論高溫對現(xiàn)場混裝乳化炸藥安全性影響

盛英年 張?jiān)姾?/p>

摘 要：在分析現(xiàn)場混裝乳化炸藥應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身的管理應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)的方式來探討了高溫環(huán)境對于高溫對現(xiàn)場混裝乳化炸藥安全性的影響，希望能對于今后現(xiàn)場混裝乳化炸藥應(yīng)用實(shí)踐提供一定的參考，從而全方位提升現(xiàn)場混裝乳化炸藥應(yīng)用的安全性。

關(guān)鍵詞：高溫環(huán)境;現(xiàn)場混裝乳化炸藥;安全性;高溫影響因素

針對現(xiàn)場混裝乳化炸藥的特點(diǎn)進(jìn)行分析，主要是通過乳化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)油包水結(jié)構(gòu)工業(yè)炸藥，相比而言，其具有較低的粘度情況，能滿足泵送裝藥的方式。在具體的煤礦采掘爆破的過程中，從全世界來看，煤火災(zāi)問題一直是進(jìn)行露天或地下煤層開采中的重要問題。當(dāng)前，結(jié)合相應(yīng)的地下煤火探測與監(jiān)測、環(huán)境評價、消防工程等技術(shù)的發(fā)展，煤礦開采中的高溫領(lǐng)域的爆破問題則依然沒有太大進(jìn)展，這里主要探討了高溫環(huán)境下的現(xiàn)場混裝乳化炸藥的安全性問題，重點(diǎn)分析了影響安全性的相關(guān)因素。

1 現(xiàn)場混裝乳化炸藥應(yīng)用現(xiàn)狀

在乳化炸藥中，主要體現(xiàn)出油包水的特點(diǎn)，其中，油相則是乳化劑和礦物油，而水相則是氧化劑水溶液。結(jié)合乳化炸藥的安全性方面的分析，主要就是能在室溫狀況下進(jìn)行必要的存儲方可以滿足一定的安全性要求，沒有影響找周邊環(huán)境。結(jié)合相關(guān)的研究工作來看，在進(jìn)行鉆孔的溫度的控制方面可以借助于水冷卻和耐熱的方法來實(shí)現(xiàn)，從安全角度出發(fā)，則能要求鉆孔溫度滿足在100℃以下。為了實(shí)現(xiàn)這種工況環(huán)境的要求，則應(yīng)可以通過尺寸合適的消防水帶設(shè)置在井中進(jìn)行充水，這樣能滿足溫度的要求，而后在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)將現(xiàn)場混裝乳化炸藥泵送到炮孔位置，滿足相應(yīng)的溫度要求，更好地保障炸藥的性能。但是，在此環(huán)節(jié)中，如果存在著長時間的熱水浴蒸煮的情況，肯定會對于乳化炸藥的安全性、爆炸性能受到影響。

有研究表明，通過熱電偶測溫方式能實(shí)現(xiàn)測量相應(yīng)乳化炸藥內(nèi)部中的不同位置的溫度動態(tài)變化圖，這樣能初步了解到在高溫炮孔中煤礦的工況環(huán)境下，相應(yīng)的乳化炸藥的溫度升高規(guī)律的情況，以及變化的趨勢等。還有研究工作探討了在高溫環(huán)境下，隨著時間的變化，電雷管和乳化炸藥在性能方面受到的影響，在溫度超過130℃的情況下，則會造成電雷管的自爆情況，而乳化炸藥也容易出現(xiàn)破乳失效的問題。結(jié)合相關(guān)的熱乳化炸藥的耐熱機(jī)理相應(yīng)的分析以及思考來看，結(jié)合實(shí)際工況的需求，通過適量減緩炸藥分解的物質(zhì)的有效加入，通過少量高能炸藥加入其中，能有效實(shí)現(xiàn)普通炸藥的改性處理，以保障相應(yīng)的耐熱心性能得到全面提升。

結(jié)合我國的現(xiàn)場混裝乳化炸藥的生產(chǎn)情況來看，相應(yīng)的配方中則會造成地面站生產(chǎn)的乳膠基質(zhì)中存在著超出15%的水。其中，考慮到水為惰性物質(zhì)的情況，這樣則會造成現(xiàn)場混裝乳化炸藥的靜電感度、熱感度、摩擦感度所有降低。相比而言，這種現(xiàn)場混裝乳化炸藥具有一定的安全性。但如果在高溫環(huán)境中，則會造成危險(xiǎn)性增加。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

