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第二节矿用炸药矿用炸药分类：1、按使用范围分为：煤矿许用炸药；岩石炸药；露天爆破工程中使用的炸药。2、按炸药成分分为：硝酸铵类炸药、硝化甘油类炸药、水胶炸药、乳化炸药等。3、按炸药作用特点分为：起爆药、猛炸药。一、炸药发展概况最早的炸药──黑色火药，是9世纪初或更早时间，由中国练丹师们发明的。10世纪，中国古代首先将火药用于军事。后来火药由蒙古人和阿拉伯人传入欧洲。直至19世纪，黑色炸药一直是世界上唯一的爆炸材料。苦味酸──1771年由英国的P·沃尔夫首先合成。它是一种黄色结晶体，最初是作为黄色染料使用，1885年法国用它填炮弹之后，才在军事上得到应用。黄色炸药的名称便由此而来。苦味酸是一种猛炸药，在19世纪末使用非常广泛。雷汞──1779年由英国化学家E·霍华德发明。雷汞是一种起爆药，它用于配制火帽击发药和针刺药，也可用于装填爆破用的雷管。硝化甘油──1846年意大利化学家A·索布洛把半份甘油滴入一份硝酸和两份浓硫酸混合液中而首次制得。硝化甘油是一种烈性液体炸药，轻微震动即会剧烈爆炸，危险性大，不宜生产。1859年之后，瑞典的诺贝尔和他的父亲及弟弟共同研究硝化甘油的安全生产方法，终于在1862年用“温热法”降服了硝化甘油，使之能够比较安全地成批生产。梯恩梯（TNT）──1863年由J·威尔勃兰德发明。梯恩梯的化学成份为三硝基甲苯，这是一种威力很强而又相当安全的炸药，即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。黄色单斜晶体，味苦。在240℃爆炸。爆炸力较苦味酸略小。但使用较安全。它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸，逐渐取代了苦味酸。在第二次世界大战结束前，梯恩梯一直是综合性能最好的炸药，被称为“炸药之王”。黑索今──1899年由德国人亨宁发明的。在原子弹出现以前，它是威力最大的炸药，又被称为“旋风炸药”。在第二次世界大战之后，曾取代了梯恩梯的“炸药之王”的宝座。学名：环三次甲基三硝基胺，是一种高级炸药，用作雷管的传爆药。经过钝化的黑索金，用来装填导爆索或配成TNT和黑索金混合炸药。二、煤矿许用炸药概念：是经主管部门批准，符合国家安全规程规定，允许在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井下工作面或工作地点使用的炸药。型号：共分五级多个型号，适用于不同的工程条件，其中1、2级适用于低沼矿井，3级适用于高沼矿井，4级适用于煤与瓦斯突出矿井，5级用于溜煤眼爆破或石门揭煤层爆破。煤矿炸药安全等级要求：第三百二十条井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。煤矿许用炸药的选用应遵守下列规定：（一）低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。（二）低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。（三）高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。严禁使用黑火药和冻结或半冻结的硝化甘油类炸药。同一工作面不得使用2种不同品种的炸药。煤矿许用炸药的安全等级及使用范围炸药名称安全等级使用范围2号煤矿铵锑炸药一级低瓦斯矿井岩巷掘进2号抗水煤矿铵锑炸药一级低瓦斯矿井岩巷掘进一级煤矿水胶炸药一级低瓦斯矿井岩巷掘进3号煤矿铵锑炸药二级低瓦斯矿井3号抗水煤矿铵锑炸药二级低瓦斯矿井二级煤矿乳化炸药二级低瓦斯矿井三级煤矿水胶炸药三级煤与瓦斯突出矿井三级煤矿乳化炸药三级煤与瓦斯突出矿井四级煤矿乳化炸药四级煤与瓦斯突出矿井离子交换炸药五级煤与瓦斯突出矿井五级煤矿食盐被筒炸药五级溜煤眼煤与瓦斯突出矿井煤矿许用炸药的要求（1）爆热、爆温、爆压应符合安全等级要求；（2）炸药反应必须完全；（3）氧平衡应接近零氧平衡；（4）应加入消焰剂；（5）不含有易燃物；（6）有较好的爆轰感度和传爆能力。