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文档简介
第九章凿岩机具第十章工业炸药第1页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节冲击式凿岩机一、冲击式凿岩机的工作原理手工打眼所需的工具有:铁锤、钢钎、一个大耳勺。凿岩原理:第一次冲击。首先凿一刻痕A-A’。转一个角度再冲击,又凿一刻痕B-B’并破碎阴影部分AOB,然后再转一角度再冲击又破碎一部分岩石,这样循环往复地进行下去,就逐渐地将岩石破碎,最后凿出一个炮孔。
第2页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节冲击式凿岩机根据手工凿岩而制成的冲击式凿岩机必须有一下几部分:
1.钢钎,或就叫钎子2.冲击机构,相当于铁锤,用于对钢钎的冲击3.旋转机构,相当于人的手,用来使钢钎旋转4.排粉机构,用高压空气将岩粉从孔底吹出,不用大耳勺5.导轨或气腿,用于支撑凿岩机,亦相当于人手6.另外还有润滑机构,(机器)和操纵机构等。
第3页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节冲击式凿岩机二、冲击式凿岩机的分类
1.按动力来源可分为四种
(1)风动凿岩机;
(2)液压凿岩机;
(3)内燃凿岩机;
(4)电动凿岩机;
2.风动凿岩机按推进方式和用途不同又分为(1)手持式凿岩机,如Y-30型;
(2)气腿式凿岩机,YT-23,24~27,YTP-26
;(3)伸缩式(上向式)凿岩机。YSP-45型
(4)导轨式凿岩机。YG-40、YG-65、YG-80、YGZ-90
第4页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节浅眼凿岩工具用于直接破碎岩石的钢钎,我们又称之为凿岩工具。常用的钢钎一般分为两种:整体钢钎和组合钢钎。整体钢钎:是将钎头和钎杆做成一体,这时钎杆又分为三部分:钎身、钎肩和钎尾。组合钢钎:钎头和钎杆是分离的。钎头安装在钎杆上,亦可拿下来。这时钎杆又分为四部分:钎身、钎肩、钎尾和钎梢。在凿岩时,为了钻凿一定深度的炮孔,通常选择若干根长度不一的钢钎组成一组,称为钢钎组。每两根相邻钢钎的长度差,硬岩时(f>12)为300mm,中硬岩石(f=6~12)400~500mm。软岩(f<6)500~700mm。第5页,共183页,2023年,2月20日,星期三一、钎头
1.钎头的形状
根据硬质合金片的形状和数量的不同,钎头分为以下四种:一字型,十字型,X字型以及柱齿合金钎头。
第6页,共183页,2023年,2月20日,星期三2.钎头的构造
(1)刃角α:刃角小,凿岩速度快,但磨损快;刃角大,凿岩速度慢,但磨损慢;一般采用中硬以下岩石100°~110°;坚硬岩石110°~120°。
(2)隙角β:作用减少钎头与炮孔壁间的摩擦阻力,避免钎头在孔内卡住。一般合金片钎头3°,柱齿状钎头在7°左右。(3)曲率半径:合金片的钎刃如果是平直的,刃的两端就容易破坏,所以要使钎刃带有一定的弧度。
(4)初始直径:凿岩时由于炮孔的周边阻力较大,钎刃两端的磨损比中间快。第7页,共183页,2023年,2月20日,星期三3.钎头材料
钎头采用合金钢制造,它频繁受冲击,一个40mm的钎头在使用寿命内所受的冲击次数可达3×106次,破坏属于疲劳破坏
硬质合金片的主要成分是碳化钨和金属钴,将碳化钨粉末和金属钴粉末按一定比例配制均匀,在压力机上适当加压使其成型,在80~130℃条件下干燥,再在氢氧炉中加热到1400~1500℃焙烧2小时。冷却就形成钨-钴硬质合金片。
第8页,共183页,2023年,2月20日,星期三
二、钎杆
前面讲到,钎杆由钎梢、钎身、钎肩和钎尾四部分组成
钎杆的断面形状是六角中空钢。当然也有圆形中空钢,但常用的还是六角中空钢,外面是六边形,中间有一圆孔。
六边形内切圆直径为22和25.4mm两种。
圆形有直径为32、38mm。
中心孔直径5~7mm
。用于制造钎杆的钢材叫做钎钢,目前已推广使用非镍铬的低合金钢ZK55SiMnMo,ZK35SiMnMoV,平均使用寿命可达150~250m
。第9页,共183页,2023年,2月20日,星期三
三、钎头与钎杆的连接
浅眼凿岩主要采用锥形连接,钎梢做成锥形,钎裤也做成锥形,钎梢插入裤体中正好相吻合。
第10页,共183页,2023年,2月20日,星期三深孔凿岩
第一节接杆式凿岩第二节潜孔凿岩第三节牙轮钻进第四节凿岩效率第11页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节接杆式凿岩
深孔凿岩有三种方式:接杆式凿岩、潜孔式凿岩和牙轮钻进。
一、接杆式凿岩的特点(1)采用导轨式凿岩机;(2)随着炮孔加深陆续接长钎杆;(3)凿岩机安装在台车或台架上,炮孔不易偏斜。
二、钻具接杆式凿岩的钻具不仅包括钎杆和钎头,还有钎杆相互连接的连接套和专门受冲击器的冲击的钎尾。
1.钎头
和浅孔凿岩时的钎头是一样的。(1)采用超前刃钻头,超前刃起到定心和导向作用。
(2)加大刃厚,使钎头滚动阻力增大,减少跳动。
第12页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节接杆式凿岩第13页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节接杆式凿岩2.钎杆
材料:主要采用30~35SiMnMoV合金钢。
规格:内切圆直径为25.4mm中空六角型或直径32mm,中空圆形。
长1m、1.2m、1.4m、~4.0m几种规格。
在钎杆两端有左旋圆形螺纹,以便用于连接。
3.钎尾
作用:安装在凿岩机一端,受冲击作用。
材料与钎杆的材料相同。
一端锻压成与凿岩机回转套相配合的形状和尺寸,另一端为左旋螺纹。4.连接套筒
钎杆与钎杆之间是通过连接套筒相连接的,在连接套筒内有与钎杆向配套的左旋螺纹。第14页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节接杆式凿岩一、潜孔凿岩潜孔钻机与凿岩机的不同就在于:
(1)冲击器与钎头相连,潜入到炮孔中去,直接冲击岩石。(2)在孔外有回转机构和加压机构(加一轴推力)。
潜孔钻机一般分为露天潜孔钻机和井下潜孔钻机两大类。
露天潜孔钻机一般有独立的行走装置,有轻型、中型和重型三种。
轻型:有80、KQ-100等,直径100mm左右,重量轻,体积小,移动灵活,适用于小型露天矿的钻机。
中型:直径130~180mm,有KQ-150、T-170,适用于中小露天矿。
重型:直径在180~250mm,有KQ-200、KQ-250,适用于大型露天矿。
