CN106518587A - 一种温压导火索及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的芯线，并进一步对温压火药的原料组分进行了限定，从而本发明所述的温压导火索，索芯内的药芯采用温压火药，所述温压火药是以温压热效应为主，高温下才能发火，机械感度低，保证生产、运输、存储和使用全程安全；产生气体量明显减少，燃烧产物以凝聚相物质为主，减少燃烧速度波动；同时产生较高的冲击与热量参与破岩做功；所述温压导火索发热量大，能产生高热和冲击能量，但能有效避免爆轰反应，以实现和谐爆破做功。

Description

一种温压导火索及其制备方法

技术领域

本发明属于爆破器材技术领域，具体涉及一种温压导火索及其制备方法。

背景技术

导火索为点燃火雷管的配套材料，它能以较稳定的速度连续传递火焰，引爆火雷。导火索的结构—导火索以粉状或粒状黑火药为芯药，芯药内有三根芯线，其作用是保证生产时装药均匀，并保证燃烧速度稳定。芯药外由内至外依次包缠内层线、内层纸、中层线、沥青、外层纸、外层线和涂料层。

然而，现有导火索存在的问题在于：

(1)燃烧产生大量气体，燃速波动大；

(2)黑火药药剂密度小，只点火不做功；

(3)燃烧气体产物在使用现场会产生有毒气体；

(4)干品黑火药机械感度高，生产中危险性大，黑火药容易受潮变质；

(5)黑火药尤其是含硫黑火药耐温性差，容易在加工过程中发生意外燃烧；

(6)使用时会因重物压制或导火索过度弯曲处发生堵气而造成速燃，甚至导致意外事故产生。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种温压导火索及其制备方法。所述温压导火索的芯药采用温压火药，所述温压火药是以温压热效应为主，高温下才能发火，机械感度、静电感度和火焰感度均低，保证生产、运输、存储和使用全程安全；产生气体量明显减少，燃烧产物以凝聚相物质为主，减少燃烧速度波动；同时产生较高的冲击与热量参与破岩做功；所述温压导火索发热量大，能产生高热和冲击能量，但能有效避免爆轰反应，以实现和谐爆破做功。

本发明所采用的技术方案为：

一种温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的芯线，所述索壳包括由内至外依次设置的内层线、第一纸条层、中层线、沥青层、第二纸条层和涂料层；

所述温压火药药芯采用的温压火药的原料组成如下：

硝酸盐和/或氧化物，67-95重量份；

可燃剂：铝粉、镁铝合金粉、钛粉、硅粉、铍粉、硼粉、锆粉中的一种或几种按照任意比例组成的混合物，15-25重量份；

助燃剂：煤粉、木粉、秸秆、竹炭粉中的一种或几种按照任意比例组成的混合物，5-15重量份；

添加剂：硬脂酸钙、石墨、碳黑、滑石粉中的一种或几种按照任何比例组成的混合物，0.2-0.5重量份。

所述涂料层的外侧还设置第三纸条层。

所述硝酸盐为硝酸钾、硝酸钙、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锶中的一种或几种按照任意比例组成的混合物；

