CN103193564B - 不同密度乳化炸药的制备方法以及不同密度的乳化炸药 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及炸药，尤其涉及制备不同密度乳化炸药的方法以及不同密度的乳化炸药，本发明的制备乳化炸药的方法将乳化基质加入敏化液后，再加入物理密度调节剂调节密度。所述物理密度调节剂为粒径0.5-5mm，优选2～4mm，堆积密度0.03-0.30g/cm3，优选0.1～0.2g/cm3的轻质钝感颗粒状物质。通过本发明的制备乳化炸药的方法可以制得密度范围0.3-1.25g/cm3，爆速范围1800-5500m/s的乳化炸药，能够满足不同岩性对不同爆速炸药的需求，除此之外，还具有一定的防水、防潮性能，同时能够满足同一含水炮孔对不同炸药的需求。
Description
技术领域
本发明涉及炸药，尤其涉及不同密度乳化炸药的制备方法以及不同密度的乳化炸药。
背景技术
传统的乳化炸药制备方法制得的乳化炸药分两种，一种普通的乳化炸药主要组成为乳化基质，另一种为主要由乳化基质与多孔粒状硝酸铵混合的重乳化炸药，其中重乳化炸药中乳化基质的含量至少为重乳化炸药的50％(重量分数)。通过传统乳化炸药制备方法仅能制得密度1.05-1.30g/cm3的爆破效果较好的普通乳化炸药和重乳化炸药，当炸药化学敏化密度低于1.05g/cm3时，炸药能量急速降低，直至失去炸药的特性，当炸药密度低于1.0g/cm3时，炸药在水孔中不下沉，漂在炮孔上部，炮孔孔底没有炸药，影响爆破效果。而由于岩石性质的不同，决定不同岩石需要不同的炸药爆速，通常岩石硬度越高，需要的炸药爆速越高，岩石硬度低，需要的岩石爆速也较低，而炸药的爆速与密度在一定范围内呈线性关系。由于普通的乳化炸药制备方法所制得的乳化炸药，密度范围较窄，不能根据岩性的变化进行大范围的调节，以满足不同的岩性对不同的爆速的需求。若要对满足不同岩性对炸药能量的需求，需要采取矿渣间隔装置或空气间隔装药，浪费穿孔成本，浪费工时，且由于爆轰能量作用岩石不均匀，影响爆破效果。因此，需要一种能够制备爆破效果较好的大密度范围的炸药的方法。
发明内容
本发明旨在克服以上现有技术存在的不足，提供不同密度的乳化炸药的制备方法，通过这种方法可以制得密度范围较宽的多种乳化炸药。
本发明的技术方案如下：
不同密度乳化炸药的制备方法，在制备乳化炸药的过程中加入粒径0.5-5.0mm，堆积密度0.03-0.30g/cm3的颗粒状物理密度调节剂调节密度。
可选地，所述物理密度调节剂为粒径2-4mm，堆积密度0.07-0.20g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
可选地，所述物理密度调节剂为膨胀珍珠岩颗粒、干燥的植物体碎粒或热塑性聚合物泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
可选地，所述热塑性聚合物泡沫颗粒为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
可选的，本发明所述的制备方法包括如下步骤：
(101)向乳化基质中注入敏化液制得混合物I，其中乳化基质与敏化液的重量比为(98～102)∶(1.0～3.2)；
(102)向混合物I中加入物理密度调节剂混合均匀，装入炮孔后在0-90℃条件下经15-20分钟敏化成炸药；
其中所述物理密度调节剂的用量为乳化基质重量的0.1-35％。
可选的，当所述乳化炸药为重乳化炸药时，其制备方法包括如下步骤：
(201)向乳化基质中注入敏化液制得混合物I，其中乳化基质与敏化液的重量比为(98～102)∶(1.0～3.2)；
(202)将多孔粒状硝酸铵与柴油混合均匀制得混合物II，将混合物I与混合物II混合均匀制得混合物III，其中乳化基质按重量计在混合物III中的含量在50％以上，多孔粒状硝酸铵与柴油的重量比为(93.5-95.5)∶(4.5-6.5)；
(203)向混合物III中加入物理密度调节剂混合均匀，装入炮孔后在0-90℃条件下经15-20分钟敏化成炸药；其中物理密度调节剂的含量按重量计为混合物III重量的0.1-35％。
可选的，当所述乳化炸药为重乳化炸药时，本发明所述的制备方法还可以包括如下步骤：
(301)向负氧平衡的乳化基质中注入敏化液混合均匀制得混合物I，其中乳化基质与敏化液的重量比为(98～102)∶(1.0～3.2)；
(302)将混合物I与多孔粒状硝酸铵混合均匀制得混合物IV；
(303)向混合物IV中加入物理密度调节剂混合均匀，装入炮孔后在0-90℃条件下经15-20分钟敏化成炸药；
其中乳化基质按重量计在混合物IV中的含量在50％以上，所述物理密度调节剂按重量计在混合物IV中的含量为0.1-35％。
可选地，在混合物II或混合物IV中，多孔粒状硝酸铵按重量计含量优选为10％、30％或45％。
本发明还涉及根据如上方法制备的不同密度的乳化炸药。
本发明的有益效果如下：
(1)通过本发明的制备乳化炸药的方法可以制得密度范围0.3-1.25g/cm3，爆速范围1800-5500m/s的乳化炸药，能够满足不同岩性对不同爆速炸药的需求。
(2)通过本发明的制备乳化炸药的方法制备的炸药，具有一定的防水、防潮性能。
(3)与采用矿渣间隔装药或空气间隔装药调整铵油炸药的爆速以适应不同岩性对不同爆速的要求相比，节省了单耗，爆轰能量作用岩石均匀，爆破效果好，施工效率高，回填工作量小，表面大块少，爆破根底少。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，但本发明不局限于所列举的实施例。
实施例1
取乳化基质9.8kg，注入敏化液0.32kg混合均匀，然后加入3.43kg平均粒径2mm，堆积密度0.07g/cm3的聚苯乙烯泡沫颗粒，混合均匀后装入炮孔于0℃条件下敏化15分钟即制得炸药。经测定，密度为0.30g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为1502m/s。
实施例2
