裝藥情況對(duì)多孔粒狀銨油炸藥爆速性能的影響

孫晨

摘? 要：為研究裝藥情況對(duì)多孔粒狀銨油炸藥爆速性能的影響，用牛皮紙將其改裝成不同裝藥直徑的受試藥卷，同時(shí)改變起爆藥量進(jìn)行爆速測(cè)試。結(jié)果表明：當(dāng)保證裝藥質(zhì)量相同時(shí)，隨著起爆藥量的增大，爆速值增加且爆轟效果更加穩(wěn)定，當(dāng)裝藥量一定而改變裝藥直徑時(shí)，裝藥直徑過(guò)小，藥卷會(huì)出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象，隨著裝藥直徑的增加，爆速值增加。當(dāng)裝藥長(zhǎng)度一定，增加裝藥直徑，炸藥爆速性能提高。本研究為多孔粒狀銨油炸藥實(shí)際使用時(shí)裝藥參數(shù)的確定提供一定參考。

關(guān)鍵詞：多孔粒狀銨油炸藥? 爆速? 裝藥直徑? 起爆藥? 裝藥量

中圖分類號(hào)：TQ560.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）06（a）-0010-03

Effect of Charge Condition on Detonation Velocity Performance of Porous Granular Ammonium Explosive

SUN Chen

（China Coal Science and Industry Group Huaibei Blasting Technology Research Institute Co.， Ltd.， Huaibei， Anhui Province， 235100 China）

Abstract： In order to study the effect of charge condition on the detonation velocity performance of porous granular ANFO explosive， it was refitted into test rolls with different charge diameters with kraft paper， and the detonation velocity was tested by changing the amount of primary charge. The results show that when the charge quality is the same， the detonation velocity increases and the detonation effect is more stable with the increase of the amount of detonating charge. When the charge diameter is changed with a certain amount of charge， the charge diameter is too small， and the charge roll will reject detonation. With the increase of charge diameter， the detonation velocity increases. When the charge length is fixed and the charge diameter is increased， the detonation velocity performance of the explosive is improved. This study provides a certain reference for the determination of charge parameters when porous granular ANFO explosive is actually used.

Key Words： Porous granular ANFO explosive; Detonation velocity; Charge diameter; Primary explosive; Charge weight

炸藥的爆速作為炸藥性能的重要參數(shù)之一，對(duì)衡量評(píng)估炸藥的爆轟效果和能力，同時(shí)對(duì)不同工程爆破項(xiàng)目中針對(duì)不同爆破要求而選擇炸藥具有一定的指導(dǎo)意義[1-4]。多孔粒狀銨油炸藥屬于現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥，其在工藝生產(chǎn)和使用過(guò)程中具有諸多優(yōu)勢(shì)，目前在國(guó)內(nèi)爆破作業(yè)中應(yīng)用廣泛[5-7]。并且，隨著工信部提出的對(duì)于民爆產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將大力發(fā)展以現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥為代表的安全、高效的產(chǎn)品，多孔粒狀銨油炸藥產(chǎn)品性能以及針對(duì)不同爆破條件對(duì)裝藥情況的選擇變得尤為重要。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)多孔粒狀銨油炸藥爆速測(cè)試的方法主要依據(jù)《工業(yè)炸藥爆速測(cè)定方法》（GB/T 13228-2015）中規(guī)定的散裝炸藥測(cè)試方法，而在該方法中對(duì)爆速測(cè)試用鋼管的規(guī)格尺寸及裝藥情況做了具體規(guī)定，因而限制了不同裝藥直徑及起爆藥量下的爆速測(cè)試。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)針對(duì)多孔粒狀銨油炸藥爆速方面的研究相對(duì)匱乏[8]，中鐵十局的高玉杰[9]對(duì)不同工業(yè)炸藥不同裝藥直徑下的爆速進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)藥卷直徑的增加對(duì)爆速的提高有一定作用，但其僅采用直徑為18mmPVC管與直徑35mm普通紙殼藥卷進(jìn)行了比較，研究的藥量和變量控制相對(duì)較少并且單一。

本文主要以現(xiàn)場(chǎng)混裝多孔粒狀銨油炸藥為原料，采用牛皮紙對(duì)其進(jìn)行改裝，在藥量一定的前提下，選擇不同的起爆藥量進(jìn)行爆速測(cè)試，與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進(jìn)行比較，確定起爆藥量測(cè)定不同裝藥直徑下的爆速值，研究不同裝藥直徑對(duì)炸藥爆速的影響，最終確定針對(duì)多孔粒狀銨油炸藥不同裝藥情況下的爆速性能，對(duì)指導(dǎo)實(shí)際爆破過(guò)程裝藥條件的選擇提供試驗(yàn)參考。

1? 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

試驗(yàn)場(chǎng)所：炸藥性能測(cè)試試驗(yàn)場(chǎng)，最大試驗(yàn)藥量2kg。

主要儀器設(shè)備：爆速測(cè)試儀，型號(hào)WBS-2;游標(biāo)卡尺，分度值0.02mm;直尺，分度值1mm;分析天平，精度0.1g;無(wú)縫鋼管：外徑48mm，壁厚4mm，長(zhǎng)度400mm且外壁有打好的穿線孔;漆包圓銅線，線徑為0.12～0.15mm;牛皮紙;鋼針、膠布等。

