粉狀乳化炸藥藥卷成品率的影響因素分析

葉道源 朱宣 王小龍

摘? 要：粉狀乳化炸藥屬于煤礦使用炸藥，性能優(yōu)良，集中了銨梯炸藥和乳化炸藥的優(yōu)勢，又規(guī)避了兩種炸藥應用中的不足。粉狀乳化炸藥是我國工業(yè)炸藥領域重要的組成部分，不過在粉狀乳化炸藥生產(chǎn)過程中，存在著裝藥藥卷密度大小不一情況，直接影響著藥卷成品率。所以該文主要結合粉狀乳化炸藥的介紹，探討粉狀乳化炸藥藥卷成品率的影響因素，為相關生產(chǎn)工作提供一定參考。

關鍵詞：粉狀乳化炸藥? 藥卷成品率? 裝藥設備? 影響因素

中圖分類號：TQ564 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）07（b）-0193-03

Analysis of Influencing Factors on Yield of Powder Emulsion Explosive

YE Daoyuan1，2? ZHU Xuan1? WANG Xiaolong1

（1.Jiangxi Fuzhou Guotai Special Chemical Co.， Ltd.， Fuzhou，Jiangxi Province，344000? China;2.Fuzhou Guotai Composite Material Co.， Ltd.， Fuzhou，Jiangxi Province，344000? China）

Abstract： Powdered Emulsion Explosive belongs to the explosive used in coal mine， with excellent performance. It not only concentrates the advantages of ammonium TNT explosive and emulsion explosive， but also avoids the shortcomings in the application of the two explosives. Powdered emulsion explosive is an important part of China's industrial explosive field. However， in the production process of powdered emulsion explosive， there are different cartridge densities， which directly affects the yield of cartridge. Therefore， combined with the introduction of Powdered Emulsion Explosive， this paper discusses the factors affecting the yield of powdered emulsion explosive， so as to provide some reference for related production work.

Key Words： Powdered emulsion explosive;Drug roll yield;Charging equipment; Influence factor

粉狀乳化炸藥的應用，有效的推進著煤礦生產(chǎn)領域發(fā)展，不過在粉狀乳化炸藥生產(chǎn)期間，原材料、生產(chǎn)工藝參數(shù)以及裝藥設備等因素會在一定程度上對藥卷成品率產(chǎn)生影響。所以，在粉狀乳化炸藥生產(chǎn)過程中，需要相關生產(chǎn)單位及技術人員充分掌握粉狀乳化炸藥生產(chǎn)工藝，明確影響要卷成品率的相關因素，在生產(chǎn)過程中合理選用原材料，優(yōu)化確定生產(chǎn)工藝條件，并使用性能優(yōu)良、自動化程度高的裝藥設備，在此基礎上不斷提升粉狀乳化炸藥藥卷成品率。

1? 粉狀乳化炸藥的介紹

粉狀乳化炸藥屬于新型硝酸銨炸藥，同時具備銨梯炸藥和乳化炸藥雙方優(yōu)點，且解決了氨基炸藥吸濕結塊性明顯、生產(chǎn)安全性不足、毒性大等問題，還規(guī)避了膠狀乳化炸藥因為藥態(tài)較軟存在的爆破不佳和裝藥困難缺陷，目前在非煤礦山工程爆破領域廣泛應用。粉狀乳化炸藥生產(chǎn)中，主要應用新型無梯炸藥生產(chǎn)技術，其分散相主要是氧化劑水溶液，連續(xù)相是可燃劑油相，經(jīng)乳化劑作用并利用乳化工藝，實現(xiàn)油包水型乳膠基質的制備，而后以噴霧制粉工藝最終制出粉狀乳化炸藥[1]。

2? 粉狀乳化炸藥藥卷成品率的影響因素

2.1 原材料

在粉狀乳化炸藥生產(chǎn)過程中，原材料選用會直接影響裝藥藥卷成品率。首先，生產(chǎn)中所用的硝酸銨材料會因生產(chǎn)廠家不同，材料中的水分、添加劑以及pH值等都會具有較大差異，進而使得硝酸銨在一定溫度下有著不同的晶形變化、析晶點以及晶變速度，在相關變量因素影響下，對氧化劑鹽具體結晶狀態(tài)產(chǎn)生影響。同時硝酸銨當中所用添加劑會對乳膠基質質量產(chǎn)生明顯影響，從而會影響到所生產(chǎn)炸藥實際儲存期。粉狀乳化炸藥所生產(chǎn)的藥粉會因硝酸銨出自不同廠家呈現(xiàn)出不同的流散性，若選擇不當，會使部分藥卷重量在160g以下，整體密度較低，而部分裝出藥卷又具有太大重量，整體密度超出1.0g/m3，存在明顯的藥卷硬化情況，還會影響到炸藥儲存期，嚴重情況下還可造成拒爆，使裝藥藥卷成品率明顯下降[2]。

