浅谈岩石粉状乳化炸药的特点及应用

1引言

民用爆破器材行业是以民爆器材产品为经济门类,以爆破器材为主体形成的产业,是一个特殊的行业,其产品被广泛应用于能源开发,交通建设,矿山开采,地质勘探,农田水利治理等方面,涉及煤炭、冶金、石油、化工、交通、铁路、水利、电力、农业、林业、建材、核工业、机械加工、城市建设等国民经济重要领域。民用爆破器材行业在国民经济和国防建设中发挥着不可替代的作用。被誉为“基础工业的基础,能源工业的能源”。为了适应经济建设和科学技术的发展,进一步满足爆破工程的需要和减少TNT对职工身心健康的危害,人们越来越致力于研究对人体危害较小而又环保的新炸药产品。岩石粉状乳化炸药是二十世纪九十年代中期产生的一种新型工业炸药品种。该炸药克服了目前普遍使用的铵梯炸药及乳化炸药产品的缺陷却兼备二者的优点,具有爆轰性能优良、体积威力大、贮存期长、不易吸湿和结块、使用方便且生产不受气候变化的影响等特点。同时,岩石粉状乳化中不含有毒有物质,所用原材料来源广泛,制造和使用过程无环境污染,符合国家产业政策及民爆行业科技发展规划要求,岩石粉状乳化炸药必将从根本上改变工业炸药行业的产业结构,加快炸药产品的更新换代。

2常见的岩石炸药及其介绍

岩石炸药按其物理及化学性质来说是一个多相物质的混合物,常见的岩石炸药包括岩石乳化炸药、改性铵油炸药和膨化硝铵炸药等。

岩石乳化炸药,又名乳胶炸药,呈乳脂状,是在水胶炸药的基础上发展起来的一种新型含水炸药。岩石乳化炸药是以硝酸铵为主要成分,通过油相、水相溶化配制和二次乳化制备成油包水型乳胶基质,经过化学物理复合敏化制成的外观呈乳白色胶状炸药。其特点是不粘手、威力大、烟尘少、 抗水性好。适用于有水无水露天及无可燃气或无矿尘爆炸危险的地下爆破工程。岩石乳化炸药具有爆炸性能好,爆轰感度高,抗水性能强,爆炸后生成有害气体少,制造、贮存、运输和使用安全,密度大且可通过调节密度来调节炸药的威力,原料来源丰富等优点,但尚需进一步提高炸药的稳定性、抗冻性、延长贮存期、降低成本、使品种系列化。

改性铵油炸药是一种不含TNT等任何一种猛炸药或有毒物质组成的绿色环保型工业炸药,适用于无瓦斯及矿尘爆炸危险的地下爆破工程、露天爆破工程和其他爆破作业工程,具有优良的爆炸性能和较好的防潮性能。改性铵油炸药改性的方向有:机械力化学表面改性、包覆处理改性、表面化学改性、胶囊化改性等。改性铵油炸药自从问世以来,以它的低成本、无污染和良好的爆炸性能很快被人们接受,发展该产品已是市场的需要、国家政策的要求和民爆器材生产企业生存与发展的基本选择。 膨化硝铵炸药是一种工业硝铵炸药,是硝酸铵经破碎、溶解,在溶解过程中加入适量的膨化剂后,经储料罐进入膨化罐膨化,形成内含大量微气泡的自敏化膨化硝铵,膨化硝铵经粉碎进入混药器与复合油、木粉和食盐充分混合成膨化硝铵炸药半成品,再经筛凉药、装药、包装成膨化硝铵炸药。在膨化硝铵炸药的生产过程中,各种物质按一定配比通过机械混合而成,硝酸铵进行改性制得膨化硝酸铵,以代替原先普通的粉状硝酸铵而制得的一种新型工业炸药,在这过程中各种物质的化学成分和分子结构没有改变,各种物质之间是互容和稳定的。因此,膨化硝铵炸药的生产过程是相对安全的。从1994年诞生,经产业化开发,在全国得到推广应用。

3岩石粉状乳化炸药的特点及应用

乳化炸药中氧化剂与可燃物呈准分子水平的混合,所以它具有爆速高的特征。但乳化炸药含较大量的水,反应时水的相变吸热降低了炸药的作功能力。另外乳化炸药必须采用敏化手段,例如引入气泡调整密度,才能达到起爆和传爆性能。粉状炸药是固体组分的混合,各组分的颗粒粒度与混合时间及工艺方式将直接影响炸药的起爆与传爆,因而为取得良好的爆速,就必须改善固体组分的颗粒粒度和增长混合时间或采用炸药敏化的手段来达到炸药的起爆和传爆的要求。

