QJGB型起爆具的研制(1).pdf

2 0 1 2 年1 0 月 Q J G B 型起爆具的研制王学进等 Q J G B 型起爆具的研制 王学进贾海波杨朝胜肖晓梅 河南前进民爆股份有限公司 河南宜阳，4 7 1 6 0 0 [ 摘要] 研究了一种特殊装药结构的起爆具，该起爆具以r I ．N T 4 5 ／R D Ⅺ5 熔铸梯黑炸药为起爆药芯，以纯T N T 熔铸炸药为主装药，同传统起爆具相比，高能、敏感组分R D x 含量大幅度降低，不仅大幅降低了产品材料成本，也 由于R D x 的减少而提高了起爆具生产、使用的安全性，产品爆速在7 0 0 0 r r ∥s 以上，符合w J 9 0 4 5 2 0 0 4I 型工业起 爆具要求，具有良好的经济、社会效益。 [ 关键词] 起爆具熔铸炸药装药结构爆速 [ 分类号] T Q 5 6 0 ．6 7 I 工1 2 3 5 ．2 2 引言 起爆具广泛应用于各类矿山爆破作业中深孑L 中 继起爆，尤其适用于无雷管感度的露天型混合炸药， 与现场混装车匹配使用时，起爆可靠，有利于提高爆 破效果引。近年来，由于国内外普遍采用了廉价 的、不敏感的现场混制炸药 大部分由混装车现场 混制 ，即铵油、重铵油及现场混装乳化炸药，导致 对起爆具的需求量逐年增大【3J 。目前，国内外生产 的起爆具，其主装药是以T N T 为高能铸装载体，辅 之以大量的、高成本的P E T N 或R D x 高能炸药作为 敏化固相，相应存在着成本高、生产安全性相对较差 的缺点1 。 Q J G B 型起爆具的研制旨在克服上述传统起爆 具的缺陷，对其结构进行改进，使其具有良好的起爆 感度、较高的爆炸威力、良好的耐高低温性能和抗水 性能，能够可靠地起爆钝感型工业炸药，性能达到 w J 9 0 4 5 2 0 0 4 的标准要求，并且具有良好的经济性 及实用性。 1 配方研究 1 ．1 原材料的选择 纵观国内外起爆具技术i 其主装药均采用熔铸 型炸药，以达到所需的装药密度及爆速。采用铸装 炸药必须具备如下条件引 1 炸药的熔点不应过高，最好不要超过1 1 0 c | C ， 以便工业上能采用蒸汽熔化炸药； 2 炸药在稍高于熔点的温度下，保持数小时 通常在2 0h 以上 ，没有明显分解； 3 熔化炸药蒸汽无毒或毒性较小。 因此，根据上述条件，三硝基甲苯 T N T 因具有 较高的安定性、较低的机械感度和熔点、良好的铸装 工艺性等特点，选择其作为起爆具铸装炸药的高能 液相载体，并辅之以爆炸性能优良且热安定性和化 学安定性良好的高能炸药黑索今 R D x 作为固相 组分，形成起爆具铸装混合炸药的基本组分。 1 ．2 配方的确定 根据使用要求的不同，起爆具所用的T N T ／R D x 比例可以在较大幅度内调整。不同配比的熔铸梯黑 炸药爆炸性能见表l 。 表lT N T ／R D X 不同比例的起爆具爆炸性能 从表1 可见，熔铸梯黑炸药的密度、爆速和作功 能力随着R D X 含量的增加而增加。根据w J 9 0 4 5 2 0 0 4 工业起爆具标准的要求，I 型工业起爆具的 爆速应不低于7 0 0 0 Ⅱ∥s ，Ⅱ型起爆具的爆速在5 0 0 0 ～7 0 0 0n ∥s 之间，因此可根据要求，按以上试验数 据调整产品配方。 2 产品结构设计 本研究的起爆具应充分考虑其性能、安全、成本 间的综合平衡，所研制的起爆具既能达到爆炸性能 的要求，又要提高其安全性，以满足安全生产的要 求；同时还要兼顾其经济性要求，使其生产成本不致 收稿日期2 0 1 2 旬5 1 4 作者简介王学进 1 9 6 7 一 ，男，大专，工程师，从事爆破器材设计及工艺研究。E I n a i l w x j 6 7 0 7 1 2 6 ．c o m 万方数据 爆破器材E ] 【p l o s i v eM a t e r i a l s第4 1 卷第5 期 过高，充分满足民爆市场需求。因此，在此思路下， 特殊起爆具的高能固相组分R D x ，不能像传统配方 中的含量 约4 0 ％一6 0 ％ 那么高，应最大限度地降 低，同时确保生产安全和质量合格，满足标准要求。 起爆具的新型装药结构，采用塑料壳体实现无模具 浇注。该壳体由两部分装配组成，一是容积约为4 0 c m 3 的浇注梯黑熔铸炸药的高爆速小药柱，作为起 爆药芯；二是浇注感度较低的T N T ，作为主装药，形 成Q J G B 起爆具。产品结构如图1 所示。 2 1 一雷管孔；2 一一次浇注起爆药芯；3 一上盖； 4 一二次浇注的芯体；5 一通孑L ；6 一高爆芯壳体；7 一外壳 图1 起爆具产品结构图 采用此装药结构的Q J G B 起爆具，用8 4 雷管起 爆梯黑炸药高爆速药芯，继而带动熔铸T N T 主装药 整体完全爆轰，不仅使主装药爆速最大化，又大幅减 少了危险性大、价格高的高能炸药R D x 的用量，降 低了成本，简化了工艺，生产过程不需模具，也不用 退模装置，可直接取放壳体，减少在线人员数量，降 低员工劳动强度。 