凿岩爆破工程-各类主要炸药及其他特殊炸药

凿岩爆破工程 第三章 工业炸药
3.2 各类主要炸药及其他特殊炸药
（1）铵梯炸药
（2）铵油炸药
（3）铵松蜡炸药
（4）硝化甘油炸药
（5）浆状炸药
（6）水胶炸药
（7）乳化炸药
铵梯炸药的全称叫工业粉状铵梯炸药，简称铵梯炸药（Industrial powdery explosive contained ammonium nitrate and trinitrotoluene）
一、铵梯炸药的主要成分 (硝酸铵、梯恩梯、木粉)
1. 硝酸铵
（1）硝酸铵的物理化学性质
–呈白色晶体，有时其中含有少量铁盐和铁的氧化物，这时略呈黄色。

–根据不同的生产需要，硝酸铵可以制成细粉状、粒状和多孔粒状。

–比重：1.59~1.71g/cm3。

堆积密度为0.68~0.78g/cm3，熔点 169.6℃
–硝酸铵的晶体有正方形、α菱形、β菱形、斜方面体和正方面体等五种形式。

每一种晶体只有在一定温度下才能稳定。

（温度发生改变，晶体性状亦发生改变）。

–硝酸铵能溶于水。

–干燥的硝酸铵与金属作用缓慢，熔融时能与铜、铅、锌等起作用。

生成爆炸性能较强的亚硝酸盐。

然而，硝酸铵不与铝发生作用，所以生成硝酸铵类炸药时亦采用铝制工具。

（2）硝酸铵的爆炸性能
–硝酸铵具有爆炸性能，然而它对火焰、加热、冲击、摩擦等的敏感度都很低；
–硝酸铵很难用火来点燃，当温度加热到200℃时，分解为有毒气体NO和NO
，300℃时发生燃烧，当温度加热到400℃时，硝酸铵发生
2
爆炸。

（3）硝酸铵的吸湿结块性
（4）硝酸铵的作用：作为氧化剂。

2．梯恩梯
氧平衡率为-74%，负氧平衡。

起到敏化剂和还原剂的作用。

3．木粉
起疏松剂和还原剂的作用，负氧平衡，分子式有两种：
一种是C
50H
72
O
33
，M=1200，O.B=-137%，定容生成热为6637.8kg/mol
一种是C
15H
22
O
10
，M=362，O.B=-137%，定容生成热为2002.2kg/mol。

二、铵梯炸药的特性
安全性能好；爆炸威力较高，要比硝酸铵高的多，矿山上常用；与硝化甘油相比，成本大大降低，能够广泛的应用；硝酸铵具有吸湿结块性，不能用于有水工作面。

三、铵梯炸药的分类及技术规格
–铵梯炸药按使用范围分为露天铵梯炸药，岩石铵梯炸药和煤矿许用铵梯炸药三大类。

–按抗水性能分为普通铵梯炸药和抗水铵梯炸药两大类。

露天铵梯炸药适用于露天爆破工程，岩石铵梯炸药适用于露天和无瓦斯和煤尘爆炸危险的地下爆破工程，煤矿许用铵梯炸药适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿爆破工程。

抗水铵梯炸药适用于一般有水作业的爆破工程。

–露天炸药有1号、2号、3号露天铵梯炸药。

–岩石炸药有2号、3号岩石铵梯炸药和2号、4号抗水岩石铵梯炸药。

–2#岩石炸药，配比是：硝酸铵85%、梯恩梯11%、木粉4%。

–加入消焰剂——食盐，一般加入15%~20%。

–2号和3号煤矿许用炸药。

表3-1各种铵梯炸药的组分含量及性能指标
组分含量
炸药名称
硝酸铵梯恩梯木粉盐抗水剂1号露天铵梯炸药80.0~80.4 9.0~11.0 7.0~9.0 －－
2号露天铵梯炸药84.0~88.0 4.0~6.0 8.0~10.0 －－
2号抗水露天铵梯炸药84.0~88.0 4.0~6.0 7.2~9.2 －0.6~1.0 3号露天铵梯炸药86.0~90.0 2.5~3.5 8.0~10.0 －－
2号岩石铵梯炸药83.5~86.5 10.0~12.0 3.5~4.5 －－
2号抗水岩石铵梯炸药83.5~86.5 10.0~11.5 2.7~3.7 －0.6~1.0 3号岩石铵梯炸药80.5~83.5 13.0~15.0 3.5~4.5 －－
4号抗水岩石铵梯炸药77.7~80.7 18.5~21.5 －－0.5~1.0 2号煤矿许用铵梯炸药69.5~72.5 9.5~10.5 3.5~4.5 14.0~16.0 －
2号抗水煤矿许用铵梯炸药70.5~73.5 9.5~10.5 1.7~2.7 14.0~16.0 0.6~1.0 3号煤矿许用铵梯炸药65.5~68.5 9.5~10.5 2.5~3.5 19.0~21.0 －
3号抗水煤矿许用铵梯炸药65.5~68.5 9.5~10.5 2.1~3.1 19.0~21.0 0.3~0.5
铵油炸药（Ammonium nitrate fuel oil explosive，简称ANFO）一、铵油炸药炸药的成分
–主要成分是硝酸铵、柴油、木粉
–柴油是多种烃类混合物，其分子式通常以C
16H
32
和C
12
H
20
为代表，氧平衡
值为-327.2%，在炸药中作还原剂。

