CN112358372A - 一种井下现场混装乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于现场混装乳化炸药技术领域，具体涉及一种井下现场混装乳化炸药及其制备方法，本发明提供了一种井下现场混装乳化炸药及其制备方法，其通过添加添加剂二次增稠，解决了向上孔掉药的问题；所采用的技术方案为：所用原料按照以下重量百分比配比：水相90～95%，复合油相5～10%；所述水相：硝酸铵81.5～83.5%，水16～18.2%，抗氧剂0.3%；所述复合油相：PIBSA系列乳化剂24～38%，增稠剂6～9%，46#机油42～52%，0#柴油18～26%；本发明广泛应用于井下现场混装乳化炸药领域。

Description

一种井下现场混装乳化炸药及其制备方法
技术领域
本发明涉及井下现场混装乳化炸药领域，具体是指在固定地面站制乳，乳胶基质装车，在井下上向炮孔进行装药，然后进行爆破的现场混装乳化炸药。
背景技术
乳化炸药是民用爆破领域非常常见的一种工业炸药，具有抗水性好，成本低，爆破性能优良的优点，在矿山开采、工程爆破、道路施工、特种爆破等领域有非常广泛的应用。目前国内矿山井下开采工艺以“上向扇形崩落法”为主，该采矿工艺对炸药要求在于装填上向孔（尤其是垂直水平面90°孔）时，炸药能够装药到底且不在重力作用下掉落，这样才能保证爆破效果，否则会出现“悬顶”、达不到预定爆破轮廓的后果，这样会给井下矿山开采造成严重的安全隐患。
国内井下矿山开采中目前仍主要以多孔粒状铵油炸药为主，以装药器压缩气体为动力，将具有一定流散性的多孔粒装铵油炸药装入炮孔内，但存在装药效率低，返粉高，现场作业环境差的缺点。国外在井下现场混装炸药使用上，已大规模使用乳化炸药。国内在井下现场混装使用乳化炸药方面，已经进行了逐步的探索，但直接将乳化炸药通过装药车进行井下装药，通过乳化炸药自身粘性附于炮孔内，相比于多孔粒装铵油炸药，返粉率有一定改善，尽管在装药设备、装药压力调试等方面不断进行尝试，但仍存在装90°孔时大量掉药的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种井下现场混装乳化炸药及其制备方法，其通过添加添加剂二次增稠，解决了向上孔掉药的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种井下现场混装乳化炸药，所用原料按照以下重量百分比配比：水相90～95%，复合油相5～10%；
所述水相：硝酸铵81.5～83.5%，水16～18.2%，抗氧剂0.3%；
所述复合油相：PIBSA系列乳化剂24～38%，增稠剂6～9%，46#机油42～52%，0#柴油18～26%。
所述PIBSA系列乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐-醇胺类乳化剂。
所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
所述乳化炸药的粘度达到45～60Pa•S。
一种井下现场混装乳化炸药制备方法，包括以下步骤：
1）水相制备：按比例将硝酸铵破碎后投料，溶于水中，同时加入所述抗氧剂，溶液温度维持在85℃～90℃；
2）复合油相制备：按上述配比配置复合油相，预热到60～62℃；
3）乳化：将加热后的水相溶液和油相经过滤后计量泵送至乳化器，启动乳化器制乳，形成乳胶基质；所用10L乳化器，制乳效率为150kg/min，转速为1050～1100r/min；
4）乳胶基质上车：将上述乳胶基质通过螺杆泵经冷却管道泵送至井下混装车，然后装好发泡剂、催化剂和清洗水；
5）井下装药：井下混装车驶向井下爆破工作面，按照预定装药量进行逐孔装药，装药过程中先添加催化剂，再添加敏化剂；
6）二次增稠：乳化炸药在装入炮孔内后，在催化剂作用下，所述复合油相材料开始增稠，反应时间为5～10min；增稠后即为用于爆破的待爆炸药。在催化剂作用下，油相材料中的增稠剂和酸反应开始增稠；
所述步骤4中冷却管道的温度低于50℃。
所述步骤5中催化剂为柠檬酸与水按照重量份2：8配制，所述敏化剂为亚硝酸钠与水按照重量份2：8配制。
