高密度粉状铵梯炸药性能影响因素研究.pdf

第2 2 卷第4 期 2 0 0 5 年1 2 月 爆破 B L A S T I N G V o l _ 2 2N o ．4 D e c2 0 0 5 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 5 0 4 一0 1 2 2 0 3 高密度粉状铵梯炸药性能影响因素研究 韩学军，刘永久，赵洁 湖北凯龙化工集团股份有限公司，湖北荆门4 4 8 0 3 2 摘要高密度粉状铵梯炸药比普通2 号岩石铵梯炸药密度大，爆速高，制造工艺复杂。以高温试验为手 段．分析试验了组分、粒度配比厦装药密度对高密度粉状铵梯炸药的性能影响结果。组分配比控制合适，高 密度粉状铵梯炸药具有一定的耐热性能，木粉和复合燃料油相含量越高，高密度粉状铵梯炸药的耐热性能越 差。 关键词粉状铵梯炸药；地质勘探；高温试验；水压试验 中图分类号T D2 3 5 ．2文献标识码A S t l l d yo nF a c t o r sI n n u e n c i n gt h eP e r f o r m a n c eo f H i - d e n s i t yP o w d e rA N - T N TE x p l o s i V e H A Nx l ∽o I m 。L I UY o n 9 1 讥．z H A oJ 记 H u b e iK a i l o n gc h e m i c a lG r o u pc oL t d ，J i n g m e n4 4 8 0 3 2 ，c h i n a 】 A b s t r a c t B ya n a l y z i “gt h eh i g ht e m p e r 8 t u 陀f e s t i “gr e s u l I s ，t h e8 u t h o r sa n a l y z ea n dt e s tt h ej n n u e n 廿8 lr e 8 1 1 l t 80 f h i - d e n s i t yp o w d e rA N - T N Te x p l o s j v e “t hd i 雎r e n tc o m p o s i f i o nl g r a n t l l a t ya n dl o a d i “gd e n s i t y ． K e yw o r d s p o w d e r A N ．T N Te l p l o s l v e ；s e i s m 记p r 0 8 p e c t j n g ；t e 自fo fh j g h I e m p e r a t u r e ；t e s to fh y d r o s t a t i c p r e s - 1 引言 虽然革除和降低工业炸药中梯恩梯 T N T 组分 含量已经成为工业炸药的发展主流，国内相继也出 现了一些不含T N T 的改良铵油炸药如膨化硝酸铵 A N 炸药”J 、改性硝酸铵炸药、粉状乳化炸药以及 乳化炸药等，但在某些特殊的场合如地质勘探u 或 特种爆破作业中需要使用密度大 1 ．2g ／c m 3 、贮 存期长 2 年 、耐高温 使用环境温度5 0 ℃左 右 、爆速高 40 0 0m ／3 、抗水压性能好 3 0m 深 井中停留时间1 6 8h 以上 的炸药，以现有的无梯和 少梯工业炸药品种难以满足要求。采用太梯、黑梯 炸药或阿马托配方压装工艺生产产品能满足要求但 收稿日期2 0 0 5 0 9 一1 1 ． 作者简介韩学军 1 9 6 9 一 ，男；荆『】湖北凯龙化工集团股份有限 公司高级工程师 成本高、工效低，还需使用起爆药柱，没有市场竞争 力。基于粉状铵梯炸药组分，通过调整组分配比，采 用螺旋装药工艺生产产品成本低，性能满足要求，但 如组分配比控制不当，即使T N T 含量很高，产品贮 存一段时间或产品在较高环境温度下使用有时会发 生小概率的半爆情况。