井下潜孔钻机多为柱架式,炮孔直径80~130mm,机重150~360kg,常用的有:QZJ-80、QZJ-100、YQ-100、QZJ-100A、QZJ-100B等。
第15页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节潜孔式凿岩二、潜孔钻机的基本原理
潜孔钻机从结构上来讲有以下几部分组成。1.回转供风机构2.推进机构3.钎杆(钻杆)4.冲击机构5.钻头以潜孔钻机的破岩是冲击和与回转相结合,冲击是间断的而回转是连续的,但起主导作用的还是冲击作用。
第16页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节潜孔式凿岩
三、钻具钻具包括钻头和钻杆
1.钻头按镶焊硬质合金形状分为刃片钻头、柱齿钻头、和混合型钻头。
刃片钻头有一字型,Y型和十字形三种,前面有超前刃。柱齿钻头:在钻头上镶焊若干个合金柱,合金柱在孔底分布比较均匀,周边多,中间少。混合型钻头:中心镶硬质合金柱,周边镶硬质合金片,这类钻头一般适用于直径较大的炮孔。
第17页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节潜孔式凿岩2.钻杆
井下钻机的钻杆,其长度等于推进机构一次推进的行程,一般800~1300mm,有数根钻杆,其数量可根据炮孔深度来定。
露天小型潜孔钻机也有数根钻杆,钻孔时连接使用。
材料选用直径为50或60mm的薄壁钢管。露天大型潜孔钻机的钻杆共有两根,一根是主钻杆,一根是副钻杆,之间可用方螺纹相连接,每根长9米。
材料采用中空厚壁无缝钢管制造。
第18页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节潜孔式凿岩
潜孔钻机与凿岩机相比,由于冲击器潜入孔内,所以具有以下优点:工作面的噪音大大降低。钻孔效率提高,钻孔速度不随炮孔的加深而减小,可以钻很深的孔,例如井下VCR采矿法以及打天井首先要钻中心孔,从上一个中段到下一个中段,达五六十米深。减轻了工人的体力劳动。
第19页,共183页,2023年,2月20日,星期三第三节牙轮钻机一、牙轮钻机的组成牙轮钻机主要由回转供风机构、加压提升机构、行走机构、钻具以及接卸钻具机构等组成。二、牙轮钻头的凿岩原理
1.牙轮钻头矿用的牙轮钻头是三牙轮钻头。
第20页,共183页,2023年,2月20日,星期三第三节牙轮钻机2.牙轮的凿岩原理当牙轮钻机工作时,加压机构给加一轴向压力,使合金柱紧密接触岩石,回转机构回转时,三个牙轮随之旋转,在牙轮旋转的同时,牙轮上的合金柱交替接触岩石,当一个合金柱接触岩石时,有一个交点,牙轮的旋转中心在O的位置,再转一个角度,当两个合金柱同时接触岩石时,有两个触点,牙轮的旋转中心变到O’的位置,显然O’较O低,这样在O变到O’的过程中,牙轮随之振动一次,再变成一个触点时,牙轮在提高,变成两个交点时,牙轮在降低,牙轮又振动一次,如此循环往复,靠着牙轮的上下振动,使牙齿产生对孔底岩石的冲击作用,使岩石破坏。
第21页,共183页,2023年,2月20日,星期三第四节凿岩效率工班效率表明工人的工作效率,一般是以每工班多少米来表示,不限设备数量,m/(工班)。台班效率表明了设备的工作效率,是以台班多少米来表示,不限人员,设备一班所凿的米数,m/(台班)。要想增加凿岩效率必须从以下几方面考虑:T:每人每班工作时间是一定的,不允许增加工作时间;K:时间利用系数,增加凿岩时间,提高工人素质,保证设备完好率;V:改善设备性能,减少漏气,保证足够的风压,减少辅助时间;N:增加设备数量,几乎不可能,每个人所操作的设备是固定的。所以要想提高凿岩效率,只能从两方面考虑1.增加纯凿岩时间,减少辅助时间,经常对设备维修,保持设备完好率;2.改进设备性能,提高纯凿岩速度。第22页,共183页,2023年,2月20日,星期三主要内容第十章工业炸药
2.1基本概念
2.2单质起爆药与猛炸药2.3硝铵类炸药2.4煤矿许用炸药(略)2.5其他工业炸药(略)2.6爆破器材销毁方法简介(略):第23页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节基本概念烟火剂发射药猛炸药混合炸药起爆药单质炸药芳香族硝基化合物类炸药硝化甘油类炸药硝铵类炸药按主要化学成分分类按炸药作用分类按炸药组成分类按工业炸药使用条件分类只准许在露天爆破工程中使用的炸药
准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药,但不包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸药,包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山炸药的分类第24页,共183页,2023年,2月20日,星期三工程爆破对工业炸药的基本要求
DCBA爆炸性能好,具有足够的爆炸威力,以满足不同矿岩的爆破需要.有适当的稳定贮存期。在规定的贮存期间内,不应变质失效.原料来源广泛,价格便宜.加工工艺简单,操作安全.EF其组分配比应达到零氧平衡或接近于零氧平衡,以保证爆炸后有毒气体生成量少,同时炸药中应不含或少含有毒成分.具有较低的机械感度和适度的起爆感度,既能保证生产、贮存、运输和使用过程中的安全,又能保证使用操作中方便顺利的起爆.第25页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节单质起爆药与猛炸药CAB雷汞叠氮化铅
二硝基重氮酚
单质起爆药分子式结构式可表示为或
简称氮化铅分子式结构式可表示为氮化铅的热感度较低,但起爆威力较大。
简称DDNP分子式
DDNP纯品为黄色针状结晶,火焰感度高于糊精氮化铅而与雷汞相近。起爆力为雷汞的两倍,是目前用量最大的单质起爆药之一.第26页,共183页,2023年,2月20日,星期三单质猛炸药『1』A梯恩梯简称TNT,即:三硝基甲苯纯梯恩梯的熔点80.65℃。
梯恩梯难溶于水,易溶于甲苯,热安定性很高,
梯恩梯能被火焰点燃,在密闭或堆量很大的情况下燃烧,可以转化为爆炸。
梯恩梯的机械感度较低,但如混入细砂类硬质掺合物时则容易引爆。
梯恩梯也是一种有毒的物质,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。第27页,共183页,2023年,2月20日,星期三单质猛炸药『2』B黑索金即:环三次甲基三硝胺
特屈儿是淡黄色晶体。爆力500mL,猛度(25g药量)16mm,爆速8300m/s。由于它的威力和爆速都很高,除用作雷管中的加强药外,还可用作导爆索的药芯或同梯恩梯混合制造起爆药包。简称RDX
C特屈儿D太安简称PETN
