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。     

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。     

深水静压下化学敏化乳化炸药爆炸能量的输出特性

为研究化学敏化乳化炸药能量输出受深水静压的影响,利用可调节深水压力大小的水下爆炸测试系统模拟深水静压环境,获得了亚硝酸钠质量分数分别为0.1%（Y-0.1%）、0.2%（Y-0.2%）、0.3%（Y-0.3%）、0.4%（Y-0.4%）的４种炸药在静水压力0、0.1、0.3、0.5 MPa下的能量变化情况。研究结果表明:在一定的静水压力变化范围内,压力相同的情况下,4种炸药能量输出性能从优到劣的顺序分别为Y-0.4%、Y-0.3%、Y-0.2%、Y-0.1%。当静水压力达到0.5 MPa后,4种炸药均发生不同程度的拒爆。这是因为,随着静水压力的不断增大,炸药中的化学敏化气泡逐渐变小或消失,大部分变为无效热点,不能形成灼热核,炸药发生拒爆。炸药拒爆时所测得的爆炸能量仅为雷管爆炸的能量。     

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。     

乳化炸药压力减敏作用与敏化气泡含量的关系

分别在乳胶基质内添加0.10%、0.15%和0.25%的H发泡剂,制得3种乳化炸药.在相同的实验条件下,分别测试它们受冲击波作用前后水中爆炸冲击波,利用冲击波的峰值压力,计算出压力减敏程度,从而比较和分析它们的抗压性能.结果表明气泡含量对乳化炸药的压力减敏有较大影响,发泡剂含量由0.10%增加到0.25%时,乳化炸药发生压力减敏的程度逐渐增加,抗压性能明显下降.分析认为,敏化气泡分布结构的变化和局部乳胶体的破乳是乳化炸药发生压力减敏的原因,敏化气泡含量越高,分布结构越容易发生变化,破乳的乳胶体所占比例也越大,越容易发生压力减敏.     

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。     

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。     

树脂微球敏化乳化炸药技术研究

对比了乳化炸药敏化技术的现状,提出了树脂微球可作为乳化炸药的物理敏化剂,并通过试验数据分析了采用树脂微球敏化的乳化炸药密度、爆炸性能、黏度、泵送稳定性、储存稳定性,来评价树脂微球作为乳化炸药敏化剂的敏化效果。结果表明:树脂微球的质量占乳胶基质质量的0.35%~0.45%时,制备的乳化炸药密度为1.09~1.15 g/cm3,爆速为5 200~5 400 m/s,殉爆距离为6~9 cm;高温80℃左右时,树脂微球敏化的乳化炸药黏度略高于化学敏化的乳化炸药,远小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药;树脂微球敏化的乳化炸药泵送稳定性优于化学敏化及膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。     

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。     

玻璃微球含量对乳化炸药爆速的影响及蜂窝炸药研究

针对传统爆炸复合炸药的缺点,采用玻璃微球作为稀释剂,通过改变玻璃微球含量,研究其对乳化炸药密度与爆速的影响,通过乳化炸药制备蜂窝结构炸药,用于金属板的爆炸焊接。T2铜板和Q235钢板分别作为覆层和基层,其相应尺寸分别为2 mm×150 mm×300 mm和20 mm×150 mm×300 mm,选用两种爆速(2596 m/s和3089.5 m/s)的蜂窝结构炸药作为爆炸复合炸药,进行铜-钢爆炸焊接,然后利用微观形貌分析观察复合板结合性能。实验结果表明:玻璃微球含量大于5%小于35%时,炸药密度和爆速均随着玻璃微球含量的增加而降低;玻璃微球含量为40%时,发生拒爆现象。炸药爆速随着炸药密度的降低而下降。铝蜂窝板可以降低乳化炸药临界直径,爆速也有所提高。爆速低的蜂窝结构炸药进行爆炸焊接,T2/Q235复合板界面呈小波状,结合性能良好。     

两种含水炸药动压下减敏作用的实验研究

用实验方法对两种含水炸药—水胶炸药和珍珠岩敏化的乳化炸药动压下的减敏作用进行了研究。为了更全面深入地研究这问题,提出了临界压死距离和临界距离两个概念。研究表明,含水炸药的减敏作用与药包间距和延期时差关系很大。水胶炸药的临界压死距离大于乳化炸药,而它们的临界距离相当,这表明两种炸药发生减敏的难易程度相近,但是乳化炸药的抗压死能力比水胶炸药大。采用5段延期电雷管引爆时两种含水炸药的减敏作用比采用2段延期电雷管引爆严重些。     

水下爆破中乳化炸药抗水性能的实验研究

研究乳化炸药的抗水性能对水下爆破和乳化炸药的研制都有一定的指导作用。本文利用设计的乳化炸药抗水实验装置,对三种乳化炸药进行了实验研究;利用爆速和猛度的变化来衡量其抗水性能的优劣,三种乳化炸药在深水中浸泡72h后,依然有较好的抗水性能。     

一级乳化工艺制备长储存期乳化炸药的试验研究

研究了一级乳化工艺条件下,乳化剂种类、油相配方及不同乳化器对乳化炸药爆炸性能和储存稳定性的影响,采用高低温循环试验考察制备乳化炸药的储存稳定性。试验研究表明:一级乳化(CYJ型乳化器)时,LZ27011乳化剂制备的乳化炸药储存稳定性、爆炸性能和微观结构均优于S/T乳化剂制备的乳化炸药;乳化剂为LZ27011时,CYJ型乳化器较JWL-YR乳化器的乳化效果更好;乳化剂(Span80和LZ27011的质量比为0.51.5)和乳化器确定时,油相配比对乳化炸药的储存稳定性有显著的影响,当油相组成复合蜡和150SN的质量比为3.21.0时,所制得的乳化炸药经34个高低温循环后,爆炸性能仍符合标准要求。     

典型工业炸药耐热性实验研究

针对工业炸药实际应用于露天深孔煤矿火区高温爆破的现状,在实验室规模下模拟高温炮孔加热技术,用这种实验技术来分析两种典型添加物质对铵油炸药热分解特性的影响,以及对比铵油炸药、乳化炸药和水胶炸药耐高温性能。研究结果表明:相对于其他两种工业炸药,铵油炸药的耐热性能更好,更适用于火区高温爆破;在铵油炸药中添加5 %(质量分数）NH₄Cl,分解反应峰温度降低了24.8 ℃,并且缩短了样品到达恒定的烘箱温度的时间,NH₄Cl 的加入显著降低了铵油炸药的耐热性;在铵油炸药中添加5%(质量分数）Na2SO₄,延长了样品到达恒定的烘箱温度的时间,提高了铵油炸药的耐温性能。结果为耐热工业炸药配方设计提供了依据。     

乳化剂对混装乳化炸药质量性能的影响及实践应用

文章通过对两种乳化剂进行复配实验及炸药相关性能的研究,解决了由于普通型单一乳化剂长时间存放后引起的混装乳化炸药质量性能不足的问题,使用复配乳化剂生产出的乳化炸药在爆炸性能、抗水性、储存期有较大的提高。     

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。