2022年医学专题-第二节-矿用炸药

第二节矿用炸药(zhàyào)云南能源职业(zhíyè)技术学院第一页，共四十四页。2022/11/132矿用炸药(zhàyào)

1.要求矿用炸药应满足(mǎnzú)以下要求：原料来源广、加工易、成本低；有较大的爆炸威力和适当的敏感度；在制造、贮藏、运输、使用方面安全性高；爆炸生成的有毒、有害气体少；不会引爆瓦斯煤尘。

2.分类

（1）工业炸药按其组成和物理特征、用途分第二页，共四十四页。32022/11/13。和特性或特征分类如下(rúxià)：

①按组成和物理特征分（详见表—8

）第三页，共四十四页。表5—8工业炸药按其组成和物理(wùlǐ)特征分为五大类17小类42022/11/13第四页，共四十四页。52022/11/13②按用途(yòngtú)分工业炸药煤矿许用炸药岩石炸药露天炸药地震勘探炸药爆炸加工炸药③按特性(tèxìng)或特征分普通炸药抗水炸药难冻炸药耐热炸药被筒炸药工业炸药（详见表5—9

）（详见表5—10

）第五页，共四十四页。表—10工业炸药(zhàyào)按其特性或特征分为五种62022/11/13表—9工业炸药(zhàyào)按用途分为五种第六页，共四十四页。72022/11/13矿用炸药煤矿许用炸药岩石炸药露天炸药煤矿铵梯炸药煤矿水胶炸药煤矿乳化炸药离子交换炸药被筒炸药岩石铵梯炸药岩石水胶炸药1号、2号、3号露天炸药1号、2号、3号露天抗水炸药露天铵油炸药（2）矿用炸药(zhàyào)分类第七页，共四十四页。（3）煤矿许用炸药(zhàyào)命名AMⅠ--2AMⅠ--2(K)AMⅡ--3AMⅡ--3(K)AMⅠ--1(B)RMⅡ--1XMⅤ--1(L)XMⅣ--1(D)一二三四(五)炸药品种S—水胶炸药R—乳化炸药A—铵梯炸药X—硝化甘油炸药炸药适用性M—煤矿许用型安全级别Ⅰ－－一级Ⅱ－－二级Ⅲ－－三级Ⅴ－－五级Ⅳ－－四级不同牌号K－－抗水B－－被筒D－－当量型L－－离子交换炸药特征82022/11/13第八页，共四十四页。一、煤矿许用炸药1.使用范围此类炸药准许在一切地下工程爆破中使用，包括有煤尘与瓦斯爆炸危险的工作面。如图5—23所示。2.分级共分五级多个型号，适用于不同的工程(gōngchéng)条件，其中1、2级适用于低瓦斯矿井，3级适用于高瓦斯矿井，4级适用于煤与瓦斯突出矿井，5级用于溜煤眼爆破或石门揭煤层爆破。2022/11/139第九页，共四十四页。2022/11/1310图5—23煤矿许用炸药(zhàyào)第十页，共四十四页。

