CN106565388B - 一种破岩药柱及其制备方法 - Google Patents

一种破岩药柱及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成；所述胀剂为膨胀剂或金属化合物；所述电解质溶液为氯化钠溶液、氢氧化钙溶液、硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液中一种或两种以上混合溶液。本发明所述的破岩药柱，可以在城市爆破工程中广泛的使用，不危害人畜、爆破振动小，不污染环境、生产、运输、使用安全。而且与其它非炸药爆破剂相比，具有环保无污染、使用更加便捷，爆破当量相对较高，起爆稳定等优点。本发明还提供了上述破岩药柱的制备方法，所述制备方法危险系数小，环保，操作简单。

Description

一种破岩药柱及其制备方法
技术领域
本发明属于爆破工程技术领域，尤其是涉及一种破岩药柱及其制备方法。
背景技术
在现代爆破工程中，绝大多数还是在使用炸药作为能量输出物质。炸药的使用带来了一定的好处，但普遍存在爆破振动过大，产生有毒气体，有粉尘，污染环境，生产运输不安全等问题。尤其是在城市中的爆破拆除，桥梁道路建设，采用炸药爆破是极其不安全的，还会造成城市污染。为此，国内外都进行了非炸药爆破试验研究，其中具有代表性的是等离子体爆破技术，但其存在设备过于笨重，一次可爆破当量较小等缺点，不适合于大规模的使用。
因此，开发出一种安全、环保，使用方便，适合于在城市中及特殊情况下使用的爆破剂，是一个急需解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种破岩药柱，以解决在城市中爆破作业中振动过大，产生有毒气体，有粉尘，污染环境，生产、运输、使用不安全等问题。
本发明采用的技术方案是：
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成；
所述胀剂为市场用膨胀剂或金属化合物，所述金属氧化物为氧化铝、氧化镁、氧化钙和三氧化二铁的一种或多种金属氧化物；
所述电解质溶液为氯化钠溶液、氢氧化钙溶液、硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液中一种或两种以上混合溶液。
本发明所述的破岩药柱，其中，按质量百分比，所述裂剂为30％～50％，所述胀剂为35％～50％，所述电解质溶液为15％～20％。
本发明所述的破岩药柱，其中，所述氧化剂的质量百分比占所述裂剂的65％～85％，所述可燃剂的质量百分比占所述裂剂的14％～34％，所述粘结剂的质量百分比占所述裂剂的0.5％～5％。
本发明所述的破岩药柱，其中，所述氧化剂为硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钡、硝酸锌、过氧化钡、二氧化锰、氯酸钾和高氯酸钾中一种或两种以上混合物。
本发明所述的破岩药柱，其中，所述可燃剂为煤粉、木炭、柴油、铝粉和镁粉中一种或两种以上混合物。
本发明所述的破岩药柱，其中，所述粘结剂为无机盐类粘合剂、合成粘合剂或天然粘合剂，所述无机盐粘合剂为硅酸盐、磷酸盐和硼酸盐中一种；所述淀粉、糊精、明胶和桃胶中一种；所述合成粘合剂为端羟基聚丁二烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯和酚醛树脂中一种。
本发明所述的破岩药柱，其中，所述粘结剂为硅酸盐、桃胶和聚乙烯醇中一种。
本发明所述破岩药柱的制备方法，包括以下步骤：
(1)裂剂的制备：按配比准备原料，采用化学共沉淀法或物理混合法制取粉状裂剂；
(2)将步骤(1)中制备的粉状裂剂送入造粒机造粒，为了方便造粒可喷入适量乙醇进行自动造粒，再经干燥、筛分，包装即可得到颗粒状裂剂；
(3)按配比准备原料，将步骤(2)中制备的颗粒状裂剂与胀剂和电解质溶液分三部分组合包装成药柱。
本发明所述的破岩药柱的制备方法，其中，步骤(1)中，采用化学共沉淀法制备所述裂剂时，是在化合生产氧化剂的过程中将可燃剂加入，生成所需的裂剂，然后与粘结剂混合；用物理混合法制取裂剂时，氧化剂与可燃剂和粘结剂采用混合机搅拌混合在一起，搅拌时间为20～60分钟。
本发明所述的破岩药柱的制备方法，其中，所述搅拌时间为30分钟。
本发明有益效果：
本发明所述的破岩药柱，是一种安全、环保、使用方便的爆破组合药柱，引爆温度高，不易发生爆炸燃烧事故；无有毒气体产生，无抛掷，防止了对建筑物的破坏，可以在城市爆破工程中广泛的使用，不危害人畜、爆破振动小，不污染环境、生产、运输、使用安全。而且与其他非炸药爆破剂相比，具有环保无污染、使用更加便捷，爆破当量相对较高，起爆稳定，材料来源广泛，药柱结构简单，流散性好，对于一般的工厂都可以进行安全生产等优点。
本发明所述的破岩药柱，所述粘结剂为硅酸盐、桃胶和聚乙烯醇中一种，制得的破岩药柱易干燥，颗粒更小，爆炸性能更好。
本发明所述的破岩药柱的制备方法，危险系数小，环保，操作简单。
具体实施方式
实施例1
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为30％，所述胀剂为50％，所述电解质溶液为20％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾，所述可燃剂为煤粉，所述粘结剂为桃胶，按重量比：硝酸钾80份，煤粉15份，桃胶5份；
所述胀剂为市场用膨胀剂，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氯化钠溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，包括以下步骤：
(1)裂剂的制备：按配比准备原料，采用化学共沉淀法制取裂剂，煤粉需要先放进球磨机中进行粉碎细化；采用化学共沉淀法制备所述裂剂时，是在化合生产氧化剂的过程中加入所述可燃剂，然后与所述粘结剂混合得到粉状裂剂；