所述步骤6二次增稠的过程中还同时进行着发泡反应，炸药密度降低至1.0-1.35g/cm3。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明通过对乳化炸药配方进行改进，并添加一定的添加剂，改变乳化炸药的物理参数，同时通过二次增稠，使乳化炸药在装入上向炮孔后粘稠度在5～10min内增加，在内相上乳化微液滴之间的相互吸引力增强，外相上增稠后炸药与炮孔壁相互挤压力增强，多种作用力抵消炸药本身向下的重力，从而解决上向孔掉药问题。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
一种井下现场混装乳化炸药，所用原料按照以下重量百分比配比：水相95%，复合油相5%；
所述水相：硝酸铵83.5%，水16.2%，抗氧剂0.3%；
所述复合油相：PIBSA系列乳化剂24%，增稠剂6%，46#机油52%，0#柴油18%。
所述PIBSA系列乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐-醇胺类乳化剂。
所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
所述乳化炸药的粘度达到45～60Pa•S。
一种井下现场混装乳化炸药制备方法，包括以下步骤：
1）水相制备：按比例将硝酸铵破碎后投料，溶于水中，同时加入所述抗氧剂，溶液温度维持在85℃～90℃；
2）复合油相制备：按上述配比配置复合油相，预热到60～62℃；
3）乳化：将加热后的水相溶液和油相经过滤后计量泵送至乳化器，启动乳化器制乳，形成乳胶基质；所用10L乳化器，制乳效率为150kg/min，转速为1050～1100r/min；
4）乳胶基质上车：将上述乳胶基质通过螺杆泵经冷却管道泵送至井下混装车，然后装好发泡剂、催化剂和清洗水；
5）井下装药：井下混装车驶向井下爆破工作面，按照预定装药量进行逐孔装药，装药过程中先添加催化剂，再添加敏化剂；
6）二次增稠：乳化炸药在装入炮孔内后，在催化剂作用下，所述复合油相材料开始增稠，反应时间为10min；增稠后即为用于爆破的待爆炸药。在催化剂作用下，油相材料中的增稠剂和酸反应开始增稠；
所述步骤4中冷却管道的温度低于50℃。
所述步骤5中催化剂为柠檬酸与水按照重量份2：8配制，所述敏化剂为亚硝酸钠与水按照重量份2：8配制。
所述步骤6二次增稠的过程中还同时进行着发泡反应，炸药密度降低至1.0-1.35g/cm3。
实施例2
一种井下现场混装乳化炸药，所用原料按照以下重量百分比配比：水相90%，复合油相10%；
所述水相：硝酸铵81.5%，水18.2%，抗氧剂0.3%；
所述复合油相：PIBSA系列乳化剂26%，增稠剂6%，46#机油42%，0#柴油26%。
所述PIBSA系列乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐-醇胺类乳化剂。
所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
所述乳化炸药的粘度达到45～60Pa•S。
一种井下现场混装乳化炸药制备方法，包括以下步骤：
1）水相制备：按比例将硝酸铵破碎后投料，溶于水中，同时加入所述抗氧剂，溶液温度维持在85℃～90℃；
2）复合油相制备：按上述配比配置复合油相，预热到60～62℃；
3）乳化：将加热后的水相溶液和油相经过滤后计量泵送至乳化器，启动乳化器制乳，形成乳胶基质；所用10L乳化器，制乳效率为150kg/min，转速为1050～1100r/min；
4）乳胶基质上车：将上述乳胶基质通过螺杆泵经冷却管道泵送至井下混装车，然后装好发泡剂、催化剂和清洗水；
5）井下装药：井下混装车驶向井下爆破工作面，按照预定装药量进行逐孔装药，装药过程中先添加催化剂，再添加敏化剂；
6）二次增稠：乳化炸药在装入炮孔内后，在催化剂作用下，所述复合油相材料开始增稠，反应时间为5min；增稠后即为用于爆破的待爆炸药。在催化剂作用下，油相材料中的增稠剂和酸反应开始增稠；
所述步骤4中冷却管道的温度低于50℃。
所述步骤5中催化剂为柠檬酸与水按照重量份2：8配制，所述敏化剂为亚硝酸钠与水按照重量份2：8配制。
所述步骤6二次增稠的过程中还同时进行着发泡反应，炸药密度降低至1.0-1.35g/cm3。
实施例3
一种井下现场混装乳化炸药，所用原料按照以下重量百分比配比：水相93.5%，复合油相6.5%；
所述水相：硝酸铵82.5%，水17.2%，抗氧剂0.3%；