即:季戊四醇四硝酸酯
黑索金机械感度比梯恩梯高。
简称CE
太安是白色晶体,它的爆炸特性与黑索金相近,用途相同。即:三硝基苯甲硝胺第28页,共183页,2023年,2月20日,星期三
硝酸铵不能用雷管或导爆索起爆,主要缺点是具有较强的吸湿性和结块性。为了提高硝酸铵的抗水性,可加入防潮剂:
第一类:憎水性物质(如松香、石蜡、沥青和凡士林等);
第二类:活性物质(如硬脂酸钙、硬脂酸锌等)。硝酸铵的结块性与其吸湿性有密切关系:当硝酸铵颗粒吸湿以后,在颗粒表面逐渐形成饱和溶液膜,通过表面张力和毛细管作用,使饱和溶液膜在颗粒之间搭成“液桥”。随着温度的下降,从“液桥”中析出坚硬致密的晶粒,并将硝酸铵颗粒牢固地粘结成块状。硝酸铵晶形的互变性质:通常,硝酸铵有正方形、菱形、菱形、斜六面体和正六面体五种晶形当温度上升到32.3℃时,菱形晶体的体积增加3%,同时分裂成为菱形晶体。第三节硝铵类炸药
硝酸铵(ammoniumnitrate)缩写:AN
分子式:
NH4NO3氧平衡:+19.98%
爆速:
100~2700m/s
临界直径:100mm硝酸铵与铜作用后生成安定性很差的亚硝酸盐。第29页,共183页,2023年,2月20日,星期三AN吸湿、结块过程
第30页,共183页,2023年,2月20日,星期三D/m·s-1
≥3200成分性能2号岩石铵梯炸药硝酸铵85±1.5
梯恩梯11±1.0
木粉4±0.5
猛度≥12作功能力≥29殉爆距离≥5(amnonite)
由硝酸铵、梯恩梯和木粉三种成分组成。1.硝酸铵是主要成分兼起氧化剂作用;2.梯恩梯为敏化剂兼起还原剂作用;3.木粉为疏松剂。铵梯炸药
铵梯炸药密度0.95~1.10g·cm-3
mmmlcmD/m·s-1
第31页,共183页,2023年,2月20日,星期三铵油炸药
铵油炸药是由硝酸铵和燃料油为主要成分的粒状或粉状(添加适量木粉)爆炸性混合物,简称爆破剂。铵油炸药(ammoniumnitratefueloilmixture/ANFOexplosive)铵油炸药感度较低,并具有吸湿结块性(粉状品),故不能用于有水的工作面爆破。铵油炸药的原材料主要有硝酸铵、柴油和木粉。粉状铵油炸药较合理的成分配比是硝酸铵:柴油:木粉=92:4:4。
第32页,共183页,2023年,2月20日,星期三铵油炸药的种类A铵油炸药B重铵油炸药C膨化铵油炸药D铵松蜡与铵沥蜡炸药铵松蜡铵沥蜡炸药
(AN-rosin-waxexplosive)铵松蜡铵沥蜡炸药
(AN-asphalt-waxexplosive)以硝酸铵、沥青、石蜡为原料.以硝酸铵、松香、石蜡为原料.利用膨化硝酸铵代替普通结晶硝酸铵或多孔粒状硝酸铵制备的铵油炸药称为膨化铵油炸药。将W/O型乳胶基质按一定的比例掺混到粒状铵油炸药中,形成的乳胶与铵油炸药掺和物,称为重铵油炸药(heavyANFO)。也称为乳胶粒状炸药。(ANFOexplosive)见上一页第33页,共183页,2023年,2月20日,星期三乳化炸药的主要成分水少量添加剂油相材料密度调整剂氧化剂油包水型乳化剂成分
水和氧化剂组成乳化炸药的分散相,又称水相或内相.
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.
微小气泡封闭性夹带气体的固体微粒第34页,共183页,2023年,2月20日,星期三浆状炸药与水胶炸药
浆状炸药是以氧化剂水溶液、敏化剂和凝聚剂为基本成分的抗水硝铵类炸药。
区分:浆状炸药水胶炸药一般地说,水胶炸药与浆状炸药没有严格的界限,二者的主要区别在于使用不同的敏化剂。主要敏化剂是非水溶性的火炸药成分、金属粉和固体可燃物。主要敏化剂是采用水溶性的甲胺硝酸盐。(SlurryExplosive)(WaterGelExplosive)第35页,共183页,2023年,2月20日,星期三工业炸药(Industrialexplosive)又称民用炸药(commercialexplosive),是以氧化剂和可燃剂为主体,按照氧平衡原理构成的爆炸性混合物。工业炸药在铁路、公路建设及煤矿、冶金、石油、地质、水电、建筑等方面得到了广泛的应用。工业炸药云南包装厂生产第36页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节起爆药
一、雷汞化学式:Hg(CNO)2
结构式:
近代:第37页,共183页,2023年,2月20日,星期三
白色、有毒,对撞击、摩擦、火药极为敏感。
注:与铝、镁等轻金属能剧烈反应,不许用铝壳,用铜、纸壳。第38页,共183页,2023年,2月20日,星期三
白色晶体,起爆能力大,受潮不失爆炸能力,可用于水下,热敏感度低。注:易于铜发生反应,生成对电场极为敏感的叠氮化铜,用铅、纸壳。二、氮化铅(叠氮化铅)化学式:Pb(N3)2
第39页,共183页,2023年,2月20日,星期三
三、二硝基重氮酚英文缩写:DDNP。
DDNP早在1858年就可制得,作为黄色染料。
1916年始用于炸药,其具有雷汞和氮化铅的所有长处,原料来源广,生产工艺简单,安全,成本低,不含重金属,威力大,起爆性能好。
结构式:第40页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节单质猛炸药
单质猛炸药指化学成分为单一化合物的猛炸药,不敏感,要用较大的起爆能。
第41页,共183页,2023年,2月20日,星期三性质
一、梯恩梯学名三硝基甲苯,英文缩写:TNT。是由甲苯经过三段硝化而制成的。工业TNT呈黄色鳞片状,具有苦味和毒性,几乎不溶于水,可用水下,50℃成塑体(水溶)遇火烧而不爆。第42页,共183页,2023年,2月20日,星期三TNT结构式
机械感度高,混入砂易起爆,由于它非常稳定,呈中性,不腐金属,可压装,铸造,在军事上得到大量应用。第43页,共183页,2023年,2月20日,星期三
二、黑索金音译英文名:Hexogen,代号:RDX,学名:环三次甲基三硝胺,稳定性好,机械感度比TNT高。结构式:第44页,共183页,2023年,2月20日,星期三三、泰安英文缩写:PENT,季戊四醇四硝酸酯,与RDX类似,对摩擦和撞击很敏感。四、特屈儿缩写:CE,是淡黄色晶体,难溶于水。注:CE有毒,易于硝酸铵发生强烈作用而自燃,
严禁与硝酸铵混合使用。第45页,共183页,2023年,2月20日,星期三
五、硝化甘油缩写:NG,学名:丙三醇三硝基酸酯。淡黄色,带甜味的油状液体,不溶于水,可用于水下,有毒,应避免皮肤直接接触,对撞击异常敏感,尤其在13.2℃时凝固。第46页,共183页,2023年,2月20日,星期三
一、硝酸铵(AmmoniumNitrate)
简写:AN。分子式:NH4NO3,白色晶体,晶形随温度而异,有五种,400℃可发生爆炸,爆速:2000~2500m/s。