矿用炸药常见异常及其影响异常情况影响受潮或超期变质硬化爆力降低、传爆不好、易产生残爆或拒爆、有害气体多性能不稳定易产生残爆或拒爆、爆燃外皮破损、漏药、破乳爆破效果差、易产生残爆或拒爆、爆燃气温较低（特别在0℃以下）水胶炸药爆力随温度降低而降低可能产生残爆或拒爆、爆燃（一）硝酸铵类炸药我国煤矿应用最广泛的炸药。1）铵梯炸药是由硝酸铵和梯恩梯两种单一炸药以及其他几种非爆炸性物质按一定配比组成的混合炸药。它是煤矿井下使用最普遍的一种硝酸铵类炸药。铵梯炸药按使用范围可分为岩石铵梯炸药和煤矿铵梯炸药两种主要成分是：1、硝酸铵（NH4NO3代号AN）氧化剂，含量在60％以上，是一种白色结晶粒状或粉状的弱性炸药，感度很低；易吸潮而结块，感度进一步降低，明火也不能点燃，主要成分。2、梯恩梯（TNT）即三硝基甲苯，还原剂又称敏化剂，含量10％－20％，淡黄色片状结晶，化学性质稳定，吸湿性弱，不易变质，机械感度和热感度低，但爆轰感度高，不溶于水，在水中也能被起爆，爆炸威力较大。3、木粉10％以下，作为可燃剂，平衡硝酸铵中多余的氧；作为疏松剂，可阻止硝酸铵结块。木粉还能提高炸药的敏感性。4、食盐15％－20％，是消焰剂和阻化剂。吸收热量，降低爆温，防止引爆瓦斯。5、石蜡或沥青，抗水剂和可燃剂。此种炸药分1、2、3号，号越小威力越大，号越大安全性越好。目前在施工中普遍使用的是2号和3号，其中2号用于低沼矿，3号用于高沼矿，双突矿井或双突工作面应使用被筒炸药或离子交换炸药。规格:铵梯炸药均为粉状，用涂蜡纸包裹为150g重量的圆柱形药卷，规格有φ32×190mm和φ35×170mm两种。药卷一端为平顶，另一端为向内凹入的窝心称聚能穴，利于传爆。装药时应使聚能穴对准传爆方向。有限使用期为4－6个月。煤矿铵梯炸药的组成、性能与爆炸参数：组成、性能、参数煤矿铵梯炸药1号2号3号1号抗水2号抗水3号抗水组成%硝酸铵68±1.571±1.567±1.568.5±1.572±1.567±1.5梯恩梯15±0.510±0.510±1.515±0.510±0.510±0.5木粉2±0.54±0.53±0.51±0.52.2±0.52.6±0.5食盐15±1.015±1.020±1.015±1.015±1.020±1.0沥青———0.2±0.050.4±0.10.2±0.05石蜡———0.2±0.050.4±0.10.2±0.05性能水份不大于%0.30.30.30.30.30.3密度g/cm30.95～1.10.95～1.10.95～1.10.95～1.10.95～1.10.95～1.1猛度mm121010121010爆力ml290250240290250240殉爆cm654644爆速m/s350936003262367536003397氧平衡-0.201.281.86-0.0041.481.122）廉价炸药。不含梯恩梯的硝酸铵类炸药，价格十分低廉，故名廉价炸药。这种炸药原料来源丰富、加工制造简便、使用安全、成本低廉，但敏感度低，爆炸反应稳定性差、反应不完全、威力小，产生的有毒有害气体多，有效贮存期短，故在煤矿井下应用不多。国产廉价炸药主要有铵油、铵沥蜡和铵松蜡三种。3）粉状高威力硝铵炸药。这种炸药是在铵梯炸药的组成中加入了比梯恩梯能量和猛度还要大的猛炸药黑索金和高热剂铝等制成的。是为满足硬岩深孔爆破、大断面一次成巷和坚硬岩石顶板的大面积强制放顶等的需要。（二）含水炸药1）浆状炸药是一种由氧化剂的水溶液、敏化剂和胶凝剂等基本成分组成的混合炸药。其常态为粘胶浆糊状，故而得名浆状炸药，其主要优点呈抗水性能强，密度大，可塑性大，爆炸威力大。大多用于露天矿和井下无沼气和煤尘爆炸危险的工作面。（2）煤矿水胶炸药水胶炸药是在浆状炸药的基础上发展起来的含水炸药。它是由氧化剂饱和水溶液和悬浮在溶液中的其它固体成分颗粒所组成的浆状物。