不同敏化材料的乳化炸药抗深水压力性能的实验研究

对化学敏化、珍珠岩敏化、玻璃微球敏化的3种乳化炸药进行了抗深水压力的实验研究,在压力值达到0．2MPa,3种炸药的爆速分别下降了74．81％、33．28％、11．75％,猛度分别下降了49％、27．49％、17．95％,在压力值达到0．3MPa,测试珍珠岩敏化和化学敏化乳化炸药的爆速时就出现了半爆或拒爆。实验结果表明：在开始阶段,3种炸药爆炸性能随水深的增加下降幅度都较大;随着水深的继续增加,玻璃微球和珍珠岩敏化的乳化炸药的爆炸性能下降幅度变缓,而化学敏化的乳化乳化炸药爆炸性能下降幅度继续增大;3种炸药抗压性能由优到劣的大致顺序是玻璃微球敏化,珍珠岩敏化,化学敏化的乳化炸药。     

受静压作用乳化炸药的实验研究

在深水静压作用下,如何定量研究炸药爆炸性能和爆破效果一直困扰着国内外的炸药工作者。水下装药受到的总压力是静水表面的大气压和静水压力之和,可以通过改变静水表面的压力来模拟深水装药环境。在模拟的深水装药环境下,用可重复使用的爆炸装置研究常用乳化炸药的猛度下降情况;微型爆炸装置放在砂浆试块的预留炮孔中,加到额定压力然后起爆,利用分布函数模型G-G-S对爆破块度进行分析,研究乳化炸药的抗静压性能。在乳化基质相同的条件下,三种炸药抗静压性能由优到列的顺序:玻璃微球敏化、珍珠岩敏化、亚硝酸钠敏化。在深水爆破和中深孔爆破中要选择具有适宜抗静压性能的乳化炸药。     

乳化炸药损伤对爆炸性能的影响

对化学敏化、珍珠岩敏化、玻璃微球敏化的3种乳化炸药进行静空气压力、静水压力和机械摩擦模拟损伤试验研究.在0.6MPa静空气压力作用下,3种乳化炸药的作功能力分别下降了1.89％、3.92％、1.64％,爆速分别下降4.72％、4.84％、3.15％；在0.6MPa静水压力作用下,3种乳化炸药的作功能力分别下降了21.05％、27.57％、23.16％,爆速分别下降11.16％、14.36％、12.15％；在机械摩擦作用15min后,作功能力分别下降了1.12％、4.97％、3.74％,爆速分别下降1.87％、7.56％、6.91％.结果表明,在静空气压力及机械摩擦作用下,3种乳化炸药爆炸性能衰减较小,作功能力衰减幅度小于爆速；在静水压力作用下,3种乳化炸药爆炸性能衰减较大,作功能力衰减幅度大于爆速.     

静压作用下两种敏化方式的乳化炸药微观结构变化

为探究乳化炸药在静压下的微观变化,实时观察乳化炸药在不同压力下的动态变化过程,使用了生物显微镜和爆炸球罐对空气静压加载下的乳化炸药进行微观研究。对亚硝酸钠(化学)敏化和玻璃微球(物理)敏化的乳化炸药进行实时加压观察,并对加压前、后两种炸药的复原性进行了研究。结果表明,两种敏化载体在静压加载下有不同的变化形式:化学敏化气泡可承受压力较小,在0~0.3 MPa之间,气泡受压发生收缩和融合,在0.3 MPa下90%以上的气泡均形成无效热点,卸压复原后的乳化炸药中气泡粒径在20~30 μm的数量达到68.7%,与初始炸药形态相比,粒径更加均匀,但爆炸性能并无明显变化;物理敏化微球在加压过程中会产生不可逆的破裂,并且破裂产生的碎屑会导致周围小范围的乳化基质破乳。     