第三节铵梯炸药第47页,共183页,2023年,2月20日,星期三
两个物理特性:吸湿性;结块性。
AN的饱和水溶液—液桥—盐桥—结块。
32.3℃时AN从菱形变为β菱形晶体,体积增大3%。第48页,共183页,2023年,2月20日,星期三措施:加憎水剂,与空气隔离,松香、石蜡、沥青、凡士林。加表面活性剂,形成憎水膜(亲水基因、增水基因)加疏松剂,木粉类。
1867年用于炸药,不是化肥。二、TNT
为敏化剂,可提高感度,兼起还原剂作用。第49页,共183页,2023年,2月20日,星期三
三、木粉分子式:C15H22O10;分子量:362;氧平衡:-8.56;疏松剂:C50H72O33;分子量:1200;氧平衡:-137;兼还原剂:C39H70O28;分子量:986。第50页,共183页,2023年,2月20日,星期三
四、铵梯炸药的品种
1.露天铵梯炸药:主要考虑威力,OB要求不高。
2.岩石铵梯炸药:井下用,接近零氧平衡。
3.煤矿铵梯炸药:不引起瓦斯、矿尘爆炸,加15~20%Nacl做消焰剂。第51页,共183页,2023年,2月20日,星期三第52页,共183页,2023年,2月20日,星期三
常用的2#岩石硝铵炸药的性能如表2-1所示。表2-12#岩石硝铵炸药性能指标组成含量(%)作用性能规格优点缺点AN85氧化剂D=3750M/Se=320mlh=12mml殉=5cm感度:8#电雷管可靠起爆Ф32mmL=200mmg=150~200g安全性能好,威力高吸潮结块,怕潮失效,含TNTTNT11敏化剂、还原剂木粉4疏松剂、兼还原剂第53页,共183页,2023年,2月20日,星期三
一、粉状铵油炸药的组分和性能
粉状铵油炸药(ammoniumnitratefueloilmixture简写为ANFO),简称铵油炸药是由硝酸铵和燃料油组成的一种硝铵类混合炸药(有时加入木粉)。铵油炸药是一种最简单、最廉价的混合炸药。铵油炸药主要由以下成分组成。第四节铵油系列炸药第54页,共183页,2023年,2月20日,星期三
1.氧化剂:铵油炸药采用粉状硝酸铵作氧化剂。
2.可燃剂:可以作为铵油炸药可燃剂的燃料油主要有柴油、机油和一些矿物油,其中柴油是最好的燃料油。由于柴油在低温时易凝固,通常在寒冷季节选用凝固点低的冬季用柴油,或者采用柴油和煤油的混合油。第55页,共183页,2023年,2月20日,星期三
3.疏松剂:很多铵油炸药的配方中都采用木粉作疏松剂。木粉不仅可以提高炸药的吸油能力,同时也是可燃剂,起到调节炸药氧平衡的作用。
第56页,共183页,2023年,2月20日,星期三
根据不同的需要,还可在铵油炸药中添加各种附加成分,如添加铝粉(镁粉)和石蜡等就可以制备出爆炸威力和能量都比较高的铵铝油炸药。表2-2列出了几种铵油炸药的组成和性能。第57页,共183页,2023年,2月20日,星期三第58页,共183页,2023年,2月20日,星期三
由于普通铵油炸药(硝酸铵94%,柴油6%)不具有雷管感度,在无约束条件下不能用1发8号雷管可靠起爆,一些国家把这类不具有雷管感度的铵油炸药称作铵油爆破剂(ANFOblastingagents)。
第59页,共183页,2023年,2月20日,星期三
需要指出的是:添加木粉的铵油炸药,只要配比合适,是完全可以具有雷管感度的,如抚顺矿务局十一厂生产的铵油炸药(硝酸铵89.5%,柴油8.5%,木粉2%)用直径35mm的纸筒装药,殉爆距离可达3cm,但为可靠起见,在一些大的爆破工程中仍使用起爆药柱起爆具有雷管感度的铵油炸药。第60页,共183页,2023年,2月20日,星期三
二、影响铵油炸药爆炸性能的因素铵油炸药的爆炸性能与含油率、水分含量、药柱直径、炸药的约束条件、炸药密度、硝酸铵的粒度、柴油和木粉的质量、混制情况和使用条件等因素有关。第61页,共183页,2023年,2月20日,星期三
当含油率使氧平衡为零或接近于零时,炸药爆炸生成的有毒气体量最小,爆热、爆速、作功能力和猛度最大。第62页,共183页,2023年,2月20日,星期三
炸药爆速随着水分含量的增大而降低,直至不能正常爆轰。药柱直径是影响铵油炸药爆速的一个重要参数。施加给药柱的约束条件越强,或者说包裹药柱的外壳越坚固,则炸药的爆速越大。第63页,共183页,2023年,2月20日,星期三
铵油炸药的临界直径与炸药的约束条件和装药密度有关,当炮孔中散装炸药的密度为0.8g/cm3时,临界直径在25mm左右,当炸药密度增大到1.15g/cm3时,临界直径则增大到75mm,当密度大于1.2g/cm3时,铵油炸药就不能有效地爆轰,甚至不能起爆。第64页,共183页,2023年,2月20日,星期三
形成爆炸的高速化学反应首先是从炸药颗粒的表面开始的,所以硝酸铵的粒度越小,比表面积越大,越有利于爆炸过程的进行;同时,比表面积增大使有效吸油面积增大、吸油率升高。因此,硝酸铵越细,越有助于提高铵油炸药的爆炸能力。第65页,共183页,2023年,2月20日,星期三三、铵油炸药的特点
1.铵油炸药的优点(1)原料丰富、价廉易得。与铵梯炸药相比,铵油炸药的费用降低了35%~45%。(2)组分简单、制备容易。既可在工厂生产,也可用混装车或人工方法在现场混制。
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(3)不含严重影响人体生理机能的梯恩梯,炸药的生产过程无环境污染。(4)对冲击、火焰钝感,使用安全。鉴于上述优点,铵油炸药在铁路建设和矿山工程中,特别是露天大爆破中大量使用。第67页,共183页,2023年,2月20日,星期三
2.铵油炸药的缺点(1)临界直径一般大于50mm,起爆感度低,通常需用传爆药柱或自制的起爆体引爆。(2)单位体积爆破威力小于铵梯炸药。铵油炸药的密度在0.8~1.0g/cm3,若加大炸药密度则爆速急剧下降,甚至不能正常爆轰。
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(3)不抗水,贮存期短。不适合潮湿、有水的爆破环境,长期贮存会出现渗油、结块和硬化现象,爆炸性能下降。(4)爆炸产物中有害气体含量大,一般不用于地下工程。(5)气动装药时会产生积聚静电,存在事故隐患。第69页,共183页,2023年,2月20日,星期三
四、多孔粒状铵油炸药由多孔粒状硝酸铵和燃料油组成的炸药称作多孔粒状铵油炸药(porousprilledANexplosive)。第70页,共183页,2023年,2月20日,星期三
多孔粒状硝酸铵是一种高孔隙率的硝酸铵颗粒。其堆积密度为0.75~0.85g/cm3,孔隙率一般在0.45cm3/g以上。由于多孔粒状硝酸铵的孔隙率和吸附燃料油的有效表面积比较大,所以其吸油率比普通硝酸铵大得多。第71页,共183页,2023年,2月20日,星期三
