CN102503742A - 三级煤矿许用乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型低成本的三级煤矿许用乳化炸药及其制备方法，所述炸药由以下质量百分比的材料组成：硝酸铵66.5%～75%、氯化钠5%～12%、硝酸钠3%～7%、水9%～11%、复合乳化剂2%～2.5%、复合蜡2.5%～3.5%、添加剂0.5%～1%，其制备方法为将水相材料和油相材料分别加温溶化，形成溶液，将水相溶液加入到油相溶液中，形成油包水型的混合物，制得的混合物经过冷却及化学敏化发泡制得产物，之后装药即为成品。本发明的炸药适用于高瓦斯矿井的采掘工作面、低瓦斯矿井高瓦斯区域采掘工作面和有煤尘与瓦斯突出危险的采掘工作面爆破工程作业，在安全性达标的情况下爆炸威力足够大。

Description

三级煤矿许用乳化炸药及其制备方法

技术领域

本发明属于一种消焰剂以氯化钠为主的三级煤矿许用乳化炸药及其制备方法。

技术背景

三级煤矿许用乳化炸药广泛应用于煤矿采煤爆破工程，在国民经济建设中发挥极为重要的作用，鉴于瓦斯和煤尘的爆炸特点，要求煤矿许用炸药在配方设计时，除了要考虑到炸药的爆炸性能外，还必须特别重视所设计炸药爆炸时的安全性。目前，我国三级煤矿许用乳化炸药常用氯化钾作消焰剂，但在云南省内无氯化钾生产厂家，原材料成本较高。在民爆器材行业中把研发新型低成本三级煤矿许用乳化炸药作为技术发展目标。该炸药的基本技术要求是既要保证炸药在煤矿环境下使用有充分的安全性，又要保证有足够的爆破性能；满足安全和性能两个技术条件的关键技术是炸药工艺配方中的消焰剂、氧化剂、油相材料以及添加剂的研究选型。通过大量研究和实践，在行业首次研发成功以氯化钠为主要消焰剂成分，并优化炸药氧化剂及油相材料组分，形成新型低成本三级煤矿许用乳化炸药及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三级煤矿许用乳化炸药及其制备方法，其生产工艺和设备简单，机械化、自动化程度高，生产效率高，产品成本低，不含毒有成分，在安全性达标的情况下爆炸威力足够大。

解决本发明的技术问题所采用炸药由以下质量百分比的材料组成：硝酸铵66.5％～75％、氯化钠5％～12％、硝酸钠3％～7％、水9％～11％、复合乳化剂2％～2.5％、复合蜡2.5％～3.5％、添加剂0.5％～1％，其中复合蜡为石蜡与凡士林的混合物，重量之比为1∶1，添加剂为脂肪醇。

上述煤矿许用乳化炸药的制备方法如下：

(1)将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠、水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂水相溶液；

(2)将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物油相溶液；

(3)将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入一级乳化器中进行乳化，形成油包水型乳化基质；

(4)将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

(5)经过冷却的乳化基质，进入敏化器中采用快速化学敏化发泡敏化，制得新型低成本三级煤矿许用乳化炸药；

(6)将制得的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药装药、包装。

所述的氯化钠为该炸药的消焰剂。

所述的复合乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺类复合高分子乳化剂。

所述敏化器采用敞开式敏化器。

本发明的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药生产工艺连续式工艺。

本发明与现有技术相比，其显著特点是：

(1)产品安全性高

本发明在设计工艺配方时，充分考虑了安全性，要求爆温较低，且爆轰敏感度和较高，本发明引入的消焰剂效果十分显著，配方中的消焰剂热容量大，在炸药发生爆炸的瞬间，能吸收大部分热能，降低爆温，形成的火焰小且持续时间短暂，能有效防止矿井混合气体局部温升过高，能抑制混合气体的氧化还原反应速度，起负催化作用，从而阻止混合气体的爆炸，保证矿井爆破安全。

(2)产品成本低

炸药配方中各组分原材料来源广泛，货源充足，原材料成本比现生产的三级煤矿许用乳化炸药每吨低300元左右，生产工艺简洁，便于控制，生产成本及能耗较低，无三废产生，无需增加三废处理装置及相关费用。

