| 单词 | 矿用混合炸药 |
| 释义 | 【矿用混合炸药】 主要用于矿业爆破工程中，是由多种单质爆炸化合物和非爆炸物混合而成的主爆炸药。迄今，虽然世界上已创制许多种固态、液态、气态和混合态的单质炸药，但均因其制造加工、使用或爆炸性能不符合矿业工程技术、经济和安全的严格要求，而不能单独作为矿用主爆药，必须将多种各有优缺点的成分，按照含氧率达到平衡的比例和威力等级要求混合在一起，取长补短，从而形成各种不同性能的矿用炸药。其中以煤矿许用炸药混合的成分最多，除一般成分外，还须根据其安全等级混合若干种不同比例的消焰降温剂。 从中国发明黑火药以来，矿用炸药的发展大致可以分为3个阶段：(1)黑火药时代。自黑火药在12世纪由中国传至国外以后，在世界上作为唯一的炸药，大约沿用了几个世纪。(2)代那买特时代。它于19世纪50年代取代黑火药并支配了近一个世纪。(3)硝铵类混合炸药时代。它从20世纪60年代开始成为主要的矿用炸药。黑火药在11～12世纪时传入阿拉伯国家和欧洲。它是硝酸钠或硝酸钾与硫磺和焦炭磨得很细混得很匀的混合物。其组成基本上是75／15／10的硝／硫／碳。约在1627年被用于矿业工程，从此作为唯一的炸药被使用了数百年之久。但是严格地说，它所发生的高速化学反应并不是猛烈的爆轰，爆炸威力低，安全性差，容易造成火灾和其它事故。因此，在矿业中早在19世纪初期即逐渐被新型炸药取代。1800年英国霍华德(Howard)发现了雷汞，1845年意大利索贝罗(Sobrero)发现了硝化甘油，1846年瑞士舍恩比(schoenbein)发现了硝化棉，但是这些爆炸物在当时由于危险性大，都没有达到使用阶段。1867年，诺贝尔(A．Lfred B．Nobel)试制成功以硅藻土为吸收介质来吸收硝化甘油，从而使硝化甘油固化。75／25的硝化甘油／硅藻土，就是最早的代那买特。随后，诺贝尔为了提高炸药的威力，又用一种硝酸钠、纤维材料达到氧平衡的混合物作为吸收剂来代替硅藻土。虽然它们吸收能力降低，但威力却提高了，这种代那买特被称为纯代那买特。1875年，诺贝尔又以硝化甘油和硝化棉制成了胶质代那买特(即爆胶)。从此代那买特取代了黑火药，开始真正用于矿业工程，并逐步建立现代炸药爆轰理论和工程爆破理论。与诺贝尔发明代那买特的同时，瑞典欧尔逊(Olssen)和诺宾(Norrbein)发现硝酸铵可用碳质和纤维素来敏化，发明了将木炭等加入硝酸铵中制得的炸药，取名叫阿莫尼亚克拉特，并于1867年申请获得第一个工业用硝铵炸药的专利。诺贝尔很快利用此项研究，将硝酸铵吸收剂加入自己的产品中，从而增加了炸药的威力，定名为阿摩尼亚代那买特或特级代那买特。至此，代那买特系列基本上完善，许多产品沿用至今。到20世纪上半叶，人们主要致力于解决代那买特价格昂贵和敏感度过高的问题。其主要途径是降低有抗水性的硝化甘油在炸药中的含量，提高硝铵炸药的抗水性。1934年美国杜邦(Du pont)公司的奈特拉蒙(Niframon)炸药专利完成了一种以硝酸铵为主体的硝铵类炸药的抗水方法，就是将氧平衡的硝铵－燃料炸药用罐子密封起来。在1935～1955年间，Niframon成为最流行的工业炸药之一。20世纪50年代，各种品种的硝铵炸药蓬勃发展，有铵梯炸药、铵油炸药等等。粉状铵梯炸药的主要成分有：TNT(～10%)、木粉和硝酸铵(～80%)。中国也开始按照矿山采掘的条件和要求制定了各种粉状铵梯炸药标准型号，如1、2、3号露天炸药以及岩石炸药、煤矿许用炸药及被筒炸药等等。其中以2号岩石铵梯炸药应用最为广泛。