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​拆除爆破工业炸药的选择_​拆除爆破常用的工业炸药

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拆除爆破常用的工业炸药

拆除爆破中常用的工业炸药是乳化炸药和铵梯炸药,现有的铵梯炸药将被无梯粉状炸药取代。

1)乳化炸药

(1)乳化炸药(粉状乳化炸药)的特点

传统的乳化炸药是以无机含氧酸盐水溶液作为分散相,悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球或其他多孔性材料的似油类物质构成的连续介质中,形成一种油包水型的特殊乳化体系。粉状乳化炸药突破了传统的乳化炸药的药体概念,其最终产品的外观状态不再是乳胶体而是以极薄油膜包覆的硝酸铵等无机氧化剂盐结晶粉末。由于它保持了乳化炸药体系中氧化剂与燃烧剂接触紧密的特点,且呈粉末状态,无需有意识地引入敏化气泡,所以具有较高的爆轰感度和良好的爆炸性能。从国内外的生产和应用实践来看,乳化炸药(粉状乳化炸药)具有如下特点。

①爆炸性能好

32mm小直径药卷的爆速可达4000~5200m·s-1,猛度可达15~19mm,殉爆距离7.0~12.0cm,临界直径为12~16mm,用一只8号工业雷管就可以引爆。

②抗水性能强

小直径药卷敞口浸水96h以上,其爆炸性能变化甚微。同时由于密度大,可沉于水下,解决了露天矿的水孔和水下爆破作业的问题

③安全性能好

机械感度低、爆轰感度较高。

④环境污染小

乳化炸药的组分中不含有毒的梯恩梯等物质,避免了生产时的环境污染和职业中毒等问题。爆炸后的有毒气体生成量也比较少,这就可以减少炮烟中毒事故

⑤原料来源广泛,加工工艺较简单

乳化炸药的原料主要是硝酸铵、硝酸钠、水和较少量的柴油、石蜡、乳化剂和密度调整剂等,国内可大量供应。所需的生产设备简单,操作简便

⑥生产成本较低,爆破效果较好

(2)乳化炸药(粉状乳化炸药)的主要组分

①氧化剂

这是乳化炸药的主体部分,常用的氧化剂是硝酸铵。但单独使用时,其爆炸性能、稳定性和耐冻性均不如采用混合氧化剂好,因此一般选用硝酸铵和硝酸钠混合氧化剂,一者间的比例以硝酸铵:硝酸钠=(3~4):1为佳。也有使用高氯酸盐的,如髙氯酸钠、高氯酸铵等。

②油包水型乳化剂

经验表明,HLB( Hydrophileic lipophilic balance-亲水亲油平衡值)为3~7的乳化剂多数可以作为乳化炸药的乳化剂。乳化炸药中可以含一种乳化剂,也可以含两种或两种以上的乳化剂。如,失水山梨糖醇单油酸酯(Span80,其用量一般为1%~2%;聚异丁烯丁二酰亚胺等高分子乳化剂,其用量一般为2%左右。

)水

水和氧化剂组成乳化炸药的分散相,又称水相或内相。水含量的多少对乳化炸药的稳定性、密度性和爆炸性能都有显著的影响。在一定的水分含量范围内,乳化炸药的储存稳定性随着水分含量的增加而提高,其密度则随着水含量的增加而减少,爆速和猛度的最大值通常出现在水含量为10%~12%的范围内。一般地说,乳化炸药中水分含量以8%~18%为宜

④油相材料

油相材料是一类非水溶性的有机物质,形成乳化炸药的连续相,又称外相。它是乳化炸药的关键组分之一,因为如果没有这些构成连续相的油相材料,油包水型的乳化体系就不复存在。在乳化炸药中油相材料既是燃烧剂,又是敏化剂,同时对成品的最终外观状态、抗水性能和储存稳定性有明显的影响。其含量以1%~5%左右较佳。

⑤密度调整剂

般地说,密度调整剂是以第三相加入的,既可以是通过添加某些化学物质(如亚硝酸钠等)发生分解反应产生的微小气泡,还可以是封闭性夹带气体的固体微粒(如空心玻璃微球、膨胀珍珠岩微粒、空心树脂微球等)

⑥少量添加剂

它包括乳化促进剂、晶形改性剂和稳定剂等,其添加量一般为0.1%~0.5%。尽管添加量很少,但对乳化炸药的药体质量爆炸性能和储存稳定性等都有着明显的改进作用。视需要添加其中的一种或几种。

(3)岩石型乳化炸药的品种与性能

根据包装形式和产品形态可将乳化炸药分为五种:药卷品、袋装品、散装品、乳胶溶液产品、乳胶铵油炸药掺和产品。目前我国主要生产药卷品、袋装品、散装品和掺和产品,表521列述了我国乳化炸药的主要品种和技术性能