(2)将步骤(1)中制备的粉状裂剂送入造粒机造粒，为了方便造粒可喷入适量乙醇让裂剂湿润，方便进行自动造粒，再经干燥、筛分，包装即可得到颗粒状裂剂；
(3)将步骤(2)中制备的颗粒状裂剂与以按比例配好的胀剂、电解质溶液分三部分组合包装成药柱。
实施例2
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为45％，所述胀剂为40％，所述电解质溶液为15％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾，所述可燃剂为煤粉和铝粉，所述粘结剂为桃胶，按重量比：硝酸钾75份，煤粉15份，铝粉5份，桃胶5份；
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为氧化铝和氧化镁混合物，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氢氧化钙溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，包括以下步骤：
(1)裂剂的制备：按配比准备原料，采用物理混合法制取裂剂，煤粉需要先放进球磨机中进行粉碎细化；采用物理混合法制取所述裂剂时，氧化剂与可燃剂和粘结剂采用混合机搅拌混合在一起，搅拌时间为30分钟，得到粉状裂剂；
(2)将步骤(1)中制备的粉状裂剂送入造粒机造粒，为了方便造粒可喷入适量乙醇让裂剂湿润，方便进行自动造粒，再经干燥、筛分，包装即可得到颗粒状裂剂；
(3)将步骤(2)中制备的颗粒状裂剂与以按比例配好的胀剂、电解质溶液分三部分组合包装成药柱。
实施例3
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为32％，所述胀剂为50％，所述电解质溶液为18％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾和硝酸钡，所述可燃剂为铝粉，所述粘结剂为桃胶，按重量比：硝酸钾35份，硝酸钡35份，铝粉25份，桃胶5份；
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为氧化钙和三氧化二铁混合物，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为硫酸钠溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，除步骤(1)中搅拌时间为20分钟外，其它同实施例2。
实施例4
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为35％，所述胀剂为45％，所述电解质溶液为20％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钠，所述可燃剂为铝粉，所述粘结剂为桃胶，按重量比：硝酸钠65份，铝粉33份，桃胶2份；
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为氧化铝，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氢氧化钠溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，除步骤(1)中搅拌时间为60分钟外，其它同实施例2。
实施例5
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为40％，所述胀剂为40％，所述电解质溶液为20％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾，所述可燃剂为铝粉，所述粘结剂为桃胶，按重量比：硝酸钾67份，铝粉28份，桃胶5份；
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为氧化镁，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氯化钠溶液和氢氧化钙溶液的混合溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，同实施例1。
实施例6
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为45％，所述胀剂为35％，所述电解质溶液为20％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾和过氧化钡，所述可燃剂为铝粉，所述粘结剂为桃胶，按重量比：硝酸钾38份，过氧化钡33份，铝粉24份，桃胶5份；
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为氧化镁，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，同实施例2。
实施例7
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为45％，所述胀剂为40％，所述电解质溶液为15％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾和硝酸钠，所述可燃剂为柴油，所述粘结剂为硅酸盐，按重量比：硝酸钾40份，硝酸钠32份，柴油25份，硅酸盐3份。
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为氧化钙，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氯化钠溶液和氢氧化钠溶液的混合溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，同实施例1。