（一）煤矿铵梯炸药

1.号别此种炸药分1、2、3号，号越小威力越大，号越大安全性越好。

2.组成

（1）氧化剂：硝酸铵（NH4NO3）含量60%以上，提供氧元素；

（2）敏化剂（还原剂）：常用TNT，含量1%～15.5%，改善炸药性能，增加起爆(qǐbào)感度；

（3）疏松剂（可燃剂）：木粉，含量2022/11/1311第十一页，共四十四页。1.5%～4.5%，使硝酸铵不容易结块，平衡多余的氧；（4）防水剂：石蜡、沥青，含量各0.2%；（5）消焰剂：在煤矿许用炸药(zhàyào)中加入适量食盐（NaCl），含量14%～21%，吸收热量、降低爆温，防止引起瓦斯爆炸。3.特点由于炸药的爆炸能量和冲击波强度受到一定限制，又接近零氧平衡，再加上消焰剂降低爆热、爆温和抑制火焰的作用，炸药中不许加2022/11/1312第十二页，共四十四页。人易燃烧的铝、镁等金属粉，其安全性符合标准规定。4.应用目前在施工中普遍(pǔbiàn)使用的是2号和3号，其中2号用于低瓦斯矿，3号用于高瓦斯矿，煤与瓦斯突出矿井或工作面应使用被筒炸药或离子交换炸药。5.规格（1）直径：27mm、32mm、35mm、38mm；2022/11/1313第十三页，共四十四页。表5—11煤矿许用炸药(zhàyào)的安全等级及使用范围炸药名称安全等级使用范围2号煤矿铵锑炸药一级低瓦斯矿井岩巷掘进2号抗水煤矿铵锑炸药一级低瓦斯矿井岩巷掘进一级煤矿水胶炸药一级低瓦斯矿井岩巷掘进3号煤矿铵锑炸药二级低瓦斯矿井3号抗水煤矿铵锑炸药二级低瓦斯矿井二级煤矿乳化炸药二级低瓦斯矿井三级煤矿水胶炸药三级煤与瓦斯突出矿井三级煤矿乳化炸药三级煤与瓦斯突出矿井四级煤矿乳化炸药四级煤与瓦斯突出矿井离子交换炸药五级煤与瓦斯突出矿井五级煤矿食盐被筒炸药五级溜煤眼煤与瓦斯突出矿井2022/11/1314第十四页，共四十四页。（2）重量：l00、150、200g；（3）长度：190㎜、170mm。

6.聚能穴药卷一端为平顶，另一端向内凹入称为聚能穴，爆炸能量在聚能穴所指方向上比较集中，有利于传爆，在装药时应予注意(zhùyì)。见以下几图。2022/11/1315图5—24装药前端有空穴(kōnɡxué)时形成的聚能流第十五页，共四十四页。聚能效应(xiàoyìng)－现象聚能现象

聚能装药

聚能效应应用水面(shuǐmiàn)聚能流的形成162022/11/13第十六页，共四十四页。聚能效应(xiàoyìng)－装药聚能现象

聚能装药

聚能效应应用装药前端有空穴(kōnɡxué)时聚能流的形成衬有金属药形罩的聚能装药及金属射流(shèliú)的形式1—药形罩（能聚罩）2—爆轰波阵面3—杵体4—射流172022/11/13第十七页，共四十四页。聚能效应(xiàoyìng)－应用聚能现象

聚能装药

聚能效应应用不同装药结构的钢板(gāngbǎn)穿孔能力（a）平底药柱；（b）带有聚能穴的药柱；（c）带有药形罩的聚能药柱；（d）聚能药柱与钢板(gāngbǎn)间有炸高距离

182022/11/13第十八页，共四十四页。7.有效期岩石硝铵炸药有效(yǒuxiào)使用期限为6个月，煤矿硝铵炸药有限使用期限为4个月。（二）铵油炸药

硝酸铵与柴油的混合物。硝酸铵约95%，柴油约占5%。

1.组成

为改善爆轰性能，可加一些木粉、松香以提高爆轰惑度，加一些铝粉以提高威力；加一些表面活性剂（如十二烷基磺酸钠）以拌和均匀，使

2022/11/1319第十九页，共四十四页。爆轰更为稳定；加少许明矾及氯代十八烷胺以降低吸湿结块性。煤矿许用的铵油炸药还必需加入适量的食盐以降低爆温。

2.应用这类炸药因不含梯恩梯，故原料来源丰富，加工(jiāgōng)简单，使用安全，它的价格也特别低廉。因此在露天矿，金属矿、水力铁道等工程中使用较多。

3.特点2022/11/1320第二十页，共四十四页。这类炸药的不足之处是爆炸威力较低，比较钝感，易吸湿结块，贮存期短。

（三）浆状炸药

1.组成

（1）氧化剂水溶液：硝酸铵、少量硝酸钠、硝酸钾；

（2）敏化剂：猛炸药，TNT；金属物质(wùzhì)，铝粉；燃料，柴油、煤粉、硫磺；

（3）发泡剂：亚硝酸钠，形成敏化气泡；

（4）胶凝剂：在炸药中起增稠作用，包括胶2022/11/1321第二十一页，共四十四页。结剂和交联剂。如图5—25所示。2022/11/1322图5—25胶结剂、交联剂

（5）表面活性剂：十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，控制硝酸钠晶粒发育(fāyù)，保持炸药塑性；第二十二页，共四十四页。2022/11/1323（6）防冻剂：已二醇，提高炸药耐冻能力。

2.特点

（1）优点：炸药密度高，具有较好的可塑性，可以(kěyǐ)装满孔底并填满炮孔；抗水性强；使用安全性好。（2）缺点：感度低，一般露天矿用浆状炸药不能直接用8号雷管起爆，需用猛炸药制作的药包来起爆。（四）煤矿水胶炸药是在原有浆状炸药基础上发展起来的含水炸第二十三页，共四十四页。2022/11/1324药。

