CN103242115A - 水胶铵油炸药及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业炸药生产技术领域，具体涉及一种水胶铵油炸药及其生产方法。本发明通过选用不同的专用铵油炸药及水胶炸药，按照不同的配比要求，生产一种密度、起爆感度、炸药性能、流散性或粘性可调的水胶铵油炸药，同时具有经济的生产成本等特点，满足了不同爆破工程的实际需求，特别是解决了向上炮孔难以装填炸药的难题。研究起爆感度可调的水胶铵油炸药，有利于保证炸药在现场炮孔装填的安全性，为国民经济建设的顺利进行提供了物质基础和技术支持，产生了较好的经济效益和社会效益，具有很好的应用和推广前景。

Description

水胶铵油炸药及其生产方法

技术领域

本发明涉及工业炸药生产技术领域，具体涉及一种水胶铵油炸药及其生产方法。

背景技术

水胶炸药是1972年美国杜邦公司的G.R.Cattermole首先提出的。它是在浆状炸药的基础上利用有机胺硝酸盐（如甲胺硝酸盐）作为敏化剂，同时进一步使用和改进了化学交联技术，生产出可用普通雷管起爆和具有较高雷管感度的炸药即水胶炸药。其组分主要有氧化剂、可燃剂、敏化剂、胶凝剂、交联剂、表面活性剂和水等。

水胶炸药具有优良的抗水性能，其保质期长，爆炸威力高、性能稳定，加工简便等特点，使得其具有广阔的使用范围，但其存在的一个最大缺点是生产成本高。

铵油炸药是硝铵炸药的一种。由于它具有原料丰富、加工简单、成本低廉、使用安全等突出优点，很快就得到普遍推广，在大爆破中取代了硝甘炸药和铵锑炸药。随着多孔粒状硝酸铵的应用，有效装填方法的开发，起爆方式的改进及最佳混合比例的确定，铵油炸药也越来越广泛应用于地下爆破开采中。

铵油炸药的物化性能在很大程度上依赖于硝酸铵的性能。因此，铵油炸药的物化性能在很多方面接近于铵梯炸药。铵油炸药有明显的吸湿性和结块性，粉粒状铵油炸药还具有组分分离的不良性能。

不同品种的硝酸铵可制得不同类型的铵油炸药，其中多孔粒状硝酸铵因具有较高的吸油能力、良好的流散性、较低的吸湿结块性和良好的贮存稳定性，而使多孔粒状铵油炸药的性能优于其它铵油炸药。因此多孔粒状铵油炸药是目前生产和使用最为普遍的铵油炸药。

多孔粒状硝酸铵颗粒的内部具有较多空穴和裂隙，堆积密度一般0.75～0.85g/cm³，空隙率约0.45g/cm³以上。这是因为这种硝酸铵（二次颗粒或凝聚颗粒）是由许多小球形晶粒（一次颗粒或单一颗粒）互相积聚而形成的。一次颗粒自身的表面也不光滑，所以相互间有空隙。在粒度相等的情况下，多孔粒状硝酸铵吸附燃料油的有效表面积比粒状硝酸铵大得多。由于多孔粒状硝酸铵的吸油能力强，而且吸附的燃料油分布在颗粒内部的孔隙内，所以用它制得的铵油炸药可以贮存较长时间。但其存在的问题是装药密度小、爆轰感度低，也不利于现场的炮孔装填等，因而不能满足某些爆破工程的实际需要。

根据2010年民爆行业技术进步指导思想，坚持以科学发展观为统领，以安全生产为核心，通过提升技术标准及准入条件，限制落后技术，鼓励开发应用安全环保、节能低耗、性能优良的新产品、新材料、新工艺、新装备，推动民爆行业技术进步，结合民用爆炸物品行业“十二五”发展规划要求，“坚持自主创新，把自主创新作为行业发展的战略基点和转变经济发展方式的重要支撑，提高技术创新能力，加快民爆产品和工程爆破等关键和前沿技术的研发，提升民爆行业产品质量和技术水平”，“发展安全环保型工业炸药及其制品，无雷管感度、散装或大直径包装工业炸药产品，胶状乳化炸药、多孔粒状铵油炸药及重铵油炸药。”

本发明就是根据国家的政策的要求而进行的发明，通过在多孔粒状铵油炸药、重铵油炸药、改性铵油炸药及其它铵油炸药中的一种或多种炸药所组成的混合炸药中加入一定比例的水胶炸药形成一种混合炸药，生产有雷管感度及无雷管感度的水胶铵油炸药，满足不同爆破工程的炸药需求。