實(shí)驗(yàn)中所用的試劑則為硝酸鈉（ NaN03 ， AR）、硝酸銨（ NHQN03， 98%）、柴油，40#機(jī)油，司班80 （ Span80 ，? AR）以及去離子水。在進(jìn)行制備現(xiàn)場混裝乳膠基質(zhì)的過程中，則是進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，滿足高速剪切乳化的工作，其中，選擇140 g硝酸銨，30 g水，16g硝酸銨按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行加熱到105℃，這樣就可以滿足高濃縮水相的硝酸銨溶液。然后加入相應(yīng)的柴油、機(jī)油、司班并按照要求進(jìn)行攪拌處理，構(gòu)建成相應(yīng)的油相。在滿足1300 r/min高速剪切的條件下，加入水相，從滿足相應(yīng)的現(xiàn)場混裝乳膠基質(zhì)的配置工作。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與思考

3. 1高溫儲存實(shí)驗(yàn)

選擇20 g現(xiàn)場混裝乳化炸藥，并結(jié)合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)通過聚乙烯塑料薄膜將其稱為球形，并能在不同溫度開開展高溫實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行相關(guān)的記錄以及分析。結(jié)合相應(yīng)的45℃和90℃的存儲情況來看，通過對比分析，45℃儲存下6h內(nèi)并沒有存在著明顯的外觀變化情況，這樣能表明現(xiàn)場混裝乳化炸藥能滿足一定的溫度工況要求而不發(fā)生性能的變化，并沒有造成存在著析晶的問題。在90 ℃儲存情況下，則存在著存儲方面的顏色明顯變化情況，高溫會造成乳化炸藥油相和水相存在著狀態(tài)的變化情況，從而具有相應(yīng)的安全隱患問題。

3. 2高溫下微觀結(jié)構(gòu)分析

在進(jìn)行現(xiàn)場混裝乳化炸藥高溫前后微觀分析的過程中，借助于光學(xué)顯微鏡來進(jìn)行對比的觀察以及分析。通過實(shí)驗(yàn)，能得到現(xiàn)場混裝乳化炸藥在高溫前表現(xiàn)為較好的穩(wěn)定性，不存在著析晶等問題，呈現(xiàn)出分布均勻化的油包水的特點(diǎn)。在高溫后，經(jīng)過微觀角度分析，則存在著析晶的情況，這樣則是由于溫度的影響而造成乳膠基質(zhì)油相和水相則會存在著物質(zhì)蒸發(fā)的情況，造成相應(yīng)的油包水結(jié)構(gòu)遭到破壞，存在著溢出高濃縮乳液，從而造成表面結(jié)晶的問題，穩(wěn)定性大大受到影響。

3. 3熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)分析與思考

通過熱分析儀來進(jìn)行現(xiàn)場混裝乳化炸藥的熱穩(wěn)定的分析，其中，可以得到裝藥量為10 mg，升溫速率為5 K/min的情況下的熱穩(wěn)定性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總體來說，相應(yīng)的乳化炸藥重量損失情況主要涉及到以下兩個階段的內(nèi)容。在第一階段中，主要是在溫度為130℃以下的范圍，此階段中呈現(xiàn)出蒸發(fā)了乳膠基質(zhì)中水和少量沸點(diǎn)低的礦物油等內(nèi)容，其中大約占到總體質(zhì)量的15%左右，第二階段中，則是為130 - 300℃，則表現(xiàn)為最大的重量損失階段，大體上為重質(zhì)量的65%左右，這主要是由于分解以及蒸發(fā)硝酸銨的影響。后期并沒有太大的重量損失情況。結(jié)合熱分析的情況來看，考慮到水為惰性介質(zhì)的情況，在水的流失影響下，則會造成乳化炸藥的安全性有所降低，從而造成炸藥早爆事故存在安全隱患，這是不能忽視的問題。

4結(jié)論

綜上所述，結(jié)合高溫對現(xiàn)場混裝乳化炸藥安全性影響的理論分析以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，可以看出，高溫環(huán)境則會影響到乳化炸藥狀態(tài)，不利于滿足相應(yīng)的存儲要求。結(jié)合相應(yīng)的微觀結(jié)構(gòu)變化情況，高溫狀態(tài)則會造成破壞油包水結(jié)構(gòu)的情況，存在著結(jié)晶嚴(yán)重的情況，造成存在著一定的安全隱患問題。并結(jié)合相應(yīng)的熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)可以得到同樣的結(jié)論。所以，我們應(yīng)該在現(xiàn)場混裝乳化炸藥的應(yīng)用實(shí)踐中，充分重視高溫環(huán)境的影響，以保障應(yīng)用的安全性問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫永奪， 龔兵任斌 ，等.? 現(xiàn)場混裝乳化炸藥高溫敏化工藝技術(shù)研究[J]. 有色金屬（礦山部分）， 2020年5期.

[2] 趙東艷.? 現(xiàn)場混裝乳化炸藥生產(chǎn)工藝及其安全管理[J]. 中國化工貿(mào)易， 2019年31期.

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