含铝温压炸药的爆炸能量结构研究

为了研究黑索今（RDX）基含铝温压炸药的爆炸能量释放规律及爆炸能量输出结构，对5种含铝温压炸药的爆热和爆速进行了测试，利用绝热式爆热量热计测量了铝粉质量分数为30%的RDX基含铝温压炸药在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气和1.0 MPa氧气环境下的爆炸能量，结合测试数据对试样的爆轰热、爆热和燃烧热进行理论计算。结果表明，RDX基含铝温压炸药的爆速随铝粉含量的增加而线性减小；爆热随铝粉含量的增加呈现先增大后减小的趋势，在铝粉质量分数为40%时，爆热达到最大值。试样在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气、1.0 MPa氧气环境下的爆炸能量逐渐增加，环境压力的增大和气氛环境中氧含量的增加都会提高炸药的爆炸能量，富氧环境下的爆炸能量可以定量地表征炸药的燃烧热。样品的爆轰热占燃烧热的9.8%~26.4%，爆热占燃烧热的34.5%~50.0%，且这两个参数都随铝粉含量的增加而降低。     

乳化剂种类对乳化炸药抗深水压力性能的影响

在静压作用下,如何定量研究炸药的爆炸性能一直困扰着国内外的炸药工作者。通过改变静水表面的压力来模拟深水装药环境,用可重复使用的爆炸装置研究炸药的爆炸性能,进而研究乳化剂种类对乳化炸药抗静压性能的影响。由珍珠岩敏化时,T155含量为2%、Span含量为2%、T155+Span含量各为1%时,三种炸药的抗深水压力性能从优到劣的顺序:T155+Span≥T155≥Span;当乳化基质由亚硝酸钠敏化时,含T155的乳化炸药的抗深水压力性能优于含Span的。     

大孔径深孔含水爆破混装乳化炸药性能研究

大孔径深孔含水爆破中,混装乳化炸药受到来自炸药本身重压、回填渣的压力以及炮孔中水的侵蚀,炸药爆炸性能发生改变。为了分析压力及水对混装乳化炸药的影响规律,提出了一种新型乳化炸药抗压性试验方法,模拟了深孔爆破环境气泡敏化的混装乳化炸药的爆速随孔压变化规律:0.1、0.2 MPa下24 h内爆速较高,随着压力增加及加压时间的延长,爆速下降直至拒爆;同时,通过测试乳胶基质中硝酸铵的溶失值以及乳胶基质的溶胀厚度,分析了乳化剂、油相材料对其抗水稳定性的影响。结果表明:添加质量分数1%的基础油,Span80、高分子型乳化剂EPE-1添加质量比达到1:1后,溶失值及溶胀厚度较小;再增加EPE-1的含量,抗水性、稳定性基本不发生变化。提出了提高混装乳化炸药抗水稳定性的方法。     

不同气氛对TATB基含铝炸药爆热的影响

为了测定三氨基三硝基苯(TATB)基含铝炸药在不同气氛中的爆热,使用绝热式量热弹对其压装药在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气、0.1 MPa氧气和1.5 MPa氧气条件下的爆热进行了测量,研究了其能量释放规律,并使用X射线衍射(XRD)对固相产物成分进行了分析。结果表明:TATB基含铝炸药在真空、0.1 MPa氮气、0.1 MPa空气、0.1 MPa氧气和1.5 MPa氧气条件下的爆热依次增加;环境中压力的增加会导致爆热值增大,在0.1MPa氮气中,TATB基含铝炸药的爆热值比真空中增加了15.7%。环境中氧气量的增加也使爆热值增大:0.1 MPa空气中的爆热值比0.1 MPa氮气中增加了7.8%,0.1 MPa氧气中的爆热值比0.1 MPa氮气中高出49.7%,1.5MPa氧气中的爆热值比0.1 MPa氮气中高出146.1%。在富氧气氛下测试TATB基含铝炸药的爆热时,所测爆热接近于炸药的燃烧热,且爆炸产物的XRD结果也表明Al粉已基本氧化完全。同时,在0.1 MPa氮气气氛下没有检测到氮化物Al N的存在。该方法可对不同气氛下含铝炸药的爆热进行测量,并对爆炸产物中Al的存在形式进行分析。     

TNT密闭环境中能量释放特性研究

为了研究TNT在密闭空间中的能量释放特性,依据量热法原理测量了TNT炸药在不同环境中(真空、0.1 MPa空气、0.1 MPa氧气)的爆热;同时在自行设计的密闭爆炸仓内,采用PCB压力传感器和K型热电偶分别测量了TNT炸药在不同气氛(空气、氮气、纯氧气)中爆炸后的准静态压力和爆炸场温度。爆热测试试验结果表明,当环境中氧含量增加时,爆热也随之增加;密闭空间中爆炸参数测量结果表明,随着密闭环境中氧含量的增加,准静态压力和爆炸场温度均有所增加。这说明实际应用中TNT爆炸反应完全性较低,有大量能量未释放,密闭条件可以提高TNT爆炸能量释放率。     

