煤矿型水胶炸药存储稳定性能测试.pdf

作者简介童钟文，男，助理工程师。煤矿型水胶炸药存储稳定性能测试童钟文彭婷（江西省民用爆炸物品质量监督检测中心，江西新余３３８０３４）摘要为确定煤矿型水胶炸药在储存过程中受到环境因素影响，是否会对煤矿型水胶炸药的安全稳定性能产生影响，特进行本次试验。试验采用小样本升降法得出半数引火量来确定炸药的可燃气安全值从而得出水胶炸药受到环境影响程度。试验结果表明煤矿型水胶炸药在煤矿环境存储过程中的安全性可达４００ｇ以上，为水胶炸药的储存稳定性提供了理论依据。关键词水胶炸药；存储；稳定性中图分类号Ｏ６４８  １４文献标识码Ａ国家标准学科分类代码４６０  ４０３０ＤＯＩ１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．５．０１３ＳｔｏｒａｇｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＴｅｓｔｏｆＣｏａｌＭｉｎｅＷａｔｅｒＧｅｌＥｘｐｌｏｓｉｖｅＴＯＮＧＺｈｏｎｇｗｅｎＰＥＮＧＴｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｅｔｙｐｅｗａｔｅｒｇｅｌｅｘｐｌｏｓｉｖｅｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｄｕｒｉｎｇｓｔｏｒａｇｅ，ｗｈｅｔｈｅｒｉｔｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｅｔｙｐｅｗａｔｅｒｇｅｌｅｘｐｌｏｓｉｖｅ，ｔｈｉｓｔｅｓｔｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅ，ｔｈｅｓｍａｌｌｓａｍｐｌｅｌｉｆｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｇｅｔｈａｌｆｏｆｔｈｅｉｇｎｉｔｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｗａｔｅｒ－ｇｅｌｅｘｐｌｏｓｉｖｅｉｎｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃａｎｒｅａｃｈｍｏｒｅｔｈａｎ４００ｇ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｓｔａ  ｂｉｌｉｔｙｏｆｗａｔｅｒ－ｇｅｌｅｘｐｌｏｓｉｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｗａｔｅｒ－ｇｅｌｅｘｐｌｏｓｉｖｅ；ｓｔｏｒａｇｅ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ０引言水胶炸药在存储的过程中，会受温湿度等各种环境因素的影响，炸药内部的化学性质可能会发生变动，从而影响其爆破作用。本次试验目的是对煤矿水胶炸药在不同存储环境下进行安全性能测试后，研究确定煤矿水胶炸药的存储稳定性。１煤矿型水胶炸药的制备１  １煤矿型水胶炸药的设计规则安全稳定的水胶炸药设计规则［１］有以下两种（１）能量均衡。即所谓的均衡意味着当爆炸物爆炸时，它具有合适均衡的爆炸力来施加物体，并在高瓦斯、高甲烷等危险环境中有较高的安全性，从而保证炸药高效率的同时得到安全的隧道掘进环境。（２）高安全性。最好的爆炸效果和最高的安全系数是研究炸药的最终方向。