文摘

1在Meikle矿区的发热和有反应性的地层中进行乳化炸药的钻孔和爆破 讨论了美国内华达州的埃尔科（Elko）附近的Meikle金矿区,在发热和有反应性的地层中进行乳化炸药的钻孔和爆破的情况。在1996至1999年间,在采矿作业中,土地温度≤166℃时,曾引起若干次早爆。对乳化铵油炸药的早爆条件进行了评估,并表明早爆的初始温度为85℃。讨论了黄铁矿（二硫化铁）和痕量硫酸对乳化炸药反应的影响,在使用缓冲的乳化炸药和炮孔装药的时间控制后,降低了早爆问题。     

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.     

低爆速炸药破碎混凝土块的试验

用低爆速炸药与乳化炸药对两种尺寸的混凝土块进行了爆破实验,并对破碎效果进行了比较。结果表明,低爆速炸药的猛度和爆力都明显小于乳化炸药。这印证了低爆速炸药所具备的低猛度、低爆力的性能特点,有利于在复杂环境中用于爆破拆除基础等构筑物。     

高温敏化时间对乳化炸药性能的影响

通过高温敏化时间对乳化炸药性能的实验研究,探寻其对乳化炸药的密度、殉爆距离、猛度和爆速等乳化炸药性能的影响,得出高温敏化时间对乳化炸药性能有显著相关的结论。在一定的时间内,乳化炸药的爆炸性能随着敏化时间的增加而减小,殉爆距离、猛度和爆速随着敏化时间的增加而增加,但当敏化时间增加到一定程度后,随着敏化时间再继续增加,由于敏化气泡变大,密度趋于稳定,而殉爆距离和爆速反而下降。高温敏化时间控制在120~160 s较为宜。     

低爆速炸药破碎混凝土块的试验

用低爆速炸药与乳化炸药对两种尺寸的混凝土块进行了爆破实验,并对破碎效果进行了比较。结果表明,低爆速炸药的猛度和爆力都明显小于乳化炸药。这印证了低爆速炸药所具备的低猛度、低爆力的性能特点,有利于在复杂环境中用于爆破拆除基础等构筑物。     

乳化炸药氧化剂选择的理论研究

根据炸药爆炸反应的热化学,引入氧化剂的能量贡献量和能量因子,用乳化炸药配方设计的数学模型讨论了不同含量的硝酸铵、硝酸钠对乳化炸药的热化学参数爆热和比容的影响.结果表明,硝酸铵是较好的乳化炸药氧化剂,硝酸铵的含量增加,乳化炸药的爆热和比容提高;硝酸钠的含量增加,乳化炸药的爆热和比容下降,硝酸钠的最佳含量为7%～9%.     

模拟高原环境对炸药爆速影响的试验研究

为了研究高原环境对炸药爆速的影响,将粉状乳化炸药与三级煤矿许用乳化炸药置于自制密闭容器中,通过抽气模拟海拔0~4 500 m下的高原环境,用爆速仪对此环境下炸药爆速进行试验研究。试验结果表明:在高海拔压力环境下,粉状乳化炸药爆速几乎没有变化,而三级煤矿许用乳化炸药爆速随着海拔高度的上升,出现先增大后减小的趋势。     

高低温循环与电导率法对乳化炸药稳定性的试验研究

在水相组分和制备工艺完全相同的条件下,研究油相材料对乳化炸药稳定性的影响。在相同条件下对各乳化炸药样品进行高低温循环试验,之后测试其电导率,以此对乳化炸药的稳定性进行比较和评价。对比稳定性与爆速,发现含不同油相材料乳化炸药的稳定性与爆速没有相关性,但含油相材料复合蜡的乳化炸药稳定性与爆速有正相关性。     

发泡剂及促泡剂对乳化炸药爆速的影响

为了研究发泡剂和促泡剂含量对乳化炸药发泡速度和爆速的影响,对不同含量下发泡剂和促泡剂进行了密度测量和爆速实验。结果表明:在相同含量促泡剂和相同发泡时间下,乳化炸药爆速随着发泡剂含量的减小而减小,发泡速度同样减小;在发泡剂含量相同时,随着发泡时间的不同,促泡剂的含量对乳化炸药爆速及发泡速度的影响不同。当促泡剂含量在一定范围内,发泡时间不充足时,乳化炸药爆速随促泡剂含量增加而增加,发泡速度也增加;当发泡时间充足时,乳化炸药爆速不随促泡剂含量的变化而变化。当促泡剂含量超过一定范围时,乳化炸药爆速不随促泡剂含量的变化而变化,发泡速度同样没变化。     