多孔粒状硝酸铵的颗粒较大,且颗粒内部的孔隙中吸附有燃料油,所以用它混制出的多孔粒状铵油炸药不仅具有良好的流散性(便于人工和机械化装药),同时其吸湿性、结块性和贮存性能也得到了改善。多孔粒状铵油炸药比用粉状硝酸铵制得铵油炸药的起爆感度低。
第72页,共183页,2023年,2月20日,星期三
多孔粒状硝酸铵以其较高的吸油能力和良好的流散性而在铵油炸药的生产中得到广泛的应用。多孔粒状铵油炸药中硝酸铵与燃料油(通常用柴油)的配比为94.5∶5.5。第73页,共183页,2023年,2月20日,星期三
膨化硝铵炸药是以膨化硝酸铵、复合油和木粉等混合制成的工业炸药。五、膨化硝铵炸药(expandedANexplosive)第74页,共183页,2023年,2月20日,星期三
膨化硝酸铵是在表面活性剂作用下,采用真空析晶工艺制得的。其比表面积为1454.57cm2/cm3
(或3328.54cm2/g),比普通硝酸铵增加了近4倍。第75页,共183页,2023年,2月20日,星期三
膨化硝酸铵颗粒中布满了微细小孔,其松散密度仅为多孔粒状硝酸铵的1/4。当膨化硝酸铵与燃料油及木粉混合时,组分间具有更大的接触面积,混合体中含有更多的“热点”源,因而具有良好的爆炸性能,可用8号雷管直接起爆。
第76页,共183页,2023年,2月20日,星期三
六、重铵油炸药(heavyANFO)
重铵油炸药是由乳化基质和多孔粒状铵油炸药按不同比例组成的工业炸药,又称乳化粒状炸药或乳化铵油炸药(emulsion/ANFOcombination)。在这种物理掺和物中,乳胶基质的重量比例可由0%变化为100%,多孔粒状铵油炸药的比例则相应由100%变化为0%。
第77页,共183页,2023年,2月20日,星期三优点
重铵油炸药与铵油炸药相比,具有能量密度大、使用感度高、抗水性强、生产工艺简单便于机械化混制和装药等优点。成本低于铝化铵油炸药。第78页,共183页,2023年,2月20日,星期三
七、铝化铵油炸药(ALANFO)由于铵油炸药的密度较低,其单位体积所能释放的爆炸能量也较低。为了提高铵油炸药的威力,可以在铵油炸药中加入适量的铝粉组成所谓的铝化铵油炸药。第79页,共183页,2023年,2月20日,星期三
铝粉合适的添加比率为13%~15%,当铝粉的添加量超过25%时,就会造成炸药能量利用率的降低。第80页,共183页,2023年,2月20日,星期三
当铝粉的添加量较小时,铝化铵油炸药爆炸时产生如下的化学反应:
2Al+3NH4NO3—→3N2+6H2O+Al2O3+6897J/g
(2—1)
第81页,共183页,2023年,2月20日,星期三
当铝粉的添加量增大到一定比率时,铝化铵油炸药的爆炸反应方程式变为如下形式:
2Al+NH4NO3—→N2+2H2+Al2O3+9614J/g
(2—2)第82页,共183页,2023年,2月20日,星期三
八、铵沥蜡炸药和铵松蜡炸药
铵沥蜡炸药(AN-asphalt-waxexplosive)是以硝酸铵为主,加入适量木粉和少量沥青、石蜡等组成的炸药。
铵松蜡炸药(AN-rosin-waxexplosive)则是指以硝酸铵为主,加入适量木粉和少量松香、石蜡等组成的炸药。
有区别哦第83页,共183页,2023年,2月20日,星期三
这两种炸药的特点是用沥青、石蜡、松香等憎水性物质代替了铵油炸药中的柴油,抗水性能较铵油炸药有明显改善,能用8号雷管直接起爆,产生的有毒气体含量较铵油炸药少。铵沥蜡炸药和铵松蜡炸药的制造工艺较铵油炸药复杂,但贮存期比铵油炸药长,宜于在炸药厂内批量生产。第84页,共183页,2023年,2月20日,星期三第五节浆状炸药与水胶炸药
浆状炸药(slurries)是由可燃剂和敏化剂分散在氧化剂(以硝酸铵为主,通常可加入其它硝酸盐等)的饱和水溶液中,经稠化或再经交联后制成的一种水包油型(O/W)凝胶状炸药。第85页,共183页,2023年,2月20日,星期三
水胶炸药(watergelexplosive)则是指以硝酸甲胺为主要敏化剂的浆状炸药。水胶炸药是浆状炸药发展和改进的产物。两种炸药的组分基本相同,主要区别在于敏化剂的不同。第86页,共183页,2023年,2月20日,星期三
一、浆状炸药和水胶炸药的组成浆状炸药和水胶炸药同属一类多组分的复杂的化学体系。主要由氧化剂水溶液、敏化剂、可燃剂、胶凝剂和交联剂以及一些特殊添加剂等组成。第87页,共183页,2023年,2月20日,星期三
1.氧化剂:以硝酸铵为主,含量约为40%~60%,还可加入硝酸钠、硝酸钙作为辅助氧化剂。硝酸钠是在水胶炸药和浆状炸药中被广泛采用的一种辅助氧化剂,其用量一般约占炸药总量的10%~20%。
2.水:水是这类炸药中特有的基本组分,其含量一般为炸药总重量的8%~20%。作为浆状炸药的填充剂。第88页,共183页,2023年,2月20日,星期三
水具有以下优点:⑴提高了炸药的密度和爆速。由于炸药的主要组分──硝酸铵、硝酸钠溶于水,颗粒间的空隙能够充满硝酸盐水溶液,从而使炸药的密度大大提高。在炸药体系中,水与其它组分紧密接触,成为传播爆轰的连续性介质,因而在一定范围内可使炸药的爆速增加。第89页,共183页,2023年,2月20日,星期三
⑵使炸药在物理形态上具有流变性,在爆炸性能上具有稳定性。水的存在使这类炸药具有较好的流变性,能密实地填充炮孔空间,提高偶合作用,改善爆破效果。其次,水和胶凝剂、交联剂一起构成具有粘弹性的凝胶体系,使炸药各组分均匀地分散于其中,防止了固液分离,保持炸药性能的相对稳定性。第90页,共183页,2023年,2月20日,星期三
⑶使炸药具有抗水性。粘弹性凝胶体具有包覆作用,这种作用既能阻止外部水的渗入,又能防止硝酸铵等可溶性组分向水中扩散或被水沥滤。因而,水是使浆状炸药和水胶炸药具有抗水性的重要组分。第91页,共183页,2023年,2月20日,星期三
⑷提高了炸药的安全性。水的热容量较大,蒸发时要吸收2553J/g的蒸发潜热。水使浆状炸药和水胶炸药的敏感度降低,大大提高了炸药的安全性,为这类炸药的现场混制和装药机械化创造了条件。第92页,共183页,2023年,2月20日,星期三
水是影响浆状炸药和水胶炸药爆炸性能的重要因素之一。其含量多少不仅影响爆炸性能,而且影响炸药的物理状态、抗水和耐冻性能等。第93页,共183页,2023年,2月20日,星期三
⑵非炸药敏化剂。用金属粉、非炸药型可燃剂、气泡等作为敏化剂的称为非炸药敏化剂。其中常用的金属粉是铝粉和镁粉。铝粉的使用最为普遍,含量一般为15%左右。第94页,共183页,2023年,2月20日,星期三
在浆状炸药和水胶炸药中引入敏化气泡的方法有三种:
1.是加入膨胀珍珠岩粉、空心玻璃微球等含有气泡的多孔性物质微粉;
2.是加入亚硝酸盐等化学发泡剂;
