第二節(jié)-礦用炸藥課件

第二節(jié)礦用炸藥1礦用炸藥分類(lèi)：1、按使用范圍分為：煤礦許用炸藥；巖石炸藥；露天爆破工程中使用的炸藥。2、按炸藥成分分為：硝酸銨類(lèi)炸藥、硝化甘油類(lèi)炸藥、水膠炸藥、乳化炸藥等。3、按炸藥作用特點(diǎn)分為：起爆藥、猛炸藥。2一、炸藥發(fā)展概況最早的炸藥──黑色火藥，是9世紀(jì)初或更早時(shí)間，由中國(guó)練丹師們發(fā)明的。10世紀(jì)，中國(guó)古代首先將火藥用于軍事。后來(lái)火藥由蒙古人和阿拉伯人傳入歐洲。直至19世紀(jì)，黑色炸藥一直是世界上唯一的爆炸材料。3苦味酸──1771年由英國(guó)的P·沃爾夫首先合成。它是一種黃色結(jié)晶體，最初是作為黃色染料使用，1885年法國(guó)用它填炮彈之后，才在軍事上得到應(yīng)用。黃色炸藥的名稱(chēng)便由此而來(lái)?？辔端崾且环N猛炸藥，在19世紀(jì)末使用非常廣泛。雷汞──1779年由英國(guó)化學(xué)家E·霍華德發(fā)明。雷汞是一種起爆藥，它用于配制火帽擊發(fā)藥和針刺藥，也可用于裝填爆破用的雷管。4硝化甘油──1846年意大利化學(xué)家A·索布洛把半份甘油滴入一份硝酸和兩份濃硫酸混合液中而首次制得。硝化甘油是一種烈性液體炸藥，輕微震動(dòng)即會(huì)劇烈爆炸，危險(xiǎn)性大，不宜生產(chǎn)。1859年之后，瑞典的諾貝爾和他的父親及弟弟共同研究硝化甘油的安全生產(chǎn)方法，終于在1862年用“溫?zé)岱ā苯捣讼趸视?，使之能夠比較安全地成批生產(chǎn)。5梯恩梯（TNT）──1863年由J·威爾勃蘭德發(fā)明。梯恩梯的化學(xué)成份為三硝基甲苯，這是一種威力很強(qiáng)而又相當(dāng)安全的炸藥，即使被子彈擊穿一般也不會(huì)燃燒和起爆。黃色單斜晶體，味苦。在240℃爆炸。爆炸力較苦味酸略小。但使用較安全。它在20世紀(jì)初開(kāi)始廣泛用于裝填各種彈藥和進(jìn)行爆炸，逐漸取代了苦味酸。在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前，梯恩梯一直是綜合性能最好的炸藥，被稱(chēng)為“炸藥之王”。6黑索今──1899年由德國(guó)人亨寧發(fā)明的。在原子彈出現(xiàn)以前，它是威力最大的炸藥，又被稱(chēng)為“旋風(fēng)炸藥”。在第二次世界大戰(zhàn)之后，曾取代了梯恩梯的“炸藥之王”的寶座。學(xué)名：環(huán)三次甲基三硝基胺，是一種高級(jí)炸藥，用作雷管的傳爆藥。經(jīng)過(guò)鈍化的黑索金，用來(lái)裝填導(dǎo)爆索或配成TNT和黑索金混合炸藥。7二、煤礦許用炸藥概念：是經(jīng)主管部門(mén)批準(zhǔn)，符合國(guó)家安全規(guī)程規(guī)定，允許在有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下工作面或工作地點(diǎn)使用的炸藥。型號(hào)：共分五級(jí)多個(gè)型號(hào)，適用于不同的工程條件，其中1、2級(jí)適用于低沼礦井，3級(jí)適用于高沼礦井，4級(jí)適用于煤與瓦斯突出礦井，5級(jí)用于溜煤眼爆破或石門(mén)揭煤層爆破。8煤礦炸藥安全等級(jí)要求：第三百二十條

井下爆破作業(yè)，必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管。煤礦許用炸藥的選用應(yīng)遵守下列規(guī)定：（一）低瓦斯礦井的巖石掘進(jìn)工作面必須使用安全等級(jí)不低于一級(jí)的煤礦許用炸藥。（二）低瓦斯礦井的煤層采掘工作面、半煤巖掘進(jìn)工作面必須使用安全等級(jí)不低于二級(jí)的煤礦許用炸藥。（三）高瓦斯礦井、低瓦斯礦井的高瓦斯區(qū)域，必須使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的煤礦許用炸藥。