TiH2对乳化炸药性能的影响研究

为获得高威力且热稳定性良好的乳化炸药,研制了一种含有TiH₂的乳化炸药,并对该乳化炸药的性能进行测定。爆速、爆热和猛度实验研究发现,加入TiH₂会使乳化炸药爆速微降,同时提升其爆热和猛度。当乳化炸药中TiH₂质量分数为2%、4%时,爆热分别增加了4.21%、5.66%;猛度分别增加了15.29%、17.20%。TG-DTG实验研究发现,加入TiH₂不会影响乳胶基质的热分解过程,但会降低其表观活化能。当乳化炸药中TiH2的质量分数为2%、4%时,乳化基质的表观活化能分别降低了21.04%、12.61%。TiH₂能够在不影响乳化基质热分解过程的同时,提高乳化炸药威力。     

发泡剂及促泡剂对乳化炸药爆速的影响

为了研究发泡剂和促泡剂含量对乳化炸药发泡速度和爆速的影响,对不同含量下发泡剂和促泡剂进行了密度测量和爆速实验。结果表明:在相同含量促泡剂和相同发泡时间下,乳化炸药爆速随着发泡剂含量的减小而减小,发泡速度同样减小;在发泡剂含量相同时,随着发泡时间的不同,促泡剂的含量对乳化炸药爆速及发泡速度的影响不同。当促泡剂含量在一定范围内,发泡时间不充足时,乳化炸药爆速随促泡剂含量增加而增加,发泡速度也增加;当发泡时间充足时,乳化炸药爆速不随促泡剂含量的变化而变化。当促泡剂含量超过一定范围时,乳化炸药爆速不随促泡剂含量的变化而变化,发泡速度同样没变化。     

孔内爆速测试技术在水泥矿山中的应用

介绍了孔内爆速测试技术原理,并根据爆破工程实践针对现场混装铵油炸药和混装乳化炸药,采用Micro Trap爆速/数据记录仪对这两种炸药的孔内爆速进行测试,得出混装铵油炸药和混装乳化炸药在孔内的爆速变化情况以及影响因素。结果显示:混装铵油炸药在炮孔内部的平均爆速为4116.8 m/s,混装乳化炸药的平均爆速为5379.6 m/s。分析得出:孔内装药压实密度以及炮孔内部的约束力较大是造成炸药在孔内的爆速比地表测试的爆速大的主要原因。     

基于田口方法低温对乳化炸药性能的影响

针对炸药在低温条件下的稳定性不足,以乳化炸药为例,用低温爆速试验,采用田口方法来测试低温条件下乳化炸药的爆速,以寻找最优乳化剂的配比。为今后的乳化炸药的制备提供了理论基础。     

硼粉型含能微囊乳化炸药的制备及其爆轰性能研究

针对传统乳化炸药高能敏感问题,采用悬浮聚合法设计了一种利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）包覆硼粉的含能微囊。利用该硼粉型含能微囊作为添加剂制备了乳化炸药。通过激光粒度分析仪和扫描电镜,对硼粉型含能微囊的微观结构进行了表征;利用同步热分析仪、爆热弹和空中爆炸测试系统,研究了硼粉型含能微囊对乳化炸药热稳定性、爆热以及冲击波参数的影响。实验结果表明:硼粉能够提高乳化炸药的冲击波特征参数和爆热,其中,冲击波峰值压力和爆热分别提高了29%和42%以上;而微囊包覆技术可以增加含硼乳化炸药的初始分解温度和活化能,改善其热稳定性。利用微囊包覆含能添加剂的方法,可以在不影响乳化炸药安全性的前提下提高其做功能力,改善工程爆破和爆炸加工效果,为研制安全高能乳化炸药提供了新的思路。     