3 工艺参数的确定 Q J G B 起爆具的生产工艺包括梯黑炸药的制造 及铸装。梯黑炸药的制造是将T N T 融化后，加入 R D x 及添加剂而进行融混的过程。而铸装是将混 制好的梯黑炸药注入壳体冷凝成药柱的过程。 根据T N T 的热熔冷塑性，先将T N T 加热到高于 熔点进行熔化，再将湿的R D x 缓慢加入，并继续加 热和搅拌到大部分水分蒸发掉为止；然后冷却至具 有适当流动性，保温备用；再利用人工或注药设备将 它注入到壳体中，便制成了符合要求的工业起爆具。 经过大量的试验优化，确定了如下工艺参数 T N T 熔化温度为9 0 ～1 0 0 ℃；R D x 同T N T 混合温度 为8 5 ～9 5 ℃，搅拌转速为1 0 0 一1 2 0r ／m i n ；注药温度 为8 5 ～9 0 ℃，搅拌转速为1 0 0 ～1 2 0r ／m i n ；浇注分为 两次一次浇注起爆爆芯，浇注梯黑炸药质量6 0 9 ， 冷却时问1 0 一1 5m i n ；二次浇注4 2 0 9T N T 主装药， 冷却时间3 0 一4 0m i n 。 4 产品性能 不同的起爆药芯及主装药配方制成的起爆具产 品性能如表2 。起爆具质量5 0 0g 。 表2 不同起爆药芯及主装药配方的起爆具爆速 注女测试方法为排水法。 从表2 可见，上述起爆具装药配方同传统起爆 具配方 T N T 5 0 ／R D 硒O 相比，高能炸药R D x 含量 大幅度降低，而爆速均大于7 0 0 0n ∥s ，达到了I 型 工业起爆具产品的爆速要求。从成本角度考虑，选 择表2 中配方1 为生产所用配方，即以T N T 4 5 ／ R D Ⅺ5 熔铸炸药为起爆药芯，以纯T N T 熔铸炸药为 主体装药生产的起爆具，经用户使用，证明产品起爆 性能稳定可靠，使用方便，爆破效果良好。 试生产I 型起爆具产品1 ．7 5t Q B J I 5 0 0 【3 ／D “．O ，由河南省科工局现场抽样1 2 5 发， 送国家民用爆破器材质量监督南京检验中心检测， 外观检验1 2 5 发，表面清洁、无破损、无残药，标记清 晰，各功能孔畅通；质量检验1 3 发，在5 0 9 ～5 2 3 9 之 间；起爆感度测1 3 发，起爆可靠、爆炸完全；装药密 度测5 发，在1 ．5 5 ～1 ．6 0g ／c m 3 之间；抗水性测1 2 发，在压力为o ．3 M P a 的室温水中保持4 8h ，起爆感 度不变；爆速测2 5 发，均在7 0 2 0 ～7 3 4 0m ／8 之间； 跌落安全性测2 0 发，从1 2m 高处自由下落到硬土 地面上，不燃不爆；耐温耐油性测2 0 发，在 8 0 2 ℃的0 号轻柴油中自然降温，浸8h 不燃不爆。 出具了编号为N 0 1 2 1 4 3 的检验报告，各项性能指标 均符合w J 9 0 4 5 2 0 0 4 中I 型工业起爆具产品的标 准要求。 5 经济效益 和传统起爆具配方相比，节约了R D x 。以 4 8 0 9 ／发计算，原每发起爆具用2 4 0 9R D x ，每吨起爆 万方数据 2 0 1 2 年1 0 月 Q J G B 型起爆具的研制王学进等 具用5 0 0 k gR D x ，现每发起爆具用7 5 9R D x ，每吨起 爆具用1 5 6 ．2 5 k g ，R D x 的用量仅为原来的3 1 ．2 5 ％， R D x 比原来节约了6 8 ．7 5 ％。“ 盯价格为1 3 0 0 0 元／吨，R D x 价格为5 3 0 0 0 影吨。原每发起爆具价 格为1 5 ．8 4 元，现每发起爆具为9 ．2 4 元，每发比原来 降低了6 ．6 元。 6 结论 以T N T 4 5 ／R D 5 5 熔铸炸药为起爆药芯、纯 T N T 熔铸炸药为主体装药，采用特殊装药结构制成 的Q J G B 起爆具，同传统起爆具相比，由于其中高 能、敏感的R D x 含量降低，不仅降低了产品成本，而 且因其敏感组分的减少，提高了生产、使用的安全 性。经大量的性能测试和用户使用，采用上述起爆 药芯生产的起爆具，用雷管起爆或导爆索起爆，起爆 感度可达1 0 0 ％，爆速可达7 0 0 0n ∥s 以上。 参考文献 料，2 0 1 0 ，1 8 1 7 6 ．7 9 ． [ 2 ]刘浚湖．梯一太炸药中继起爆具[ J ] ．爆破器材，1 9 8 5 ， 1 4 6 1 8 - 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