CN102424643B - 高安全性煤矿用乳化炸药 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高安全煤矿用乳化炸药。该炸药由下列原料制成：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、敏化剂、尿素、复合消焰剂、水、复合乳化剂、复合油相、发泡剂、发泡促进剂、膨胀珍珠岩；其制备步骤包括制备水相、制备油相、乳化、冷却、敏化和装药包装。本发明的爆炸性能符合GB18095－2000标准，其瓦斯安全性能为（悬吊）试验250g，0/5不引燃瓦斯，安全性水平较国内最高等级的三级煤矿许用炸药提高一个等级；在确保可燃气安全性的前提下，采用复合消焰剂、复合发泡剂、添加硝酸乙醇胺或硝酸钾为敏化剂等新配方，提高炸药的起爆感度，增强炸药抗爆燃的能力，更好地保证煤矿安全生产。

Description

高安全性煤矿用乳化炸药

技术领域

本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种煤矿用乳化炸药。

背景技术

煤矿许用炸药是我国工业炸药重要组成部分，它是根据工业炸药使用条件分类，专门供适用于有可燃气和煤尘爆炸危险的煤矿井下所使用的炸药。目前，在我国煤炭矿井中，特别是中小型煤矿和乡镇煤矿，大多仍然采用爆破采煤的作业方式，这为煤矿许用炸药提供了市场和发展前景，加之，国家行业的政策督导，我国煤矿许用炸药正飞速向前发展。

目前，我国煤矿许用炸药种类主要有煤矿许用铵梯炸药、煤矿许用水胶炸药和煤矿许用乳化炸药(见中国专利“煤矿许用铵梯油炸药及其制造方法”，专利公开号为CN1428318；“煤矿许用水胶炸药”，专利公开号为CN1032000，“煤矿许用低爆速水胶炸药及其制造方法，”专利公开号为CN101412650A；“一种生产煤矿许用乳化炸药新方法，”专利公开号为1031363），但各存在缺点。煤矿许用粉状铵锑炸药存在抗水能力不强、安全性不高，且这种硝铵炸药必须加入10%以上的TNT才能保证其爆炸性能，TNT是一种有毒的单质炸药，不仅严重污染环境，而且危害人体健康，此外，硝酸铵具有强烈的吸湿性和结块性，导致煤矿许用铵梯炸药易吸湿结块，严重影响安全使用等缺点，煤矿许用铵梯炸药已逐步被同类型的煤矿许用乳化炸药取代；水胶炸药虽然具有生产工艺简单，可燃气安全性能高，威力较大，抗水性能好，水孔中爆破效果好等优点，但是水胶炸药的主要原料价格高，产量少，且其安全级别至多达到三级水平；乳化炸药原材料来源广泛，成本低廉，不含对人体有害的TNT，且符合国家民爆产品产业发展的规划方向，同时该品种的炸药还具有爆炸性能好、抗水性能强、起爆可靠、炸药爆炸后产生的有毒气体少、有利于减轻对井下生产操作人员的身体危害以及使用安全性高等优点，成为目前我国煤矿炸药最有前景的安全炸药，但我国现用的煤矿许用乳化炸药安全性最高的等级是三级，与国外相比，其安全性等级至多达到国外中等安全水平。因此，研究和开发安全性更高、性能更优的煤矿用乳化炸药产品，进一步提高我国煤矿许用型乳化炸药安全等级具有重要意义。

发明内容

为了提高我国煤矿使用炸药的安全水平等级，本发明提供一种高安全性煤矿用乳化炸药的配方及生产方法，其成品炸药的瓦斯安全性为（悬吊）试验250g，0/5，较国内最高等级的三级煤矿许用乳化炸药的安全性提高一个安全等级。

实现上述目的的技术解决方案如下：

高安全煤矿用乳化炸药由下列重量份的原料制成：

所述敏化剂为硝酸钾或硝酸乙醇胺；

所述复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，按重量份氯化钾为11～13，氯化铵为2～4；

所述复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.2～2.5，大豆卵磷脂为0.3～0.5；

所述复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，按重量份石蜡为1，凡士林为1～1.1，机械油为0.3～0.5，氯化石蜡为1～1.5；

所述发泡剂为二亚硝基五次甲基四胺或亚硝酸钠；

所述发泡促进剂为浓度40%的醋酸或浓度40%的磷酸或浓度40%的柠檬酸。

制备高安全性煤矿用乳化炸药的操作步骤如下：

第一步：水相制备：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、敏化剂、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为105℃～115℃，停机保温30分钟，制得水相；