試驗(yàn)原料：多孔粒狀銨油炸藥;2號(hào)巖石乳化炸藥;8號(hào)工業(yè)電雷管。

1.2 不同起爆藥量和裝藥直徑的多孔粒狀銨油炸藥爆速測(cè)試

多孔粒狀銨油炸藥改裝起爆示意圖如圖1所示，在保證爆速測(cè)試對(duì)藥卷裝藥基本要求情況下，分別改變不同的起爆藥量和裝藥直徑進(jìn)行爆速測(cè)試，每組試驗(yàn)平行4次。

2? 結(jié)果與討論

2.1 不同起爆藥量對(duì)多孔粒狀銨油炸藥爆速性能的影響

采用牛皮紙制成直徑為50mm的紙筒，裝入500g多孔粒狀銨油炸藥，裝藥高度270mm，裝藥密度為0.94g/cm3。測(cè)試發(fā)現(xiàn)起爆藥量小于50g時(shí)，受試藥卷容易發(fā)生拒爆現(xiàn)象，因此確定起爆藥量分別為50g、70g和100g時(shí)，研究爆速測(cè)試結(jié)果，結(jié)果如表1所示。

由表1測(cè)試結(jié)果可知，當(dāng)多孔粒狀銨油炸藥裝藥量和裝藥高度一定時(shí)，隨著起爆藥量的增加，其爆速性能隨之增加，同時(shí)對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)起爆藥量為50g時(shí)，雖能測(cè)出爆速值，但其爆速值不穩(wěn)定，波動(dòng)范圍較大。主要因?yàn)椋b藥量一定時(shí)，當(dāng)起爆藥增加至50g時(shí)，起爆能量相對(duì)較低，這樣會(huì)導(dǎo)致多孔粒狀銨油炸藥爆轟效果不穩(wěn)定，因而爆速值平行測(cè)試結(jié)果差異較大。繼續(xù)增加起爆藥量后，相當(dāng)于增大了起爆能量，導(dǎo)致爆速性能提高，同時(shí)爆速測(cè)試結(jié)果也趨于穩(wěn)定。

2.2 不同裝藥直徑對(duì)多孔粒狀銨油炸藥爆速性能的影響

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，如果直徑過(guò)大，則為滿足爆速測(cè)試要求需要的試驗(yàn)藥量就越多，考慮到試驗(yàn)室試驗(yàn)的可靠性和安全性問(wèn)題，本研究控制最大裝藥直徑為80mm。為控制變量和保證爆速測(cè)試所需的藥卷長(zhǎng)度，確定裝藥量為900g，起爆藥量100g，裝藥直徑為40mm、50mm、60mm、70mm、80mm時(shí)進(jìn)行爆速測(cè)試，結(jié)果如表2所示。

由表2測(cè)試結(jié)果可知，當(dāng)裝藥量一定時(shí)，裝藥直徑為40mm和50mm時(shí)均出現(xiàn)了拒爆現(xiàn)象。隨著裝藥直徑的增加，爆速值增大，但當(dāng)裝藥直徑增加至80mm時(shí)，爆速測(cè)試結(jié)果不穩(wěn)定出現(xiàn)較大偏差。分析原因發(fā)現(xiàn)，當(dāng)裝藥量一定，裝藥直徑過(guò)小，相當(dāng)于增加了裝藥高度，改裝后的藥卷過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致爆炸過(guò)程傳爆效果變差，爆轟穩(wěn)定性降低。當(dāng)藥卷直徑為80mm時(shí)，裝藥過(guò)短，根據(jù)炸藥反應(yīng)機(jī)理，在爆炸初始階段為不穩(wěn)定爆轟期，隨著爆炸反應(yīng)的進(jìn)行逐漸達(dá)到穩(wěn)定爆轟，而藥卷過(guò)短導(dǎo)致炸藥未到達(dá)穩(wěn)定爆轟時(shí)即終止，因而造成爆速值浮動(dòng)較大。

因此改變?cè)囼?yàn)方案，將裝藥高度統(tǒng)一為300mm，在不同裝藥直徑下重新進(jìn)行爆速測(cè)試，采用此方式進(jìn)行爆速研究，測(cè)試過(guò)程未發(fā)現(xiàn)拒爆現(xiàn)象，說(shuō)明在該藥卷長(zhǎng)度下，炸藥都能夠起爆完全。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，隨著裝藥直徑的增加，爆速整體呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明增加裝藥直徑，炸藥爆轟效果更好。

3? 結(jié)語(yǔ)

（1）當(dāng)裝藥直徑和藥卷長(zhǎng)度以及裝藥量一定時(shí)，隨著起爆藥量的增加，多孔粒狀銨油炸藥的爆速隨之增加，且起爆藥量低時(shí)爆轟效果不穩(wěn)定。

（2）當(dāng)裝藥量和起爆藥量一定時(shí)，增加裝藥直徑，則爆速值增加。但裝藥直徑小影響到藥卷長(zhǎng)度使裝藥過(guò)長(zhǎng)時(shí)，容易出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象，而直徑較大導(dǎo)致裝藥過(guò)短時(shí)，爆速測(cè)試不穩(wěn)定。

（3）當(dāng)裝藥長(zhǎng)度和起爆藥量一定時(shí)，隨著裝藥直徑的增加，多孔粒狀銨油炸藥爆速提高。

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