中国专利ZL201010526615.X一种炸药的制备方法，公开了一种重铵油炸药，原料由多孔粒状硝酸铵和柴油的混合物、粉状铵油炸药以及抗水添加剂组成，各原料的重量份配比如下：多孔粒状硝酸铵和柴油的混合物1～100份；粉状铵油炸药1～100份；抗水添加剂0.5～1份；加工方法：启动立式混合器，在多孔粒状硝酸铵和柴油的混合物中加入抗水添加剂，再混合2～4分钟后加入粉状铵油炸药，将各原料充分混合均匀后出药，包装入库即可。该发明的重铵油炸药和现有技术相比，提高了重铵油炸药的流散性能，更加便于爆破过程中装药的操作，可用普通工业炸药药卷起爆，同时重铵油炸药密度和爆炸威力可调，有利于针对不同岩层的爆破。

中国专利CN1345707A乳化水胶混合炸药的制造方法及其专用加工设备，本发明涉及炸药制造技术领域，在水胶炸药工艺流程的基础上，采用主要成分为SP-80的复合表面活性剂作乳化剂，以及油相和氧化剂制成脱水固体粉末状乳化炸药，加入水胶炸药连续体系中，部分代替敏化剂硝酸甲铵。固体粉末状乳化炸药的专用加工设备由混料罐、电机以及搅拌轴组成，搅拌轴上的螺旋以中间为界分为螺向相反的两部分，罐壁内置有蒸汽夹层。本发明兼收两种炸药之长，稳定性高，生产成本低；专用加工设备具有混合均匀，操作简便的特点。

ZL201010526615.X为重铵油炸药的制备方法，不涉及水胶炸药的技术要求；CN1345707A为乳化水胶混合炸药的制造方法，不涉及多孔粒状铵油炸药或其它铵油炸药的内容。

目前将铵油炸药和水胶炸药混合形成炸药，生产密度、起爆感度、流散性或粘性可进行调节的水胶铵油炸药还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种水胶铵油炸药，该炸药的密度、起爆感度、流散性或粘性可进行调节，且成本低、经济，能够满足不同现场炮孔装填条件；本发明同时提供了其制备方法。

本发明所述的水胶铵油炸药，由专用铵油炸药与水胶炸药制备而成，其中，专用铵油炸药的质量百分含量为1-99%；水胶炸药的质量百分含量为99-1%。

本发明中选用的专用铵油炸药和水胶炸药的配方原理及使用方法如下：

（1）所述的专用铵油炸药为多孔粒状铵油炸药、重铵油炸药、改性铵油炸药或其它铵油炸药中的一种或多种。

专用铵油炸药采用常用的炸药配方，用立式混合器混制。专用铵油炸药中的硝酸铵成分采用颗粒状硝酸铵或结晶硝酸铵代替原有的硝酸铵，颗粒状硝酸铵或结晶硝酸铵占原有硝酸铵质量的0-120%。具体可结合水胶铵油炸药的氧平衡、外观形态及爆破现场的作业条件进行确定，从而调整专用铵油炸药的起爆感度。

一般情况下，多孔粒状铵油炸药没有雷管感度，其它铵油炸药有雷管感度；水胶炸药有雷管感度。当多孔粒状铵油炸药和水胶炸药以不同的比例混合后，可调节水胶铵油炸药的雷管感度，水胶炸药含量越高，水胶铵油炸药雷管感度越高。

除多孔粒状铵油炸药外的其它铵油炸药与水胶炸药以任意比混制均具有雷管感度，除非添加剂含量太多，可能造成没有雷管感度；当用结晶硝酸铵和颗粒状硝酸铵代替专用铵油炸药中的硝酸铵时，也可以调节水胶铵油炸药的雷管感度，随着替代量的增大，雷管感度相应降低。

用多孔粒状铵油炸药和其它铵油炸药及水胶炸药以不同的比例混合，也可以调节水胶铵油炸药的起爆感度；添加剂含量的多少也可以在一定程度上调节水胶铵油炸药的起爆感度。

（2）所述的水胶炸药可以加入粘性添加剂进行改性。粘性添加剂为铵油炸药与水胶炸药总质量的0-10%。粘性添加剂为聚丙烯酰胺、瓜胶粉、魔芋胶、田菁胶及其改性衍生物、淀粉、改性淀粉、改性纤维素及其衍生物中的一种或多种。

当固定专用铵油炸药和水胶炸药比例时，随着粘性添加剂含量的增加，水胶铵油炸药的粘性相应增加，起爆感度相应降低，添加剂的构成对水胶铵油炸药的粘性及起爆感度也有一定的影响。粘结剂多，粘结性能就好，可以解决向上炮孔难以装填炸药的难题。