取乳化基质10kg，注入敏化液0.1kg混合均匀，，加入0.01kg平均粒径5mm，堆积密度0.3g/cm3的膨胀珍珠岩颗粒混合均匀，然后装入炮孔，在90℃条件下敏化20分钟即制得炸药。经测定，密度为1.25g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为4993m/s。
实施例3
取乳化基质10.2kg，注入敏化液0.3kg混合均匀，，加入1kg平均粒径3mm，堆积密度0.1g/cm3的稻壳，混合均匀后装入炮孔，在40℃条件下敏化20分钟即制得炸药。经测定，密度为0.53g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为2702m/s。
实施例4
(1)取乳化基质10kg，注入敏化液0.1kg混合均匀；然后将(2)取多孔粒状硝酸铵4.5kg，柴油0.26kg混合均匀；(3)将步骤(1)和步骤(2)制得的混合物混合均匀；(4)向步骤(3)中制得的混合物中加入0.0145kg平均粒径2.5mm，堆积密度0.08g/cm3的聚丙烯泡沫颗粒，混合均匀后装入炮孔于60℃条件下敏化15分钟即制得炸药。经测定，密度为1.25g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为5003m/s。
实施例5
(1)取乳化基质9.8kg，注入敏化液0.32kg混合均匀；(2)取多孔粒状硝酸铵1kg，柴油0.058kg混合均匀；(3)将步骤(1)和步骤(2)制得的混合物混合均匀；(4)向步骤(3)中制得的混合物中加入3.78kg平均粒径2mm，堆积密度0.1g/cm3的聚苯乙烯泡沫颗粒和膨胀珍珠岩颗粒的混合物(其中聚苯乙烯泡沫颗粒1kg，膨胀珍珠岩颗粒2.78kg)，混合均匀后装入炮孔于60℃条件下敏化20分钟即制得炸药。经测定，密度为0.3g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为1508m/s。
实施例6
(1)取乳化基质10.2kg，敏化液0.3kg混合均匀；(2)取多孔粒状硝酸铵3kg，柴油0.174kg混合均匀；(3)将步骤(1)和步骤(2)制得的混合物混合均匀；(4)向步骤(3)中制得的混合物中加入2kg粒径5.0mm堆积密度0.3g/cm3的膨胀珍珠岩颗粒，混合均匀后装入炮孔于90℃条件下敏化15分钟即制得炸药。经测定，密度为0.73g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为3402m/s。
实施例7
取负氧平衡的乳化基质10kg，注入敏化液0.1kg混合均匀；然后加入4.5kg多孔粒状硝酸铵混合均匀，最后加入5kg平均粒径4.5mm，堆积密度0.25g/cm3的聚乙烯泡沫颗粒，混合均匀后装入炮孔在0℃条件下经20分钟敏化成炸药。经测定，密度为0.52g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为2613m/s。
实施例8
取负氧平衡的乳化基质9.8kg，注入敏化液0.20kg混合均匀；然后加入1kg多孔粒状硝酸铵混合均匀；最后加入1.5kg平均粒径4mm，堆积密度0.20g/cm3的聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯泡沫颗粒的混合物(其中聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯各0.5kg)，混合均匀后装入炮孔在90℃条件下经15分钟敏化成炸药。经测定，密度为0.68g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为2946m/s。
实施例9
取负氧平衡的乳化基质10.2kg，注入敏化液0.32kg混合均匀；然后加入3kg多孔粒状硝酸铵混合均匀；最后加入0.01kg平均粒径0.5mm，堆积密度0.03g/cm3的膨胀珍珠岩颗粒，混合均匀后装入炮孔在60℃条件下经20分钟敏化成炸药。经测定，密度为1.20g/cm3，根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法，试验测得爆速为4308m/s。
实施例4-6中所述的负氧平衡的乳化基质采用如下方法制备：将硝酸铵85kg、硫脲0.122kg、水14.1kg，在80℃混合均匀后，用氢氧化钠和乙酸将pH值调节至3.5，测得其析晶点为70℃，溶液浊度为0.8NTU，往溶液中加入硅藻土吸附剂，经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；将1.8kg的LZ2820聚异丁烯丁二酸酐乳化剂，5kg的石蜡油在70℃熔化混合均匀，制得油相，备用；将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于80℃条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质，经测定，粘度为15BU。
实施例1-3、7-9中所述的乳化基质采用如下方法制备：将硝酸铵79.9kg、硫脲0.122kg、水14.1kg，在80℃混合均匀后，用氢氧化钠和乙酸将pH值调节至3.5，测得其析晶点为70℃，溶液浊度为0.8NTU，往溶液中加入硅藻土吸附剂，经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用；将1.8kg的LZ2820聚异丁烯丁二酸酐乳化剂，6.22kg的石蜡油在70℃熔化混合均匀，制得油相，备用；将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于80℃条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质，经测定，粘度为15BU。
实施例4-9中的敏化液采用如下方法制备：将亚硝酸钠0.09kg、碳酸氢钠0.09kg、水2.62kg配置成敏化液。