3.是直接用机械方法将气体充入并溪流吸留在体系中。引入气泡也可起到调节含水炸药密度的作用。第95页,共183页,2023年,2月20日,星期三
4.可燃剂:常用的有梯恩梯、硝酸甲胺、铝粉、柴油、煤粉、石蜡和硫磺粉等。随着敏化技术的发展,许多原来只是一些可燃剂的物质,在特定的条件下又都可作为敏化剂。
在目前的浆状炸药和水胶炸药中,很难
将敏化剂与可燃剂严格区别开来。
第96页,共183页,2023年,2月20日,星期三
5.胶凝剂(gellingagent):指能在氧化剂盐类水溶液中溶胀,使浆状炸药体系形成凝胶的物质。又称稠化剂或增稠剂。胶凝剂是决定浆状炸药和水胶炸药的物理化学性能、流变特性、储存性能、抗水性能、乃至爆炸性能的一个重要因素。常用的胶凝剂是一些易在水或氧化剂饱和水溶液中溶胀水合的植物胶(如田菁胶、古尔胶、槐豆胶等)和合成聚合物(如聚丙烯酰胺等)等。第97页,共183页,2023年,2月20日,星期三
6.交联剂(crosslinkingagent):使胶凝剂分子进一步键合为网状体型结构因而形成稳定凝胶的物质。浆状炸药胶凝体系的质量好坏不仅取决于胶凝剂,而且与交联剂的种类、数量和添加时机密切相关。常用的交联剂有焦锑酸钾、硼砂、重铬酸盐等。第98页,共183页,2023年,2月20日,星期三
7.其它添加剂:主要有用来降低炸药冻结温度的抗冻剂(如乙二醇和甲酰胺等),抑制结晶生长或使结晶生长过程发生变化的晶形改性剂(如甲基萘磺酸钠、十二烷基磺酸钠)和控制炸药凝胶体系形成速度的交联抑制剂(如草酸、草酸盐、柠檬酸)等。第99页,共183页,2023年,2月20日,星期三
二浆状炸药和水胶炸药的抗水性所谓炸药的抗水性,实质上就是只防止和最大限度地减少炸药组分中硝酸铵、硝酸钠等可溶性组分在水中的溶解,和防止外部水分渗入炸药内部,以保证炸药的爆炸性能不致变化。浆状炸药和水胶炸药具有良好抗水性能的原因主要有以下两点:第100页,共183页,2023年,2月20日,星期三
1.浆状炸药和水胶炸药所用的胶凝剂是线性高分子化合物(或混合物),当其遇水溶胀水合后与交联剂作用形成体型网状结构。在这种结构中,未溶解的氧化剂盐类和敏化剂等固相组分处于由网络结构产生的彼此隔离的各个“小巢穴”内,被连续的水凝胶介质所包围,一方面保证各组分均匀分布而不致分层离析,另一方面形成了对炮孔中水起隔离作用的保护膜,使水既不易侵入,同时盐类也不易溶失。第101页,共183页,2023年,2月20日,星期三
2.浆状炸药和水胶炸药同属一类高密度的连续凝胶体系,具有相当大的内聚力和抗渗透能力,交联后的胶凝剂分子间存在着较强的吸引力,水难以向这种凝胶体系内渗透。
第102页,共183页,2023年,2月20日,星期三
三浆状炸药和水胶炸药的性能浆状炸药和水胶炸药是一类优点十分突出的含水炸药。浆状炸药是美国犹他大学M.A.库克(Cook)教授和加拿大法南姆(Farnam)于1956年发明并开始使用的。
第103页,共183页,2023年,2月20日,星期三
我国从1959年开始研制浆状炸药,70年代中期开始研制水胶炸药,至今已形成一个独立的比较完整的生产体系。有岩石型、露天型和煤矿许用型三类水胶炸药,分别适用于不同的爆破作业中。表2-3列出了我国煤炭行业水胶炸药的性能指标。第104页,共183页,2023年,2月20日,星期三第105页,共183页,2023年,2月20日,星期三第六节乳化炸药
乳化炸药(emulsionexplosive;emulsion)是通过乳化剂的作用,使氧化剂水溶液的微滴均匀地分散在含有空气泡或空心微球等多孔性物质的油相连续介质中而成的一种油包水型(W/O)的乳胶状炸药。第106页,共183页,2023年,2月20日,星期三
一、乳化炸药的组成乳化炸药主要由形成连续相的可燃剂(油相材料)、形成分散相的氧化剂水溶液、密度调节剂、油包水型乳化剂和一些添加剂组成。第107页,共183页,2023年,2月20日,星期三
1.可燃剂:通常采用石蜡、凡士林、柴油等油相材料作可燃剂。在乳化剂的作用下,它与氧化剂水溶液一起形成油包水型乳化液。在乳化炸药体系中,油相材料构成乳化液的连续相,它将水溶性氧化剂盐包于其中,这样既防止了液—液分层,又阻止了外部水的侵蚀和沥滤作用,从而使炸药具有良好的抗水性。第108页,共183页,2023年,2月20日,星期三
油相材料还可以用来调整炸药的粘稠度以获得适宜的外观状态,同时对降低炸药的机械感度、改善炸药的安全性能起着重要作用。第109页,共183页,2023年,2月20日,星期三
2.氧化剂水溶液:通常使用硝酸铵和硝酸钠的过饱和水溶液作氧化剂,形成乳化炸药的分散相(水相)。加入硝酸钠的主要作用是增大溶解度,降低氧化剂水溶液的析晶点。水含量对乳化炸药的密度和炸药性能有显著的影响,一般控制在8%~16%范围内。第110页,共183页,2023年,2月20日,星期三
3.密度调节剂(densitymodifier):通常采用玻璃或树脂空心微球、膨胀珍珠岩、亚硝酸钠作密度调节剂,也可通过机械搅拌方法将气体吸留于乳化炸药体系中对炸药密度进行调节。第111页,共183页,2023年,2月20日,星期三
4.乳化剂(emulsifyingagent):乳化剂是指能使两种互不相容的体系(例如一种为水相,另一种为油相)在乳化处理后形成稳定乳胶(或乳浊液)的物质。油包水型乳化剂的含量通常只占炸药总重量的0.8%~3.0%,却直接影响着氧化剂水溶液与油相材料的乳化效率,是乳化炸药的关键组分。常用的油包水型乳化剂是司本—80(失水山梨糖醇单油酸脂)。第112页,共183页,2023年,2月20日,星期三
5.其它添加剂:在乳化炸药的生产过程中,为控制硝酸铵等无机氧化剂盐的结晶,需加入晶形改进剂;为防止发生分层、变型和破乳现象,需加入乳胶稳定剂。对于较高等级的煤矿许用型炸药还需加入消焰剂。第113页,共183页,2023年,2月20日,星期三
二、乳化炸药的性能
乳化炸药是1969年6月3日由H.F.布卢姆(Bluhm)在3447978号美国专利中首次公开的。1980年北京矿冶研究总院、阜新矿务局十二厂、抚顺矿务局十一厂等单位率先研制出了不同型号的乳化炸药,并很快形成了一个独立的、比较完整的抗水工业炸药体系。第114页,共183页,2023年,2月20日,星期三
三、含水炸药的特点乳化炸药、水胶炸药和浆状炸药统称含水炸药(water-basedexplosive),含水量一般都在8%~20%范围内。含水炸药具有以下共同的优点:(1)抗水性强、密度高、体积威力大。适用于含水爆破环境,易沉入有水炮孔孔底。(2)摩擦、撞击、枪击感度和热感度大大低于铵梯炸药,可塑性好;使用安全,适合于现场混装机械化施工。第115页,共183页,2023年,2月20日,星期三
