摘要：現(xiàn)場混裝乳化炸藥爆轟臨界直徑大，中小直徑（≤110mm）爆破穩(wěn)定傳爆性差，含水爆區(qū)，混裝乳化炸藥受到水的侵蝕，產(chǎn)生溶脹層，溶脹層不參與爆炸反應(yīng)，裝藥有效直徑減小，爆炸性能降低，通過工藝技術(shù)改進(jìn)，提高了普通現(xiàn)場混裝乳化炸藥爆炸性能，中小孔徑、含水爆區(qū)爆破效果得到了很大提升。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場混裝乳化炸藥；中小直徑；含水爆破；爆破性能

0 引言

    目前，現(xiàn)場混裝乳化炸藥在礦山爆破施工中得到了廣泛應(yīng)用，由于普通現(xiàn)場混裝乳化炸藥車制備的混裝乳化炸藥配方、工藝簡單，現(xiàn)場制藥現(xiàn)場使用，炸藥穩(wěn)定性不高，一般滿足7d的儲存期要求，適合大型礦山大孔徑常規(guī)爆破施工作業(yè)，但在中小孔徑、水孔、預(yù)裝藥爆破等爆破條件下，常出現(xiàn)爆破效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至出現(xiàn)冒黃煙、半爆、拒爆等現(xiàn)象，黃鐵飛、武海英等對乳化劑對混裝乳化炸藥性能的影響進(jìn)行了研究[1-2]，張建州等對大孔徑深孔含水爆破混裝乳化炸藥性能進(jìn)行了研究[3]，李清等對乳化炸藥溶脹過程的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究[4]，熊代余介紹了適合小孔徑爆破的現(xiàn)場混裝乳化炸藥技術(shù)[5]，李光對敏化方式對乳化炸藥穩(wěn)定性影響進(jìn)行了研究[6]，本文借鑒眾多學(xué)者的研究成果，進(jìn)一步分析研究了影響現(xiàn)場混裝乳化炸藥性能的因素，提出了提高混裝乳化炸藥穩(wěn)定性和爆炸性能的方法。

    1試驗(yàn)配方及工藝的選擇

    1.1配方的選擇

    SP-80乳化劑因其良好的易乳性，在現(xiàn)場混裝乳化炸藥生產(chǎn)中得到了廣泛使用，但其制備的乳化炸藥穩(wěn)定性及抗水性較差。高分子乳化劑能形成較厚的單分子膜吸附于界面，使乳化劑所形成的界面膜增強(qiáng)，抗水性強(qiáng)，乳化質(zhì)量高[7]，為此在不改變油、水相比例，不改變?nèi)榛瘎┛偭康幕A(chǔ)上，添加一定量的高分子乳化劑A進(jìn)行復(fù)配，在乳化劑含量不變的基礎(chǔ)上，分別選?。鳎⊿P-80）：ｗ（A）=2：1、ｗ（SP-80）：ｗ（A）=1：1，考慮增加油膜強(qiáng)度，提高基質(zhì)粘度，增強(qiáng)固泡能力，在油相含量不變的基礎(chǔ)上，分別添加0.5\%和1\%的基礎(chǔ)油，水相不做調(diào)整，試驗(yàn)配方見表1

表1混裝乳化炸藥試驗(yàn)配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)\%）

    1.2工藝的確定

    水相溫度決定著乳化溫度，為獲得良好的乳膠基質(zhì)質(zhì)量，一般乳化溫度應(yīng)在高于水相析晶點(diǎn)15~25℃范圍，但是，溫度過高，敏化反應(yīng)過快，氣泡過大，不利于形成細(xì)密敏化氣泡，所以水相溫度由原來的85~90℃調(diào)為80~85℃，為對比水相溫度對乳化效果的影響，按照表1配方分別在實(shí)驗(yàn)室做乳化對比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2

表2 水相溫度對乳化影響的對比試驗(yàn)結(jié)果

    經(jīng)過對比分析，添加高分子乳化劑A，80~85℃可實(shí)現(xiàn)良好的乳化效果，為抑制敏化過早、過快反應(yīng)，敏化劑濃度由25\%調(diào)為20\%，為形成良好乳膠基質(zhì)，乳化器轉(zhuǎn)速由以前的900~1100r/min調(diào)為1100~1120r/min，主要工藝參數(shù)見表3新工藝

表3主要試驗(yàn)工藝參數(shù)

    2混裝乳化炸藥性能試驗(yàn)

    2.1抗水性試驗(yàn)

