CN102924195B

CN102924195B - 粘稠多孔粒状铵油炸药及其制备方法

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Publication number: CN102924195B
Application number: CN201210469217.8A
Authority: CN
Inventors: 肖代军; 肖渝翔; 肖俐娟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2032-11-20
Also published as: CN102924195A

Abstract

一种粘稠多孔粒状铵油炸药及其制备方法，铵油炸药含有重量百分比计的下列组分：多孔粒状硝酸铵83～85，复合油相4.5～6，定型剂3.5～6，膨胀珍珠岩0.2～0.5，粉状炸药能量促进剂1.3～2，粘稠剂3～5。方法包括a、将多孔粒状硝酸铵加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，并加入复合油相，在常温下搅拌2～4分钟，混合均匀，形成混合物A；b、在混合物A中加入定型剂、粉状炸药能量促进剂及膨胀珍珠岩，在常温下搅拌1～2分钟混合均匀，形成混合物B；ｃ、在混合物B中加入粘稠剂，在常温下搅拌1～2分钟混合均匀，形成粘稠多孔粒状铵油炸药，并出药包装。本发明具有制造和储运过程安全可控，做功能力强，贮存期长，且高效环保等特点。

Description

粘稠多孔粒状铵油炸药及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及爆破用炸药，特别是涉及一种适用于地下矿山各种直径及其任意方向炮孔机械散装装药，可实现地下矿山爆破装药机械化不堵管、掉药率低、无粉尘的特点，劳动效率高，有利于装药炮工的身体健康和环境保护的粘稠多孔粒状铵油炸药及其制备方法。

【背景技术】

目前的多孔粒状铵油炸药性能指标较低，在国标GB17583-1998中，其组分含量为：多孔粒状硝酸铵94.0%～95.0%，柴油5.0%～6.0%；水分≤0.3%；性能指标：爆速≥2800m/s（Φ50mm×5mm×350mm的焊接钢管），猛度≥15mm（Φ50mm×5mm×60mm的焊接钢管），做功能力≥278mL；而实际爆速在2600m/s～2800m/s（Φ50mm×5mm×350mm的焊接钢管），猛度在15mm～17mm（Φ50mm×5mm×60mm的焊接钢管），做功能力在260mL～280mL。因此，这类炸药在工程爆破中爆破效果较差，用药量多，一般用于露天大爆破、洞室大爆破或大直径炮孔爆破，且均要用起爆药包才能起爆；此外，这类炸药的贮存期较短，标准中规定为30天，一般贮存期不大于15天；某些用户将多孔粒状铵油炸药、膨化硝铵炸药或改性铵油炸药用于矿山洞室Φ70mm等大直径的立孔、斜孔炮孔爆破时装药返药率多，一般在30%-35%，因此浪费大。

为了适应矿山洞室Φ70mm等大直径的立孔、斜孔炮孔爆破装药返药率少，从而减少浪费，中国专利200610010603公开了一种环保型粘性粒状炸药，其由多孔粒状硝酸铵、柴油、固型粉、增粘剂组成。该炸药不含有毒物质，不含单质炸药，无环境污染，保持了同类炸药所特有的流散性、粘结性。但其存在明显缺陷，一是贮存较短，从制造完成之日起计算一个月内；二是做功能力较低，对岩石硬度普氏系数f大于12的岩层爆破效果较差；三是采用轮碾机混药，翻料括板与轮碾机底盘间隙仅为2～5mm，混合过程中容易损坏增粘剂的纤维粘性和破坏了少部分多孔粒状硝酸铵的可粒，而影响贮存期，同时，用轮碾机混药危险因素大，是工业和信息化部明令陶汰的设备；四是爆破中，每个炮孔均用1.5kg岩石乳化炸药药包作起爆药和2发8号雷管起爆；五是有毒气体量大于50mL，不符合国家规定的工业粉状类炸药爆炸后有毒气体量不大于50L/kg的要求。中国专利CN92106907.3公开了一种絮状无敏化剂硝铵炸药及其制造工艺，其包括粉状或粒状硝酸铵、柴油无水及絮状形成剂。其缺陷在于，一是有毒气体量大于50L/kg，不符合国家规定的工业类炸药爆炸后有毒气体量不大于50mL的要求；二是做功能力低，三是药较稀不适合机械化装药。中国专利85100393公开了一种无梯粘性粒状炸药主要由多孔粒状硝酸铵作氧化剂、甲胺硝酸盐作敏化剂、柴油作可燃剂、聚丙烯酰胺作粘合而成的粘性粒状炸药。该专利的问题在于，一是配方中含有工业和信息化部明令禁止在炸药中添加甲胺硝酸盐作为敏化剂的物质，因为甲胺硝酸盐是一种敏感度高、危险性大的爆炸物品，加入到炸药中在生产、运输过程危险因素大；二是有毒气体量大于50L/kg，不符合国家规定的工业类炸药爆炸后有毒气体量不大于50L/kg的要求。中国专利CN89107503.8公开了一种新型无梯粘性炸药及其制造方法，其由微孔粒状硝铵、甲胺硝酸盐、羧甲基纤维素钠、铝粉、硫磺和水混合而成。其缺陷在于，一是配方中含有工业和信息化部明令禁止在炸药中添加甲胺硝酸盐作为敏化剂的物质，因为甲胺硝酸盐是一种敏感度高、危险性大的爆炸物品，加入到炸药中在生产、运输过程危险因素大；二是毒气体量大于50L/kg，不符合国家规定的工业类炸药爆炸后有毒气体量不大于50L/kg的要求；三是硫磺属低毒危化品，其燃烧或爆炸后发生的二氧化硫对人体有剧毒，它不良导体，与氧化剂硝酸铵混合形成爆炸性混合物，在生产、储运过程中易产生静电荷，可导致硫尘起火自燃，是工业和信息化部明令禁止在炸药中添加的物质。