(3)除浆状炸药外,乳化炸药和水胶炸药都具有较好的爆轰感度,可以用1发8号雷管直接起爆。(4)除浆状炸药外,乳化炸药和水胶炸药都具有沟槽效应小和传爆距离长的特点,能够很好地满足露天深孔爆破对传爆长度的技术要求。
第116页,共183页,2023年,2月20日,星期三
(5)炸药成分、炸药密度及炸药的形态可在较大范围内进行调节。可以根据所爆岩体的性质和最小抵抗线,在现场机械化混制出具有合适爆炸性能的炸药。
第117页,共183页,2023年,2月20日,星期三
含水炸药的主要缺点是耐冻性差,使用时一般要求炸药温度在0℃以上。另外,我国含水炸药的包装水平还有待提高,一些厂家的乳化炸药采用纸卷包装,容易破包,给装药工作带来很多不便。
第118页,共183页,2023年,2月20日,星期三第119页,共183页,2023年,2月20日,星期三有区别哦
四.乳化炸药与浆状炸药、水胶炸药的区别
乳化炸药与浆状炸药、水胶炸药相比,就其基本组成来说,没有本质的区别,但是各个组分在体系中所起的作用、体系的内部结构、外观形态和制备工艺则是迥然不同的。第120页,共183页,2023年,2月20日,星期三
乳化炸药是以氧化剂水溶液为分散相,非水溶性组分为连续相构成的乳化体系,属于油包水型(W/O)。其抗水性是通过油包水的物理内部结构来获得的。第121页,共183页,2023年,2月20日,星期三
乳化技术是乳化炸药生产过程中的关键技术。浆状炸药和水胶炸药则是以硝酸铵等无机氧化剂盐的水溶液为连续相,非水溶性的可燃剂、敏化剂(固体或液体)为分散相构成的胶凝体系,属于水包油型(O/W)的范畴。第122页,共183页,2023年,2月20日,星期三
浆状炸药和水胶炸药的抗水性是通过粘弹性凝胶体对硝酸铵等可溶性组分的包覆作用来实现的。胶凝和交联技术是浆状炸药和水胶炸药生产过程中的关键技术。连续相,非水溶性的可燃剂、敏化剂(固体或液体)为分散相构成的胶凝体系,属于水包油型(O/W)的范畴。第123页,共183页,2023年,2月20日,星期三
浆状炸药和水胶炸药的抗水性是通过粘弹性凝胶体对硝酸铵等可溶性组分的包覆作用来实现的。胶凝和交联技术是浆状炸药和水胶炸药生产过程中的关键技术。第124页,共183页,2023年,2月20日,星期三第七节其它工业炸药
一、硝化甘油炸药(nitroglycerineexplosive)
硝化甘油炸药是指硝化甘油被氧化剂和可燃剂等吸收后组成的炸药,国外称代那买特(dynamite)硝化甘油炸药是由阿尔弗雷德·诺贝尔(AlfredB.Nobel)于1866年发明的。分为粉状硝化甘油炸药和胶质硝化甘油炸药(胶质炸药)两个系列。第125页,共183页,2023年,2月20日,星期三
用爆炸油(硝化甘油和硝化乙二醇或硝化二乙二醇的混合物)代替单一硝化甘油时制出的品种称为难冻硝化甘油炸药。由92%的硝化甘油和8%的硝化棉(还含有少量抗酸剂)组成的炸药称为爆胶(blastinggelatin),它是硝化甘油炸药中威力最大的一种炸药。第126页,共183页,2023年,2月20日,星期三
硝化甘油炸药具有爆炸威力大、起爆感度高、传爆性能好和抗水性能强等优点,因此自其诞生之日起就统治工业炸药长达一个世纪。
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但是硝化甘油炸药同时也存在着机械感度高、加工和使用不安全、抗冻性差、易渗油和老化、生产成本高等缺点。随着工业炸药的发展,特别是本世纪60年代含水炸药的出现,硝化甘油炸药正逐渐被取代。第128页,共183页,2023年,2月20日,星期三
二、煤矿许用炸药(permissibleexplosive)
凡是允许在有瓦斯和可燃性煤尘爆炸危险的矿井中使用的炸药称为煤矿许用炸药。当铁路隧道通过煤系地层时,必须根据瓦斯等级使用相应安全等级的煤矿许用炸药。第129页,共183页,2023年,2月20日,星期三第130页,共183页,2023年,2月20日,星期三
煤矿许用炸药的特点是对爆温、爆热、爆炸产生的火焰长度及持续时间、爆炸产物中的有害气体及灼热固体颗粒等都有严格的限制。煤矿许用炸药主要有以下几种:第131页,共183页,2023年,2月20日,星期三
1.添加惰性消焰剂的炸药:常用的惰性消焰剂是氯化钠(食盐)和氯化铵,用来吸收热量,降低爆温,并抑制瓦斯的链锁反应。目前,我国使用的煤矿许用炸药主要是添加食盐的硝酸铵系列炸药。
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2.被筒炸药(sheathedexplosive):以煤矿许用炸药为药芯,外面包有由消焰剂(氯化钠、氯化钾等)做成的被筒而制成的安全性等级比原来药芯炸药高的煤矿许用炸药。第133页,共183页,2023年,2月20日,星期三
3.当量型炸药(equivalenttosheathedexplosive)是指将被筒用的惰性盐适量地混入硝化甘油炸药中而制成的安全性等级与被筒炸药相当的煤矿许用炸药。第134页,共183页,2023年,2月20日,星期三
4.离子交换型炸药(ion-exchangeexplosive):指含有离子交换盐对(氯化铵和硝酸铵;或氯化铵和硝酸钾)和硝化甘油的煤矿许用炸药。在爆炸反应时,盐对进行离子交换反应,生成起消焰作用的氯化钠或氯化钾微粒。
NH4Cl+NaNO3(KNO3)—→NaCl(KCl)
+NH4NO3+125.4(123.73)kJ/mol
第135页,共183页,2023年,2月20日,星期三
三、太乳炸药(PETN-latexflexibleexplosive)太乳炸药又称塑B炸药,是一种以太安为主要成分,加入适量胶乳等混合制成的炸药。外观呈红紫色。弹性好,可切割,抗水性强,是一种塑性炸药,主要用于爆炸压接和爆炸焊接等。第136页,共183页,2023年,2月20日,星期三
四、粒状粘性炸药(stickyprilledexplosive)
粒状粘性炸药是以多孔粒状硝酸铵、粉状硝酸铵为主要成分,加入梯恩梯、其它附加物和少量水混合制成的。外观为松散的浅黄色粘稠粒状均匀混合物,可用手握成团,有良好的松散性。该产品具有雷管感度,其特点是便于机械化装药。第137页,共183页,2023年,2月20日,星期三
五、粉状乳化炸药(powderyemulsionexplosive)粉状乳化炸药是以硝酸铵和复合油为主要成分,经乳化和成粉工艺制成的工业炸药。GB/T17582-1998《工业炸药分类和命名规则》把粉状乳化炸药归入含水炸药的体系内。第138页,共183页,2023年,2月20日,星期三
实际上粉状乳化炸药已突破了传统的含水炸药的概念,其最终产品的水含量已由普通乳化炸药的8%~15%下降到3%~5%,外观形态不再是乳胶体,而是以极薄油膜包复的硝酸铵等无机氧化剂盐结晶粉末。第139页,共183页,2023年,2月20日,星期三
