耐热型铵油炸药的制备及性能

为了提高铵油炸药的耐热性,提高露天煤矿火区爆破的安全性和效率,利用C80微量量热仪和自研简易恒温大药量试验研究了A、B、C 3种添加剂对铵油炸药热稳定性的影响,通过爆速测试确定了耐热型铵油炸药配方。结果表明,纯铵油炸药活化能为188.93kJ/mol,含质量分数5%添加剂A、添加剂B、添加剂C的铵油炸药活化能分别为208.76、203.54和201.14kJ/mol,3种添加剂均可提高铵油炸药的耐热性,添加剂A对热分解的抑制效果最好;纯铵油炸药爆速为3522.5m/s,含质量分数5%添加剂A、添加剂B、添加剂C的铵油炸药爆速分别为3405.0、2142.5和2415.5m/s,添加剂A对铵油炸药爆炸性能影响最小。设计的一种新型的耐热型铵油炸药配方为:多孔粒状硝酸铵与柴油的质量比为94∶6,外加质量分数为5%~8%的添加剂A。耐热型铵油炸药在200~300℃的高温环境下具有高的热稳定性,并且在高温环境中经过较长时间仍能可靠使用,爆炸威力能够满足火区爆破的需求。

基于热爆炸理论的铵油炸药高温炮孔耐热行为预测

针对目前露天煤矿高温爆破使用铵油炸药情况,为探究高温炮孔中铵油炸药热爆炸临界温度,通过C80微量量热仪对2种铵油炸药进行实验得到热分解动力学参数,运用Semenov与Frank-Kamenetskii热爆炸模型分别对2种炸药在孔深为6 m和10 m、孔径为90 mm和200 mm下进行了热爆炸临界理论计算,并且计算了2种炸药不同温度下的热爆炸延滞期。结果表明:添加5%(质量分数)甲酰胺的耐热型铵油炸药比普通型铵油炸药自加速分解温度SADT高出约60℃;SADT温度随着孔径的增大而下降,Semenov模型中下降了5℃左右,Frank-Kamenetskii模型对孔径的敏感度更高,下降了约10℃,且耐热铵油炸药具有更长的延滞期,其在露天煤矿火区爆破中具有较好的耐热预期。

耐热型铵油炸药露天煤矿火区爆破试验及分析

由于煤炭的自燃,造成某些露天煤矿开采中部分煤层上方岩石覆盖层处于高温状态,在此区域进行的爆破剥离属于高温爆破,俗称火区爆破。为提高露天煤矿火区爆破的安全性和效率,采用耐热型铵油炸药在火区爆破现场进行了对比试验。结果表明:在炮孔温度为80~150℃的范围,耐热型铵油炸药的爆炸性能良好,接近普通铵油炸药,可以满足火区岩石爆破的能量需要,并直接装填炮孔,不需要隔热或降温,减少了隔热防护的费用,提高了爆破效率和安全。