所述的水胶炸药中交联剂的含量为水胶炸药总质量的0-0.3%。交联剂为常规的锑系化合物或铬系化合物，交联剂可以有也可以没有，这个根据粘性添加剂的选择、用量及需要的水胶铵油炸药的粘性要求等进行选择即可。

生产水胶炸药时，采用常用的岩石型或煤矿型水胶炸药配方及其混制方法。在水胶炸药混药罐中混制水胶炸药，其中水胶炸药中交联剂含量为0-0.3%，再外加一定量的粘性添加剂，粘性添加剂重量占水胶炸药重量和铵油炸药重量之和的0-10%，具体根据实际需要的水胶铵油炸药的外观形态、爆炸性能、起爆感度及炮孔装药要求等确定在水胶铵油炸药中的含量比例。

选用不同的水胶炸药配方，亦能起到调整水胶铵油炸药起爆感度的作用。一般情况下，生产有雷管感度的水胶铵油炸药可选用岩石型水胶炸药配方，生产无雷管感度的水胶铵油炸药选用煤矿型水胶炸药的配方。

一般情况下，当水胶炸药含量在10%以上时，水胶铵油炸药具有雷管感度（但是这与铵油炸药的类型、结晶硝酸铵或颗粒状硝酸铵替代的比例、粘性添加剂的含量及水胶炸药的配方也会有关，具体需由性能测试确定），随着水胶炸药含量的增加，该水胶铵油炸药的密度及起爆感度逐渐增大，流散性逐渐降低。当水胶炸药含量占30%以上时，生产的水胶铵油炸药一般具有粘性而不具有流散性。

所述的水胶铵油炸药的生产方法，采用以下四种方法之一制备：

（1）先混制专用铵油炸药，再在专用铵油炸药中加入水胶炸药继续混制而成；

（2）先混制水胶炸药，再在水胶炸药中加入专用铵油炸药继续混制而成；

（3）分别混制专用铵油炸药和水胶炸药，再将水胶炸药加入到专用铵油炸药中搅拌均匀制得；

（4）分别混制专用铵油炸药和水胶炸药，再将专用铵油炸药加入到水胶炸药中搅拌均匀制得。

也可以采用现场混制，在地面、地下现场混装车或混装器中混制而成。通过输送螺旋输送铵油炸药的原料硝酸铵，先在输送过程中加入配方含量的柴油后制得专用铵油炸药，再在输送混合过程中加入配方比例的水胶炸药，边输送边混合，通过螺杆泵、输药胶管装入有起爆具或导爆索的起爆器材的向上、水平及向下的炮孔中，完成现场制药及装填作业，或者通过风动装药器完成装药作业。

生产一种密度、起爆感度、流散性或粘性等炸药性能可调的水胶铵油炸药，通常采用散装或大直径包装的方式进行包装装药，如有雷管感度且符合药卷装药条件的，亦可生产井工型包装炸药，满足不同爆破工程的炸药需求。

一般情况下，外观流散性好的水胶铵油炸药可用于一般的岩土爆破，对向上炮孔采用粘性大的水胶铵油炸药。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过选用不同的专用铵油炸药及水胶炸药，按照不同的配比要求，生产一种密度、起爆感度、流散性或粘性等性能可调的水胶铵油炸药，同时具有经济的生产成本等特点，满足了不同爆破工程的实际需求，特别是解决了向上炮孔难以装填炸药的难题。研究起爆感度可调的水胶铵油炸药，有利于保证炸药在现场炮孔装填的安全性，为国民经济建设的顺利进行提供了物质基础和技术支持，产生了较好的经济效益和社会效益，具有很好的应用和推广前景。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

启动立式混合器，在85kg多孔粒状铵油炸药中，加入15kg水胶炸药（水胶炸药配方中交联剂质量含量0.2%），混合均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例2

启动立式混合器，分别加入70kg多孔粒状铵油炸药、20kg改性铵油炸药，混合2min后，加入10kg水胶炸药（含0.25kg瓜胶粉、0.5kg羧甲基纤维素构成的粘性添加剂），混合5min，均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例3

启动立式混合器，分别加入30kg重铵油炸药、55kg改性铵油炸药，混合2min后加入15kg水胶炸药（含0.15kg瓜胶粉、0.5kg聚丙烯酰胺构成的粘性添加剂），混合均匀后出药，包装成Ф35mm以上药卷入库或40kg大包入库。