科研成果尽快转化为生产力,是当前我国发展国民经济的重要任务之一。岩石粉状乳化炸药是兼具乳化炸药及粉状炸药优点的新型炸药。它既保持了乳化炸药的优点,即具有良好的爆炸性能,一定的抗水性和组分原材料不含猛炸药,又具有粉状炸药现场使用、装药方便和贮存性能稳定的优点。粉状乳化炸药的生产工艺采用了喷雾制粉技术,在工业炸药制造工艺上是一种创新。整个工艺流程克服了现有粉状炸药混合不均匀的不足,又提高了粉状炸药的爆炸性能;产品成本低于粉状铵梯炸药,且无毒性,环境污染小,具有明显的经济和社会效益。粉状乳化炸药是具有国际先进水平的一种新型工业炸药。

粉状乳化炸药是一种粉状(抗水型)含水工业炸药,它是以硝酸铵为主的氧化剂水溶液构成分散相与矿物油及其他可燃剂的油类材质构成的连续介质,经过乳化形成的一种油包水型的乳胶基质,将乳胶基质经喷雾成粉工艺制成的粉末状的乳化炸药,粉状乳化炸药爆炸的爆轰属非理想爆轰。粉状乳化炸药的制造工艺主要分为两个阶段:第一阶段是制备乳胶基质;第二阶段是将乳胶基质制成粉状乳化炸药,乳胶基质的制备与一般商品乳化炸药(小直径乳化炸药)工艺相同,可以是间断的,也可以是连续的。仅是配方及工艺参数有其特殊要求。乳胶基质是一种高黏稠状的非牛顿流体,采用喷雾制粉工艺将其制备成粉状工业炸药。

工程爆破是以工程建设为目的的爆破技术,由于使用炸药等火工品作为爆破能源,决定了这个行业的特殊性,同时也决定了安全生产在工程爆破中的突出地位。岩石粉状乳化炸药是国内首创不含TNT的一种性能优良的新型工业炸药,它保持乳化炸药爆轰易于激发和传递的优点,又兼备铵锑炸药形态和工作能力,避免了生产、使用操作工人的接触中毒和感染危害,符合工业炸药产品发展的方向,即组分不含爆炸物,是国家重点推广新产品,煤矿许用型粉状乳化炸药是国家星火计划产品。由于独特的微观结构,它在粉状工业炸药中的性能最佳,具有优异的爆炸性能,良好的抗水性,长的储存期和优异的安全性,并且无毒和无环境污染和炮烟生产量少的优点。作为含水炸药的粉状乳化炸药保持乳化炸药的高爆速、高猛度;而且由于干燥过程中去掉乳胶基质中的部分水分的使粉状乳化炸药的做功能力高于乳化炸药,同时具有较高的“实用感度”和较低的“危险感度”。物理性能和安全性能也明显优于铵锑炸药,生产成本,用户使用单耗也明显低于铵锑炸药,因此该产品将作为逐步替代铵梯炸药的产品之一。

岩石粉状乳化炸药是在原岩石乳化炸药的基础上通过脱水转换而来一种新型炸药。我们知道,岩石乳化炸药由于含水量大,作功能力相对受到限制,而粉状乳化炸药由于含水量相对降低较多(含水量只达到0.5%),因此其作功能力得到提高。岩石粉状乳化炸药还具备岩石乳化炸药的优势,具有一定的防水性、爆速高、爆轰稳定的特点,同时又具备原铵梯类炸药高威力、作功能力大的特点。对于云、贵、川地区岩石结构相对较硬(普氏系数一般在12―17范围内)的地质条件,特别是水电站、料场开挖、边坡剥离、隧道开挖,以及非煤矿山和高等级公路建设,多数是以重金石、花岗岩、石灰岩等岩层结构为施工环境,通过大量的使用,已得到广大爆破工程技术人员的认可,有很好的使用性和推广前景。

因此,我们认为,以岩石粉状乳化炸药的优势,按爆破理论的原理和爆破施工技术来讲,不同的岩石结构应当配以作功能力相当的炸药,这样才能最大限度的满足施工成本和效益,可以说,岩石粉状乳化炸药无疑是爆破工程理想的选择对象。

参考文献

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