自1953年开始生产以来，铵梯炸药的年产量逐年上升。铵油炸药早在我国抗日战争时期就使用于抗日战场。真正用于矿业，是1955年在美国的密萨比铁矿。铵油炸药有粒状和粉状两种，前者是由多孔粒状硝酸铵(～95%)和柴油(5%)组成；后者是由硝酸铵(～90%)、柴油(～4%)、木粉(～4%)等组成。由于铵油炸药具有成本低，可在现场安全、混制，易于机械化装药等优点，所以一经发明就很快占据了工业炸药的大部分市场。中国粉状铵油的年需求量仅次于铵梯，居第2位。世界上许多矿业发达的国家也是以铵油为主体炸药。然而铵油也有严重的缺点，如抗水性差、感度低、临界爆轰直径较大，不能用在小直径炮眼爆破中，更不能用于煤矿爆破中。此外，由于密度低而致使其体积威力低。加入少量铝粉、硝基丙烷、石蜡和表面活性剂、抗水剂等能不同程度地克服铵油的缺点。浆状炸药是1956年12月由美国库克(M．A．Cook)和加拿大法南姆(H．E．Farnam)发明的。他们以水防水，把水添加到铵油炸药混合物中，然后加入胶粘剂等使体系胶合，以防止水的侵入或氧化剂盐的沥滤。又由于硝酸铵、钠溶于水，颗粒间的空隙能够充满饱和硝酸盐水溶液，所以可提高密度以获得较高的体积威力。浆状炸药是由氧化剂水溶液、敏化剂、可燃剂、胶粘剂与特殊添加剂等混成的糊状浆体。根据敏化剂的不同，浆状炸药可以分为TNT敏化、金属铝敏化、微气泡敏化3种类型。浆状炸药的主要优点是成本低、威力高、安全、抗水、易于混装机械化。但也有抗冻性差和储存期短等缺点。中国从1959年也开始研制了浆状炸药。水胶炸药是在浆状炸药之后改进的含水硝铵胶状炸药。其主要特点是以硝酸甲胺作敏化剂，并在其中加入了胶凝剂，交联剂等成分，使体系形成粘弹性的水胶状。到20世纪70年代初发展起来的含水炸药新品种。与此同时，还有一种新抗水炸药问世，即乳化炸药，它是由美国的H．F．布卢姆首次透露，与浆状炸药没有本质上的区别。浆状炸药是以硝酸铵等无机氧化剂盐的水溶液为连续相，以非水溶性的可燃剂、敏化剂为分散相构成的凝胶体系，属水包油型的范畴。而乳化炸药是用乳化剂将硝酸铵水溶液分散在燃料油中，并以微气泡敏化，形成油包水型的乳膏型，它以高抗水性、无敏化剂、密度大、威力高、使用安全等一系列优点，显示出不可抗拒的广阔的发展前景。中国从1979年开始研制，并很快制出许多适合于矿山开采的新品种。20世纪80年代后期又出现了一种新的混合炸药品种－重铵油炸药。它由铵油炸药与乳化炸药按一定比例混合而成，集中了各组分的优点，是目前深孔爆破炸药的主要发展方向。20世纪末和21世纪初，矿用炸药将会出现各类含水炸药竞相发展的局面，传统品种也不会销声匿迹，所以，开发可以抑长避短的混合炸药品种将是一大趋势。今后，矿用炸药将主要根据现代控制爆破的要求向安全高效的方向发展。临时混装的乳化炸药和小直径抗水铵油炸药将会后来居上。现场装药时临时根据条件自动优化成份配比，并自动装入炮孔才形成有爆炸危险的各种炸药，将会得到最广泛的欢迎和最好的效益。【参考文献】：1 Cook M A．The Seience of Industrial Explosives，19742 木村真著，潘祖民译．浆状炸药的性能和使用．北京：煤炭工业出版社，19783 汪旭光，聂森林，等编著．浆状炸药的理论与实践．北京：冶金工业出版社，19854 杜邦公司编，龙维祺，等译．爆破手册，北京：冶金工业出版社，1986．1～100(山东矿业学院胡峰教授、黄琦副教授撰) |
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