中南大爆破工程课件05矿用炸药

第五章矿用炸药补充内容：工业炸药的分类第一节铵梯炸药第三节铵油炸药第四节铵松蜡炸药第五节硝化甘油炸药第六节浆状炸药第七节水胶炸药第八节乳化炸药补充内容：工业炸药的分类1．工业炸药按其组成和物理特征分为五大类17小类，如表1所示。

补充内容：工业炸药的分类2．工业炸药按用途分为五种

3．工业炸药按其特性或特征分为五种

补充内容：工业炸药的分类4．工业炸药的全称将炸药的类别、用途及特性和特征及产品序号和安全级别全部反映出来。一般表示为：产品序号+特性或特征+炸药用途+炸药类别。代号表示为：炸药类别+炸药用途+产品序号或安全级别+特性或特征。如2号抗水露天铵梯炸药，代号AT-L-2（KS）。如果为普通炸药，没有特性或特征，则省略该项，如三级煤矿许用水胶炸药等，代号SJ-M-III。

第一节铵梯炸药铵梯炸药的全称叫工业粉状铵梯炸药，简称铵梯炸药（Industrialpowderyexplosivecontainedammoniumnitrateandtrinitrotoluene）

一、铵梯炸药的主要成分

1．硝酸铵（1）硝酸铵的物理化学性质

呈白色晶体，有时其中含有少量铁盐和铁的氧化物，这时略呈黄色。根据不同的生产需要，硝酸铵可以制成细粉状、粒状和多孔粒状。比重：1.59~1.71g/cm3。堆积密度为0.68~0.78g/cm3，熔点169.6℃硝酸铵的晶体有正方形、α菱形、β菱形、斜方面体和正方面体等五种形式。每一种晶体只有在一定温度下才能稳定。（温度发生改变，晶体性状亦发生改变）。硝酸铵能溶于水。第一节铵梯炸药干燥的硝酸铵与金属作用缓慢，熔融时能与铜、铅、锌等起作用。生成爆炸性能较强的亚硝酸盐。然而，硝酸铵不与铝发生作用，所以生成硝酸铵类炸药时亦采用铝制工具。（2）硝酸铵的爆炸性能硝酸铵具有爆炸性能，然而它对火焰、加热、冲击、摩擦等的敏感度都很低；硝酸铵很难用火来点燃，当温度加热到200℃时，分解为有毒气体NO和NO2，300℃时发生燃烧，当温度加热到400℃时，硝酸铵发生爆炸。（3）硝酸铵的吸湿结块性（4）硝酸铵的作用：作为氧化剂。第一节铵梯炸药2．梯恩梯

氧平衡率为-74%，负氧平衡。

起到敏化剂的作用和还原剂的作用。3．木粉

起到疏松剂的作用。木粉的分子式有两种形式。一种是C50H72O33，M=1200，O.B=-137%，定容生成热为6637.8kg/mol；另一种是C15H22O10，M=362，O.B=-137%，定容生成热为2002.2kg/mol。

木粉的是负氧平衡，故他也起到还原剂的作用。

第一节铵梯炸药二、铵梯炸药的分类及技术规格

铵梯炸药按使用范围分为露天铵梯炸药，岩石铵梯炸药和煤矿许用铵梯炸药三大类。按抗水性能分为普通铵梯炸药和抗水铵梯炸药两大类。露天铵梯炸药适用于露天爆破工程，岩石铵梯炸药适用于露天和无瓦斯和煤尘爆炸危险的地下爆破工程，煤矿许用铵梯炸药适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿爆破工程。抗水铵梯炸药适用于一般有水作业的爆破工程。

