乳化炸藥是一種油包水型(W/O)的乳膠狀含水工業(yè)炸藥,其爆炸性能好、機械感度低且具有一定流動性,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和工程爆破中,但現(xiàn)場混裝乳化炸藥的儲存穩(wěn)定性還較差。為提高和改善江西德興銅礦露天用現(xiàn)場混裝乳化炸藥的穩(wěn)定性,滿足預裝藥3天的需求,本文選取Span-80、LZ系列高分子乳化劑及其復合乳化劑,研究了乳化劑種類對乳化炸藥的儲存穩(wěn)定性和爆炸性能的影響,同時揭示了乳化劑種類、水相pH值及發(fā)泡劑量等其他因素對乳化炸藥密度和爆速的影響規(guī)律,通過現(xiàn)場混裝車預裝藥爆破實驗對比了炸藥密度、爆速及爆破效果和改進前后乳化炸藥的性價比及經(jīng)濟效益。論文首先利用全自動流變儀研究了Span-80、LZ系列高分子乳化劑及其復合乳化劑以及乳化基質(zhì)的粘溫特性、粘彈性和屈服力等。結(jié)果表明,由高分子乳化劑制備的乳化基質(zhì)的粘度、屈服值和內(nèi)聚力均高于Span-80,其中LZ27011含量增加,乳化基質(zhì)的抗振性能也增強。另外,LZ系列高分子乳化劑的表面張力均大于Span-80。高低溫循環(huán)試驗和自然儲存試驗也表明,由含LZ乳化劑的復合乳化劑制備的乳化基質(zhì)的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于由單一Span-80制備的。綜合實驗結(jié)果,并考慮炸藥預裝藥穩(wěn)定性、爆炸性和經(jīng)濟性等方面因素,確定LZ27011/Span-80(30/70)復合乳化劑作為優(yōu)選復合乳化劑配方。論文還研究了水相酸性和發(fā)泡劑量對實驗室制備含高分子復合乳化劑乳化炸藥的發(fā)泡效果及爆速的影響規(guī)律,并得到了不同儲存時間時乳化炸藥的爆速值。研究得到如下結(jié)論:由LZ27011/Span-80(30/70)復合乳化劑實驗室制備乳化炸藥的適宜水相pH值為3.5~3.8;1 kg乳化基質(zhì)的最佳發(fā)泡劑量為1.0 mL~1.5 mL,相應(yīng)炸藥密度為1160 kg m-3~1230 kg m-3,爆速為3921 m s-1~4901 m s-1。通過現(xiàn)場混裝車制備乳化炸藥,并進行現(xiàn)場混裝、儲存和爆破試驗,結(jié)果表明,起爆可靠性和爆破效果良好,進一步驗證了復合乳化劑LZ27011/Span-80(30/70)現(xiàn)場制備乳化炸藥適宜的水相pH值(3.5~3.8),其發(fā)泡劑流量在30 L/h~40 L/h之間,炸藥密度可控制在1180 kg m-3~1230 kg m-3范圍內(nèi)。預裝3天后的平均爆速為4397 m s-1,而且經(jīng)濟效益顯著,可滿足德興銅礦的預裝藥需求。
【學位單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TQ560.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究意義及背景
    1.2 現(xiàn)場混裝乳化炸藥的發(fā)展
    1.3 乳化炸藥穩(wěn)定性的研究
        1.3.1 影響乳化炸藥穩(wěn)定性的因素
        1.3.2 乳化炸藥穩(wěn)定性的表征方法
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 乳化劑粘溫特性、表面張力及對組分相容性的影響
    2.1 乳化劑的粘溫特性研究
        2.1.1 4種單一乳化劑粘溫特性測試
        2.1.2 復合乳化劑的粘溫特性測試
        2.1.3 結(jié)果分析與討論
    2.2 乳化劑的表面張力實驗研究
        2.2.1 測試方法與原理
        2.2.2 乳化劑表面張力測試結(jié)果
    2.3 LZ乳化劑與AN/Span-80的相容性研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 高分子乳化劑對乳化基質(zhì)流變特性的影響
    3.1 實驗材料選用與制備
    3.2 乳化基質(zhì)粘度研究
        3.2.1 高分子乳化劑對乳化基質(zhì)粘溫特性的影響
        3.2.2 高分子乳化劑對乳化基質(zhì)流動特性的影響
        3.2.3 高分子乳化劑對乳化基質(zhì)屈服力的影響
    3.3 乳化基質(zhì)粘彈性研究
        3.3.1 振幅掃描對乳化基質(zhì)粘彈性的影響
        3.3.2 應(yīng)力掃描對乳化基質(zhì)粘彈性的影響
        3.3.3 溫度掃描對乳化基質(zhì)粘彈性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 復合乳化劑配方工藝對乳化炸藥發(fā)泡效果的影響
    4.1 乳化基質(zhì)制備與敏化
    4.2 影響乳化炸藥密度的因素
        4.2.1 化學發(fā)泡劑量對炸藥密度的影響
        4.2.2 pH值對乳化炸藥密度的影響
        4.2.3 復合乳化劑配方對乳化炸藥密度的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 含高分子乳化劑的乳化基質(zhì)穩(wěn)定性實驗研究
    5.1 高低溫循環(huán)與剪切模擬試驗及自然儲存試驗
        5.1.1 高低溫循環(huán)試驗
        5.1.2 泵送模擬試驗和運輸模擬試驗
        5.1.3 自然儲存試驗
    5.2 復合乳化劑對乳化炸藥爆速的影響
        5.2.1 復合乳化劑對乳化炸藥氧平衡的影響
        5.2.2 乳化劑種類對乳化炸藥爆速的影響
        5.2.3 密度對乳化炸藥爆速的影響
        5.2.4 儲存時間對乳化炸藥爆速的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 現(xiàn)場混裝乳化炸藥預裝藥實驗
    6.1 現(xiàn)場混裝乳化炸藥車工作過程
    6.2 現(xiàn)場爆破條件
    6.3 預裝藥實驗爆破結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 改進前后乳化炸藥的性價比分析
    7.1 改進前后乳化炸藥性能分析
    7.2 改進前后乳化炸藥價格及經(jīng)濟效益對比
    7.3 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


本文編號：2869246