在配方设计中，为确保煤矿炸药的安全性，宁可降低爆炸威力，也要保障安全。１  ２煤矿型水胶炸药的组成成分在实验室制备的煤矿型水胶炸药的组成成分是由硝酸甲胺、硝酸铵、硝酸钠、田菁胺水等物质组成，具体组成成分及含量见表１。１  ３煤矿型水胶炸药的工艺设计流程煤矿型的水胶炸药的实验制备为达到工厂的生产水平，实验通过结合水胶炸药的内部特性与工厂的生产工艺进行简化，其具体制备工艺流程图如图１所示。６４计量与测试技术２０２０年第４７卷第５期表１水胶炸药组分及含量配比（％）组分样品１样品２三级煤矿许用水胶炸药二级煤矿许用水胶炸药硝酸甲胺（ＭＭＡＮ）３２～３５３３～３６３０～３２３４～３６硝酸铵（ＡＮ）２６～３１２５～３０２６～３１３０～３２硝酸钠（ＳＮ）１４～１８１４～１８１０～１５１４～１７田菁胺（ＳＧ）０  ８０～１  ００  ８０～１  ００  ８０～１  ００  ８０～１  ０水（Ｈ２Ｏ）１０～１３１１～１４１０～１３１１～１４铝粉（ＡＬ）０  ８０～１  ２０  ４～０  ６００  ８０～１  ２消焰剂ａ００１３～１６０消焰剂ｂ３～５０００消焰剂ｃ１～３４～７００膨胀珍珠岩２  ０～３  ５２  ０～３  ５２  ０～３  ５２  ０～４  ０泡沫稳定剂０  ０９～０  １００  ０９～０  １００  ０９～０  １１０  ０９～０  １０交联剂０  ０９～０  １１０  ０９～０  １１０  ０９～０  １１０  ０９～０  １１图１煤矿型水胶炸药工艺设计流程图通过水胶炸药的制备工艺和实验制作条件分两批次制备样品１和样品２，并在两批样品中均制备４ｋｇ，密封保存。２煤矿型水胶炸药性能检测表２煤矿许用水胶炸药指标数据项目指标煤矿许用水胶炸药一二三炸药密度（ｇ／ｃｍ２）０  ９５～１  ２５殉爆距离（ｃｍ）≥３≥２≥２爆速（ｍ／ｓ） ≥３  ２１０３ ≥３  ２１０３ ≥３  ０１０３猛速（ｍｍ）≥１０≥１０≥１０可燃气安全度（ｍ５０ ｇ）１００１８０４００对制备样品１和样品２的两批爆炸物分别进行取样，第一批样品在煤矿环境存储３０天；对第二批样品在有真空环境存储３０天。最后对两批炸药进行爆炸速度测试。煤矿型水胶炸药的具体指标数据［２－３］根据国家标准ＧＢ１８０９４－２０００和ＧＢ１８０９７－２０００确定，如表２所示。２  １检测方法及装置（１）基本概念（见表３）［３］表３项目概念表示符号单位半数引火量指在规定条件下引发概率为５０％的炸药质量Ｍ５０ｇ半数引火量标准值ｎ５０ｇ梯距两个相邻测试水平之间差异的绝对值ｄｇ（２）测试方法使用小样本升降法，［４］将样品在标准条件下，放入发射臼炮的炮孔中进行引爆。然后根据试验中可燃气体空气混合物的点火结果，结合测试方法，得出半数引火量从而确定炸药的可燃气安全值，最终得出存储稳定性。小样本升降法规则国家标准规定样本大小ｎ＝６；梯距ｄ＝５０ｇ；初始试验水平Ｍ０＝ｍ＋ｄ。升降规则是测试在Ｍｉ水平处引火，下一个测试水平减少一个梯距；否则添加一个梯距ｄ，不能跳过梯距或保持试验水平不变。Ｍ０和Ｍｉ单位为ｇ，其中ｉ为试验水平顺序号。试验装置主要由试验巷道，发射臼炮，气体混合管路，混合通风机，排风机和控制系统组成，具体装置见图２。图２可燃气安全值测试设备示意图２  ２结果与分析样本１的测试记录的结果在表４中显示，其中 “ １ ” 表示“ 引火； “ ０ ” 表示“ 未引火” 。试验条件试验温度为１３ ℃，湿度为５０％。