添加复合稀释剂的低爆速乳化炸药的制备及性能

以玻璃微球和滑石粉共同作为稀释剂制备一种低爆速乳化炸药。观察不同质量分数的玻璃微球和滑石粉对乳化炸药形貌的影响,并对乳化炸药的爆速、猛度、空中爆炸冲击波压力及储存稳定性进行测试。实验结果表明,随着滑石粉质量分数的增加,乳化炸药的形貌由乳胶状逐渐向颗粒状转化,爆速呈线性下降,对玻璃微球质量分数为5%、10%、15%的乳化炸药,测得最低爆速分别为3 440、2 740、2 188 m/s。而随着滑石粉质量分数的增加,猛度、空中爆炸冲击波峰值超压均呈非线性下降,当滑石粉控制在一定量时,冲击波正压作用时间变化不大,乳化炸药储存稳定性较好。这种低爆速乳化炸药成本低廉、爆轰性能可调、储存稳定性好,具有较好的实用性。     

废旧HTPB固体推进剂转化制备乳化炸药的配方设计

针对废旧固体推进剂绿色、安全、高效处理的问题，设计了废旧HTPB固体推进剂转化制备乳化炸药的基础配方，以实现资源化再利用的目的。假定化学式和撰写爆炸反应方程式，建立目标函数，根据工业炸药的一般性能确定约束条件，规划求解后得到转化制备的乳化炸药的最佳配方，并对不同固体推进剂添加量下转化制备的乳化炸药的爆热、爆速、爆温、爆容进行了理论计算。结果表明：当固体推进剂质量分数为24.62%、乳化基质质量分数为75.38%时，转化制备的乳化炸药的综合性能最佳，理论爆热为3 351.935 kJ/kg,爆速为5 182.02 m/s,爆温为2 728.81 K,爆容为919.59 L/kg。为废旧固体推进剂的资源化再利用提供了理论参考。     

粉状乳化炸药粒度对其爆轰性能的影响

粉状乳化炸药兼具了乳化炸药和粉状工业炸药的优点,其特殊的微观结构使得粒度对爆轰性能的影响,与粉状工业炸药既相似又有差别。出于提高粉状炸药爆炸威力和对爆轰机理认识的目的,将同一粉状乳化炸药筛分、制备了四种不同粒度的试验样品,分别进行爆速和猛度测试。结果表明:在实验条件下,随着炸药粒径的减小,爆速和猛度呈近似直线趋势增大,并从理论上解释了粒度对粉状乳化炸药爆轰性能的影响。     

乳化炸药塑料管抗压装药结构在立井冻结段爆破中的应用

乳化炸药具有良好的抗水、抗冻性能及较强的爆破威力,已广泛应用在煤矿立井冻结段掘进爆破。但由于乳化炸药的压力减敏作用,常出现拒爆现象,严重影响了爆破安全和爆破效果。本文根据立井冻结段爆破施工中的拒爆特点,分析了可能产生拒爆的三个原因,并通过试验证实了拒爆的主要原因是炮孔中水结冰、体积膨胀而引起的乳化炸药的静压减敏作用。因此采用抗压塑料管空气不耦合装药或耦合散装药,先经地面模拟试验,并优化了爆破设计参数,应用于实践取得了良好的爆破效果。     

乳化炸药塑料管抗压装药结构在立井冻结段爆破中的应用

乳化炸药具有良好的抗水、抗冻性能及较强的爆破威力,已广泛应用在煤矿立井冻结段掘进爆破。但由于乳化炸药的压力减敏作用,常出现拒爆现象,严重影响了爆破安全和爆破效果。本文根据立井冻结段爆破施工中的拒爆特点,分析了可能产生拒爆的三个原因,并通过试验证实了拒爆的主要原因是炮孔中水结冰、体积膨胀而引起的乳化炸药的静压减敏作用。因此采用抗压塑料管空气不耦合装药或耦合散装药,先经地面模拟试验,并优化了爆破设计参数,应用于实践取得了良好的爆破效果。     

粉状乳化炸药粒度对其爆轰性能的影响

粉状乳化炸药兼具了乳化炸药和粉状工业炸药的优点,其特殊的微观结构使得粒度对爆轰性能的影响,与粉状工业炸药既相似又有差别。出于提高粉状炸药爆炸威力和对爆轰机理认识的目的,将同一粉状乳化炸药筛分、制备了四种不同粒度的试验样品,分别进行爆速和猛度测试。结果表明:在实验条件下,随着炸药粒径的减小,爆速和猛度呈近似直线趋势增大,并从理论上解释了粒度对粉状乳化炸药爆轰性能的影响。