CN1032000A - 煤矿许用水胶炸药 - Google Patents

Abstract

一种煤矿许用型水胶炸药，它是由硝酸铵和硝酸 钠等无机含氧酸盐、胶凝剂、无机高价金属盐的交联 剂、稳定剂、敏化剂、无机盐的消焰剂、微小气泡以及 水等组成。由于本发明所采用的消焰剂是在爆炸时 具有离子交换性质的NH₄Cl，使它在保持水胶炸药 良好的爆轰性质的同时，瓦斯安全性也有明显提高， 为矿山爆破，特别是瓦斯煤尘突出矿井提供了可靠的 用药。

Description

本发明是一种含有消焰剂的煤矿许用型水胶炸药，属于工业炸药的新品种。

目前煤矿许用水胶炸药都是由硝酸铵或硝酸铵与硝酸钠等其它无机含氧酸盐的混合物、胶凝剂、无机高价金属盐的交联剂、稳定剂、敏化剂、无机盐的消焰剂、微小气泡以及水等组成。其中常用的消焰剂有：CaCO₃、CaF₂、NaCl、KCl等。目前已知有使用CaCO₃的例子（如美国杜邦公司生产的水胶炸药PT-473，PT-505），但CaCO₃不溶于水，而且比重与胶状液比又相差悬殊，因此不易于使其非常均匀地分散到药体中，在贮存过程中已难于保持胶体稳定，因此炸药爆轰性能的重视性受到很大影响;CaF₂也不溶于水，因此CaF₂的使用也同样受到限制;KCl虽然溶解于水，但其价格过于昂贵，以KCl为消焰剂的炸药成本较高，因此限制了它的推广使用;还有以NaCl为消焰剂的例子（如美国专利第3713918号、第4364782号），NaCl的溶解度太低，而炸药的含水量又有限，故对炸药的塑性有很大的影响。这些消焰剂除了具有上述缺点以外，还有一个共同的缺点，也是最大的缺点，那就是消焰剂的使用量不易控制，如果消焰剂的使用量比较少，则炸药的安全性就达不到要求，如果消焰剂的使用量较多，虽然炸药的安全性符合要求，但炸药的威力、殉爆等爆轰性能却大幅度下降。

本发明正是为了克服上述缺点，使用一种离子交换型消焰剂，使水胶炸药在保持原有爆轰性能的同时，瓦斯安全性能也有明显提高。

本发明所使用的NH₄Cl正是属于离子交换型消焰剂。其特点是：

NH₄Cl本身并不是惰性物质，因此在炸药中大量加入NH₄Cl并没有降低炸药的爆轰性能;而它的消焰作用是由于炸药在爆轰的过程中，NH₄Cl与NaNO₃等盐反应而生成Na+和Cl-，从而起到氯化钠做消焰剂同样的作用。因此，NH₄Cl总是与NaNO₃等盐在炸药中同时出现，这就是人们所说的“盐对”。

正是由于这一特点，使得本发明的水胶炸药具有选择性爆轰的特点，在大量使用NH₄Cl条件下，炸药的爆轰性能也没有大幅度下降，这有利于保持炸药的爆轰性能，同时，由于NH₄Cl对水的溶解度较大，可以均匀地分散在药体中，因此炸药的爆轰重视性很好。NH₄Cl作为消焰剂可以单独使用，也可以与其它的消焰剂混合使用，NH₄Cl的含量一般占炸药总重量的1.0～40%，最好占5～20%。

本发明所使用的无机含氧酸盐是以硝酸铵为主要成份，并含有其它的无机含氧酸盐，这些其它无机含氧酸盐包括：硝酸钠，硝酸钙等碱金属或碱土金属的硝酸盐;氯酸钠等氯酸盐;高氯酸钠，高氯酸铵等高氯酸盐。硝酸铵的含量一般占炸药总重量的20～80%，硝酸钠等其它无机含氧酸盐的含量一般占炸药总重量的5～30%。

本发明所使用的水，原则上占炸药总重量的1.0～20%。

本发明所使用的胶凝剂包括：田菁粉、古尔胶、白芨胶、槐仁胶等植物胶;骨胶、明胶、鱼胶、虫胶等动物胶;淀粉、可溶性淀粉、糊精、阿拉伯（树）胶、海藻酸钠等葡萄糖衍生物;硝化纤维素、醋酸纤维素、缩甲基纤维素等纤维素衍生物;聚丙烯酰胺等聚酰胺类衍生物等以及上述物质的改性制品。胶凝剂在炸药成份里的影响特别大，这些胶凝剂可以单独使用，也可以混合使用，其含量一般占炸药总重量的0.1～5%。