其次，炸藥生產(chǎn)中所用乳化劑保持著大分子框架結構，主要以單分子形式在油中溶解，并會形成單分子膜，被界面所吸附。乳化劑其運動粘度保持在380～400mm2/s區(qū)間時，經(jīng)乳化會產(chǎn)生較厚油膜，并形成粘稠的乳化基質，這種情況會使乳化設備在實際運行期間出現(xiàn)較大電流，同時螺桿泵在輸送基質過程中面臨較大壓力，嚴重情況下壓力可達到1.5MPa，和壓力報警限非常接近，極大的降低了生產(chǎn)安全性[3]。另外所生產(chǎn)藥粉會具有較高的粘滯性，從而降低其流散性，并且在裝藥過程中藥卷密度大小不一，直接增加了不合格藥卷生產(chǎn)率，藥卷成品率明顯下降。經(jīng)相關試驗，選擇在生產(chǎn)中應用運動粘度保持在320～340mm2/s區(qū)間的乳化劑，同時控制螺旋泵壓力保持在0.4～0.8MPa區(qū)間，發(fā)現(xiàn)整個制藥過程保持良性運行，且乳化較好，所制藥粉可相對便捷的裝藥。

最后，要在常溫條件下確保炸藥成形，所用油相材料當中的松香、微晶蠟會對藥卷成品率產(chǎn)生較大影響。一旦在生產(chǎn)中選定某些廠家所生產(chǎn)的松香、微晶蠟，經(jīng)過一定時間的使用，發(fā)揮著良好功效，通常不建議輕易更換松香以及微晶蠟生產(chǎn)廠家，若盲目更換，可能會在裝成藥卷一定時間后出現(xiàn)藥卷萎縮情況，同時藥粉存在嚴重的破乳問題，直接影響經(jīng)濟效益。

2.2 進風溫度

粉狀乳化炸藥生產(chǎn)過程中，制粉環(huán)節(jié)經(jīng)除濕機處理之后，系統(tǒng)中會進入低溫干燥風，此過程即為藥粉降溫過程，之后主旋風分離器其尾風會再次返回制藥塔當中，由此建立冷風系統(tǒng)回路。因為乳化基質在霧化造粒過程中會大量釋放出熱，如果除濕機的出風口其溫度超過25℃，很容易出現(xiàn)藥粉粘結情況，并且藥粉當中會出現(xiàn)小型基質團，生產(chǎn)期間裝藥機鉆頭表面很容易粘附小基質塊，影響下料順暢度，進而造成藥卷密度過小，成品不合格。經(jīng)過實驗測試，采取有效措施使除濕機出口的溫度始終保持在10～15℃區(qū)間，并控制空氣相對濕度低于40%，所制成藥粉相對理想，并且可方便裝藥[4]。

2.3 油水比例

粉狀乳化炸藥生產(chǎn)過程中，其乳化質量受到油水配比的直接影響，若油水比例不合理，會對制粉工作產(chǎn)生負面影響。具體的說，在制粉環(huán)節(jié)油水比例屬于關鍵參數(shù)，會對炸藥儲存穩(wěn)定性及性能優(yōu)劣產(chǎn)生決定性影響。生產(chǎn)期間，需通過反復實驗并經(jīng)科學論證確定油水配比，如果油水配比失調(diào)，例如其中水相占比過大，在生產(chǎn)期間雖然不影響正常制粉工序，并且藥粉制成之后整體外觀正常，不過在產(chǎn)品貯存期間會出現(xiàn)性能下降問題，甚至會引發(fā)重大質量事故;而如果其中油相占比過大，會因為油相材料具有較低閃點，應用于煤礦井下環(huán)境中會有較大幾率引燃瓦斯氣體，進而引發(fā)重大安全事故。同時若油箱占比過大，所制藥粉往往也有較大粘結性，影響裝藥質量。因此，在實際生產(chǎn)中要嚴格依據(jù)技術轉讓方在技術交底中所提油水配比進行生產(chǎn)，在此基礎上保證產(chǎn)品質量更加可靠與穩(wěn)定。