（下转第５１页）７４童钟文等煤矿型水胶炸药存储稳定性能测试依据ＪＪＧ９６１－２０１７医用诊断螺旋计算机断层摄影装置（ＣＴ）Ｘ射线辐射源检定规程给出的剂量指数要求厂家给出的螺旋ＣＴ容积ＣＴ剂量指数与实际测量值的变化范围在２０％以内，［２］所有厂家均符合要求。在此基础之上，将相对误差控制在１０％之内的情况上海联影（１００％）、ＰＨＩＬＩＰＳ（６６  ７％）、ＳＩ  ＥＭＥＮＳ（７３  ９％）以及ＧＥ（７０  ４％）。测量相对误差为正误差的情况上海联影（９０％）、ＰＨＩＬＩＰＳ（７７  ８％）、ＳＩＥＭＥＮＳ（３９  １％）和ＧＥ（３３  ４％）。在原有的数据上，筛选出各个厂家近几年生产的新型ＣＴ。上海联影公司的ｕＣＴ系列，ＧＥ公司的Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ及Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ系列，ＳＩＥＭＥＮＳ公司的Ｄｉｆｉ  ｎｉｔｉｏｎ系列以及ＰＨＩＬＩＰＳ公司的ＢｒｉｌｌｉａｎｃｅｉＣＴ系列做比较。从图９中可以看出相对误差控制在１０％之内的情况上海联影（１００％）、ＰＨＩＬＩＰＳ（９１  ７％）、ＳＩＥ  ＭＥＮＳ（１００％）以及ＧＥ（８５  ７％）。５结论从整个数据中得出的结论与预期是一致的，也就是随着ＣＴ仪器使用次数越来越多，出现球管老化等问题，会导致显示剂量与实际剂量误差逐渐增大。此外，上海联影公司和ＰＨＩＬＩＰＳ公司在低剂量控制方面更为优秀一些。日本东芝公司和沈阳东软公司因检测基数不足未列入总体判断。图９ＳＩＥＭＥＮＳ、ＰＨＩＬＩＰＳ、ＧＥ和上海联影四家公司新型ＣＴ的测量相对误差图６结束语本文对南京地区不同厂家的螺旋ＣＴ的显示剂量与实际剂量进行了分析，覆盖９０％以上的螺旋ＣＴ台件数，得出了一些结论，希望能对螺旋ＣＴ操作人员以及医院的辐射防护方面起到一些参考作用。参考文献［１］张泽宝 医学影像物理学［Ｍ］ 人民卫生出版社，２００６，６  ［２］ＪＪＧ９６１－２０１７医用诊断螺旋计算机断层摄影装置（ＣＴ）Ｘ射线辐射源［Ｓ］  （上接第４７页）表４小样品升降法实验记录数据ｉＭｉ试验结果１２３４５６７Ｋｉ１５５０１１２０５００００２－１４５０１０２－２４０００１从试验序列中的测试结果的相反开始的六个连续测试的结果，并虚拟第七个测试结果。按下式计算半数引火量为Ｍ５０＝ ∑ＫｉＭｉ／７＝４８６ｇ＞４００ｇ样品２试验记录结果如表５所示。试验条件试验温度为１３ ℃，湿度为５０％。试验结果判定如下Ｍ５０＞４００ｇ实验成果表明，样品１和２的可燃气体稳定性都超过４００ｇ，在三级煤矿水胶炸药程度以上，具备可靠的可燃气体安全性。表５小样本升降法试验记录ｉＭｉ试验结果１２３４５６７Ｋｉ１５５０００５０００－１４５００－２４００３结论实验结果表明，煤矿型水胶炸药在相同时间内其存储稳定性受煤矿环境因素影响不大，其可燃气的安全性依然超过４００ｇ，具有可靠的可燃气安全性和稳定性。参考文献［１］吕春绪 工业炸药理论［Ｍ］ 兵器工业出版社，２００３  ［２］ＧＢ１８０９４－２０００水胶炸药［Ｓ］  ［３］ＧＢ１８０９７－２０００煤矿许用炸药可燃气安全度试验方法及判定［Ｓ］  ［４］解立峰，韩志伟，解一超，倪欧琪 小样本升降试验法在巷道检验中应用的可行性研究［Ｊ］  爆破器材，２０１１，４０（０５）５～７＋１１  １５夏磊南京地区不同厂家螺旋ＣＴ的剂量误差分析

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