我国几种乳化炸药的组分与性能 表5-21

我国几种乳化炸药的组分与性能 表5-21

续上表

续上表

(4)岩石型粉状乳化炸药的性能

粉状乳化炸药的外观呈粉末状,无需引入敏化气泡就具有良好的爆炸性能。再者,松散的微细结晶粉末的外观状态便于裝填成挺实的药卷,亦为爆破作业人员运搬炸药和装填小直径炮孔提供了方便条件,有利于取得好的爆破效果。实践表明,粉状乳化炸药作为一类新型无梯粉状炸药,很快就为我国炸药生产和爆破企业所接受,生产规模和应用范围迅速扩大,已成为替代粉状铵梯炸药最具竞争力的品种之一。表5-22列述并对比了岩石粉状乳化炸药、岩石乳胶型乳化炸药和2号岩石铵梯炸药的爆炸性能。

岩石粉状乳化炸药的爆炸性能及其比较  表5-22

岩石粉状乳化炸药的爆炸性能及其比较  表5-22

由表5-22可见,岩石粉状乳化炸药的爆炸性能远远优于2号岩石乳胶型乳化炸药的指标,除爆速略低外,其余爆炸性能已达到或超过了1号岩石乳化炸药的性能指标,各项性能均明显优于2号岩石粉状铵梯炸药。国内巳投产和正在建设的岩石乳化炸药生产线达70多条,生产工艺先进,是中国爆破行业重点推广品种。

2)铵梯炸药

(1)原材料

铵梯炸药是以硝酸铵(NH、O3)为氧化剂、梯恩梯(TNT)为敏化剂、木粉为可燃剂与松散剂组成的爆炸性混合物。其主要原材料是硝酸铵、梯恩梯与木粉,现简述如下。

①硝酸铵

硝酸铵是一种非常钝感的爆炸性物质。用于制备炸药的工业硝酸铵有结晶状和多孔粒状之分。结晶状通常为白色晶体,具有多种晶形,其晶形随温度的不同而变化。在晶形改变时晶体体积也随之而变,当温度在32℃左右时,硝酸铵的晶形由α菱形变成β菱形,体积增大3%‰左右。硝酸铵的熔点为169.6℃,温度为30℃时发生燃烧,高于400℃时可转为爆炸。硝酸铵具有强烈吸湿作用,易结块硬化,这是造成铵梯炸药等粉粒状炸药结块硬化导致爆炸性能降低的根本原因。实践表明,添加适量的有机或无机添加剂(如:石蜡、松香、沥青、凡士林、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硫酸髙铁铵、硅藻土等)可使硝酸铵或粉状炸药的结块性能获得一定的改善。生产多孔粒状硝酸铵并用于制备多孔粒状铵油炸药,就是人们为克服硝酸铵的吸湿结块缺点进行长期研究的一项重要成果

硝酸铵在水中溶解度随着温度的降低迅速下降,也就是说硝酸铵溶解度的温度梯度很大,这一特性对于乳化炸药等含水炸药是十分不利的,添加硝酸钠等无机氧化剂形成混合氧化剂盐水溶液,可使析晶点明显降低。

干燥的硝酸铵同金属的化学作用很缓慢,有水时其作用速度加快。熔融的硝酸铵与铜铅、锌都能起作用而形成极不稳定的亚硝酸盐,然而硝酸铵与铝、锡不起化学作用,因此在硝铵类炸药生产过程中通常都用铝制工具。

②梯恩梯[TNT_C6H2(NO2)3CH3

梯恩梯是一种爆炸性能良好且储存稳定的单质炸药,在炸药中用作敏化剂。它能被火焰点燃,在空气中平稳燃烧,并冒出黑烟,在密闭或堆量很大的情况下燃烧,可以转化成爆炸。TNT是一种有毒的物质,其粉尘、蒸汽主要是通过皮肤侵入人体内,其次是通过呼吸道在生产和使用中接触TNT和铵梯炸药均有可能中毒。主要是引起中毒性肝炎和再生障碍性贫血,结果导致黄疸病、青紫病、消化功能障碍及红、白血球减少等症,严重时可死亡。此外,还可以引起白内障,影响生育功能。国家民爆器材主管部门已制订规划,要求5年左右淘汰铵梯炸药。

③木粉

木粉在粉状硝铵炸药中主要是作为可燃剂,亦起松散和防结块作用。木粉是木材加工厂制材时锯下的木屑,再经过细碎和干燥后使用。

(2)岩石铵梯炸药的品种

岩石铵梯炸药俗称岩石炸药,主要品种和性能列于表5-23。

常用岩石炸药的组成和性能表5-23

常用岩石炸药的组成和性能表5-23

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