2.4 氣液比

在粉狀乳化炸藥生產(chǎn)過程中，會使用到氣流式霧化器，該裝置主要是在高壓氣流利用下瞬間把乳化基質剪切為小的油包水型顆粒。若在生產(chǎn)中未嚴格控制好氣液比，使得氣液比超過0.5，會造成粉體顆粒過小，影響流散性，并對后續(xù)裝藥產(chǎn)生不利影響，同時還會使生產(chǎn)能耗增加;而若氣液比在0.2以下，又會使粉體顆粒過大，影響冷卻，還容易粘附在塔、管道等設備中，對正常生產(chǎn)造成不良影響，還會增加裝藥困難度[5-6]。通常情況下，應注意使氣液比保持在0.2～0.4區(qū)間內(nèi)，此條件下所制成的藥粉更易于裝藥。

2.5 裝藥設備

首先裝藥機小料斗會影響藥卷成品率，比如生產(chǎn)中所選自動裝藥機在裝藥期間凸輪長期處于振動狀態(tài)，會使小料斗出現(xiàn)變形問題，而變形部位因為空間逐漸變小，同時會減少藥量，從而出現(xiàn)下料不均勻情況，生產(chǎn)中此部位所裝出藥卷保持著較小密度，增加藥卷不合格率。如果料斗變形程度比較小，并且變形位置相對較高，一般很難發(fā)現(xiàn)，但這種情況依然會較大程度的影響裝藥質量，所以生產(chǎn)中需要定期或不定期的進行料斗整形工作，以促進裝藥藥卷成品率有效提升。

其次，裝藥鉆頭也會對藥卷成品率產(chǎn)生影響，因為裝藥鉆頭在長期使用中會和藥粉產(chǎn)生摩擦力，基于摩擦生熱原理，造成藥粉在受熱情況下容易在鉆頭上粘附。出現(xiàn)這一現(xiàn)象后，麻花鉆頭的螺葉會逐漸減小間隙，進而使鉆頭單位時間內(nèi)輸藥量明顯降低，在裝藥量比較小的情況下，會使藥卷密度下降，無法達到標準要求。為改善此現(xiàn)象，要求生產(chǎn)中每班都要徹底清理鉆頭，在此基礎上保證正常、高效的裝藥。

最后，裝藥機鉆頭行程速度會影響藥卷成品率，因為在裝藥過程中，裝藥機鉆頭可以調(diào)整鉆頭轉速和行程速度，這就造成生產(chǎn)中面臨相關參數(shù)的協(xié)調(diào)問題。如果藥粉質量缺乏穩(wěn)定性，需要根據(jù)藥粉的流散性、顆粒度、含水量等參數(shù)，同步和實際生產(chǎn)情況相結合，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗摸索出兩者相匹配的運行參數(shù)。比如在鉆頭頻率保持在38Hz情況下，利用節(jié)流閥將鉆頭行程速度進行適當調(diào)整，保持一個合適的值，那么在產(chǎn)能1.8～2t/h情況下，所制藥粉其裝藥密度保持在0.85～0.88g/cm3區(qū)間，此時可在確保產(chǎn)品質量合格基礎上提升生產(chǎn)效率。

3? 結語

綜上所述，原材料、生產(chǎn)工藝參數(shù)、設備是影響粉狀乳化炸藥藥卷成品率的主要因素。所以在實際生產(chǎn)期間，要合理選擇硝酸銨、微晶蠟、乳化劑等原材料，并應按照有關規(guī)范，結合實際情況恰當?shù)倪x擇生產(chǎn)工藝參數(shù)，不斷提升設備的自動化程度，在此基礎上保證粉乳藥粉質量，并提升粉狀乳化炸藥藥卷成品率。

參考文獻

[1] 白建明.影響粉狀乳化炸藥質量的關鍵因素探討[J].煤礦爆破，2020，38（2）：19-21.

[2] 劉大維.淺析遠程配送乳膠基質的性能要求[J].爆破，2020，37（1）：119-125.

[3] 蘇浩祥.添加煤粉的銨油炸藥相容性研究[D].淮南：安徽理工大學，2020.

[4] 康民惠.粉狀乳化炸藥與改性銨油炸藥高溫爆破安全性對比分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2017，33（8）：301，304.

[5] 任衛(wèi)東，張愛軍，彭亞洲，等.粉狀炸藥塑膜自動裝藥機的研制[J].爆破器材，2019，48（1）：32-37.

[6] 彭淵.膠狀乳化炸藥質量影響因素研究[D].南京：南京理工大學，2018.