所述氧化物为四氧化三铅、二氧化锰、过氧化钡中的一种或几种按照任意比例组成的混合物。

所述温压火药的原料组分还包括10-25重量份的氧化铜。

所述温压火药的制备方法具体如下：

(S1)称取所述硝酸盐和/或氧化物并进行粉碎，得到硝酸盐细粉和/或氧化物细粉；

(S2)分别称取可燃剂和助燃剂，在密闭条件下进行混合研磨，得到混合细粉；

(S3)将步骤(S1)所述的硝酸盐细粉和/或氧化物细粉与步骤(S2)所述的混合细粉在密闭条件下进行混合研磨，即得所述的温压火药。

步骤(S1)中，先将所述硝酸盐和/或氧化物干燥至水分低于0.10wt％，之后再进行粉碎；所述硝酸盐细粉和/或氧化物细粉的粒径为80-200目；

步骤(S2)中，所述混合细粉的粒径为80-200目，所述混合研磨为球磨，进行所述混合球磨的时间为4-6h；

步骤(S3)中，所述温压火药的粒径为80-200目，所述混合研磨为球磨，进行所述混合球磨的时间为6-8h。

所述芯线设置2-5根。

所述芯线的材质棉纤维、亚麻纤维、化学纤维中的一种或几种的组合。

所述内层线的材质为竹纤维、棉纤维、亚麻纤维、化学纤维中的一种或几种的组合；

所述中层线的材质为竹纤维、棉纤维、亚麻纤维、化学纤维中的一种或几种的组合。

所述第一纸条层和所述第二纸条层的材质均为导火索纸；

所述沥青层的组分为石油沥青；

所述涂料层的组分为聚甲基纤维素、聚乙烯醇、淀粉、粘土、滑石粉中的一种或几种以任意比例组成的混合物。

需要说明的是，本发明人在长期研究中发现一种新的爆破方式——“和谐爆破”，所述“和谐爆破”定义为新常态下通过定量化的爆破器材设计和协调的爆破施工，进行爆破剂爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程的控制，既达到预定的爆破效果，又实现爆破有害效应的有效控制，最终实现快速高效、安全可靠、绿色环保及经济合理的爆破作业；所述“和谐爆破”利用爆燃可控反应，不产生爆轰波，避免爆破振动与飞石危害，实现环境友好和谐裂胀。

本发明的有益效果为：

本发明所述的温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的芯线，并进一步对温压火药的原料组分进行了限定，从而本发明所述的温压导火索，索芯内的药芯采用温压火药，所述温压火药是以温压热效应为主，高温下才能发火，机械感度、静电感度和火焰感度均低，保证生产、运输、存储和使用全程安全；产生气体量明显减少，燃烧产物以凝聚相物质为主，减少燃烧速度波动；同时产生较高的冲击与热量参与破岩做功；所述温压导火索发热量大，能产生高热和冲击能量，但能有效避免爆轰反应，以实现和谐爆破做功；综上所述，本发明所述温压导火索，既能达到预定的爆破效果，又实现爆破有害效应的有效控制，最终实现快速高效、安全可靠、绿色环保及经济合理的爆破作业；此外，传统导火索只起到引燃火雷管的作用，而本发明所述温压导火索是用于装填在炮孔内进行破岩做功。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种温压导火索生产设备的结构示意图。

图中：1-贮药斗，2-药缸，3-线轴，4-上层线盘，5-下层线盘，6-换向轮，7-沥青涂槽，8-纸条盘，9-外层线盘，10-涂料槽，11-大线轮，12-成品轮，13-横轴，14-芯线轴，15-立轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，下面实施例中以1重量份代表1g。

实施例1

本实施例提供一种温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的2根芯线，所述芯线的材质为棉纤维；

所述索壳包括由内至外依次设置的内层线、第一纸条层、中层线、沥青层、第二纸条层和涂料层；其中，所述内层线和中层线均为亚麻纤维，所述第一纸条层和第二纸条层的材质为导火索纸，所述沥青层的组分为石油沥青，所述涂料层的组分为聚乙烯醇。

所述温压火药药芯采用的温压火药的制备方法如下：

(S1)称取67重量份的硝酸钾并进行粉碎，得到粒径为80目的硝酸钾细粉；

(S2)分别称取15重量份铝粉和5重量份煤粉，在密闭条件下进行混合球磨4h，得到粒径为80目的混合细粉；进行混合球磨的球磨机，转鼓为铁制材质，磨球为青铜材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1.5:1；

转鼓与磨球直径比，20:1；

转鼓转速，(D为转鼓直径，D＝0.3m)；

粉碎时间，4h；

(S3)将步骤(S1)所述的硝酸钾细粉与步骤(S2)所述的混合细粉在密闭条件下进行混合球磨6h，即得粒径为80目的温压火药；

进行混合球磨的球磨机，转鼓为木制材质、内衬牛皮革，磨球为木制材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1:1；