第二步：油相制备：将上述配方中的复合油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为90℃～100℃，停机保温15分钟，制得油相；

第三步：乳化：将水相和油相分别送入乳化器中乳化，制得乳化炸药基质；乳化器中搅拌齿转速：800转/分钟；乳化时间：3分钟；

第四步：冷却：将乳化炸药基质冷却至温度为45℃～55℃；

第五步：敏化：将冷却的乳化炸药基质输送到敏化机中，按上述配方依次加入发泡剂、促进剂、膨胀珍珠岩，搅拌敏化，敏化温度为45℃～55℃，制得具有爆轰感度的乳化炸药；

第六步：装药与包装：利用装药机装成不同规格的药卷，并窝口，即得炸药成品；装药温度为45℃～55℃；

本发明炸药成品的技术指标：瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力（mL）≥210；爆速（m/s）：1500≤υ≤2800；殉爆距离（cm）：≥2；有毒气体含量（L/Kg）：≤80。

本发明与现有煤矿许用乳化炸药相比，其显著优点是：

1、本发明高安全煤矿乳化炸药的爆炸性能符合GB18095－2000标准，其瓦斯安全性能为(悬吊)试验250g，0/5不引燃瓦斯，安全性水平较国内最高等级的三级煤矿许用炸药提高一个安全等级；

2、填补了国内无高安全性煤矿许用乳化炸药的空白；

3、在确保可燃气安全性的前提下，采用复合消焰剂、复合发泡剂、添加硝酸乙醇胺或硝酸钾为敏化剂等新配方，提高炸药的起爆感度，增强炸药抗爆燃的能力，更好地保证煤矿安全生产。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。

实施例1：

高安全煤矿用乳化炸药由下列重量份的原料制成：

所述复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，氯化钾11.0kg、氯化铵2.0kg；

所述复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯（SP-80）和大豆卵磷脂组成，失水山梨糖醇单油酸酯2.3kg、大豆卵磷脂0.5kg；

所述复合油相由石蜡、凡士林、机械油和氯化石蜡组成，其中石蜡1kg、凡士林1kg、机械油0.5kg、氯化石蜡1.5kg。

制备高安全性煤矿用乳化炸药的操作步骤如下：

第一步：水相制备：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、敏化剂、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为105℃，保温30分钟，制得水相；

第二步：油相制备：将上述配方中的复合油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为90℃，保温15分钟，制得油相；

第三步：乳化：将水相和油相分别送入乳化器中乳化，制得乳化炸药基质；乳化器中搅拌齿转速：800转/分钟；乳化时间：3分钟；

第四步：冷却：将乳化炸药基质直接输送到连续冷却机中冷却，冷却机出口温度为45℃～55℃；

第五步：敏化：将冷却的乳化炸药基质输送到敏化机中，按上述配方依次加入二亚硝基五次甲基四胺、醋酸和膨胀珍珠岩，搅拌敏化，敏化温度为45℃～55℃，制得具有爆轰感度的乳化炸药；

第六步：装药与包装：利用装药机装成不同规格的药卷，并窝口，装药温度为45℃～55℃，即得炸药成品。

制得的炸药成品性能测试：当装药直径为35mm时，瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力：230mL；爆速：2534m/s；殉爆距离：5cm；有毒气体含量：25L/Kg。

实施例2：

高安全性煤矿用乳化炸药是由下列重量份的原料制成：

复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，按重量份氯化钾13.0kg、氯化铵3.0kg；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，失水山梨糖醇单油酸酯2.3kg、大豆卵磷脂0.3kg；

复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，其中石蜡1.0kg、凡士林1.0kg、机械油0.4kg、氯化石蜡1.5kg。

制备上述高安全煤矿乳化炸药方法的操作步骤同实施例1，不同的工艺条件如下：

第一步：水相制备：加热至温度为110℃；

第二步：油相制备：加热至温度为95℃；

第四步：连续冷却：连续冷却机出口处温度为50℃；

第六步：连续装药与包装：装药温度为50℃；

制得的炸药成品性能测试：当装药直径为35mm时，瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力：228mL；爆速：2453m/s；殉爆距离：5cm；有毒气体含量：20L/Kg。

实施例3：

高安全煤矿用乳化炸药由下列重量份的原料制成：

复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，氯化钾13.0kg、氯化铵4.0kg；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，失水山梨糖醇单油酸酯2.5kg、大豆卵磷脂0.5kg；

复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，其中石蜡1.0kg、凡士林1.0kg、机械油0.3kg、氯化石蜡1.3kg。