所述复合油相：PIBSA系列乳化剂30%，增稠剂6%，46#机油45%，0#柴油19%。
所述PIBSA系列乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐-醇胺类乳化剂。
所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
所述乳化炸药的粘度达到45～60Pa•S。
一种井下现场混装乳化炸药制备方法，包括以下步骤：
1）水相制备：按比例将硝酸铵破碎后投料，溶于水中，同时加入所述抗氧剂，溶液温度维持在85℃～90℃；
2）复合油相制备：按上述配比配置复合油相，预热到60～62℃；
3）乳化：将加热后的水相溶液和油相经过滤后计量泵送至乳化器，启动乳化器制乳，形成乳胶基质；所用10L乳化器，制乳效率为150kg/min，转速为1050～1100r/min；
4）乳胶基质上车：将上述乳胶基质通过螺杆泵经冷却管道泵送至井下混装车，然后装好发泡剂、催化剂和清洗水；
5）井下装药：井下混装车驶向井下爆破工作面，按照预定装药量进行逐孔装药，装药过程中先添加催化剂，再添加敏化剂；
6）二次增稠：乳化炸药在装入炮孔内后，在催化剂作用下，所述复合油相材料开始增稠，反应时间为7min；增稠后即为用于爆破的待爆炸药。在催化剂作用下，油相材料中的增稠剂和酸反应开始增稠；
所述步骤4中冷却管道的温度低于50℃。
所述步骤5中催化剂为柠檬酸与水按照重量份2：8配制，所述敏化剂为亚硝酸钠与水按照重量份2：8配制。
所述步骤6二次增稠的过程中还同时进行着发泡反应，炸药密度降低至1.0-1.35g/cm3。
上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种井下现场混装乳化炸药，其特征在于，所用原料按照以下重量百分比配比：水相90～95%，复合油相5～10%；
所述水相：硝酸铵81.5～83.5%，水16～18.2%，抗氧剂0.3%；
所述复合油相：PIBSA系列乳化剂24～38%，增稠剂6～9%，46#机油42～52%，0#柴油18～26%。
2.根据权利要求1所述的一种井下现场混装乳化炸药，其特征在于，所述PIBSA系列乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐-醇胺类乳化剂。
3.根据权利要求1所述的一种井下现场混装乳化炸药，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。
4.根据权利要求1所述的一种井下现场混装乳化炸药，其特征在于，所述乳化炸药的粘度达到45～60Pa•S。
5.一种权利要求1所述的井下现场混装乳化炸药制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）水相制备：按比例将硝酸铵破碎后投料，溶于水中，同时加入所述抗氧剂，溶液温度维持在85℃～90℃；
2）复合油相制备：按上述配比配置复合油相，预热到60～62℃；
3）乳化：将加热后的水相溶液和油相经过滤后计量泵送至乳化器，启动乳化器制乳，形成乳胶基质；所用10L乳化器，制乳效率为150kg/min，转速为1050～1100r/min；
4）乳胶基质上车：将上述乳胶基质通过螺杆泵经冷却管道泵送至井下混装车，然后装好发泡剂、催化剂和清洗水；
5）井下装药：井下混装车驶向井下爆破工作面，按照预定装药量逐孔进行装药，装药过程中先添加催化剂，再添加敏化剂；
6）二次增稠：乳化炸药在装入炮孔内后，在催化剂作用下，所述复合油相材料开始增稠，反应时间为5～10min；增稠后即为用于爆破的待爆炸药。
6.根据权利要求4所述的一种井下现场混装乳化炸药制备方法，其特征在于，所述步骤4中冷却管道的温度低于50℃。
7.根据权利要求4所述的一种井下现场混装乳化炸药制备方法，其特征在于，所述步骤5中催化剂为柠檬酸与水按照重量份2：8配制，所述敏化剂为亚硝酸钠与水按照重量份2：8配制。
8.根据权利要求4所述的一种井下现场混装乳化炸药制备方法，其特征在于，所述步骤6二次增稠的过程中还同时进行着发泡反应，炸药密度降低至1.0-1.35g/cm3。
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