它与浆状炸药的本质区别在于用硝酸甲铵这种水溶性的敏化剂取代了猛炸药，因而使爆轰感度大为增加，并且有威力大（爆速4000m/s，猛度15－20mm，爆力360ml）、安全性好（对机械作用、火花不敏感，产生毒气少，安全性高于3号煤矿铵梯炸药）、抗水性强（水胶炸药在10－25℃水中浸泡4小时仍能用雷管起爆）、密度高（1.2g/cm3～1.25g/cm3），适应坚硬岩石深孔爆破的特点，深受现场欢迎。煤矿安全型水胶炸药分SM-Ⅰ、SM-Ⅱ、SM-Ⅲ三种，号数越小威力越大，号数越大安全性越好。其中SM-Ⅰ型适用于低沼矿，SM-Ⅱ型适用于高沼矿，SM-Ⅲ适用于突出矿井。水胶炸药由氧化剂硝酸铵，水溶液H2O，采用化学交联技术，使其呈凝胶状态组成的饱和水溶液；敏化剂硝酸甲胺；表面活性剂十二烷基磺酸钠；稳定剂尿素等组成。炸药名称密度g/cm3爆速m/s爆炸能J/g用途SM-11.624018703高沼矿井硬煤爆破SM-20.873556696高沼矿井软煤爆破SM-30.734138758高沼矿井硬煤夹矸爆破SM-41.724200807高沼矿井硬岩爆破SM-11.023453546突出矿井软岩爆破SM-21.023384480突出矿井软煤爆破SM-31.022792440突出矿井软煤爆破煤矿水胶炸药特性3）乳化炸药又叫乳胶炸药。是在水胶炸药的基础上发展起来的一种新型抗水炸药。我国生产使用的乳化炸药主要有露天乳化炸药、岩石乳化炸药和煤矿乳化炸药三种。乳化炸药的氧化剂为硝酸铵和硝酸钠饱和水溶液被乳化成微细液滴分散在连续的油相中，构成油包水型乳胶体，提高抗冻性和起爆感。敏化剂采用猛炸药、铝粉，用于提高含水炸药的敏感度。可燃剂主要是柴油或石蜡。乳化剂常用斯本—80，用量为炸药的0.5％－6％，能在氧化剂水溶液中形成油包水型乳状体系，还有少量添加剂，是乳化促进剂、晶形改性剂和稳定剂之类的物质。根据瓦斯的安全性，煤矿乳化炸药分为5级，目前生产的主要有2、3、4级三种。2级适用于高沼矿井，3级适用于双突矿井，4级适用于突出最危险的矿井。在选用时应严格根据矿井沼气等级选用，不得相互混用。乳化炸药的猛度、爆速和感度均较高，可以用一只8号雷管起爆，密度在较宽范围内（1.05～1.30g/cm3）可调，且具有良好的抗水性，加工使用安全，可在现场直接混制，实现装药机械化。但它的缺点主要是爆力低，只能用于软岩和煤层爆破工作。乳化炸药的组成及性能组成与性能炸药型号RL-2EL-103RJ-1MRY-3cLH组成%硝酸铵硝酸钠尿素水乳化剂石蜡燃料油亚硝酸钠甲胺硝酸盐添加剂65152.510322.5———53～6310～151.0～2.59～110.5～1.31.8～3.51～20.1～0.3——50～705～15—8～150.5～1.51～41～30.1～0.75～200.1～0.360～6510～15—10～151～2.53～6腊0.1～0.5—0.4～1.050～7015～30—4～120.5～2.51～8油——0～4性能猛度mm爆力ml爆速m/s殉爆cm12～20302～3043600～42005～2316～19—4033～46001216～193014500～5400916～19—4500～5200815～17295～3304500～5500—（三）、硝化甘油类炸药瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔在1866年发展出的一种炸药。主要成份是硝化甘油与硅藻土。诺贝尔于1867年申请专利并因此而致富。硝化甘油是本身是爆炸物但是极不稳定，在强烈晃动下即会爆炸。诺贝尔以三份硝化甘油及一份硅藻土，再加上少许碳酸钠，使炸药稳定而可运输与储存。优点：爆炸威力大，抗水性强，爆轰稳定性高；缺点：使用安全性差，成本高。（四）离子交换炸药离子交换炸药的安全度，是我国现有煤矿安全炸药中最高的品种，它具有一种“选择爆轰”的独特性质，在不同的爆破条件下，它会自动调节消焰剂的有效数量和作用。例如，在炮孔内爆炸强烈，交换盐的反应更强，生成的氯化钠更多，其消焰降温的作用更强。反之爆炸能量自动降低。减少爆热与爆温，避免引爆瓦斯。因为硝酸钠和氯化铵的混合物在通常情况下，交换盐比较