露天炸药有1号、2号、3号露天铵梯炸药。岩石炸药有2号、3号岩石铵梯炸药和2号、4号抗水岩石铵梯炸药。

2#岩石炸药，配比是：硝酸铵85%、梯恩梯11%、木粉4%。

每千克炸药爆炸后生成的CO，不超过80L。

加入消焰剂——食盐，一般加入15%~20%。

2号和3号煤矿许用炸药。

第一节铵梯炸药表5-1各种铵梯炸药的组分含量及性能指标第一节铵梯炸药三、铵梯炸药的特性

1．安全性能好

2．爆炸威力较高，要比硝酸铵高的多，矿山上常用。

3．与硝化甘油相比，成本大大降低。能够广泛的应用。

4．硝酸铵具有吸湿结块性，不能用于有水工作面。第二节铵油炸药铵油炸药（Ammoniumnitratefueloilexplosive，简称ANFO）

一、铵油炸药炸药的成分

主要成分是硝酸铵、柴油、木粉

柴油是多种烃类混合物，其分子式通常以C16H32和C12H20为代表，氧平衡值为-327.2%

在炸药中作还原剂。另外，为了提高铵油炸药的爆炸性能，还要加入一些添加剂，如铝粉。试验表明，当铵油炸药的配比为：硝酸铵94~94.5%,柴油5.2~6%时，铵油炸药爆炸后所产生的有毒气体最少，爆热、爆力、爆速和猛度都达到最大值。然而这没有考虑木粉，若加入木粉，则一般采用以下配比：硝酸铵92%、柴油4%、木粉4%。第二节铵油炸药二、铵油炸药的生产工艺流程铵油炸药的加工方法有两种：轮碾热混方法和冷加工方法

轮碾热混方法需要在炸药厂完成；冷加式方法可以在现场完成。三、多孔粒状铵油炸药

主要成分：多孔粒状硝酸铵：94.0%~95.0%，轻柴油：5.0%~6.0%。第二节铵油炸药四、铵油炸药评价

与铵梯炸药相比，成本大大降低，（用柴油代替TNT）容易大量使用。

感度较低，但能用8#雷管起爆，所以生产、运输、储存和使用都很安全。（现场配制的是无雷管感度炸药，需要用其他炸药起爆）也具有吸湿结块性，不能用于有水工作面。五、重铵油炸药又称为乳化铵油炸药，是由乳胶浆体和粒状铵油炸药混合后得到的一种混合物。（25：75）。乳胶体是由硝酸铵溶液的液滴在高温下和柴油、气泡、乳化剂等结合而成的。混合后，密度由0.81g/cm3变为1.15g/cm3。爆能提高40%左右。

第三节铵松蜡炸药铵松蜡炸药是一种抗水炸药。一、铵松蜡炸药的成分铵松蜡炸药的成分包括：硝酸铵、松香、石蜡、木粉，也可以加入适量的柴油。铵松蜡炸药的原理就是用憎水性的物质——松香和石蜡来裹住硝酸铵颗粒而制成的一种抗水炸药。松香是松脂（松油）蒸馏出松节油后的剩余物，其中含有90%的松香酸C19H39COOH以及10%的松香烃C19H40。它的分子结构一端是极性的-COOH基，另一端时非极性的-CH（CH3）2基，因而在与水或油接触时，有定向吸附作用。

加入石蜡后即可使其脆性降低，很容易裹住硝酸铵颗粒。

第二节铵松蜡炸药二、铵松蜡炸药的性能爆炸性能接近2#岩石炸药。适用于中硬以上的岩石。具有一定的防潮抗水能力，在两季或潮湿环境当中敞露在空气当中一段时间后，铵松蜡炸药还会因吸湿潮解而失效。有毒气体生产量偏高，井下使用时是2#岩石炸药的1.4倍。

石蜡和松香的燃点低，不能用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的地下工程。

在有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山可用铵沥蜡炸药。第四节硝化甘油炸药硝化甘油炸药又叫诺贝尔安全炸药。英文名Nitroglycerineexplosive或Dynamite(代那买特)。

一、硝化甘油炸药的主要成份

1867年，诺贝尔以一份硅藻土，吸收三份硝化甘油，使硝化甘油变成团块状固体炸药，此时称古尔代那买特；1876年改用硝化棉作为吸收剂。硝化棉（NG），分子式：C12H14N6O22

以6％~8％硝化棉，溶于94％~92％硝化甘油，形成冻胶状的微黄色、半透明的弹塑性炸药物质，称为爆胶。

向爆胶中掺入氧化剂、可燃物以及其它附加剂，混合均匀，即成为胶质硝化甘油炸药。粉状硝化甘油炸药中硝化甘油含量一般不超过10％。第四节硝化甘油炸药二、掌握要点1．主要成分是硝化甘油。2．以硝化棉为吸收剂。3．加入硝酸钾、硝酸铵或硝酸钠作为氧化剂。4．加入少量木粉作为还原剂和疏松剂。5．硝化甘油的氧平衡率为+3.5%，可以近似的认为达到零氧平衡。然而加入其它成分如木粉后，就必须加入氧化剂，另外可以用硝酸盐代替部分硝化甘油。6．加入硝化乙二醇和丙三醇硝酸酯可降低炸药的冻结点。7