本发明还涉及根据如上各实施例的方法制备的不同密度的乳化炸药及不同密度的重乳化炸药。
Claims (14)
1.一种不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(101)向乳化基质中注入敏化液制得混合物I，其中乳化基质与敏化液的重量比为(98～102)：(1.0～3.2)；
(102)向混合物I中加入物理密度调节剂混合均匀,装入炮孔后在0－90℃条件下经15-20分钟敏化成炸药；
其中所述物理密度调节剂的用量为乳化基质重量的0.1－35％；
所述物理密度调节剂为粒径0.5-5.0mm，堆积密度0.03－0.30g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
2.根据权利要求1所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述物理密度调节剂为粒径2－4mm，堆积密度0.07－0.20g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
3.根据权利要求2所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述物理密度调节剂为膨胀珍珠岩颗粒、干燥的植物体碎粒或热塑性聚合物泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求3所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚合物泡沫颗粒为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
5.一种不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化炸药为重乳化炸药，其制备方法包括如下步骤：
(201)向乳化基质中注入敏化液制得混合物I，其中乳化基质与敏化液的重量比为(98～102)：(1.0～3.2)；
(202)将多孔粒状硝酸铵与柴油混合均匀制得混合物II，将混合物I与混合物II混合均匀制得混合物III，其中乳化基质按重量计在混合物III中的含量在50％以上，多孔粒状硝酸铵与柴油的重量比为(93.5－95.5)：(4.5－6.5)；
(203)向混合物III中加入物理密度调节剂混合均匀，装入炮孔后在0－90℃条件下经15-20分钟敏化成炸药；其中物理密度调节剂的含量按重量计为混合物III重量的0.1－35％；
所述物理密度调节剂为粒径0.5-5.0mm，堆积密度0.03－0.30g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
6.根据权利要求5所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述物理密度调节剂为粒径2－4mm，堆积密度0.07－0.20g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
7.根据权利要求6所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述物理密度调节剂为膨胀珍珠岩颗粒、干燥的植物体碎粒或热塑性聚合物泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求7所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚合物泡沫颗粒为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求5所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，在混合物II中，多孔粒状硝酸铵按重量计含量为10％、30％或45％。
10.一种不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化炸药为重乳化炸药，其制备方法包括如下步骤：
(301)向负氧平衡的乳化基质中注入敏化液制得混合物I，其中乳化基质与敏化液的重量比为(98～102)：(1.0～3.2)；
(302)将混合物I与多孔粒状硝酸铵混合均匀制得混合物IV；
(303)向混合物IV中加入物理密度调节剂混合均匀，装入炮孔后在0－90℃条件下经15-20分钟敏化成炸药；
其中乳化基质按重量计在混合物IV中的含量在50％以上，所述物理密度调节剂按重量计在混合物IV中的含量为0.1－35％；
所述物理密度调节剂为粒径0.5-5.0mm，堆积密度0.03－0.30g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
11.根据权利要求10所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述物理密度调节剂为粒径2－4mm，堆积密度0.07－0.20g/cm3的颗粒状物理密度调节剂。
12.根据权利要求11所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述物理密度调节剂为膨胀珍珠岩颗粒、干燥的植物体碎粒或热塑性聚合物泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
13.根据权利要求12所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述热塑性聚合物泡沫颗粒为聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯泡沫颗粒中的一种或两种以上的混合物。
14.根据权利要求10所述的不同密度乳化炸药的制备方法，其特征在于，在混合物IV中，多孔粒状硝酸铵按重量计含量为10％、30％或45％。
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