有煤（巖）與瓦斯突出危險(xiǎn)的工作面，必須使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的煤礦許用含水炸藥。嚴(yán)禁使用黑火藥和凍結(jié)或半凍結(jié)的硝化甘油類(lèi)炸藥。同一工作面不得使用2種不同品種的炸藥。9煤礦許用炸藥的安全等級(jí)及使用范圍炸藥名稱(chēng)安全等級(jí)使用范圍2號(hào)煤礦銨銻炸藥一級(jí)低瓦斯礦井巖巷掘進(jìn)2號(hào)抗水煤礦銨銻炸藥一級(jí)低瓦斯礦井巖巷掘進(jìn)一級(jí)煤礦水膠炸藥一級(jí)低瓦斯礦井巖巷掘進(jìn)3號(hào)煤礦銨銻炸藥二級(jí)低瓦斯礦井3號(hào)抗水煤礦銨銻炸藥二級(jí)低瓦斯礦井二級(jí)煤礦乳化炸藥二級(jí)低瓦斯礦井三級(jí)煤礦水膠炸藥三級(jí)煤與瓦斯突出礦井三級(jí)煤礦乳化炸藥三級(jí)煤與瓦斯突出礦井四級(jí)煤礦乳化炸藥四級(jí)煤與瓦斯突出礦井離子交換炸藥五級(jí)煤與瓦斯突出礦井五級(jí)煤礦食鹽被筒炸藥五級(jí)溜煤眼煤與瓦斯突出礦井10煤礦許用炸藥的要求（1）爆熱、爆溫、爆壓應(yīng)符合安全等級(jí)要求；（2）炸藥反應(yīng)必須完全；（3）氧平衡應(yīng)接近零氧平衡；（4）應(yīng)加入消焰劑；（5）不含有易燃物；（6）有較好的爆轟感度和傳爆能力。11礦用炸藥常見(jiàn)異常及其影響異常情況影響受潮或超期變質(zhì)硬化爆力降低、傳爆不好、易產(chǎn)生殘爆或拒爆、有害氣體多性能不穩(wěn)定易產(chǎn)生殘爆或拒爆、爆燃外皮破損、漏藥、破乳爆破效果差、易產(chǎn)生殘爆或拒爆、爆燃?xì)鉁剌^低（特別在0℃以下）水膠炸藥爆力隨溫度降低而降低可能產(chǎn)生殘爆或拒爆、爆燃121314（一）硝酸銨類(lèi)炸藥我國(guó)煤礦應(yīng)用最廣泛的炸藥。1）銨梯炸藥是由硝酸銨和梯恩梯兩種單一炸藥以及其他幾種非爆炸性物質(zhì)按一定配比組成的混合炸藥。它是煤礦井下使用最普遍的一種硝酸銨類(lèi)炸藥。銨梯炸藥按使用范圍可分為巖石銨梯炸藥和煤礦銨梯炸藥兩種主要成分是：1、硝酸銨（NH4NO3代號(hào)AN）氧化劑，含量在60％以上，是一種白色結(jié)晶粒狀或粉狀的弱性炸藥，感度很低；易吸潮而結(jié)塊，感度進(jìn)一步降低，明火也不能點(diǎn)燃，主要成分。2、梯恩梯（TNT）即三硝基甲苯，還原劑又稱(chēng)敏化劑，含量10％－20％，淡黃色片狀結(jié)晶，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，吸濕性弱，不易變質(zhì)，機(jī)械感度和熱感度低，但爆轟感度高，不溶于水，在水中也能被起爆，爆炸威力較大。153、木粉10％以下，作為可燃劑，平衡硝酸銨中多余的氧；作為疏松劑，可阻止硝酸銨結(jié)塊。木粉還能提高炸藥的敏感性。4、食鹽15％－20％，是消焰劑和阻化劑。吸收熱量，降低爆溫，防止引爆瓦斯。5、石蠟或?yàn)r青，抗水劑和可燃劑。此種炸藥分1、2、3號(hào)，號(hào)越小威力越大，號(hào)越大安全性越好。目前在施工中普遍使用的是2號(hào)和3號(hào)，其中2號(hào)用于低沼礦，3號(hào)用于高沼礦，雙突礦井或雙突工作面應(yīng)使用被筒炸藥或離子交換炸藥。16規(guī)格:銨梯炸藥均為粉狀，用涂蠟紙包裹為150g重量的圓柱形藥卷，規(guī)格有φ32×190mm和φ35×170mm兩種。藥卷一端為平頂，另一端為向內(nèi)凹入的窩心稱(chēng)聚能穴，利于傳爆。裝藥時(shí)應(yīng)使聚能穴對(duì)準(zhǔn)傳爆方向。有限使用期為4－6個(gè)月。