．根据氧化剂的多少，分为胶质硝化甘油和粉状硝化甘油两种。第五节浆状炸药浆状炸药（Slurryexplosive；Slurries）。

1956年由一名美国人库克和一名加拿大工程师共同研制成功的。浆状炸药是一种抗水炸药，能用在有水的工作面。浆状炸药又是一种含水的抗水炸药，是将硝酸铵溶解于水，制成硝酸铵水溶液。一、浆状炸药的主要成分1．氧化剂水溶液

硝酸铵溶解于水，制成硝酸铵水溶液，作为氧化剂。有时亦可加入少量的硝酸钾和硝酸钠。水的含量一般为10%~20%。

第五节浆状炸药2．敏化剂

猛炸药：一般加入TNT或硝化甘油；金属粉：铝粉和镁粉；可燃物：柴油、金属粉、木粉他们既是还原剂又是敏化剂；发泡剂：亚硝酸钠。容易产生热点，也是敏化剂。3．胶凝剂作用：将不溶于水的固体颗粒以及柴油和水溶液之间均匀的混合在一起。使固体颗粒和柴油呈悬浮状态均匀分布。另外，胶凝剂起的增稠作用。槐豆胶、田菁胶、皂角、胡里仁粉以及聚丙烯酰胺。

第五节浆状炸药4．其他成分

胶联剂：提高胶凝剂的胶凝效果和稠化程度。常用的硼砂或硼砂与重铬酸钠的混合水溶液。

表面活性剂：在浆状炸药中起乳化作用和增塑作用，提高耐冻能力。常采用十二烷基苯黄酸钠或十二烷基磺酸钠。安定剂：提高炸药的安定性，阻止其变质。常用尿素。二、浆状炸药的生产工艺流程工艺流程分为：固体溶解、混合胶凝、冷却包装三道工序。三、浆状炸药的性能抗水性能强。密度大。一般高于常用的铵锑炸药

威力大，爆速可达4000m/s，高于其它铵锑炸药

炸药对火焰、冲击、摩擦的感度比较低。是一种无雷管感度炸药。第六节水胶炸药水胶炸药（watergelexplosive）:以硝酸甲胺为主要敏化剂，加入氧化剂、可燃剂、密度调节剂等材料，经溶解、混合后，悬浮于有胶凝剂的水溶液中，再经化学交联而制成的一种凝胶状的工业炸药。

水胶炸药按用途主要分为岩石、煤矿许用及露天三种类型。

一、水胶炸药的组分

氧化剂水溶液：硝酸铵水溶液加少量硝酸纳，硝酸钠的作用是降低水溶液的“析晶”点，

敏化剂：采用具有爆炸性能的硝酸甲胺水溶液，硝酸甲胺比硝酸铵更容易溶解于水，

黏胶剂：一般采用古尔胶。国内用田菁胶和槐兰胶。

第六节水胶炸药二、水胶炸药的生产工艺流程（略）三、水胶炸药的特性

第六节水胶炸药密度较高：岩石水胶炸药1.05~1.3g/cm3；爆速较高，最高可达4200m/s，高于铵梯炸药和浆状炸药。感度高：可用6#和8#工业雷管起爆。抗水性能强：在水中浸泡24小时，爆速和感度不降低。成本高：硝酸甲胺的成本高，而且含量达25%~45%。

第七节乳化炸药乳化炸药（Emulsionexplosive；Emulsion）

按用途主要分为岩石、煤矿许用、露天三种类型。

一、乳化炸药的组分1．氧化剂水溶液：硝酸铵水溶液加少量硝酸钠，硝酸钠的目的就是降低“析晶”点，硝酸铵与硝酸钠的比是5：1~6：1。含水率8~16%，含水量过多会由于水的气化而吸收能量。

2．燃料油：柴油和石蜡或凡士林的混合物3．乳化剂4．敏化剂：金属粉、铝粉、镁粉，空心玻璃珠、空心塑料珠或膨胀珍珠岩粉第七节乳化炸药二、乳化炸药的主要性能

第七节乳化