本发明也可以使用稳定剂，这些稳定剂包括：聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯，氟化蛋白，碱金属的磷酸盐与相应碱的混合物，十二烷基苯磺酸钠等碱金属的磺酸盐等。稳定剂的用量一般占炸药总重量的0～5%。

本发明所使用的交联剂包括：碱金属的铬、锑、铁、铝、锡、硼等高价酸盐，其中以重铬酸钾的交联效果为最好。这些交联剂可以单独使用，也可以混合使用，其用量一般为炸药总重量的0.1～5%。

本发明所使用的敏化剂包括：铝、镁、铁等金属以及这些金属的合金等金属燃料敏化剂;三硝基甲苯（TNT）、黑索金（RDX）、奥克托金（HMX）等猛炸药类敏化剂;一甲胺硝酸盐（MMAN）、乙醇胺硝酸盐、硝酸肼盐、乙二胺二硝酸盐等胺类硝酸盐或其溶液敏化剂。这些敏化剂可以单独使用，也可以混合使用，使用的数量一般占炸药总重量的1.0～70%。

除了上述成份以外，本发明还要引入一定量的微小气泡。其方法包括：1.加入珍珠岩、玻璃微珠、合成树脂微珠等微小中空珠体;2.化学发泡采用亚硝酸钠、碳酸氢钠、过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮碳酰胺等无机和有机发泡剂。此外还可以采用机械混入气泡的方法。这些方法可以单独使用或几种方法联合使用。

本发明的水胶炸药可用下述方法制造：先将硝酸铵和其它的无机含氧酸盐加入到反应器里，加热溶解，然后加入敏化剂，开动搅拌器，转速为30～500转/分，同时加入消焰剂和水，并升温，待盐类全部溶解后停止升温加入胶凝剂，也可补加其余的盐类，然后继续搅拌降温，并依次加入稳定剂、气泡载体（或发泡剂）和交联剂，再搅拌5分钟，经装药包装即得煤矿许用型水胶炸药成品。

实施例1

表1所示的水胶炸药可用下述方法制造。

首先将42.60份的硝酸铵和16.10份的硝酸钠加入到反应器里，加热溶解，然后将23.40份的一甲胺硝酸盐加入到同一反应器里，开动搅拌器搅拌，转速为100转/分，同时加入7.20份的氯化铵和8.10份的水，并升温，待硝酸盐全部溶解后停止升温并加入2.00份的田菁粉，继续搅拌降温，而温度降低到80℃以下时，加入0.1份聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯（吐温-80），而温度降低到60℃时，外加5.00份的珍珠岩，当温度降到40℃时，再加入0.50份的重铬酸钾，继续搅拌5分钟，即得煤矿许用型水胶炸药。

以该水胶炸药为试样进行试验，评价比重，爆速、殉爆、瓦斯安全性和贮存期等性能。

实施例2

用表1所列的实施例2的配方，并用与实施例1相同的方法制成煤矿许用型水胶炸药，以该水胶炸药试样，进行与实施例1相同的试验，其结果列于表1。

比较例

用表1所列的比较例的配方，并用与实施例1相同的方法制成煤矿许用水胶炸药，以该水胶炸药为试样，进行与实施例1相同的试验，其结果列于表1。

从表1可以看出，本发明的水胶炸药与以现有技术中CaCO₃为消焰剂的水胶炸药相比，爆轰性能和贮存性能基本相同，而瓦斯安全性却有明显提高。

表1（重量%）

成      份		实施例		比较例
					1	2
		一甲胺硝酸盐					23.40	11.2	23.40
硝酸铵				42.60	40.8	42.60
		硝酸钠					16.10	18.4	16.10
田菁粉				2.00	1.6	2.00
		水					8.10	5.7	8.10
氯化铵				7.20	21.3
		碳酸钙							7.20
吐温－80				0.10	0.4	0.10
		重铬酸钾					0.50	0.6	0.50
珍珠岩（外加）				5.00	5.00	5.00
		比重（g/cm3)					1.15	1.12	1.02
爆速（m/s)				3150	3050	3100
		殉爆（mm)					20	20	10
瓦斯安全性（起爆率）	450g臼炮（反向起爆）			0/5	0/5	0/5
		250g悬吊	0/5				0/5	2/5
	贮存期（月）			12	12	12

Claims (3)

1、一种煤矿许用型水胶炸药，其特征在于它是由硝酸铵与硝酸钠等无机含氧酸盐的混合物、胶凝剂、无机高价金属盐的交联剂、稳定剂、敏化剂、氯化铵等离子交换型消焰剂、微小气泡以及水组成。

2、按照权利要求1所述的煤矿许用型水胶炸药，其特征在于所述的氯化铵的使用量占炸药总重量的1.0～40%。

3、按照权利要求1和2所述的煤矿许用型水胶炸药，其特征在于所述的氯化铵的最佳使用量占炸药总重量的5～20%。