实施例8
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为40％，所述胀剂为45％，所述电解质溶液为15％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为高氯酸钾和二氧化锰，所述可燃剂为铝粉和镁粉，所述粘结剂为聚乙烯醇，按重量比：高氯酸钾50份，二氧化锰19.5份，铝粉15份，镁粉15份，聚乙烯醇0.5份。
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为三氧化二铁，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氢氧化钙溶液和硫酸钠溶液的混合溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，同实施例2。
实施例9
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为50％，所述胀剂为35％，所述电解质溶液为15％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾和硝酸锌，所述可燃剂为木炭，所述粘结剂为聚乙烯醇，按重量比：硝酸钾34份，硝酸锌34份，木炭30份，聚乙烯醇2份。
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为三氧化二铁、氧化铝和氧化镁的混合物，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氯化钠溶液、硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，同实施例1。
实施例10
一种破岩药柱，由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，按质量百分比，所述裂剂为30％，所述胀剂为50％，所述电解质溶液为20％；
所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成，所述氧化剂为硝酸钾和硝酸锌，所述可燃剂为木炭，所述粘结剂为聚乙烯醇，按重量比：硝酸铅80份，煤粉15份，桃胶5份。
所述胀剂为金属化合物，所述金属化合物为三氧化二铁、氧化铝和氧化镁的混合物，所述胀剂可以与电解质溶液作用及吸收有毒气体生成具有膨胀作用的物质；
所述电解质溶液为氯化钠溶液。
本实施例所述破岩药柱的制备方法，同实施例1。
本实施例中，氧化剂只用硝酸铅，其质量百分比为80％时，效果最好。
本实施例1-10所述破岩药柱在使用时，可采用任意组合包装结构，其中胀剂与电解质溶液也可采用联合包装中间分隔的方式，裂剂激化时采用电弧激发。
通过选取合理的搅拌时间及适当的装药量，就能减小爆破危害，达到保护环境的目的。据现场观察爆破碎石抛出不足一米，声响、震动与一般爆破相比也小许多。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种破岩药柱，其特征在于：由裂剂、胀剂和电解质溶液组成，所述裂剂由氧化剂、可燃剂及粘结剂组成；
所述胀剂为市场用膨胀剂或金属化合物，所述金属化合物为氧化铝、氧化镁、氧化钙和三氧化二铁的一种或多种金属氧化物；
所述电解质溶液为氯化钠溶液、氢氧化钙溶液、硫酸钠溶液和氢氧化钠溶液中一种或两种以上混合溶液；
按质量百分比，所述裂剂为30％～50％，所述胀剂为35％～50％，所述电解质溶液为15％～20％；所述氧化剂的质量百分比占所述裂剂的65％～85％，所述可燃剂的质量百分比占所述裂剂的14％～34％，所述粘结剂的质量百分比占所述裂剂的0.5％～5％；
所述可燃剂为煤粉、木炭、柴油、铝粉和镁粉中一种或两种以上混合物；
所述氧化剂为硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钡、硝酸锌、过氧化钡、二氧化锰、氯酸钾和高氯酸钾中一种或两种以上混合物。
2.根据权利要求1所述的破岩药柱，其特征在于：所述粘结剂为无机盐类粘合剂、合成粘合剂或天然粘合剂，所述无机盐粘合剂为硅酸盐、磷酸盐和硼酸盐中一种；所述天然粘合剂为淀粉、糊精、明胶和桃胶中一种；所述合成粘合剂为端羟基聚丁二烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯和酚醛树脂中一种。
3.根据权利要求1所述的破岩药柱，其特征在于：所述粘结剂为硅酸盐、桃胶和聚乙烯醇中一种。
4.权利要求1-3任意一项所述破岩药柱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)裂剂的制备：按配比准备原料，采用化学共沉淀法或物理混合法制取粉状裂剂；采用化学共沉淀法制备所述裂剂时，是在化合生产氧化剂的过程中将可燃剂加入，生成所需的裂剂，然后与粘结剂混合；
(2)将步骤(1)中制备的粉状裂剂送入造粒机造粒，为了方便造粒可喷入适量乙醇进行自动造粒，再经干燥、筛分，包装即可得到颗粒状裂剂；
(3)按配比准备原料，将步骤(2)中制备的颗粒状裂剂与胀剂和电解质溶液分三部分组合包装成药柱。
5.根据权利要求4所述的破岩药柱的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，用物理混合法制取裂剂时，氧化剂与可燃剂和粘结剂采用混合机搅拌混合在一起，搅拌时间为20～60分钟。
6.根据权利要求5所述的破岩药柱的制备方法，其特征在于：所述搅拌时间为30分钟。
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