水浴防护下敏化剂对乳化炸药爆炸威力的影响

为了研究不同敏化剂对水浴加热后乳化炸药爆炸威力的影响,将含有不同敏化剂的乳化炸药经水浴加热不同时间后进行水下爆炸实验并得到压力时程曲线,通过对压力时程曲线进行计算得到相应的爆炸性能参数。结果表明,不同敏化剂敏化的乳化炸药爆速、压力峰值、冲量、比冲击波能、比气泡能以及总能量总体上随着水浴加热时间增加而降低,其中,NaNO_2敏化的乳化炸药总能量在水浴加热1h后降低量大于10%,物理敏化的乳化炸药总能量在水浴加热1h后降低量小于5%。另外,NaNO_2敏化的乳化炸药在水浴加热后容易散失雷管感度,而物理敏化的乳化炸药不存在散失雷管感度现象。     

含铝炸药深水爆炸冲击波和气泡脉动的数值模拟

为了研究CL-20基和HMX基及其含铝炸药深水爆炸过程,选取LX-14、LX-19、PAX-30和PAX-29 4种炸药,采用AUTODYN数值计算软件,计算其深水爆炸过程的各项参数。计算结果表明:CL-20基炸药水下爆炸性能优于HMX基炸药;铝粉的加入可以大幅度提高冲击波峰值压力、气泡脉动周期及气泡最大半径,而二次压力波峰值压力略有降低。计算TNT深水爆炸过程的参数,并与试验值相对比,误差小于5%,说明球对称一维方法可以很好地模拟炸药深水爆炸过程。最后,计算得到4种炸药的峰值压力均符合水下爆炸相似律,拟合得到4种炸药峰值压力相似常数。     

粉状乳化炸药爆温的理论计算

文章对粉状乳化炸药的爆温进行了计算：用B-W法确定了粉状乳化炸药的爆炸反应方程式,用盖斯定律以炸药原料和爆炸产物各组分的定容生成热为基础计算了其定容爆热,用加权法算得了爆炸产物的摩尔定容热容,最终计算得到岩石粉状乳化炸药的爆温为2695 K,一级、二级、三级煤矿许用粉状乳化炸药的爆温依次为2651 K、2597 K、2510 K.计算结果显示随着氯化钾含量的增加,煤矿许用粉状乳化炸药的爆热、爆温均呈现降低的趋势.当氯化钾含量在4%～9%范围内递增时,炸药的爆热、爆温的降低与氯化钾含量呈线性关系.     

球形炸药设计及其水下爆炸冲击波特性

雷管等爆炸元件的爆炸能量分布通常并不均匀,在离心机中研究爆炸问题对爆源的尺寸和爆炸能量分布要求较高,爆炸能量不均匀对试验结果存在影响,不符合爆炸力学中的点源假定。采用黑索金炸药制作球形炸药,探讨了细径导爆索及无起爆药雷管作为起爆方式的适用性。最终确定微型导爆雷管中心起爆球形炸药的方式,并研究了其水下爆炸冲击波特性,峰值压力与比例距离近似成线性关系,冲击波压力波形可以较好地采用冲击波压力公式拟合。     

井下装药器散装乳化炸药低温敏化工艺试验研究

文章对井下装药器散装乳化炸药低温敏化工艺进行研究,通过优化乳胶基质配方,选择多功能复合敏化剂,采用管式混合器进行化学敏化,用光学显微镜观察敏化后乳化炸药微观形态及气泡分布情况,并测试乳化炸药的爆炸性能。研究结果显示:配方中加入0.5%的凡士林能显著提高乳胶基质的贮存期稳定性,且满足快速发泡要求,乳化炸药密度为1.0～1.2g/cm3,气泡密度在107～109个/cm3之间,气泡分布及大小均匀;炸药具有雷管感度,爆炸性能优良,达到或超过GB18095—2000中露天乳化炸药要求。