研究发现，螺旋工艺高密度 粉状铵梯炸药的性能与组分配比及装药条件有密切 关系。按照耐高温试验条件试验合格的产品贮存期 性能优良，试验不合格的产品即使常规检测初始性 能合格，贮存期内也极易出现半爆。 2 试验条件 2 ．1 材料 T N T 工业级，细度一6 0 目≥9 0 ％；A N 工业 级，细度一4 0 目≥9 0 ％；木粉工业品，细度一4 0 目 ≥8 5 ％；复合燃料油相工业品；A N 改性添加剂 万方数据 第2 2 卷第4 期韩学军等高密度粉状铵梯炸药性能影响因素研究 A 工业品。 在试验、生产、使用条件下与A N 、T N T 相容。 2 ．2 制药工艺 采用气流工艺干燥，细碎A N ；球磨机磨制T N T 粉末；用轮碾机在一定的温度下配组分。 2 ．3 装药条件 根据A N 的晶变温度，分2 种温度条件形。、吼 装药，矽， 峨。装药机为螺旋挤压装药机，用气缸 控制反作用力。相同条件下，压力越大，产品密度越 大．试验F 、、F 、F 3 、F 。四档压力，F l F 2 B ■。 2 ．4 产品密度的测定 将一定量的无机盐溶于水中，配制一系列浓度 不同的溶液。用比重计标定溶液的比重。将密封好 的产品置入溶液中，根据其在不同溶液中的沉浮情 况划分密度区间。 2 ．5 耐高温性能试验 设定水浴安全烘箱内温度 6 0 2 ℃，将试验 样品置人烘箱中，恒温储存规定的时间后取出，分趁 热及凉至室温2 种情况测试爆炸性能。 2 ．6 抗水压试验 用P V c 管制作一端带法兰一端带螺纹的筒状 容器。将待测试的炸药柱安装好雷管后从法兰一端 放入．导线从法兰密封面处引出，用盲板密封好。从 带螺纹的一端引出一段塑料软管与加压水泵相连， 恒定筒内水压o ．3M P a ，保持要求的时问后直接带 压测试起爆性能。 3 试验情况 3 ．1 材料配比 1 T M 、量及复合燃料油相量固定不变，增加木 粉含量，相应减少A N 量。炸药实验式近似为 c 。。。H 。。。o 。N 。5 。试验结果见表1 。 表1c 。H 扎。o 。N 慷。的试验结果 项目指 装药压力／ k 。⋯。2 ，， 密度／ g c m 。 11 5 ～11 7 高温3 2 4h 后测试起爆率’ O ／3 自然存放7x 2 4h 后测试起爆率 5 ／5 杯 1 ．1 8 ～1 ．2 2 0 ／3 l ／S 。分母为试验次数，分子为完全爆轰次数，下同。 2 T N T 量及木粉量固定不变，增加复合燃料油 相含量，相应减少A N 量。炸药实验式近似为 c 。。，。H 。。O 。N 。。。试验结果见表2 。 表2C “ H 4 9 0 N 1 9 1 3 的试验结果 3 ．2 材料粒度级配试验 复合燃料油相、木粉含量固定不变 T N T 配合细度对产品爆炸性能的影响。 度6 0 目9 2 ％，A N 细度_ 4 0 目9 0 ％ 度6 0 目9 2 ％，A N 细度_ 6 0 目9 5 ％。在相同试验 试验A N 、条件下制药、装药测试性能，产品爆速、密度无明显 1 ‘r N T 细区别，耐高温性能和抗水压性能相当。炸药实验式 2 T N T 细近似为c 叫。H 。5 。o 。N ．。舯试验结果见表3 。 表3c ““ H 4 z ，H 0 。N 1 9 ．M 的试验结果 3 ．3 正交试验 根据上面的试验，将装药压力固定为F ，。将水 粉含量设定2 位级M ．、M ，M ． M ；复合燃料油相 设定2 位级y 1 、如，■ y 2 ；装药温度设定2 位级 形，、职，形， ％。进行正交试验，试验结果见表4 。 万方数据 爆破 2 0 0 5 年1 2 月 表4k r 试验数据表 1 M ly I耽c 1 17 ，H 4 08 5 0 “N 2 0 “ 8 ／84 ／4 2 帆y t形tc n ∞H m 镐O 。