳化炸药,它基本保持了EL系列乳化炸药的特点。这种炸药在龙烟铁矿的露天矿和陕西省耀县水泥厂矿山的大直径炮孔爆破中,手工散装装药使用,取得了令人满意的爆破效果。

 

1 配方与工艺流程

1. 1 配方

该炸药是在EL系列乳化炸药的基础上发展起来的,它主要采取了如下几项增大药体内聚力的措施,以达到不粘袋的目的:

(1)少量添加剂。试验表明,在乳化炸药组分中添加0. 5%~1.5%的富于环烷烃或芳香烃的油相物质,可以适当提高连续相的凝固点,显著降低其附着力。

(2)添加粉末状固体物料。经验表明,添加少量粉末状物可以提高乳化炸药的储存稳定性和耐低温性能,而添加比例恰当、粒度合适的固体物料则可降低其黏着力,提高乳化炸药的成型能力。我们是通过添加约35%~40%的40~100目的硝酸铵粉末和硫磺粉等来调节的。

(3)适当控制炸药密度。考虑到露天有水深孔装药和炸药成型的需要,炸药的密度宜控制在1. 15~1. 35克/厘米3

(4)减少水含量。一般地说,不粘袋的乳化炸药的水分含量比常规的乳化炸药低1%~2%为佳。

在综合考虑上述措施的实际影响的基础上,并权衡了炸药爆炸性能和粘附能力间的得失统一,确定了不粘袋的乳化炸药的配方列于表1。

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1.2工艺流程

不粘袋的乳化炸药的工艺流程见图1。

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应当指出,由混拌机出来的成药既可以用铝锹于工装袋,也可以用EL-BZ型装药机装袋。但实践表明,经过装药机的机械作用,成品的爆炸性能和不粘袋能力均有所提高。因此,我们认为在条件许可时,应采用装药机装袋。

2 主要性能

2 1 理化性能

不粘袋的乳化炸药的成品为一光滑的乳脂,不粘手,外观颜色呈深褐色或银灰色。该炸药的密度一般为 1. 15~1. 35克/厘米3。必要时,也可以调节至1. 00克/厘米3左右 或1. 40克/厘米3以上。

2 抗水性

不粘袋的乳化炸药依然是油包水型的乳状体系,因而具有良好的抗水性能。表2列述了该炸药的抗水性能的测试结果。

 

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2.3 爆炸性能

(1)爆速。不粘袋的乳化炸药的爆速测试结果列于表3。40.jpg

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由表3可以看出.当密度变化于1. 15~l. 31克/厘米3时.不粘袋乳化炸药均能可靠地被l只8#工业雷管所引爆,其爆速稳定在5000米/秒左右。当密度增大至1.38克/厘米3时,虽然还能被1只8#雷管所引爆,但爆速已显著降低,而密度大于1.40克/厘米3时,该炸药即不能被1只8#雷管引爆,而使用一定数量的起爆药就能稳定地爆轰。这说明不粘袋乳化炸药的爆轰感度随密度的增大而降低。就雷管感度而言,其临界密度约1.35克/厘米3

(2)猛度。采用标准盖氏方法测得该炸药的猛度值为16~19毫米。

(3) 自界直径。该炸药临界直径值受密度所影响。一般地说,密度大,爆轰感应低,临界直径变大。例如,当密度为1. 15~1. 21克/厘米3时,其爆轰临界直径约30毫米左右;当密度增大至1. 25~1. 35克/厘米3时,其爆轰临界直径约40~45毫米。

2.4 耐冻性能

试验验表明,不添加任何防冻剂时,不粘袋乳化炸药(密度为1. 15~1.27克/厘米3 )在一16~-21℃条件下仍呈柔软状态,保持着雷管敏感度,这说明该炸药具有良好的耐冻性能。表4列举了该炸药在低温下的爆速测定结果。

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2.5 储存性能

不粘袋乳化炸药可在普通库房中稳定存放3~4个月后,仍能在现场爆破作业中取得良好的效果。

3现场试用

在500公斤级(一次投料量)生产设备上生产的不粘袋乳化炸药成品,散装于塑料袋中,每袋25公斤。这种产品在孔口附近很容易从袋中倒出,然后用铝锹铲装到炮孔中,每个炮孔中安放两个(每个重2公斤)由EL-102乳化炸药制作的起爆药包,作为起爆中心。一般地说,散装的不粘袋乳化炸药的炮孔装药密度较2#岩石炸药高10%~20%,有较好的克服大抵抗线的能力。

龙烟铁矿201厂和9905厂生产的不粘袋乳化炸药产品分别在龙烟铁矿露天矿和陕西省耀县水泥厂露天矿山进行了试用,取得了良好的爆破效果,而且炸药单耗较2#岩石炸药低一些。例如,龙烟铁矿露天矿使用不粘袋乳化炸药的单耗平均比2#岩石炸药低8%~12%,而耀县水泥厂矿山其炸药单耗比2#岩石炸药低10%~16%。

综上可以认为:

(1)以司盘80为乳化剂制备不粘袋、低成本的乳化炸药,在国内外尚属首次。该炸药保持了乳化炸药爆轰感度高,抗水性强和加工工艺简单等全部优点。同时不粘袋壁,为露天矿的手工散装装药创造了方便条件。无疑,在我国乳化炸药现场混装技术未彻底解决以前,应致力于发展、完善这一品种。

(2)不粘袋乳化炸药的生产工艺与常规的乳化炸药基本相同,同时原料来源广泛,成本较低,生产效率又高,因而易于推广应用。

(3)今后拟进一步提高该炸药的储存稳定性和完善有关性能的测试工作。

 

摘自《汪旭光院士论文选集》