    乳化炸藥與水接觸，存在溶失、溶脹現(xiàn)象，溶脹層越厚，破乳層越多,破乳導(dǎo)致內(nèi)相硝酸銨溶失在外界水中，破乳情況越嚴(yán)重，水中的硝酸銨含量（溶失值）越高，因此可以通過測試溶脹厚度判斷乳化基質(zhì)的抗水性能。

    試驗(yàn)方法：向500ml燒杯中倒入200g混裝乳化炸藥的乳膠基質(zhì)，沿杯壁倒入200ml礦山地下水，PH值5~6，靜置1~7d，觀察乳膠基質(zhì)的溶脹情況，并測量溶脹厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4

表4抗水對比試驗(yàn)結(jié)果

    由表3可知,當(dāng)乳化劑中只含有SP-80時(shí)，溶失厚度最高，抗水性較差，添加高分子乳化劑A后，抗水性明顯提高，SP-80與高分子乳化劑A比例為1:1及添加1\%基礎(chǔ)油后，抗水性最好。

    現(xiàn)場混裝乳化炸藥通常采用SP-80做為乳化劑，SP-80是一類有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的表面活性劑，吸附在油水界面的親水基與水形成弱的水合作用，游離狀態(tài)的乳化劑與油水界面的乳化劑頻繁互換位置，保持動(dòng)態(tài)平衡，使外界水及內(nèi)相無機(jī)電解質(zhì)進(jìn)入油膜，由于內(nèi)外相存在化學(xué)梯度，使外界水一定的量不斷進(jìn)入油膜，無機(jī)電解質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入外界，引起油膜溶脹，硝酸銨溶失在外界水，溶脹層不參與爆炸反應(yīng)，一定程度上降低了藥柱直徑，降低了炸藥的爆炸性能，常出現(xiàn)涉水爆區(qū)爆破質(zhì)量比干孔爆區(qū)差的原因。

    高分子乳化劑A分子結(jié)構(gòu)沒有親水基和親油基之分，其大分子鏈將油相中小分子吸附在自身周圍，牢牢地鋪展在水相液滴外表，很好的阻止了外界水的滲入和內(nèi)相硝酸銨的擴(kuò)散，在加高分子乳化劑的基礎(chǔ)上，添加烴鏈更長的基礎(chǔ)油，能與柴油很好的復(fù)合，即可進(jìn)一步增強(qiáng)油膜強(qiáng)度，提高油膜阻隔能力，減少界面滲透，同時(shí)又可提高膠體粘度，提高固泡能力。

    2.2爆炸性能及穩(wěn)定性試驗(yàn)

    制取爆速試驗(yàn)樣品，自然儲存，分別測試初始爆速、7d、15d后爆速，測試結(jié)果見表5，同時(shí)，進(jìn)行不同直徑下的爆速測試試驗(yàn)，測試結(jié)果見表6

    3現(xiàn)場應(yīng)用

    4#配方新工藝已先后在某采石料場及一石灰石礦得到了推廣應(yīng)用，采石場孔徑80mm，爆破效果良好，前沖、下塌符合設(shè)計(jì)要求，無根底、無擋墻，巖石塊度均勻，涉水爆區(qū)預(yù)裝2d以上爆破未出現(xiàn)冒黃煙、半爆、拒爆現(xiàn)象，與無水爆區(qū)比較沒有差別，見圖1、圖2

圖1采石場80mm孔徑爆破效果

圖2含水爆區(qū)爆破效果

    4結(jié)論

    (1)混裝乳化炸藥具備一定的抗水性，但存在著溶脹現(xiàn)象，溶脹層的存在，降低了炸藥的爆炸性能，單一SP-80制備的混裝乳化炸藥抗水性較差，SP-80與高分子復(fù)配，添加一定量的基礎(chǔ)油可有效地提高炸藥的抗水性，提高炸藥的穩(wěn)定性。

    (2)合適的乳化溫度可提高乳化炸藥的質(zhì)量，合適的敏化劑濃度可使敏化效果更好，適當(dāng)提高乳化器轉(zhuǎn)速，乳化基質(zhì)質(zhì)量更佳，通過優(yōu)化工藝參數(shù)可有效地提高混裝乳化炸藥爆炸性能。

    (3)通過配方、工藝的優(yōu)化，制備的混裝乳化炸藥可滿足80~100mm中小直徑露天爆破作業(yè)，減少了人工裝藥爆破施工，制備的乳化炸藥在涉水爆區(qū)預(yù)裝藥爆破也取得了良好效果。