装药情况对多孔粒状铵油炸药爆速性能的影响

孙晨

摘  要：为研究装药情况对多孔粒状铵油炸药爆速性能的影响，用牛皮纸将其改装成不同装药直径的受试药卷，同时改变起爆药量进行爆速测试。结果表明：当保证装药质量相同时，随着起爆药量的增大，爆速值增加且爆轰效果更加稳定，当装药量一定而改变装药直径时，装药直径过小，药卷会出现拒爆现象，随着装药直径的增加，爆速值增加。当装药长度一定，增加装药直径，炸药爆速性能提高。本研究为多孔粒状铵油炸药实际使用时装药参数的确定提供一定参考。

关键词：多孔粒状铵油炸药  爆速  装药直径  起爆药  装药量

中图分类号：TQ560.1                        文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）06（a）-0010-03

Effect of Charge Condition on Detonation Velocity Performance of Porous Granular Ammonium Explosive

SUN Chen

（China Coal Science and Industry Group Huaibei Blasting Technology Research Institute Co.， Ltd.， Huaibei， Anhui Province， 235100 China）

Abstract： In order to study the effect of charge condition on the detonation velocity performance of porous granular ANFO explosive， it was refitted into test rolls with different charge diameters with kraft paper， and the detonation velocity was tested by changing the amount of primary charge. The results show that when the charge quality is the same， the detonation velocity increases and the detonation effect is more stable with the increase of the amount of detonating charge. When the charge diameter is changed with a certain amount of charge， the charge diameter is too small， and the charge roll will reject detonation. With the increase of charge diameter， the detonation velocity increases. When the charge length is fixed and the charge diameter is increased， the detonation velocity performance of the explosive is improved. This study provides a certain reference for the determination of charge parameters when porous granular ANFO explosive is actually used.

Key Words： Porous granular ANFO explosive; Detonation velocity; Charge diameter; Primary explosive; Charge weight

炸药的爆速作为炸药性能的重要参数之一，对衡量评估炸药的爆轰效果和能力，同时对不同工程爆破项目中针对不同爆破要求而选择炸药具有一定的指导意义[1-4]。多孔粒状铵油炸药属于现场混装炸药，其在工艺生产和使用过程中具有诸多优势，目前在国内爆破作业中应用广泛[5-7]。并且，随着工信部提出的对于民爆产业产品结构的优化，将大力发展以现场混装炸药为代表的安全、高效的产品，多孔粒状铵油炸药产品性能以及针对不同爆破条件对装药情况的选择变得尤为重要。目前，国内针对多孔粒状铵油炸药爆速测试的方法主要依据《工业炸药爆速测定方法》（GB/T 13228-2015）中规定的散装炸药测试方法，而在该方法中對爆速测试用钢管的规格尺寸及装药情况做了具体规定，因而限制了不同装药直径及起爆药量下的爆速测试。现阶段国内针对多孔粒状铵油炸药爆速方面的研究相对匮乏[8]，中铁十局的高玉杰[9]对不同工业炸药不同装药直径下的爆速进行了研究，发现药卷直径的增加对爆速的提高有一定作用，但其仅采用直径为18mmPVC管与直径35mm普通纸壳药卷进行了比较，研究的药量和变量控制相对较少并且单一。

本文主要以现场混装多孔粒状铵油炸药为原料，采用牛皮纸对其进行改装，在药量一定的前提下，选择不同的起爆药量进行爆速测试，与标准中规定的方法进行比较，确定起爆药量测定不同装药直径下的爆速值，研究不同装药直径对炸药爆速的影响，最终确定针对多孔粒状铵油炸药不同装药情况下的爆速性能，对指导实际爆破过程装药条件的选择提供试验参考。

1  试验部分

1.1 试验仪器与设备

试验场所：炸药性能测试试验场，最大试验药量2kg。

主要仪器设备：爆速测试仪，型号WBS-2;游标卡尺，分度值0.02mm;直尺，分度值1mm;分析天平，精度0.1g;无缝钢管：外径48mm，壁厚4mm，长度400mm且外壁有打好的穿线孔;漆包圆铜线，线径为0.12～0.15mm;牛皮纸;钢针、胶布等。