转鼓与磨球直径比，20:1；

转鼓转速，8r/min；

粉碎时间，6h。

本实施例所述温压导火索可采用现有技术中的制索机进行生产，所述制索机的生产能力为300m/h，所述温压导火索的药芯药量为8g/m。

实施例2

本实施例提供一种温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的5根芯线，所述芯线的材质为亚麻纤维。

所述索壳包括由内至外依次设置的内层线、第一纸条层、中层线、沥青层、第二纸条层和涂料层；其中，所述内层线和中层线的材质均为棉纤维，所述第一纸条层和第二纸条层的材质均为导火索纸，所述沥青层的组分为石油沥青，所述涂料层的组分为聚甲基纤维素。

所述温压火药药芯采用的温压火药的制备方法如下：

(S1)称取95重量份的四氧化三铅，先将所述四氧化三铅干燥至水分低于0.10wt％，之后再进行粉碎，得到粒径为150目的四氧化三铅细粉；

(S2)分别称取5重量份的可燃剂(铝粉和镁铝合金粉按照质量比1:1组成的混合物)、15重量份的助燃剂(煤粉和木粉质量比1:1组成的混合物)和10重量份的氧化铜，在密闭条件下进行球磨6h，得到粒径为150目的混合细粉；进行混合球磨的球磨机，转鼓为铜制材质，磨球为导电橡胶材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1.5:1；

转鼓与磨球直径比，40:1；

转鼓转速，(D为转鼓直径，D＝0.5m)；

粉碎时间，6h；

(S3)将步骤(1)所述的四氧化三铅细粉与步骤(2)所述的混合细粉在密闭条件下进行球磨8h，即得粒径为150目的温压火药；

进行混合球磨的球磨机，转鼓为铝制材质、内衬牛皮革，磨球为木制材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1:1；

转鼓与磨球直径比，40:1；

转鼓转速，12r/min；

粉碎时间，8h。

本实施例所述温压导火索可采用现有技术中的制索机进行生产，所述制索机的生产能力为300-500m/h，所述温压导火索的药芯药量为18g/m。

实施例3

本实施例提供一种温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的3根芯线，所述芯线材质为化学纤维；

所述索壳包括由内至外依次设置的内层线、第一纸条层、中层线、沥青层、第二纸条层和涂料层；其中，所述内层线和中层线均为化学纤维，所述第一纸条层和第二纸条层的材质为导火索纸，所述沥青层的组分为石油沥青，所述涂料层的组分为淀粉、粘土、滑石粉按照质量比1:1:1组成的混合物。

所述温压火药药芯采用的温压火药的制备方法如下：

(S1)称取80重量份硝酸盐(硝酸钾、硝酸钙、硝酸钠、硝酸钡和硝酸锶按照质量比1:1:1:1:1组成的混合物)，先将所述硝酸盐干燥至水分低于0.25wt％，之后再进行粉碎，得到粒径为200目的硝酸盐细粉；

(S2)分别称取10重量份可燃剂(铝粉、镁铝合金粉、钛粉、硅粉、铍粉、硼粉、锆粉按照质量比等质量份组成的混合物)、10重量份助燃剂(煤粉和木粉按照质量比1:1组成的混合物)和25重量份的氧化铜，在密闭条件下进行球磨5h，得到粒径为200目的混合细粉；进行混合球磨的球磨机，转鼓为铜制材质，磨球为硬木材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1.5:1；

转鼓与磨球直径比，30:1；

转鼓转速，(D为转鼓直径，D＝0.6m)；

粉碎时间，5h；

(S3)将步骤(S1)所述的硝酸盐细粉与步骤(S2)所述的混合细粉在密闭条件下进行球磨7h，即得粒径为200目的温压火药；

进行混合球磨的球磨机，转鼓为木制材质、内衬牛皮革，磨球为木制材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1:1；

转鼓与磨球直径比，30:1；

转鼓转速，10r/min；

粉碎时间，7h。

本实施例所述温压导火索可采用现有技术中的制索机进行生产，所述卷索机的生产能力为400m/h，所述温压导火索的药芯药量为12g/m。

实施例4

本实施例提供一种温压导火索，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的3根芯线，所述芯线材质为化学纤维；