制备上述高安全煤矿乳化炸药方法的操作步骤同实施例1，不同的工艺条件如下：

第一步：水相制备：加热至温度为115℃；

第二步：油相制备：加热至温度为100℃；

第四步：连续冷却：连续冷却机出口处温度为55℃；

第六步：连续装药与包装：装药温度为55℃。

制得的炸药成品性能测试：当装药直径为35mm时，瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力：218mL；爆速：2465m/s；殉爆距离：4cm；有毒气体含量：28L/Kg。

实施例4：

高安全煤矿用乳化炸药由下列重量份的原料制成：

复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，氯化钾12.0kg、氯化铵2.0kg；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，失水山梨糖醇单油酸酯2.2kg、大豆卵磷脂0.3kg；

复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，其中石蜡1.0kg、凡士林1.0kg、机械油0.3kg、氯化石蜡1.5kg。

制备上述高安全煤矿乳化炸药方法的操作步骤和工艺条件同实施例2。

制得的炸药成品性能测试：当装药直径为35mm时，瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力：221mL；爆速：2536m/s；殉爆距离：5cm；有毒气体含量：23L/Kg。

实施例5：

高安全煤矿用乳化炸药由下列重量份的原料制成：

复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，氯化钾13.0kg、氯化铵2.0kg；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，失水山梨糖醇单油酸酯2.0kg、大豆卵磷脂0.3kg；

复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，其中石蜡1.1kg、凡士林1.1kg、机械油0.4kg、氯化石蜡1.2kg。

制备上述高安全煤矿乳化炸药方法的操作步骤和工艺条件同实施例1。

制得的炸药成品性能测试：当装药直径为35mm时，瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力为225mL；爆速为2378m/s；殉爆距离：4cm；有毒气体含量：18L/Kg。

实施例6：

高安全煤矿用乳化炸药由下列重量份的原料制成：

复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，氯化钾13.0kg、氯化铵2.0kg；

复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，失水山梨糖醇单油酸酯2.5kg、大豆卵磷脂0.5kg；

复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，其中石蜡1.0kg、凡士林1.1kg、机械油0.5kg、氯化石蜡1.0kg。

制备上述高安全煤矿乳化炸药方法的操作步骤和工艺条件同实施例1。

制得的炸药成品性能测试：当装药直径为35mm时，瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力：220mL；爆速：2264m/s；殉爆距离：5cm；有毒气体含量：30L/Kg。

Claims (1)

1.高安全煤矿用乳化炸药，其特征在于由下列重量份的原料制成：

所述敏化剂为硝酸钾或硝酸乙醇胺；

所述复合消焰剂由氯化钾和氯化铵组成，按重量份氯化钾为11～13，氯化铵为2～4；

所述复合乳化剂由失水山梨糖醇单油酸酯和大豆卵磷脂组成，按重量份失水山梨糖醇单油酸酯为2.2～2.5，大豆卵磷脂为0.3～0.5；

所述复合油相由石蜡、凡士林、机械油、氯化石蜡组成，按重量份石蜡为1，凡士林为1～1.1，机械油为0.3～0.5，氯化石蜡为1～1.5；

所述发泡剂为二亚硝基五次甲基四胺或亚硝酸钠；

所述发泡促进剂为浓度40%的醋酸或浓度40%的磷酸或浓度40%的柠檬酸；

制备高安全性煤矿用乳化炸药的操作步骤如下：

第一步：水相制备：将上述配方中的硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、敏化剂、尿素、复合消焰剂和水依次投入带夹层和搅拌装置的水相溶解罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为105℃～115℃，停机保温30分钟，制得水相；

第二步：油相制备：将上述配方中的复合油相和复合乳化剂投入带夹层和搅拌装置的油相熔化罐中，加热搅拌均匀，加热至温度为90℃～100℃，停机保温15分钟，制得油相；

第三步：乳化：将水相和油相分别送入乳化器中乳化，制得乳化炸药基质；乳化器中搅拌齿转速：800转/分钟；乳化时间：3分钟；

第四步：冷却：将乳化炸药基质冷却至温度为45℃～55℃；

第五步：敏化：将冷却的乳化炸药基质输送到敏化机中，按上述配方依次加入发泡剂、促进剂、膨胀珍珠岩，搅拌敏化，敏化温度为45℃～55℃，制得具有爆轰感度的乳化炸药；

第六步：装药与包装：利用装药机装成不同规格的药卷，并窝口，即得炸药成品；装药温度为45℃～55℃；

本发明炸药成品的技术指标：瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力（mL）≥210；爆速（m/s）：1500≤υ≤2800；殉爆距离（cm）：≥2；有毒气体含量（L/Kg）：≤80。