实施例4

启动立式混合器，分别加入20kg多孔粒状铵油炸药、60kg改性铵油炸药（其中有30kg结晶硝酸铵替代原有的硝酸铵，替代量为54%）混合2min后，加入20kg水胶炸药（含1kg聚丙烯酰胺、2kg羧甲基纤维素构成的粘性添加剂），混合均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例5

利用现场混装车（混装器），通过输送螺旋输送硝酸铵过程中加入配方含量的柴油（冬季用－10号，夏季用0号或10号），在输送混合过程中加入配方比例的水胶炸药（或改性水胶炸药），边输送边混合，通过螺杆泵、输药胶管装入有起爆具或导爆索等起爆器材的向上或水平炮孔中，完成现场制药及装填作业。或通过风动装药器完成装药作业。具体可根据实施例1、实施例2及实施例4的炸药配方，分别混制无雷管感度的、不同外观形态的水胶铵油炸药。

实施例6

将50kg重铵油炸药通过混合器混制，50kg水胶炸药（含1kg田箐胶粉）通过混药罐混制，再将水胶炸药加入到重铵油炸药中，混合均匀后出药，包装成Ф35mm以上药卷入库或40kg大包入库。

实施例7

将15kg改性铵油炸药（其中有13.8kg结晶硝酸铵替代原有的硝酸铵，替代量为100%）通过混合器混制，85kg水胶炸药通过混药罐混制，再将专用铵油炸药加入到水胶炸药中，混合均匀后出药，包装成Ф35mm以上药卷入库或40kg大包入库。

实施例8

将40kg多孔粒状铵油炸药通过混合器混制，60kg水胶炸药（含3kg改性淀粉）通过混药罐混制，再将专用铵油炸药加入到水胶炸药中，混合均匀后出药，包装成Ф50mm以上药卷入库或包装成40kg大包入库。

实施例9

启动立式混合器，分别加入70kg多孔粒状铵油炸药、20kg改性铵油炸药构成的混合炸药中加入10kg水胶炸药（含0.25kg瓜胶粉、2.0kg羧甲基纤维素构成的粘性添加剂），混合5min，均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例10

将15kg改性铵油炸药（其中有13.8kg结晶硝酸铵替代原有的硝酸铵，替代量为100%）通过混合器混制，85kg水胶炸药（含4kg改性淀粉）通过混药罐混制，再将专用铵油炸药加入到水胶炸药中，混合均匀后出药，包装成Ф35mm以上药卷入库或40kg大包入库。

实施例11

将35kg水胶炸药（含5kg淀粉）通过混药罐混制，将65kg改性铵油炸药（其中用60kg结晶硝酸铵替代原有的硝酸铵，替代量为110%）通过混合器混制，再将水胶炸药加入到专用铵油炸药中，混合均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例12

启动立式混合器，加入1kg改性铵油炸药混制，再加入99kg水胶炸药（含1.0kg魔芋胶粉、2.0kg羧乙基甲基纤维素醚构成的粘性添加剂），混合5min，均匀后出药，包装成Ф35mm以上药卷入库或40kg大包入库。

实施例13

将1kg水胶炸药通过混药罐混制，将99kg改性铵油炸药（其中用30kg颗粒状硝酸铵替代原有的硝酸铵，替代量为33%）通过混合器混制，再将水胶炸药加入到专用铵油炸药中，混合均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例14

启动立式混合器，加入59.5kg改性铵油炸药（其中用55.2kg颗粒状硝酸铵替代原有的硝酸铵46kg，替代量为120%，再加入40.5kg水胶炸药（含10.0kg淀粉），混合5min，均匀后出药，包装成40kg大包入库。

实施例15

将10kg水胶炸药通过混药罐混制，将90kg改性铵油炸药（其中用8.28kg颗粒状硝酸铵替代原有的硝酸铵，替代量为10%）通过混合器混制，再将水胶炸药加入到专用铵油炸药中，混合均匀后出药，包装成Ф50mm以上药卷入库或40kg大包入库。