所述索壳包括由内至外依次设置的内层线、第一纸条层、中层线、沥青层、第二纸条层、涂料层和第三纸条层；其中，所述内层线和中层线均为竹纤维，所述第一纸条层、第二纸条层和第三纸条层的材质为导火索纸，所述沥青层的组分为石油沥青，所述涂料层的组分为淀粉、粘土、滑石粉按照质量比1:1:1组成的混合物。

所述温压火药药芯采用的温压火药的制备方法如下：

(S1)称取40重量份硝酸盐(硝酸钾、硝酸钠、硝酸钡和硝酸锶按照质量比1:1:1:1组成的混合物)和40重量份氧化物(四氧化三铅、二氧化锰、过氧化钡按照质量比1:1:1组成的混合物)，先将所述硝酸盐和氧化物分别干燥至水分低于0.25wt％，之后再分别进行粉碎，得到粒径均为120目的硝酸盐细粉和氧化物细粉；

(S2)分别称取10重量份可燃剂(铝粉、镁铝合金粉、钛粉、硅粉、铍粉、硼粉、锆粉按照质量比等质量份组成的混合物)、10重量份助燃剂(煤粉、木粉、秸秆、竹炭粉按照质量比1:1:1:1组成的混合物)和18重量份氧化铜，在密闭条件下进行球磨5h，得到粒径为120目的混合细粉；进行混合球磨的球磨机，转鼓为铜制材质，磨球为导电橡胶材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1.5:1；

转鼓与磨球直径比，30:1；

转鼓转速，(D为转鼓直径，D＝0.7m)；

粉碎时间，5h；

(S3)将步骤(S1)所述的硝酸盐细粉和氧化物细粉与步骤(S2)所述的混合细粉在密闭条件下进行球磨7h，即得粒径为160目的温压火药；进行混合球磨的球磨机，转鼓为铜制材质、内衬牛皮革，磨球为木制材质，工艺条件如下：

磨球占转鼓容积，30％；

球料比，1:1；

转鼓与磨球直径比，30:1；

转鼓转速，10r/min；

粉碎时间，7h。

本实施例所述温压导火索可采用现有技术中的制索机进行生产，所述制索机的生产能力为450m/h，所述温压导火索的药芯药量为16g/m。

本发明所述温压导火索采用制索机的结构示意图如图1所示，机体由垂直部分和水平部分组成，垂直部分设有立轴15，水平部分设有横轴13，垂直部分由上至下顺序设置有：贮药斗1，用作下药的锥形药缸2，完成内层线包覆的上层线盘4和中层线包覆的下层线盘5，最下面是将加工中的导火索由上下移动改为水平移动的换向轮6，两个线盘上插有线轴3，上方还有芯线轴14；在垂直部分，导火索形成了药芯和完成了内层线和中层线的包覆。

在水平部分，导火索先经过沥青涂槽7，出槽后被纸条盘8上的纸条包覆，继而通过外层线盘9再进入涂料槽10，出槽后，导火索经过大线轮11，最后绕到成品轮12上。在水平部分，导火索完成沥青、纸条、外层线、外层涂料的包覆。

在制索机上共设有五道卡摸以控制导火索各包覆层的直径，一道卡摸为内层线卡摸，二道卡摸为中层线卡摸，三道卡摸为沥青卡摸；四道卡摸为纸条层卡摸；五道卡为外层线及外层涂料卡摸，以控制导索外径。

制索机的生产能力，一般为300-500m/h。温压导火索的药芯药量一盘为8-18g/m。

卷制完成后的温压导火索再进行盘索，盘索就是将定长温压导火索盘成卷。从制索机上卸下绕满温压导火索的成品轮，用盘索机将温压导火索盘卷到一定内径的木轮上，每250±2m为一卷。盘卷时切去有细、断药或停机、开机标志索段或其它不正常索段，所有索头都要浸石蜡液密封。