1.组成水胶炸药由氧化剂硝酸铵、水溶液H2O，采用化学交联技术使其呈凝胶状态组成的饱和水溶液，敏化剂硝酸甲铵，表面活性剂十二烷基(wánjī)磺酸钠，稳定剂尿素等组成的爆炸物。其中水溶液为连续相，悬浮的固体颗粒为分散相。水溶性敏化剂：甲基胺硝酸盐水溶液，这样就便氧化剂同还原剂的耦合状况大为改善，从而获得更好的爆炸性能。第二十四页，共四十四页。2022/11/1325这类炸药的爆轰感度较高，能用雷管直接起爆。甲基胺硝酸盐的比重为1.42，氧平衡-34％，比硝酸铵更易溶于水，不含水时可直接用雷管起。当温度≤95℃时，浓度低于86%的甲基胺硝酸盐水溶液用雷管不能起爆。人们利用这种特性，采用低于86％的甲基胺硝酸盐水溶液来生产水胶炸药以保证安全(ānquán)。水胶炸药在20℃水中浸泡4h仍能用雷管起爆，密度为1.2—1.25g/cm3，威力大，爆速为2500—4000m/s，猛度为15—20mm，爆力为第二十五页，共四十四页。2022/11/1326360mL以上，并且安全性好，对机械作用、火花均不敏感，其安全性均高于3号煤矿梯铵炸药。

2.分类煤矿许用水胶炸药分SM–Ⅰ、SM–Ⅱ、SM–Ⅲ三种，号数越小威力越大，号数越大安性越好。其中(qízhōng)SM–Ⅰ型适用于低瓦斯矿井，SM–Ⅱ型适用于高瓦斯矿井，SM–Ⅲ适用于煤与瓦斯突出矿井。

3.特点第二十六页，共四十四页。2022/11/1327（1）优点：爆炸性能如爆速和起爆感度高，可用8号雷管直接起爆；抗水性强，可塑性好，管道效应不明显，使用安全，且炸药密度、爆炸性能可在较大(jiàodà)范围内进行调节，适应坚硬岩石深孔爆破，深受现场欢迎。

（2）缺点：价格较贵。（五）煤矿乳化炸药1.组成（1）氧化剂水溶液：硝酸铵为主，并可添加硝酸钠作辅助氧化剂和水溶液被乳化成微细液滴第二十七页，共四十四页。2022/11/1328分散在连续的油相中，构成油包水型乳胶体。

（2）燃料油：柴油(cháiyóu)同石蜡的混合物，并使其具有3.1Pa·s的粘度。（3）乳化剂：制造乳化炸药的关键组分，一般认为采用斯本—80(失水山梨醇单油酸脂)，作乳化剂，效果较为理想，能在氧化剂水溶液中形成油包水型乳状体系。（4）敏化剂：敏化剂采用猛炸药，化学发泡剂或多孔性物质(空心玻璃微珠，珍珠岩等)，能形成敏化气泡，用于提高含水炸药的敏感度。第二十八页，共四十四页。2022/11/1329（5）少量添加剂：是乳化促进剂、晶形改性剂和稳定剂之类的物质。2.分类根据瓦斯矿井生产的安全性，煤矿乳化炸药分为5级，目前生产的主要有2,3,4级三级。2级适用于高瓦斯矿井，3级适用于煤与瓦斯突出矿井，4级适用于煤与瓦斯突出最危险的矿井。在使用时应严格(yángé)根据矿井瓦斯等级选用，不得相互混用。3.特性第二十九页，共四十四页。2022/11/1330氧化剂水溶液与燃料油经乳化而成的油包水型乳状液是它的爆炸性基质。薄层油膜包覆在氧化剂水溶液微滴表面(biǎomiàn)，既可防止内部水分蒸发，又可阻止外部水分浸入，使它具有非常好的抗水性能。4.特点（1）优点：密度在较宽范围内（1.05—1.30g/cm3）可调，且具有良好的抗水性，加工使用安全，可在现场直接混制，实现装药机械化。因而适用范围广；爆炸性能好，爆速一般可达第三十页，共四十四页。2022/11/13314000~5500m/s，由于爆速与密度均较高，乳化炸药猛度比2号岩石硝铵炸药高，可达15~19㎜；可用8号雷管直接起爆；乳化炸药比浆状炸药与水胶炸药抗水性更强，生产与使用安全；不需要添加(tiānjiā)猛炸药，原料来源广。