17煤礦銨梯炸藥的組成、性能與爆炸參數(shù)：組成、性能、參數(shù)煤礦銨梯炸藥1號(hào)2號(hào)3號(hào)1號(hào)抗水2號(hào)抗水3號(hào)抗水組成%硝酸銨68±1.571±1.567±1.568.5±1.572±1.567±1.5梯恩梯15±0.510±0.510±1.515±0.510±0.510±0.5木粉2±0.54±0.53±0.51±0.52.2±0.52.6±0.5食鹽15±1.015±1.020±1.015±1.015±1.020±1.0瀝青———0.2±0.050.4±0.10.2±0.05石蠟———0.2±0.050.4±0.10.2±0.05性能水份不大于%0.30.30.30.30.30.3密度g/cm30.95～1.10.95～1.10.95～1.10.95～1.10.95～1.10.95～1.1猛度mm121010121010爆力ml290250240290250240殉爆cm654644爆速m/s350936003262367536003397氧平衡-0.201.281.86-0.0041.481.12182）廉價(jià)炸藥。不含梯恩梯的硝酸銨類(lèi)炸藥，價(jià)格十分低廉，故名廉價(jià)炸藥。這種炸藥原料來(lái)源豐富、加工制造簡(jiǎn)便、使用安全、成本低廉，但敏感度低，爆炸反應(yīng)穩(wěn)定性差、反應(yīng)不完全、威力小，產(chǎn)生的有毒有害氣體多，有效貯存期短，故在煤礦井下應(yīng)用不多。國(guó)產(chǎn)廉價(jià)炸藥主要有銨油、銨瀝蠟和銨松蠟三種。193）粉狀高威力硝銨炸藥。這種炸藥是在銨梯炸藥的組成中加入了比梯恩梯能量和猛度還要大的猛炸藥黑索金和高熱劑鋁等制成的。是為滿(mǎn)足硬巖深孔爆破、大斷面一次成巷和堅(jiān)硬巖石頂板的大面積強(qiáng)制放頂?shù)鹊男枰?0

（二）含水炸藥

1）漿狀炸藥

是一種由氧化劑的水溶液、敏化劑和膠凝劑等基本成分組成的混合炸藥。其常態(tài)為粘膠漿糊狀，故而得名漿狀炸藥，其主要優(yōu)點(diǎn)呈抗水性能強(qiáng)，密度大，可塑性大，爆炸威力大。大多用于露天礦和井下無(wú)沼氣和煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面。21（2）煤礦水膠炸藥水膠炸藥是在漿狀炸藥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的含水炸藥。它是由氧化劑飽和水溶液和懸浮在溶液中的其它固體成分顆粒所組成的漿狀物。它與漿狀炸藥的本質(zhì)區(qū)別在于用硝酸甲銨這種水溶性的敏化劑取代了猛炸藥，因而使爆轟感度大為增加，并且有威力大（爆速4000m/s，猛度15－20mm，爆力360ml）、安全性好（對(duì)機(jī)械作用、火花不敏感，產(chǎn)生毒氣少，安全性高于3號(hào)煤礦銨梯炸藥）、抗水性強(qiáng)（水膠炸藥在10－25℃水中浸泡4小時(shí)仍能用雷管起爆）、密度高（1.2g/cm3～1.25g/cm3），適應(yīng)堅(jiān)硬巖石深孔爆破的特點(diǎn)，深受現(xiàn)場(chǎng)歡迎。22煤礦安全型水膠炸藥分SM-Ⅰ、SM-Ⅱ、SM-Ⅲ三種，號(hào)數(shù)越小威力越大，號(hào)數(shù)越大安全性越好。其中SM-Ⅰ型適用于低沼礦，SM-Ⅱ型適用于高沼礦，SM-Ⅲ適用于突出礦井。水膠炸藥由氧化劑硝酸銨，水溶液H2O，采用化學(xué)交聯(lián)技術(shù)，使其呈凝膠狀態(tài)組成的飽和水溶液；敏化劑硝酸甲胺；表面活性劑十二烷基磺酸鈉；穩(wěn)定劑尿素等組成。23炸藥名稱(chēng)密度g/cm3爆速m/s爆炸能J/g用途SM-11.624018703高沼礦井硬煤爆破SM-20.873556696高沼礦井軟煤爆破SM-30.734138758高沼礦井硬煤夾矸爆破SM-41.724200807高沼礦井硬巖爆破SM-11.023453546突出礦井軟巖爆破SM-21.023384480突出礦井軟煤爆破SM-31.022792440突出礦井軟煤爆破煤礦水膠炸藥特性243）乳化炸藥又叫乳膠炸藥。是在水膠炸藥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型抗水炸藥。