盘索后，索卷用绳捆扎。按批送入35-45℃干燥室干燥24h以上。一般每四卷(1000m)装一箱，箱内用塑料袋密封。保质期一般为两年。

本发明所述温压导火索的装药密度为0.8/cm³，燃烧热1700kcal/kg，破岩单耗0.15kg/m³，震动弱，正常情况下燃速应控制在15-30m/s。爆破使用总结如下：

(1)环保：无有毒气体和污染物，减少飞行岩石碎片；(2)低噪音：在爆破点15-20米处分贝为65-75分贝；(3)同时多点爆破，易重复操作；(4)安全：操作安全；(4)资源可持续发展：工农业废弃物的资源化，如木粉和秸秆等变废为宝。

本发明所述温压导火索，采用温压火药，结合传统导火索的制备方法，能够实现制备得到和谐爆破用的、既有点火作用又直接参与破岩做功的温压导火索。本发明所述温压导火索还可组装成贵重石材开采用的劈裂切割装置等。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温压导火索，其特征在于，包括索芯和包裹所述索芯的索壳，所述索芯包括温压火药药芯和位于所述温压火药药芯内的芯线，所述索壳包括由内至外依次设置的内层线、第一纸条层、中层线、沥青层、第二纸条层和涂料层；

所述温压火药药芯采用的温压火药的原料组成如下：

硝酸盐和/或氧化物，67-95重量份；

可燃剂：铝粉、镁铝合金粉、钛粉、硅粉、铍粉、硼粉、锆粉中的一种或几种按照任意比例组成的混合物，15-25重量份；

助燃剂：煤粉、木粉、秸秆、竹炭粉中的一种或几种按照任意比例组成的混合物，5-15重量份；

添加剂：硬脂酸钙、石墨、碳黑、滑石粉中的一种或几种按照任何比例组成的混合物，0.2-0.5重量份。

2.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述涂料层的外侧还设置第三纸条层。

3.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸钾、硝酸钙、硝酸钠、硝酸钡、硝酸锶中的一种或几种按照任意比例组成的混合物；

所述氧化物为四氧化三铅、二氧化锰、过氧化钡中的一种或几种按照任意比例组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述温压火药的原料组分还包括10-25重量份的氧化铜。

5.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述温压火药的制备方法具体如下：

(S1)称取所述硝酸盐和/或氧化物并进行粉碎，得到硝酸盐细粉和/或氧化物细粉；

(S2)分别称取可燃剂和助燃剂，在密闭条件下进行混合研磨，得到混合细粉；

(S3)将步骤(S1)所述的硝酸盐细粉和/或氧化物细粉与步骤(S2)所述的混合细粉在密闭条件下进行混合研磨，即得所述的温压火药。

6.根据权利要求5所述的温压导火索，其特征在于，步骤(S1)中，先将所述硝酸盐和/或氧化物干燥至水分低于0.10wt％，之后再进行粉碎；所述硝酸盐细粉和/或氧化物细粉的粒径为80-200目；

步骤(S2)中，所述混合细粉的粒径为80-200目，所述混合研磨为球磨，进行所述混合球磨的时间为4-6h；

步骤(S3)中，所述温压火药的粒径为80-200目，所述混合研磨为球磨，进行所述混合球磨的时间为6-8h。

7.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述芯线设置2-5根。

8.根据权利要求7所述的温压导火索，其特征在于，所述芯线的材质棉纤维、亚麻纤维、化学纤维中的一种或几种的组合。

9.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述内层线的材质为竹纤维、棉纤维、亚麻纤维、化学纤维中的一种或几种的组合；

所述中层线的材质为竹纤维、棉纤维、亚麻纤维、化学纤维中的一种或几种的组合。

10.根据权利要求1所述的温压导火索，其特征在于，所述第一纸条层和所述第二纸条层的材质均为导火索纸；

所述沥青层的组分为石油沥青；

所述涂料层的组分为聚甲基纤维素、聚乙烯醇、淀粉、粘土、滑石粉中的一种或几种以任意比例组成的混合物。