（2）缺点：炸药爆力却不比铵油炸药高，只能用于软岩和煤层爆破工作。在硬岩中使用的乳化炸药应加入热值较高的物质如铝粉、硫磺粉等。乳化炸药如图5—26所示。（六）离子交换炸药第三十一页，共四十四页。2022/11/1332图5—26乳化(rǔhuà)炸药第三十二页，共四十四页。2022/11/13331.独特性质离子交换炸药是我国现有煤矿安全炸药中安全度最高的品种，它具有一种“选择爆轰”的独特性质，在不同的爆破条件下，它会自动调节消焰剂的有效数量和作用。2.离子交换在炮孔内爆炸强烈，交换盐的反应更强，生成的氯化钠更多，其消焰降温的作用更强；反之，爆炸能量(néngliàng)自动降低，减少爆热与爆温，避免引爆瓦斯。因为硝酸钠和氯化铵的混合物在通常情第三十三页，共四十四页。2022/11/1334况下，交换盐比较安定，不发生化学变化，但在爆炸的高温高压条件下，交换盐就会发生反应，进行离子交换，生成氯化钠和硝酸铵。氯化钠弥散在爆炸点周围，起消焰作用(zuòyòng)，有效地降低爆温和抑制引燃瓦斯，与此同时生成的硝酸钠作为氧化剂加人爆炸反应。（七）被筒炸药用煤矿铵梯炸药做药芯，其外再包裹一层用消焰剂做成的“安全被筒”，这样的复合炸药，就是通常所说的被筒炸药。第三十四页，共四十四页。2022/11/1335当被筒炸药的药芯爆炸时，被筒内包裹的食盐被爆碎，并在高温下形成一层雾，笼罩着爆炸点，更好地发挥消焰作用。这种被筒的消焰剂含量可高达5％，其威力不减。（八）高威力硝铵炸药提高硝铵炸药威力的途径有以下几种：

1.增大密度增大密度可以操高爆轰压力，并在单位体积内容纳更多的药量，但硝铵类炸药密度增高以后(yǐhòu)起爆感度降低，起爆能量不足时爆速与猛度反第三十五页，共四十四页。而下降，故增大密度的效果是有限(yǒuxiàn)的。

2.加入铝粉在炸药中掺入研磨极细的铝粉或铝镁合金粉，它们在氧化时产生大量的热，使爆温增高，能明显提高炸药的爆力和猛度。铝粉的掺量一般在4~7％之间。

3.加入猛炸药将5~20％的黑索金混入含梯思梯的硝铵炸药，对提高炸药威力效果非常明显，一般可使爆速达到4000m/s，猛度达6~19mm，爆力达到2022/11/1336第三十六页，共四十四页。400~500mL。国产硝铵高威力炸药大都属于增加猛炸药这一类(yīlèi)，称为铵梯黑炸药，也有既加黑索金又加铝粉的，称为铵梯黑铝炸药。二、岩石炸药岩石炸药适用于无瓦斯和煤尘爆炸危险的井巷掘进，它比煤矿许用炸药威力高，适用于硬岩或中硬岩爆破，坚硬岩爆破应选用高威力炸药或水胶炸药。岩石炸药命名见下图所示。（一）岩石铵梯炸药2022/11/1337第三十七页，共四十四页。岩石炸药(zhàyào)命名AYD--2AYZ--1(K)AYZ--1AYD--2(K)AYD--3AYD--3(K)ALYD--1(K)一二三四(五)S—水胶炸药R—乳化炸药J—浆状炸药Y—岩石型炸药威力G－－高威力K－－抗水A—铵梯炸药AL—铵沥蜡炸药Z－－中威力D－－低威力特征炸药适用性炸药品种不同牌号382022/11/13第三十八页，共四十四页。1.分类这种炸药(zhàyào)属于中威力炸药(zhàyào)，目前我国生产的品种为1号、2号和抗水2号、抗水3号及4号等类型。其中以2号和抗水2号应用最为普遍，抗水4号是新研制的品种，威力最大，适用于爆破硬岩。1号、2号岩石铵梯炸药(zhàyào)适用于爆破中硬岩，3号适用于软岩，抗水型适用于涌水或淋水工作面，但还应采取套加防水套措施。

2.组成岩石铵梯炸药由硝酸按、