–另外，为了提高铵油炸药的爆炸性能，还要加入一些添加剂，如铝粉。

–试验表明，当铵油炸药的配比为：硝酸铵94~94.5%,柴油 5.2~6%时，铵油炸药爆炸后所产生的有毒气体最少，爆热、爆力、爆速和猛度都达到最大值。

然而这没有考虑木粉，若加入木粉，则一般采用以下配比：
硝酸铵92%、柴油4%、木粉4%。

二、铵油炸药的生产工艺流程
加工方法有两种：轮碾热混方法(炸药厂生产)和冷加工方法(施工现场)
三、多孔粒状铵油炸药
主要成分：多孔粒状硝酸铵94.0%~95.0%，轻柴油5.0%~6.0%
四、铵油炸药评价
与铵梯炸药相比，成本大大降低（柴油代替TNT）；感度较低（生产、运输、储存和使用都很安全）；现场配制的是无雷管感度炸药，需要用其他炸药起爆）；具有吸湿结块性，不能用于有水工作面。

五、重铵油炸药
又称乳化铵油炸药，是由乳胶浆体和粒状铵油炸药混合后得到的一种混合物（25：75）。

乳胶体是由硝酸铵溶液的液滴在高温下和柴油、气泡、乳化剂等结合而成的。

混合后，密度由0.81g/cm3变为1.15g/cm3。

爆能提高40%左右。

一、铵松蜡炸药（抗水炸药）的成分
★成分包括：硝酸铵、松香、石蜡、木粉，也可以加入适量的柴油。

★原理就是用憎水性的物质——松香和石蜡来裹住硝酸铵颗粒而制成的一种抗水炸药。

松香是松脂（松油）蒸馏出松节油后的剩余物，含有90%的
松香酸C
19H
39
COOH以及10%的松香烃C
19
H
40。

它的分子结构一端是极性的
-COOH基。

加入石蜡后即可使其脆性降低，很容易裹住硝酸铵颗粒。

二、铵松蜡炸药的性能
★爆炸性能接近2#岩石炸药。

适用中硬以上的岩石。

有一定的防潮抗水能力，在雨季或潮湿环境铵松蜡炸药还会因吸湿潮解而失效。

有毒气体生产量偏高，井下使用时是2#岩石炸药的1.4倍。

★石蜡和松香的燃点低，不能用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的地下工程。

在有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山可用铵沥蜡炸药。

硝化甘油炸药又叫诺贝尔安全炸药，英文名Dynamite(代那买特)。

硝化甘油炸药的主要成份
★1867年，诺贝尔以一份硅藻土和三份硝化甘油，做成固体炸药（古尔代那买特
），1876年改用硝化棉（C
12H
14
N
6
O
22
）作为吸收剂。