(3)爆炸威力足够大

消焰剂的加入，提高了产品的安全性，但也使炸药的爆炸性能较大幅度的下降，本发明在配方设计时，采用零氧平衡及优良稳定性的配方，配之相适应的生产工艺，加入的消焰剂在保证安全性达标的情况下爆炸威力足够大，使整个化学反应更趋于理想化，在爆炸过程中以最大能量利用率释放爆炸能量，最大限度地提高反应的放热性及爆轰反应速度。

(4)机械化、自动化程度高

生产工序制药、装药、包装装箱工序实现连续化、自动化生产；除原料配制外，制药工序无固定操作人员；危险作业工序无人操作，最大限度减少在线存药量和固定作业人员，生产效率高。连续化、自动化程度高

(5)生产线采用远程监控，在线故障查询处理，意外情况联锁控制和紧急停机，自控与人工控制可相互切换的自动控制系统。用工业控制机、大屏幕监视器和视频监视器，集中控制整个系统的运转和管理，协调各分布子系统的动作、动态显示整个工艺流程、生产线的运转和数据处理工作，实现连续计量、连续乳化、连续冷却、连续敏化、连续装药、连续包装。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例一：

按以下重量百分比准备原料，即：硝酸铵66.5份、硝酸钠6.5份、氯化钠12份、水9份、复合乳化剂2.5份、复合蜡3.0份、添加剂0.5份，其中复合蜡为石蜡与凡士林的混合物，重量之比为1∶1，添加剂为脂肪醇，生产工艺操作步骤：

(1)将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠、水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂溶液，过滤；

(2)将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物溶液，过滤；

(3)采用计量泵将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入一级乳化器中进行乳化，保持物料混合状态及温度在90℃～120℃，形成油包水型乳化基质；

(4)将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

(5)经过冷却的乳化基质，进入低速可变速敞开式敏化器进行低温化学快速敏化发泡敏化，制得新型低成本三级煤矿许用乳化炸药；

(6)将制得的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药引用皮带输送药体及乳化炸药自动装药机、自动包装线进行装药、包装。

炸药的性能指标为：

实施例二

按以下重量百分比准备原料，即：硝酸铵69份、硝酸钠7份、氯化钠8份、水10份、复合乳化剂2.3份、复合蜡3.0份、添加剂0.7份，其中复合蜡为石蜡与凡士林的混合物，重量之比为1∶1，添加剂为脂肪醇。生产工艺操作步骤：

(1)将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠、水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂溶液，过滤；

(2)将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物溶液，过滤；

(3)采用计量泵将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入一级乳化器中进行乳化，保持物料混合状态及温度在90℃～120℃，形成油包水型乳化基质；

(4)将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

(5)经过冷却的乳化基质，进入低速可变速敞开式敏化器进行低温化学快速敏化发泡敏化，制得新型低成本三级煤矿许用乳化炸药；

(6)将制得的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药引用皮带输送药体及乳化炸药自动装药机、自动包装线进行装药、包装。

炸药的性能指标为：

实施例三

按以下重量百分比准备原料，即：硝酸铵71份、硝酸钠5份、氯化钠8份、水10份、复合乳化剂2.4份、复合蜡2.8份、添加剂0.8份，其中复合蜡为石蜡与凡士林的混合物，重量之比为1∶1，添加剂为脂肪醇，生产工艺操作步骤：

(1)将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠、水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂溶液，过滤；

(2)将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物溶液，过滤；

(3)采用计量泵将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入一级乳化器中进行乳化，保持物料混合状态及温度在90℃～120℃，形成油包水型乳化基质；

(4)将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

(5)经过冷却的乳化基质，进入低速可变速敞开式敏化器进行低温化学快速敏化发泡敏化，制得新型低成本三级煤矿许用乳化炸药；

(6)将制得的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药引用皮带输送药体及乳化炸药自动装药机、自动包装线进行装药、包装。

炸药的性能指标为：

实施例四。

按以下重量百分比准备原料，即：硝酸铵73份、硝酸钠3份、氯化钠7份、水11份、复合乳化剂2.5份、复合蜡2.5份、添加剂1.0份，其中复合蜡为石蜡与凡士林的混合物，重量之比为1∶1，添加剂为脂肪醇，生产工艺操作步骤：

(1)将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠、水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂溶液，过滤；