因此，既要使粘性类炸药钝感，在制造和储运过程安全可控，又能提高粘性类炸药在工程爆破中的做功能力和增长贮存期，达到高效环保，同时又能降低对立孔、斜孔炮孔爆破装药返药率少，减少浪费，爆炸后有毒气体量不大于50L/kg、且在用机械装时防止静电产生确保安全是一个长期未解决的难题。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种既可在制造和储运过程安全可控，又能在工程爆破中增加做功能力和增长贮存期，且高效环保，同时又能降低对立孔、斜孔炮孔爆破装药的返药率，减少浪费，爆炸后有毒气体量小于规定值，且在用机械装药时能防止静电产生以确保安全的粘稠多孔粒状铵油炸药。

本发明的目的还在于提供该粘稠多孔粒状铵油炸药的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种粘稠多孔粒状铵油炸药，该铵油炸药含有重量百分比计的下列组分：

该铵油炸药的优选重量百分比组分为：

所述复合油相由柴油、基础油和乳化剂按70～80：19～28：1～2%的重量比混合而成。该复合油相在制备时能吸附在多孔状硝酸铵粒子表面形成均匀的油膜，既能有效防止多孔状硝酸铵吸湿结块，又能提高爆炸威力，同时又能增长贮存期，其效果优于单一的柴油可燃剂。

定型剂由石膏粉和聚氧化乙稀按25～30：75～70的重量比混合而成。

膨胀珍珠岩的松散堆积密度为0.09g/cm³。该膨胀珍珠岩是由酸性火山玻璃质熔岩经破碎、预热熔烧而成。其粒子内部有空隙，加入到粘稠多孔粒状铵油炸药中，可均匀地分布形成无数个极微小的稳定的气泡空间，在外界起爆冲量的作用下,每个微球受绝热压缩局部温度升高而形成一个灼热点,当温度足够高时则会引起油相的燃烧和氧化剂的分解等剧烈放热化学反应,从而达到爆轰效果，因此，既能降低药体密度，又可提高感度。

粉状炸药能量促进剂由铝粉、铁粉、石膏粉按50～60：25～35：5～25的重量比混合而成。该粉状炸药能量促进剂是一种能量添加剂，其本身无雷管感度，它不具备爆炸品的功能，而只是一种催化剂。粉状炸药能量促进剂在粘稠多孔粒状铵油炸药中起敏化剂作用，在炸药爆炸过程中参与二次反应，可提高爆热和做功能力，促进爆炸反应完全，并可使有毒气体小于50L/kg。

粘稠剂由水、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素按94～95：0.5～1%：2～3：1～2：0.5～1的重量比混合而成。该粘稠剂是一种粘稠水溶剂，其作用是将定型剂、粉状炸药能量促进剂调成浆糊状，以便将多孔粒状硝酸铵和膨胀珍珠岩粘为一体，使之达到适用于地下矿山各种直径及其任意方向炮孔机械散装装药，可实现地下矿山爆破装药机械化不堵管、掉药率低、无粉尘等目的，劳动效率高，有利于装药炮工的身体健康和环境保护目的。