我國(guó)生產(chǎn)使用的乳化炸藥主要有露天乳化炸藥、巖石乳化炸藥和煤礦乳化炸藥三種。乳化炸藥的氧化劑為硝酸銨和硝酸鈉飽和水溶液被乳化成微細(xì)液滴分散在連續(xù)的油相中，構(gòu)成油包水型乳膠體，提高抗凍性和起爆感。25敏化劑采用猛炸藥、鋁粉，用于提高含水炸藥的敏感度?？扇紕┲饕遣裼突蚴?。乳化劑常用斯本—80，用量為炸藥的0.5％－6％，能在氧化劑水溶液中形成油包水型乳狀體系，還有少量添加劑，是乳化促進(jìn)劑、晶形改性劑和穩(wěn)定劑之類(lèi)的物質(zhì)。2627根據(jù)瓦斯的安全性，煤礦乳化炸藥分為5級(jí)，目前生產(chǎn)的主要有2、3、4級(jí)三種。2級(jí)適用于高沼礦井，3級(jí)適用于雙突礦井，4級(jí)適用于突出最危險(xiǎn)的礦井。在選用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)礦井沼氣等級(jí)選用，不得相互混用。乳化炸藥的猛度、爆速和感度均較高，可以用一只8號(hào)雷管起爆，密度在較寬范圍內(nèi)（1.05～1.30g/cm3）可調(diào)，且具有良好的抗水性，加工使用安全，可在現(xiàn)場(chǎng)直接混制，實(shí)現(xiàn)裝藥機(jī)械化。但它的缺點(diǎn)主要是爆力低，只能用于軟巖和煤層爆破工作。28乳化炸藥的組成及性能組成與性能炸藥型號(hào)RL-2EL-103RJ-1MRY-3cLH組成%硝酸銨硝酸鈉尿素水乳化劑石蠟燃料油亞硝酸鈉甲胺硝酸鹽添加劑65152.510322.5———53～6310～151.0～2.59～110.5～1.31.8～3.51～20.1～0.3——50～705～15—8～150.5～1.51～41～30.1～0.75～200.1～0.360～6510～15—10～151～2.53～6臘0.1～0.5—0.4～1.050～7015～30—4～120.5～2.51～8油——0～4性能猛度mm爆力ml爆速m/s殉爆cm12～20302～3043600～42005～2316～19—4033～46001216～193014500～5400916～19—4500～5200815～17295～3304500～5500—29（三）、硝化甘油類(lèi)炸藥瑞典化學(xué)家阿爾弗雷德·諾貝爾在1866年發(fā)展出的一種炸藥。主要成份是硝化甘油與硅藻土。諾貝爾于1867年申請(qǐng)專(zhuān)利并因此而致富。

硝化甘油是本身是爆炸物但是極不穩(wěn)定，在強(qiáng)烈晃動(dòng)下即會(huì)爆炸。諾貝爾以三份硝化甘油及一份硅藻土，再加上少許碳酸鈉，使炸藥穩(wěn)定而可運(yùn)輸與儲(chǔ)存。優(yōu)點(diǎn)：爆炸威力大，抗水性強(qiáng)，爆轟穩(wěn)定性高；缺點(diǎn)：使用安全性差，成本高。30（四）離子交換炸藥離子交換炸藥的安全度，是我國(guó)現(xiàn)有煤礦安全炸藥中最高的品種，它具有一種“選擇爆轟”的獨(dú)特性質(zhì)，在不同的爆破條件下，它會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)消焰劑的有效數(shù)量和作用。例如，在炮孔內(nèi)爆炸強(qiáng)烈，交換鹽的反應(yīng)更強(qiáng)，生成的氯化鈉更多，其消焰降溫的作用更強(qiáng)。反之爆炸能量自動(dòng)降低。減少爆熱與爆溫，避免引爆瓦斯。因?yàn)橄跛徕c和氯化銨的混合物在通常情況下，交換鹽比較安定，不發(fā)生化學(xué)變化，但在爆炸的高溫高壓條件下，交換鹽就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)行離子交換，生成氯化鈉和硝酸銨。氯化鈉起消焰作用，有效的降低爆溫和抑制瓦斯引燃。硝酸銨作為氧化劑加入爆炸反應(yīng)。31離子交換炸藥的組成性能組成與性能1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)組成%硝酸脂硝酸銨硝