由于它保持了乳化炸药体系中氧化剂与燃烧剂接触紧密充分的特点,且呈粉末状态,故它无需有意识地引入敏化气泡,就可以具有雷管感度和较好的爆炸性能。实践证明,粉状乳化炸药不仅具备了乳化炸药优良的爆炸性能和较好的抗水性能,而且具有工业粉状炸药形态好的优点。第140页,共183页,2023年,2月20日,星期三
六、液体炸药(liquidexplosives)液体炸药可分为液体单质炸药和液体混合炸药两种。多数液体单质炸药的性能不适合工程应用,如硝化甘油及二硝基二甘油醇的机械感度较高,而丙二醇二硝酸酯的撞击感度虽然较低,但其安定性较差,因此未能得到广泛应用。第141页,共183页,2023年,2月20日,星期三
液体混合炸药通常是由氧化剂、可燃剂和添加剂组成。由于液体混合炸药各组分之间为分子混合,具有较为理想的分散性和均匀性,能形成均匀、连续的混合爆炸体系,因此,在工程应用方面有其独特的优点。液体混合炸药主要有以下一些品种:(1)含硝酸、氮的氧化物、硝基甲烷或双氧水等的液体炸药,(2)高氯酸脲为基的液体炸药,(3)氨基酸(醛)类液体炸药,(4)含有硝酸肼的液体炸药。
第142页,共183页,2023年,2月20日,星期三
在液体炸药的应用方面,目前国内外均处于实验研究阶段,由于某些技术难关未能突破而受到限制。但是在不久的将来,液体炸药在民用特种爆破工程上必将得到广泛的应用。第143页,共183页,2023年,2月20日,星期三第144页,共183页,2023年,2月20日,星期三主要内容第三章起爆器材与起爆方法3.1基本概念
3.2火雷管起爆法3.3导爆索起爆法3.4导爆管雷管起爆法3.5电力起爆法:第145页,共183页,2023年,2月20日,星期三第一节基本概念起爆材料(各种雷管)传爆材料(导火索、导爆管
)工程爆破中使用的起爆器材主要有:雷管、导火索、导爆索、导爆管、导爆管连接元件、继爆管(detonatingrelay)和起爆药柱等。
起爆器材的种类:(继爆管、导爆索)
起爆能炸药虽然属于不稳定的化学体系,但只有在一定的外界能量的作用下才能起爆,这种外界能量叫做起爆能。(initiationpower)起爆器材--用于起爆炸药的器材。第146页,共183页,2023年,2月20日,星期三工业雷管雷管
雷管是管壳中装有起爆药,通过点火装置使其爆炸而后引爆炸药的装置。(blastingcap)
工业雷管按其装药填量的多少分为10个等级号数愈大,起爆力愈强。
常用:8号雷管和6号雷管雷管号数成分起爆药加强药药量/g二硝基重氮酚雷汞三硝基间苯二酚铅(氮化铅)黑索金(或钝化黑索金)特屈儿黑索金梯恩梯特屈儿梯恩梯6号雷管0.3±0.020.4±0.020.1±0.020.21±0.020.42±0.020.42±0.020.5±0.02—8号雷管0.3~0.36±0.020.4±0.020.1±0.020.21±0.020.7~0.72±0.020.7~0.72±0.020.7~0.72±0.020.7~0.72±0.02第147页,共183页,2023年,2月20日,星期三常用工业雷管工程爆破中常用的工业雷管有:火雷管、和非电雷管等。普通电雷管、磁电雷管、数码电子雷管电雷管瞬发电雷管、秒与半秒延期电雷管、毫秒延期电雷管等工业雷管两个方面的要求:(1)技术条件方面的要求(2)生产经济条件方面的要求第148页,共183页,2023年,2月20日,星期三起爆方法分类火雷管起爆法导爆管雷管起爆法电雷管起爆法数码电子雷管起爆法
电力起爆法无线起爆法雷管起爆法导爆索起爆法药包起爆法非电起爆法第149页,共183页,2023年,2月20日,星期三第二节火雷管起爆法
火雷管起爆法是利用导火索传递火焰引爆雷管再起爆炸药的一种方法,又称导火索起爆法、火花起爆法。火雷管起爆材料由导火索、火雷管和点火材料3部分组成。火雷管结构示意图1—管壳;2—传火孔;3—加强帽;4—正起爆药;5—加强药;6—聚能穴第150页,共183页,2023年,2月20日,星期三导火索工业导火索结构示意图1—芯线;2—索芯;3—内层线;4—中层线;5—防潮层;6—纸条层;7—外线层;8—涂料层
工业导火索在外观上一般呈白色,其外径一般为5.2~5.8mm,药芯药量一般为7~8g/m。燃烧速度为100~125s/m。为了保证可靠地引爆火雷管,导火索的喷火强度(喷火长度)不小于40mm。导火索在燃烧过程中不应有断火、透火、外壳燃烧、速燃和爆燃等现象。导火索的燃烧速度和燃烧性能是导火索质量的重要标志。导火索还应具有一定的防潮耐水能力:在1m深的常温静水中浸泡4h后,其燃速和燃烧性能不变。第151页,共183页,2023年,2月20日,星期三点火筒点火棒点火线自制导火索段点火材料ABCD(点火材料)第152页,共183页,2023年,2月20日,星期三火雷管起爆法施工工艺A
起爆雷管的制作。
B
起爆药包的制作。
C
点火时的施工工艺:1.单人点火时,一人连续点火的根数(或分组一次点火的组数);地下爆破不得超过5根(组),露天爆破不得超过10根(组);
2.导火索长度应保证点完导火索后,人员能撤至安全地点,但最短不得短于1.2m。
3.从最后炮响算起,应超过5min方准许检查人员进入爆破作业地点;
4.如不能确认有无盲炮,应经15min后才能进入爆区检查。第153页,共183页,2023年,2月20日,星期三震源导爆索铅锑管导爆索油井导爆索安全导爆索
普通导爆索导爆索的分类第三节导爆索起爆法导爆索
导爆索是用单质猛炸药黑索金或太安作为索芯,用棉、麻、纤维及防潮材料包缠成索状的起爆器材。
导爆索可以直接引爆工业炸药,用导爆索组成的起爆网路可以起爆群药包,但导爆索网路本身需要雷管先将其引爆。导爆索起爆法属非电起爆法。
12354第154页,共183页,2023年,2月20日,星期三继爆管的作用与结构
继爆管是一种专门与导爆索配合使用,具有毫秒延期作用的起爆器材。
继爆管继爆管结构示意图a单向继爆管;b双向继爆管1—消爆管;2—大内管;3—外套管;4—延期药;5—加强帽;6—正起爆药;7—副起爆药;8—导爆索;9—连接管第155页,共183页,2023年,2月20日,星期三导爆索起爆网路(1)
导爆索并联网路(a)并簇联;(b)分段并联1—起爆雷管;2—主导爆索;3—支导爆索;4—引爆索;5—药包第156页,共183页,2023年,2月20日,星期三导爆索起爆网路(2)
导爆索串联网路1—雷管;2—导爆索;3—药包
双向分段并联网路1—雷管;2—主导爆索;3—支导爆索4—被引爆索;5—药包第157页,共183页,2023年,2月20日,
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