★以6％~8％硝化棉，溶于94％~92％硝化甘油，形成冻胶状的微黄色、半透明的弹塑性炸药物质，称为爆胶。

爆胶中掺入氧化剂、可燃物以及其它附加剂，混合均匀，即成为胶质硝化甘油炸药。

粉状硝化甘油炸药（硝化甘油含量≤10%）。

硝化甘油（主要成分或硝酸盐），硝化棉（吸收剂），硝酸钾、硝酸铵或硝酸钠（氧化剂），木粉（还原剂和疏松剂）
硝化甘油氧平衡率为+3.5%，近似达到零氧平衡。

加入木粉后，必须加入氧化剂。

加入硝化乙二醇和丙三醇硝酸酯可降低炸药的冻结点。

根据氧化剂的多少，分为胶质硝化甘油和粉状硝化甘油两种。

浆状炸药（Slurry explosive；Slurries）。

1956年由美国人和加拿大人共同研制的。

含水的抗水炸药（将硝酸铵溶解于水，制成硝酸铵水溶液。

）一、浆状炸药的主要成分
1．氧化剂水溶液
硝酸铵溶解于水，制成硝酸铵水溶液，作为氧化剂。

有时亦可加入少量的硝酸钾和硝酸钠。

水的含量10%~20%。

2．敏化剂
猛炸药（一般加入TNT或硝化甘油）；金属粉（铝粉和镁粉）；可燃物（柴油、金属粉、木粉）也是还原剂；发泡剂（亚硝酸钠）：易产生热点。

3．胶凝剂（增稠作用，槐豆胶、田菁胶、皂角以及聚丙烯酰胺）
作用：将不溶于水的固体颗粒以及柴油和水溶液之间均匀的混合在一起。

使固体颗粒和柴油呈悬浮状态均匀分布。

4．其他成分
◆胶联剂：提高胶凝效果和稠化程度。

常用硼砂或硼砂与重铬酸钠混合水溶液。

◆表面活性剂：起乳化作用和增塑作用，提高耐冻性。

常采用十二烷基苯黄酸钠或十二烷基磺酸钠。

◆安定剂：提高炸药的安定性，阻止其变质。

常用尿素。

二、浆状炸药的生产工艺流程
◆三道工序流程分为：固体溶解、混合胶凝、冷却包装。

三、浆状炸药的性能
◆抗水性能强；密度大（高于常用的铵锑炸药）；威力大，爆速可达4000m/s，高于其它铵锑炸药。

◆炸药对火焰、冲击、摩擦的感度比较低；是一种无雷管感度炸药。

★水胶炸药（water gel explosive）:以硝酸甲胺为主要敏化剂，加入氧化剂、可燃剂、密度调节剂等材料，经溶解、混合后，悬浮于有胶凝剂的水溶液中，再经化学交联而制成的一种凝胶状的工业炸药。

★水胶炸药按用途主要分为岩石、煤矿许用及露天三种类型。

一、水胶炸药的组分
◆氧化剂水溶液：硝酸铵水溶液加少量硝酸纳（降低水溶液“析晶”点）◆敏化剂：采用具有爆炸性能的硝酸甲胺水溶液，硝酸甲胺比硝酸铵更容易溶解于水。

◆黏胶剂：一般采用古尔胶。

国内用田菁胶和槐兰胶。

二、水胶炸药的特性（4高，1强）
密度较高：可达1.05~1.3g/cm3；爆速较高，最高可达4200m/s，高于铵梯炸药和浆状炸药；感度高（6#、8#工业雷管起爆）；抗水性能强（水浸泡24h，爆速和感度不降低）；成本高（硝酸甲胺的成本高）。

二、水胶炸药的特性
指标
岩石水胶炸药煤矿水胶炸药
项目
1号2号一级二级三级露天水胶炸药
炸药密度/g/c m31.05~1.300.95~1.251.00~1.35爆速/m/s≥4200≥3200≥3200≥3200≥3000≥3200猛度/m m≥16≥12≥10≥10≥8≥12
殉爆距离/c m≥4≥3≥3≥2≥2≥3
做功能力/m L≥320≥260≥220≥220≥180≥240
撞击感度爆炸概率≤8%
磨擦感度爆炸概率≤8%
热感度不燃烧不爆炸
爆炸后有毒气体含
量/L/k g
≤80—
可燃气安全度—合格—
使用保证期/d270180180
乳化炸药（Emulsion explosive；Emulsion）
按用途主要分为岩石、煤矿许用、露天三种类型。

一、乳化炸药的组分
氧化剂水溶液：硝酸铵水溶液加少量硝酸钠，目的是降低“析晶”点，硝酸铵与硝酸钠的比是5：1~6：1。

含水率8~16%，含水量过多会由于水的气化而吸收能量。

燃料油：柴油和石蜡或凡士林的混合物；乳化剂
敏化剂：金属粉、铝粉、镁粉，空心玻璃珠、空心塑料珠或膨胀珍珠岩粉
二、乳化炸药的主要性能
●密度可调范围大：由于加入充气组分，通过控制微小气泡的生产量，调节炸药的密度。

一般可控制在0.95~1.35g/cm3之间。

●爆速和猛度较高：乳化炸药的爆速要高于浆状炸药，达4000~5000m/s，猛度比2#岩石炸药高，可达17~19mm。

●感度高：比浆状炸药高，能被8#雷管引爆（露天乳化炸药除外）。

●抗水性能强：比浆状炸药和水胶炸药都强，优质的乳化炸药可以与硝化甘油炸药相比。

●安全性能好：对机械感度低，有利于制造、运输和使用。

●贮存性能稳定在常温下可贮存1~2年。

二、乳化炸药的主要性能
指标
项目
岩石乳化炸药煤矿乳化炸药露天乳化炸药
1号2号一级二级三级有雷管感度无雷管感度
药卷密度
0.95~1.30 0.95~1.25 1.10~1.30 -
/g/cm3
炸药密度
1.00~1.30 1.00~1.30 1.15~1.35 1.00~1.35 /g/cm3
爆速/m/s ≥4500 ≥3200 ≥3000 ≥3000 ≥2800 ≥3000 ≥3500 猛度/mm ≥16 ≥12 ≥10 ≥10 ≥8 ≥10 -
殉爆距离/cm ≥4 ≥3 ≥2 ≥2 ≥2 ≥2 -
做功能力/mL ≥320 ≥260 ≥220 ≥220 ≥210 ≥240 -
撞击感度爆炸概率≤8%
磨擦感度爆炸概率≤8%
热感度不燃烧不爆炸
爆炸后有毒气
≤80 -
体含量/L/kg
可燃气安全度- 合格-
使用保证期/d 180 120 120 15。