N ∞％ 1 6 ／1 64 ／4 3 埘I匕矾c 1 3 1 9 H 训6o ，N 1 98 8 1 ／83 ／4 4 鸩 y 2 ％c 1 4 ∞H 4 29 8 0 。N 1 9 “ 0 ／83 ／4 T z k 9 ／1 6T n lr “ 1 7 倒 T 2 T 搬 1 6 ／2 4 T n l ／1 6T _ l 8 ／1 6 R R M 5 ／4 8R y 1 5 ／1 6R F 5 ／2 4 注仅统计高温试验结果。 最佳组合因素为帆y 1 阢。 3 ．4 验证情况 根据上述试验，经过优化配比，组织生产2 0 0 余 t 产品 炸药实验式近似为c 。呻H 。㈣O N 1 9 6 5 ，每 批随机抽测4 发产品耐高温性能，总起爆率8 0 ／8 0 ； 产品带水压起爆率4 0 ／4 0 ；将自然贮存2 年的产品 抽样测起爆率1 0 ／l O 。 3 ．5 其它试验情况 t 将前面高温试验后确定不能正常起爆的产 品解剖8 发，每发在顶端外加一个咖3 0m r 玎／8 0g 的 “ f T 传爆药柱，测起爆率8 ／8 ； 2 将咖3 0H Ⅱn ／8 0g 的T N T 传爆药柱每发一块 放人不能正常起爆的产品中，再次进行高温试验 6 2 4h ，测试起爆率5 ／8 ； 3 取1 0 发咖3 0m n ∥8 0g 的T N T 传爆药柱，雷 管包裹一层5 1m m 的塑料套，测试起爆率1 0 ／1 0 ；另 外取2 0 发，高温2 4h 后取出分2 组，一组用雷管直 接起爆，一组雷管包裹塑料套后起爆，结果直接起爆 的都爆炸完全，包裹塑料套的1 0 发爆炸点周围都 有残药； 4 用膨化硝酸铵等量代替硝酸铵，重复3 ．1 ．2 试验，除产品密度稍小外，测试结果一致； 5 减少T N T 含量至1 l ％以下，复合燃料油相、 木粉含量对产品的高温性能影响减轻；换用高熔点 的复合燃料油相试验，影响结果进一步减轻，但不能 消除。 4 结果与讨论 1 粉状铵梯炸药具有一定的耐热性能，但使用 环境温度不应超过6 0o c ；施工使用高密度粉状铵梯 炸药时，应将产品贮存在阴凉、通风、干燥的地方。 高温环境下使用避免让强烈阳光照射炸药，尽量缩 短炸药在户外暴露时间。 2 对粉状铵梯炸药而言，有观点认为材料分散 度”o 及粒度级配严重影响产品性能。认为在T N T 含量较高的情况下，材料分散度对产品性能的影响 较细度大。T N T 含量越高，温度环境对产品性能的 影响越大，复合燃料油相、木粉通过影响T N T 的表 面性能而影响产品的性能，其局部分散不均匀易导 致产品恶化；T N T 在一定温度下塑化导致雷管感度 变差，且在试验条件下具有不可逆性。 3 组分配比直接影响高密度粉状铵梯炸药的 性能。增加复合燃料油相的量可提高体系的潜能、 提高产品的密度、改善生产条件、产品防结块性能好 但使产品的高温性能恶化。提高木粉含量使产品的 极限密度增加，但过高亦使产品的高温性能恶化。 4 相同条件下高密度粉状铵梯炸药的装药密 度越大高温性能越差；耵盯含量在1 1 ％以下时采用 螺旋压装将产品密度提高到1 ．2 ∥c o 左右常温即 没有雷管感度，须另外使用传爆药引爆。 5 高密度粉状铵梯炸药体系呈负氧平衡，爆炸 产物中有残碳，炮烟呈黑色，单位质量的炸药爆 热一。较普通铵梯炸药低。 参考文献 [ 1 ] 陆明，吕春绪膨化硝铵炸药的性能及其在爆破工 程中的应用[ J ] ．爆破，2 0 0 4 ，2 1 3 1 0 5 ～1 0 7 [ 2 ] 韩学军．地震勘探震源药柱技术进展[ J ] 爆破，2 0 0 2 ， 1 9 4 8 3 8 5 [ 3 ]高风亭粉状铵梯油炸药的分散度问题．民用爆破器 材新进展 4 [ M ] 北京兵器工业出版社，1 9 9 5 [ 4 ]陆明，吕春绪几种粉状工业炸药的热化学计算与 分析[ J ] 爆破器材，1 9 9 9 ，2 8 4 1 5 万方数据