[科学技术]论高温对现场混装乳化炸药安全性影响

盛英年　张诗浩

摘 要：在分析现场混装乳化炸药应用现状的基础上，结合自身的管理应用实践经验，通过实验的方式来探讨了高温环境对于高温对现场混装乳化炸药安全性的影响，希望能对于今后现场混装乳化炸药应用实践提供一定的参考，从而全方位提升现场混装乳化炸药应用的安全性。

关键词：高温环境;现场混装乳化炸药;安全性;高温影响因素

针对现场混装乳化炸药的特点进行分析，主要是通过乳化技术来实现油包水结构工业炸药，相比而言，其具有较低的粘度情况，能满足泵送装药的方式。在具体的煤矿采掘爆破的过程中，从全世界来看，煤火灾问题一直是进行露天或地下煤层开采中的重要问题。当前，结合相应的地下煤火探测与监测、环境评价、消防工程等技术的发展，煤矿开采中的高温领域的爆破问题则依然没有太大进展，这里主要探讨了高温环境下的现场混装乳化炸药的安全性问题，重点分析了影响安全性的相关因素。

1 现场混装乳化炸药应用现状

在乳化炸药中，主要体现出油包水的特点，其中，油相则是乳化剂和矿物油，而水相则是氧化剂水溶液。结合乳化炸药的安全性方面的分析，主要就是能在室温状况下进行必要的存储方可以满足一定的安全性要求，没有影响找周边环境。结合相关的研究工作来看，在进行钻孔的温度的控制方面可以借助于水冷却和耐热的方法来实现，从安全角度出发，则能要求钻孔温度满足在100℃以下。为了实现这种工况环境的要求，则应可以通过尺寸合适的消防水带设置在井中进行充水，这样能满足温度的要求，而后在此基础上，能够实现将现场混装乳化炸药泵送到炮孔位置，满足相应的温度要求，更好地保障炸药的性能。但是，在此环节中，如果存在着长时间的热水浴蒸煮的情况，肯定会对于乳化炸药的安全性、爆炸性能受到影响。

有研究表明，通过热电偶测温方式能实现测量相应乳化炸药内部中的不同位置的温度动态变化图，这样能初步了解到在高温炮孔中煤矿的工况环境下，相应的乳化炸药的温度升高规律的情况，以及变化的趋势等。还有研究工作探讨了在高温环境下，随着时间的变化，电雷管和乳化炸药在性能方面受到的影响，在温度超过130℃的情况下，则会造成电雷管的自爆情况，而乳化炸药也容易出现破乳失效的问题。结合相关的热乳化炸药的耐热机理相应的分析以及思考来看，结合实际工况的需求，通过适量减缓炸药分解的物质的有效加入，通过少量高能炸药加入其中，能有效实现普通炸药的改性处理，以保障相应的耐热心性能得到全面提升。

结合我国的现场混装乳化炸药的生产情况来看，相应的配方中则会造成地面站生产的乳胶基质中存在着超出15%的水。其中，考虑到水为惰性物质的情况，这样则会造成现场混装乳化炸药的静电感度、热感度、摩擦感度所有降低。相比而言，这种现场混装乳化炸药具有一定的安全性。但如果在高温环境中，则会造成危险性增加。

2 实验设计及方法

实验中所用的试剂则为硝酸钠（ NaN03 ， AR）、硝酸铵（ NHQN03， 98%）、柴油，40#机油，司班80 （ Span80 ，  AR）以及去离子水。在进行制备现场混装乳胶基质的过程中，则是进行相關的实验操作，满足高速剪切乳化的工作，其中，选择140 g硝酸铵，30 g水，16g硝酸铵按照实验要求进行加热到105℃，这样就可以满足高浓缩水相的硝酸铵溶液。然后加入相应的柴油、机油、司班并按照要求进行搅拌处理，构建成相应的油相。在满足1300 r/min高速剪切的条件下，加入水相，从满足相应的现场混装乳胶基质的配置工作。

3实验结果分析与思考

3. 1高温储存实验

选择20 g现场混装乳化炸药，并结合相应的标准通过聚乙烯塑料薄膜将其称为球形，并能在不同温度开开展高温实验，并进行相关的记录以及分析。结合相应的45℃和90℃的存储情况来看，通过对比分析，45℃储存下6h内并没有存在着明显的外观变化情况，这样能表明现场混装乳化炸药能满足一定的温度工况要求而不发生性能的变化，并没有造成存在着析晶的问题。在90 ℃储存情况下，则存在着存储方面的颜色明显变化情况，高温会造成乳化炸药油相和水相存在着状态的变化情况，从而具有相应的安全隐患问题。

3. 2高温下微观结构分析

在进行现场混装乳化炸药高温前后微观分析的过程中，借助于光学显微镜来进行对比的观察以及分析。通过实验，能得到现场混装乳化炸药在高温前表现为较好的稳定性，不存在着析晶等问题，呈现出分布均匀化的油包水的特点。在高温后，经过微观角度分析，则存在着析晶的情况，这样则是由于温度的影响而造成乳胶基质油相和水相则会存在着物质蒸发的情况，造成相应的油包水结构遭到破坏，存在着溢出高浓缩乳液，从而造成表面结晶的问题，稳定性大大受到影响。

3. 3热稳定性实验分析与思考

通过热分析仪来进行现场混装乳化炸药的热稳定的分析，其中，可以得到装药量为10 mg，升温速率为5 K/min的情况下的热稳定性能实验结果，总体来说，相应的乳化炸药重量损失情况主要涉及到以下两个阶段的内容。在第一阶段中，主要是在温度为130℃以下的范围，此阶段中呈现出蒸发了乳胶基质中水和少量沸点低的矿物油等内容，其中大约占到总体质量的15%左右，第二阶段中，则是为130 - 300℃，则表现为最大的重量损失阶段，大体上为重质量的65%左右，这主要是由于分解以及蒸发硝酸铵的影响。后期并没有太大的重量损失情况。结合热分析的情况来看，考虑到水为惰性介质的情况，在水的流失影响下，则会造成乳化炸药的安全性有所降低，从而造成炸药早爆事故存在安全隐患，这是不能忽视的问题。

4结论

综上所述，结合高温对现场混装乳化炸药安全性影响的理论分析以及相应的实验，可以看出，高温环境则会影响到乳化炸药状态，不利于满足相应的存储要求。结合相应的微观结构变化情况，高温状态则会造成破坏油包水结构的情况，存在着结晶严重的情况，造成存在着一定的安全隐患问题。并结合相应的热稳定性实验可以得到同样的结论。所以，我们应该在现场混装乳化炸药的应用实践中，充分重视高温环境的影响，以保障应用的安全性问题。

参考文献：

[1] 孙永夺， 龚兵任斌 ，等.  现场混装乳化炸药高温敏化工艺技术研究[J]. 有色金属（矿山部分）， 2020年5期.

[2] 赵东艳.  现场混装乳化炸药生产工艺及其安全管理[J]. 中国化工贸易， 2019年31期.

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2021/07/22