含火药粒的混合炸药

摘要

本发明公开了一种含火药粒的混合炸药，是为了解决现有技术爆速低、不能雷管起爆的问题，本发明由组分A、硫代硫酸钠及重铬酸钾组成，其中组分A由质量百分含量为6.5％～7.5％的水、0.5％～1％的聚丙烯酰胺、5％～10％的尿素、9％～15％的硝酸铵、3％～7％的硝酸钠、60％～70％的火药粒组成，硫代硫酸钠质量为组分A含量的0.02％～0.03％，重铬酸钾质量为组分A含量的0.01％～0.02％。本发明爆速高，可达到6668m/s，并且可以用雷管直接起爆，主要用于岩石开采、金属开采等。

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合炸药，特别涉及一种含有火药粒的混合炸药，适用于岩石开采、金属开采等。

背景技术

全世界每年有大量退役或废弃火药，仅中国每年就有数以千吨的炸药退役。处理这些废弃或退役火药是烦琐的。一般处理方式为焚烧，耗资很大，污染环境，并且造成巨大的浪费。

火药一般分为单基火药(简称单基药)、双基火药(简称双基药)和复合火药。单基药主要成分为硝化棉，质量百分含量一般在95％以上。双基药主要成分为硝化棉和硝化甘油。复合火药主要成分为硝化棉、硝化甘油和固体含能材料(如硝基胍、黑索金等)。火药粒型号一般用分数表示，分母代表药粒的孔数，分子代表弧厚，单位为0.1mm，如弧厚为1.1mm的单孔单基药表示为单11/7。如果不特别指明，火药粒的长径比一般为1.1～1.2。

《灌注式废发射药凝胶炸药的研制》，魏晓安，《爆破器材》，V30(3)，2001.提供了一种利用废火药粒制备的灌注炸药，虽然其爆速最高值为6579m/s，但根据《废旧单基药爆轰性能的实验研究》，杨慧群.《火炸药学报》，V28(2)，2005.一文介绍：用废旧单基发射药制成各种形式的民用炸药无雷管感度，必须使用传爆药才能保证将其引爆，因此该炸药不能够用雷管直接起爆。

发明内容

本发明针对现有背景技术的不足，提供了一种含火药粒的混合炸药，炸药爆速大，能量高，并且可以用雷管直接起爆。

本发明由组分A、硫代硫酸钠及重铬酸钾组成，其中组分A由质量百分含量为6.5％～7.5％的水、0.5％～1％的聚丙烯酰胺、5％～10％的尿素、9％～15％的硝酸铵、3％～7％的硝酸钠、60％～70％的火药粒组成；硫代硫酸钠质量为组分A含量的0.02％～0.03％；重铬酸钾质量为组分A含量的0.01％～0.02％。

所述聚丙烯酰胺的数均分子量为8000～15000。所述火药粒中，单11/1质量占火药粒的40％～100％，其它型号的火药为0～60％。

本发明的优选方案由组分A、硫代硫酸钠及重铬酸钾组成，其中组分A由质量百分含量为7.4％水、0.6％聚丙烯酰胺、6％尿素、12％硝酸铵、4％硝酸钠、70％火药粒组成；硫代硫酸钠质量为组分A含量的0.025％，重铬酸钾质量为组分A含量的0.015％，火药粒为单11/1，聚丙烯酰胺数均分子量为10000。

本发明优点：爆速高，可达到6668m/s，并且可以用雷管直接起爆；而对比文献爆速不超过6579m/s，并且不能用雷管起爆。

具体实施方式

实施例1

称取6.5kg水，加入5kg尿素，13kg硝酸铵，5kg硝酸钠于搅拌机，搅拌使其全部溶解；加入0.5kg数均分子量为15000的聚丙烯酰胺，搅拌溶解；加入70kg单11/1火药，搅拌均匀；加入0.02kg硫代硫酸钠，搅拌30分钟；加入0.01kg重铬酸钾，搅拌10分钟；分装于塑料袋中，密封备用。

实施例2

称取7.5kg水，加入10kg尿素，9kg硝酸铵，3kg硝酸钠于搅拌机，搅拌使其全部溶解；加入0.5kg数均分子量为12000的聚丙烯酰胺，搅拌溶解；加入30kg单11/1火药，40kg型号为单4/7的火药，搅拌均匀；加入0.03kg硫代硫酸钠，搅拌30分钟；加入0.02kg重铬酸钾，搅拌10分钟；分装于塑料袋中，密封备用。