本发明还提供了所述粘稠多孔粒状铵油炸药的制备方法，该方法包括如下步骤：

a、将所述比例的多孔粒状硝酸铵加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，并加入所述比例的复合油相，在常温下搅拌2～4分钟，混合均匀，形成混合物A；

b、在混合物A中加入所述比例的定型剂、粉状炸药能量促进剂及膨胀珍珠岩，在常温下搅拌1～2分钟混合均匀，形成混合物B；

ｃ、在混合物B中加入所述比例的粘稠剂，在常温下搅拌1～2分钟混合均匀，形成粘稠多孔粒状铵油炸药，并出药包装。

步骤a中，所述复合油相由柴油、基础油和乳化剂按70～80：19～28：1～2%的重量比混合而成；

步骤b中，所述定型剂由石膏粉和聚氧化乙稀按25～30：75～70的重量比混合而成；所述粉状炸药能量促进剂由铝粉、铁粉、石膏粉按50～60：25～35：5～25的重量比混合而成；

步骤c中，所述粘稠剂由水、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素按94～95：0.5～1%：2～3：1～2：0.5～1的重量比混合而成。

更具体地，步骤a中，将所述比例的柴油、基础油和乳化剂在50～60℃的温度下加入混合溶化罐混合，形成复合油相；

步骤b中，将石膏粉、聚氧化乙稀按所述比例分别加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，在常温下低速搅拌混合，形成内定型剂；将铝粉、铁粉、石膏粉按所述比例分别加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，在常温下低速搅拌混合，形成粉状炸药能量促进剂；将水在搅拌釜中加热到90～95℃后，先加入所述比例的聚乙稀醇搅拌溶化后待温度降至60℃以下加入所述比例的聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素，搅拌溶化后形成粘稠剂。

本发明的贡献在于，其有效解决了现有技术中存在的诸多问题。与现有技术相比，其具有如下显著特点：

一、本发明的粘稠多孔粒状铵油炸药，经过现场试验，能使炸药的堆积密度控制在0.85g/cm³～0.9g/cm³，爆速提高到3000m/s～3400m/s（Φ50mm×5mm×350mm的焊接钢管用50克2号岩石乳化炸药和一发8号雷管起爆），猛度提高到20mm～23mm（Φ50mm×5mm×60mm的焊接钢管，用5克2号岩石乳化炸药作起爆药剂及一发8号雷管起爆45克粘稠多孔粒状铵油炸药），做功能力提高到285mL～310mL，而贮存期从制造完成之日起计算可达到4个月以上，且在贮存期4个月内，猛度还能达到19mm～22mm（Φ50mm×5mm×60mm的焊接钢管，用5克2号岩石乳化炸药作起爆药剂及一发8号雷管起爆45克粘稠多孔粒状铵油炸药），爆速还能达到2900m/s～3100m/s（Φ50mm×5mm×350mm的焊接钢管用50克2号岩石乳化炸药和一发8号雷管起爆）。上述数据表明，该粘稠多孔粒状铵油炸药的猛度、爆速等质量性能指标很稳定，在贮存期中衰减慢，在初始期和贮存期中的质量性能指标均优于同类粘性炸药的质量性能指标。因此，在工程爆破中效果好，在每个炮孔爆破中均用1kg岩石乳化炸药药包作起爆药和1发雷管就能完全起爆达到最佳爆破效果，且爆炸后有毒气体含量小于50L/kg。

二、本发明的粘稠多孔粒状铵油炸药在制备过程中无尘毒产生、对操作人员身体健康无危害、对环境无污染，工艺配方简单、制造方法简便、效率高、能耗低、操作方便、生产和贮存运输及使用过程中安全，是提高对立孔、斜孔炮孔爆破装药返药率少、爆破效果好的理想粘稠多孔粒状铵油炸药。本发明适用于矿山露天、井下无瓦斯无煤尘大直径Φ50mm-Φ90mm的立孔、斜孔和地面中深孔爆破。

三、本发明对立孔、斜孔炮孔装填药时返药率可控制在2%～3%，装填药返药率均比同类粘性炸药少。

四、本发明符合工业和信息化部《民用爆炸物品行业“十二五”发展规划》中“研发并推广应用工艺运行简洁可靠、生产过程安全可控、爆破使用高效环保的工业炸药产品。”

【附图说明】

图1是本发明的粘稠多孔粒状铵油炸药混合机结构示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。

一、复合油相的制备

将重量百分比计的75%的柴油、23.5%的基础油和1.5%的乳化剂[C₈H₁₇C₆H₄O(CH₂CH₂)]在55℃的温度下加入混合溶化罐进行混合，形成复合油相。

二、粘稠剂的制备

将重量百分比计的94.5%的水、0.75%的聚乙稀醇[（C₂H₄O）n]、2.5%的聚丙稀酰胺[（CH₂CHCONH₂）₂]、1.5%的聚氧化乙稀(CH2CH2O)、0.75%的尿素[CO（NH₂）₂]相混合，具体步骤为，将所述比例的水在搅拌釜中加热到92℃，再加入所述比例的聚乙稀醇搅拌溶化，待温度降至60℃以下后加入聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素搅拌溶化，形成粘稠剂。