试验原料：多孔粒状铵油炸药;2号岩石乳化炸药;8号工业电雷管。

1.2 不同起爆药量和装药直径的多孔粒状铵油炸药爆速测试

多孔粒状铵油炸药改装起爆示意图如图1所示，在保证爆速测试对药卷装药基本要求情况下，分别改变不同的起爆药量和装药直径进行爆速测试，每组试验平行4次。

2  结果与讨论

2.1 不同起爆药量对多孔粒状铵油炸药爆速性能的影响

采用牛皮纸制成直径为50mm的纸筒，装入500g多孔粒状铵油炸药，装药高度270mm，装药密度为0.94g/cm3。测试发现起爆药量小于50g时，受试药卷容易发生拒爆现象，因此确定起爆药量分别为50g、70g和100g时，研究爆速测试结果，结果如表1所示。

由表1测试结果可知，当多孔粒状铵油炸药装药量和装药高度一定时，随着起爆药量的增加，其爆速性能随之增加，同时对每组数据进行比较发现，当起爆药量为50g时，虽能测出爆速值，但其爆速值不稳定，波动范围较大。主要因为，装药量一定时，当起爆药增加至50g时，起爆能量相对较低，这样会导致多孔粒状铵油炸药爆轰效果不稳定，因而爆速值平行测试结果差异较大。继续增加起爆药量后，相当于增大了起爆能量，导致爆速性能提高，同时爆速测试结果也趋于稳定。

2.2 不同装药直径对多孔粒状铵油炸药爆速性能的影响

根据试验设计，如果直径过大，则为满足爆速测试要求需要的试验药量就越多，考虑到试验室试验的可靠性和安全性问题，本研究控制最大装药直径为80mm。为控制变量和保证爆速测试所需的药卷长度，确定装药量为900g，起爆药量100g，装药直径为40mm、50mm、60mm、70mm、80mm时进行爆速测试，结果如表2所示。

由表2测试结果可知，当装药量一定时，装药直径为40mm和50mm时均出现了拒爆现象。随着装药直径的增加，爆速值增大，但当装药直径增加至80mm时，爆速测试结果不稳定出现较大偏差。分析原因发现，当装药量一定，装药直径过小，相当于增加了装药高度，改装后的药卷过长，导致爆炸过程传爆效果变差，爆轰稳定性降低。当药卷直径为80mm时，装药过短，根据炸药反应机理，在爆炸初始阶段为不稳定爆轰期，随着爆炸反应的进行逐渐达到稳定爆轰，而药卷过短导致炸药未到达稳定爆轰时即终止，因而造成爆速值浮动较大。

因此改变试验方案，将装药高度统一为300mm，在不同装药直径下重新进行爆速测试，采用此方式进行爆速研究，测试过程未发现拒爆现象，说明在该药卷长度下，炸药都能够起爆完全。进一步分析发现，随着装药直径的增加，爆速整体呈上升趋势，说明增加装药直径，炸药爆轰效果更好。

3  结语

（1）当装药直径和药卷长度以及装药量一定时，随着起爆药量的增加，多孔粒状铵油炸药的爆速随之增加，且起爆药量低时爆轰效果不稳定。

（2）当装药量和起爆药量一定时，增加装药直径，则爆速值增加。但装药直径小影响到药卷长度使装药过长时，容易出现拒爆现象，而直径较大导致装药过短时，爆速测试不稳定。

（3）当装药长度和起爆药量一定时，随着装药直径的增加，多孔粒状铵油炸药爆速提高。

参考文献

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[2] 王园园，康强，伞冰冰，等.现场混装炸药爆速测试技术改进方法探讨[J].爆破，2019，36（2）：126-130.

[3] 高玉刚.珍珠岩对乳化炸药爆炸性能的影响[J].火工品，2021（2）：49-52.

[4] 程奥.油相材料对乳化炸药的稳定性和爆炸性能的影响[D].淮南：安徽理工大学，2020.

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[7] 刘晓明，祁茂富，原文杰.高性能环保型多孔粒状铵油炸药开发研究[J].煤炭科学技术，2018，46（S2）： 272-275.

[8] 吴国群.用二种不同测试材料对现场混装多孔粒铵油炸药爆速测定研究[J].煤矿爆破，2018（2）：8-10.

[9] 高玉杰.工业炸药装药直径对爆速的影响[J].淮南职业技术学院学报，2012，12（3）：11-15.