高分子乳化剂对现场混装乳化炸药稳定性的影响

发布时间：2020-11-03 23:14

　　 乳化炸药是一种油包水型(W/O)的乳胶状含水工业炸药,其爆炸性能好、机械感度低且具有一定流动性,现已广泛应用于工业生产和工程爆破中,但现场混装乳化炸药的储存稳定性还较差。为提高和改善江西德兴铜矿露天用现场混装乳化炸药的稳定性,满足预装药3天的需求,本文选取Span-80、LZ系列高分子乳化剂及其复合乳化剂,研究了乳化剂种类对乳化炸药的储存稳定性和爆炸性能的影响,同时揭示了乳化剂种类、水相pH值及发泡剂量等其他因素对乳化炸药密度和爆速的影响规律,通过现场混装车预装药爆破实验对比了炸药密度、爆速及爆破效果和改进前后乳化炸药的性价比及经济效益。论文首先利用全自动流变仪研究了Span-80、LZ系列高分子乳化剂及其复合乳化剂以及乳化基质的粘温特性、粘弹性和屈服力等。结果表明,由高分子乳化剂制备的乳化基质的粘度、屈服值和内聚力均高于Span-80,其中LZ27011含量增加,乳化基质的抗振性能也增强。另外,LZ系列高分子乳化剂的表面张力均大于Span-80。高低温循环试验和自然储存试验也表明,由含LZ乳化剂的复合乳化剂制备的乳化基质的稳定性明显优于由单一Span-80制备的。综合实验结果,并考虑炸药预装药稳定性、爆炸性和经济性等方面因素,确定LZ27011/Span-80(30/70)复合乳化剂作为优选复合乳化剂配方。论文还研究了水相酸性和发泡剂量对实验室制备含高分子复合乳化剂乳化炸药的发泡效果及爆速的影响规律,并得到了不同储存时间时乳化炸药的爆速值。研究得到如下结论:由LZ27011/Span-80(30/70)复合乳化剂实验室制备乳化炸药的适宜水相pH值为3.5~3.8;1 kg乳化基质的最佳发泡剂量为1.0 mL~1.5 mL,相应炸药密度为1160 kg m-3~1230 kg m-3,爆速为3921 m s-1~4901 m s-1。通过现场混装车制备乳化炸药,并进行现场混装、储存和爆破试验,结果表明,起爆可靠性和爆破效果良好,进一步验证了复合乳化剂LZ27011/Span-80(30/70)现场制备乳化炸药适宜的水相pH值(3.5~3.8),其发泡剂流量在30 L/h~40 L/h之间,炸药密度可控制在1180 kg m-3~1230 kg m-3范围内。预装3天后的平均爆速为4397 m s-1,而且经济效益显著,可满足德兴铜矿的预装药需求。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ560.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 现场混装乳化炸药的发展
    1.3 乳化炸药稳定性的研究
        1.3.1 影响乳化炸药稳定性的因素
        1.3.2 乳化炸药稳定性的表征方法
    1.4 本文研究内容
第2章 乳化剂粘温特性、表面张力及对组分相容性的影响
    2.1 乳化剂的粘温特性研究
        2.1.1 4种单一乳化剂粘温特性测试
        2.1.2 复合乳化剂的粘温特性测试
        2.1.3 结果分析与讨论
    2.2 乳化剂的表面张力实验研究
        2.2.1 测试方法与原理
        2.2.2 乳化剂表面张力测试结果
    2.3 LZ乳化剂与AN/Span-80的相容性研究
    2.4 本章小结
第3章 高分子乳化剂对乳化基质流变特性的影响
    3.1 实验材料选用与制备
    3.2 乳化基质粘度研究
        3.2.1 高分子乳化剂对乳化基质粘温特性的影响
        3.2.2 高分子乳化剂对乳化基质流动特性的影响
        3.2.3 高分子乳化剂对乳化基质屈服力的影响
    3.3 乳化基质粘弹性研究
        3.3.1 振幅扫描对乳化基质粘弹性的影响
        3.3.2 应力扫描对乳化基质粘弹性的影响
        3.3.3 温度扫描对乳化基质粘弹性的影响
    3.4 本章小结
第4章 复合乳化剂配方工艺对乳化炸药发泡效果的影响
    4.1 乳化基质制备与敏化
    4.2 影响乳化炸药密度的因素
        4.2.1 化学发泡剂量对炸药密度的影响
        4.2.2 pH值对乳化炸药密度的影响
        4.2.3 复合乳化剂配方对乳化炸药密度的影响
    4.3 本章小结
第5章 含高分子乳化剂的乳化基质稳定性实验研究
    5.1 高低温循环与剪切模拟试验及自然储存试验
        5.1.1 高低温循环试验
        5.1.2 泵送模拟试验和运输模拟试验
        5.1.3 自然储存试验
    5.2 复合乳化剂对乳化炸药爆速的影响
        5.2.1 复合乳化剂对乳化炸药氧平衡的影响
        5.2.2 乳化剂种类对乳化炸药爆速的影响
        5.2.3 密度对乳化炸药爆速的影响
        5.2.4 储存时间对乳化炸药爆速的影响
    5.3 本章小结
第6章 现场混装乳化炸药预装药实验
    6.1 现场混装乳化炸药车工作过程
    6.2 现场爆破条件
    6.3 预装药实验爆破结果分析
    6.4 本章小结
第7章 改进前后乳化炸药的性价比分析
    7.1 改进前后乳化炸药性能分析
    7.2 改进前后乳化炸药价格及经济效益对比
    7.3 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


本文编号：2869246