三、粉状炸药能量促进剂的制备

将重量百分比计的55%的铝粉、30%的铁粉、15%的石膏粉分别加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，在常温下低速搅拌混合，形成粉状炸药能量促进剂，装入塑料袋内备用。

四、定型剂的制备

将重量百分比计的27.5%的石膏粉和72.5%的聚氧化乙稀分别加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，在常温下低速搅拌混合，形成定型剂，装入塑料袋子备用。

五、混合物A的制备

将重量百分比为84%的市售的多孔粒状硝酸铵（NH₄NO₃）加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，并加入5.25%的复合油相，在常温下搅拌3分钟，混合均匀，形成混合物A。

六、混合物B的制备

在混合物A中加入重量百分比为4.75%的定型剂、1.65%的粉状炸药能量促进剂和0.35%的膨胀珍珠岩（主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO），在常温下搅拌1.5分钟混合均匀，形成混合物B；

七、粘稠多孔粒状铵油炸药的制备

在混合物B中加入重量百分比为4%的粘稠剂，在常温下搅拌1.5分钟混合均匀，形成粘稠多孔粒状铵油炸药，并出药包装。

图1示出了本发明的粘稠多孔粒状铵油炸药混合机，如图示，该铵油炸药混合机100包括机壳1，在机壳1下部设有脚架2，在机壳1一侧设有进料斗3，机壳1另一侧设有观察窗4，机壳1上部设有复合油相进料斗5，与复合油相进料斗5相连的进料管6延伸至机壳1内。在机壳1底部设有出料口7。机壳1下方设有防爆型三相异步电机7及与电机7连接的涡轮变速器8，涡轮变速器8的输出端连接有转轴9，转轴9向上延伸至机壳1内，转轴9与机壳1的接触部位装有轴承10，转轴9的上端连接有转动架11，转动架11上通过连接杆装有四个翻料刮板12,四个翻料刮板12接近机壳1的底部。在转轴9外部装有防尘罩13。在机壳1下部设有蒸汽管14，用于对物料进行加热。

在制备粘稠多孔粒状铵油炸药时，所述多孔粒状硝酸铵、定型剂、膨胀珍珠岩、粉状炸药能量促进剂、粘稠剂由粘稠多孔粒状铵油炸药混合机的进料斗3加入，复合油相由复合油相进料斗5加入。所加入的物料经电机7、涡轮变速器8、转轴9带动翻料刮板12搅拌混合，并由蒸汽管14内的蒸汽加热。混合完成后的物料由出料口7出料。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种粘稠多孔粒状铵油炸药，其特征在于，该铵油炸药含有重量百分比计的下列组分：

所述复合油相由柴油、基础油和乳化剂按70～80：19～28：1～2％的重量比混合而成，所述定型剂由石膏粉和聚氧化乙稀按25～30：75～70的重量比混合而成，所述膨胀珍珠岩的松散堆积密度为0.09g/cm³，所述粉状炸药能量促进剂由铝粉、铁粉、石膏粉按50～60：25～35：5～25的重量比混合而成，所述粘稠剂由水、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素按94～95：0.5～1％：2～3：1～2：0.5～1的重量比混合而成。

2.如权利要求1所述的粘稠多孔粒状铵油炸药，其特征在于，该铵油炸药含有重量百分比计的下列组分：

3.如权利要求1所述的粘稠多孔粒状铵油炸药的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

c、在混合物B中加入所述比例的粘稠剂，在常温下搅拌1～2分钟混合均匀，形成粘稠多孔粒状铵油炸药，并出药包装。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述复合油相由柴油、基础油和乳化剂按70～80：19～28：1～2％的重量比混合而成；步骤(b)中，所述定型剂由石膏粉和聚氧化乙稀按25～30：75～70的重量比混合而成；所述粉状炸药能量促进剂由铝粉、铁粉、石膏粉按50～60：25～35：5～25的重量比混合而成；步骤(c)中，所述粘稠剂由水、聚乙稀醇、聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素按94～95：0.5～1％：2～3：1～2：0.5～1的重量比混合而成。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，将所述比例的柴油、基础油和乳化剂在50～60℃的温度下加入混合溶化罐混合，形成复合油相；步骤(b)中，将石膏粉、聚氧化乙稀按所述比例分别加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，在常温下低速搅拌混合，形成内定型剂；将铝粉、铁粉、石膏粉按所述比例分别加入粘稠多孔粒状铵油炸药混合机内，在常温下低速搅拌混合，形成粉状炸药能量促进剂；将水在搅拌釜中加热到90～95℃后，先加入所述比例的聚乙稀醇搅拌溶化后待温度降至60℃以下加入所述比例的聚丙稀酰胺、聚氧化乙稀、尿素，搅拌溶化后形成粘稠剂。