实施例1－15制得的水胶铵油炸药的性能测定如下：

实施例1中，炸药密度：1.05g/cm³；在Ф50mm的钢管中爆速：3500－4000m/s；钢管猛度：25mm；无雷管感度。

实施例2中，炸药密度：1.04g/cm³；在Ф50mm的钢管中爆速：3500－4000m/s；钢管猛度：25mm；无雷管感度。

实施例3中，炸药密度：1.1g/cm³；Ф35mm药卷爆速：3700－4300m/s；猛度：16mm；炸药爆力：320mL，有雷管感度。

实施例4中，炸药密度：1.06g/cm³；在Ф50mm的钢管中爆速：3600－4100m/s；钢管猛度：26mm；无雷管感度。

实施例5、炸药性能分别同实施例1、实施例2及实施例4中炸药性能。

实施例6中，炸药密度：1.11g/cm³；Ф35mm药卷爆速：3800－4600m/s；猛度：17mm；炸药爆力：330mL，有雷管感度。

实施例7中，炸药密度：1.07g/cm³；在Ф35mm药卷爆速：3500－4400m/s；猛度：15mm；炸药爆力：325mL，有雷管感度。

实施例8中，炸药密度：1.06g/cm³；在Ф50mm药卷爆速：3600－4200m/s；猛度：16mm；炸药爆力：320mL，有雷管感度。

实施例9中，炸药密度：1.06g/cm³；在Ф50mm的钢管中爆速：3600－4250m/s；钢管猛度：26mm；无雷管感度。与实施例2比较，炸药粘性增强，有利于对向上炮孔的炸药装填。

实施例10中，炸药密度：1.07g/cm³；在Ф35mm药卷中爆速：3550－4450m/s；猛度：15.5mm；炸药爆力：325mL，有雷管感度。与实施例7比较，炸药粘性强，有利于对向上炮孔的炸药装填。

实施例11中，炸药密度：1.09g/cm³；在Ф50mm钢管中爆速：3650－4250m/s；钢管猛度：27mm；无雷管感度。炸药粘性强，适合对向上炮孔的炸药装填。

实施例12中，炸药密度：1.06g/cm³；Ф35mm药卷爆速：3600－4250m/s；猛度：16mm；炸药爆力：320mL，有雷管感度。

实施例13中，炸药密度：1.04g/cm³；在Ф50mm的钢管中爆速：3500－4150m/s；钢管猛度：24mm；无雷管感度。

实施例14中，炸药密度：1.10g/cm³；在Ф50mm的钢管中爆速：3650－4250m/s；钢管猛度：26mm；无雷管感度。

实施例15中，炸药密度：1.04g/cm³；Ф50mm药卷爆速：3550－4200m/s；猛度：16mm；炸药爆力：300mL，有雷管感度。

Claims (10)

1.一种水胶铵油炸药，其特征在于：该炸药由专用铵油炸药与水胶炸药制备而成。

2.根据权利要求1所述的水胶铵油炸药，其特征在于：专用铵油炸药的质量百分含量为1-99%。

3.根据权利要求1或2所述的水胶铵油炸药，其特征在于：专用铵油炸药为多孔粒状铵油炸药、重铵油炸药、改性铵油炸药或其它铵油炸药中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的水胶铵油炸药，其特征在于：专用铵油炸药中的硝酸铵成分采用颗粒状硝酸铵或结晶硝酸铵代替原有的硝酸铵，颗粒状硝酸铵或结晶硝酸铵占原有硝酸铵质量的0-120%。

5.根据权利要求1所述的水胶铵油炸药，其特征在于：水胶炸药加入粘性添加剂进行改性。

6.根据权利要求5所述的水胶铵油炸药，其特征在于：粘性添加剂为专用铵油炸药与水胶炸药总质量的0-10%。

7.根据权利要求5或6所述的水胶铵油炸药，其特征在于：粘性添加剂为聚丙烯酰胺、瓜胶粉、魔芋胶、田菁胶及其衍生物、淀粉、改性淀粉、改性纤维素及其衍生物中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的水胶铵油炸药，其特征在于：水胶炸药中交联剂的含量为水胶炸药总质量的0-0.3%。

9.一种权利要求1所述的水胶铵油炸药的生产方法，其特征在于为以下四种方法之一：

（1）先混制专用铵油炸药，再在专用铵油炸药中加入水胶炸药继续混制而成；

（2）先混制水胶炸药，再在水胶炸药中加入专用铵油炸药继续混制而成；

（3）分别混制专用铵油炸药和水胶炸药，再将水胶炸药加入到专用铵油炸药中搅拌均匀制得；

（4）分别混制专用铵油炸药和水胶炸药，再将专用铵油炸药加入到水胶炸药中搅拌均匀制得。

10.根据权利要求9所述的水胶铵油炸药的生产方法，其特征在于：采用现场混制，在地面、地下现场混装车或混装器中混制而成，通过输送螺旋输送铵油炸药的原料硝酸铵，先在输送过程中加入配方含量的柴油后制得专用铵油炸药，再在输送混合过程中加入配方比例的水胶炸药，边输送边混合，通过螺杆泵、输药胶管装入有起爆具或导爆索的起爆器材的向上、水平及向下的炮孔中，完成现场制药及装填作业，或者通过风动装药器完成装药作业。