(2)将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物溶液，过滤；

(3)采用计量泵将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入一级乳化器中进行乳化，保持物料混合状态及温度在90℃～120℃，形成油包水型乳化基质；

(4)将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

(5)经过冷却的乳化基质，进入低速可变速敞开式敏化器进行低温化学快速敏化发泡敏化，制得新型低成本三级煤矿许用乳化炸药；

(6)将制得的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药引用皮带输送药体及乳化炸药自动装药机、自动包装线进行装药、包装。

炸药的性能指标为：

实施例五。

按以下重量百分比准备原料，即：硝酸铵75份、硝酸钠3份、氯化钠7份、水9份、复合乳化剂2.0份、复合蜡3.5份、添加剂0.5份，其中复合蜡为石蜡与凡士林的混合物，重量之比为1∶1，添加剂为脂肪醇，生产工艺操作步骤：

(1)将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠、水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂溶液，过滤；

(2)将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物溶液，过滤；

(3)采用计量泵将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入一级乳化器中进行乳化，保持物料混合状态及温度在90℃～120℃，形成油包水型乳化基质；

(4)将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

(5)经过冷却的乳化基质，进入低速可变速敞开式敏化器进行低温化学快速敏化发泡敏化，制得新型低成本三级煤矿许用乳化炸药；

(6)将制得的新型低成本三级煤矿许用乳化炸药引用皮带输送药体及乳化炸药自动装药机、自动包装线进行装药、包装。

炸药的性能指标为：

生产采用连续单级乳化，冷却敞开，敏化敞开，全连续化生产，制药设有自动预警、自动保护：设置流量匹配失败、流量不足、水油相压力过高、温度过高、电流过高或过低、冷却水流量不足自动报警，自动停机；当主要安全技术参数发生变化超过极限值时，实现安全联锁自动停机控制，生产线本质安全度高。

Claims (10)

1.一种三级煤矿许用乳化炸药，其特征在于由以下质量百分比的材料组成：硝酸铵66.5%～75%、氯化钠5%～12%、硝酸钠3%～7%、水9%～11%、复合乳化剂2%～2.5%、复合蜡2.5%～3.5%、添加剂0.5%～1%；其中硝酸铵、氯化钠、硝酸钠和水组成了氧化剂溶液，复合乳化剂、复合蜡和添加剂组成了可燃物溶液。

2.根据权利要求1所述的三级煤矿许用乳化炸药，其特征在于氯化钠为该炸药的消焰剂。

3.根据权利要求1所述的三级煤矿许用乳化炸药，其特征在于复合乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺类复合高分子乳化剂。

4.根据权利要求1所述的三级煤矿许用乳化炸药，其特征在于复合蜡为石蜡与凡士林按重量之比为1：1混合制成。

5.根据权利要求1所述的三级煤矿许用乳化炸药，其特征在于添加剂为脂肪醇。

6.根据权利要求1所述的三级煤矿许用乳化炸药，其特征在于该炸药采用快速化学敏化发泡。

7.按照权利要求1所述的三级煤矿许用乳化炸药的制备工艺，其特征是制备步骤如下：

（1）将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠和水组成的混合物加热升温溶化，形成氧化剂水相溶液；

（2）将复合乳化剂、复合蜡和添加剂组成的混合物加热升温熔化，形成可燃物油相溶液；

（3）将氧化剂水相溶液和可燃物油相溶液泵入静态混合器中混合，再输送入乳化器中进行乳化，形成油包水型乳化基质；

（4）将油包水型乳化基质经过钢带冷却机冷却；

（5）经过冷却的乳化基质，进入敏化器中采用快速化学敏化发泡敏化，装药和包装。

8.按照权利要求7所述的三级煤矿许用乳化炸药的制备方法，其特征在于将硝酸铵、氯化钠、硝酸钠和水组成的混合物加热升温至110℃～130℃溶化，形成氧化剂水相溶液。

9.按照权利要求7所述的三级煤矿许用乳化炸药的制备方法，其特征在于将复合乳化剂、复合蜡、添加剂组成的混合物加热升温至90℃～100℃熔化，形成可燃物油相溶液。

10.按照权利要求7所述的三级煤矿许用乳化炸药的制备方法，其特征在于采用一级乳化器。

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