实施例3

称取7kg水，加入8kg尿素，10kg硝酸铵，4kg硝酸钠于搅拌机，搅拌使其全部溶解；加入1kg数均分子量为8000的聚丙烯酰胺，搅拌溶解；加入69kg单11/1火药，1kg型号为单2/1樟的火药，搅拌均匀；加入0.03kg硫代硫酸钠，搅拌30分钟；加入0.01kg重铬酸钾，搅拌10分钟；分装于塑料袋中，密封备用。

实施例4

称取7kg水，加入6kg尿素，10.4kg硝酸铵，6kg硝酸钠于搅拌机，搅拌使其全部溶解；加入0.6kg数均分子量为10000的聚丙烯酰胺，搅拌溶解；加入30kg单11/1火药，20kg型号为单2/1樟的火药，20kg型号为单4/7的火药，搅拌均匀；加入0.03kg硫代硫酸钠，搅拌30分钟；加入0.01kg重铬酸钾，搅拌10分钟；分装于塑料袋中，密封备用。

实施例5

称取7.4kg水，加入6kg尿素，12kg硝酸铵，4kg硝酸钠于搅拌机，搅拌使其全部溶解；加入0.6kg数均分子量为10000的聚丙烯酰胺，搅拌溶解；加入70kg单11/1火药，搅拌均匀；加入0.025kg硫代硫酸钠，搅拌30分钟；加入0.015kg重铬酸钾，搅拌10分钟；分装于塑料袋中，密封备用。

所有实施例爆速按照GJB772A-97 702.1方法测试。威力按照GJB772A-97 705.1方法测试。水下能量测试方法如下：爆炸水池为圆柱形，直径3.2m、水深2.4m。测试药量为50g，试样放置于水池中轴线上，入水深度1.6m，传感器与药柱重心水平安放，测距为0.9m，水下能量取三次测试的平均值。起爆采用8#纸雷管，不加传爆药柱，直接起爆。水下能量规定为测点处比冲击波能与比气泡能之和。

比冲击波能按式(1)计算：

$>e_s=\frac{{4\mathrm{\pi R}}^2}{{\rho }_0{C}_{w}m}{\int }_0^{6.7\theta }P{\left(t\right)}^2\mathrm{dt}···\left(1\right)$>

式中：

e_s-比冲击波能的数值，单位为兆焦每千克(MJ/kg)；

R-传感器距炸药试样的距离的数值，单位为米(m)；

ρ₀-试验水域中水的密度的数值，单位为千克每立方米(kg/m³)，一般取1000；

C_w-试验水域中声速的数值，单位为米每秒(m/s)，一般取1500；

m-试样质量的数值，单位为千克(kg)；

P(t)-冲击波压力的数值，单位为兆帕(MPa)；

θ-冲击波时间常数的数值，单位为秒(s)。

θ按式(2)估算：

$>\theta =\sqrt[4]{\mathrm{mR}}\times {10}^{-4}···\left(2\right)$>

比气泡能按式(3)计算：

$>e_b=0.684P_H^{2.5}{\rho }_0^{-1.5}{m}^{-1}{t}_b^3\times {10}^9···\left(3\right)$>

式中：

e_b-比气泡能的数值，单位为兆焦每千克(MJ/kg)；

P_H-测点处的静水压力的数值，单位为兆帕(MPa)；

ρ₀-试验水域中水的密度的数值，单位为千克每立方米(kg/m³)，一般取1000；

m-试样质量的数值，单位为千克(kg)；

t_b-实测气泡脉动周期的数值，单位为秒(s)。

P_H按式(4)计算：

P_H＝(P_i+ρ₀gH)×10^-6…………………………………………(4)

式中：

P_i-试验时当地大气压力的数值，单位为帕(Pa)；

ρ₀-试验水域中水的密度的数值，单位为千克每立方米(kg/m³)，一般取1000；

g-试验时当地重力加速度的数值，单位为米每平方秒(m/s²)，一般取9.8。

H-炸药距水面的距离的数值，单位为米(m)。

经过测试，以上配方均可以用8#纸雷管直接起爆；临界直径均小于20mm；低温性能试样表明-15℃可直接雷管起爆；抗水性能试样表明于静水中浸泡3天后，用8^#纸雷管可以直接起爆；储存性能试验证明室温下储存12个月后，体系状态稳定。

测试的能量相关的性能数据见表1。

表1实施例性能数据

  爆速(m/s) 威力(TNT当量，％)  水下能量(TNT当量，％)  对比例  ≤6579  实施例1  6668 88.6  92.8  实施例2  6598 85.7  90.0  实施例3  6646 86.1  91.1  实施例4  6650 86.3  90.3  实施例5  6659 87.7  91.6