摘要：現場混裝乳化炸藥爆轟臨界直徑大，中小直徑（≤110mm）爆破穩定傳爆性差，含水爆區，混裝乳化炸藥受到水的侵蝕，產生溶脹層，溶脹層不參與爆炸反應，裝藥有效直徑減小，爆炸性能降低，通過工藝技術改進，提高了普通現場混裝乳化炸藥爆炸性能，中小孔徑、含水爆區爆破效果得到了很大提升。

關鍵詞：現場混裝乳化炸藥；中小直徑；含水爆破；爆破性能

0 引言

    目前，現場混裝乳化炸藥在礦山爆破施工中得到了廣泛應用，由于普通現場混裝乳化炸藥車制備的混裝乳化炸藥配方、工藝簡單，現場制藥現場使用，炸藥穩定性不高，一般滿足7d的儲存期要求，適合大型礦山大孔徑常規爆破施工作業，但在中小孔徑、水孔、預裝藥爆破等爆破條件下，常出現爆破效果達不到設計要求，甚至出現冒黃煙、半爆、拒爆等現象，黃鐵飛、武海英等對乳化劑對混裝乳化炸藥性能的影響進行了研究[1-2]，張建州等對大孔徑深孔含水爆破混裝乳化炸藥性能進行了研究[3]，李清等對乳化炸藥溶脹過程的穩定性進行了研究[4]，熊代余介紹了適合小孔徑爆破的現場混裝乳化炸藥技術[5]，李光對敏化方式對乳化炸藥穩定性影響進行了研究[6]，本文借鑒眾多學者的研究成果，進一步分析研究了影響現場混裝乳化炸藥性能的因素，提出了提高混裝乳化炸藥穩定性和爆炸性能的方法。

    1試驗配方及工藝的選擇

    1.1配方的選擇

    SP-80乳化劑因其良好的易乳性，在現場混裝乳化炸藥生產中得到了廣泛使用，但其制備的乳化炸藥穩定性及抗水性較差。高分子乳化劑能形成較厚的單分子膜吸附于界面，使乳化劑所形成的界面膜增強，抗水性強，乳化質量高[7]，為此在不改變油、水相比例，不改變乳化劑總量的基礎上，添加一定量的高分子乳化劑A進行復配，在乳化劑含量不變的基礎上，分別選取ｗ（SP-80）：ｗ（A）=2：1、ｗ（SP-80）：ｗ（A）=1：1，考慮增加油膜強度，提高基質粘度，增強固泡能力，在油相含量不變的基礎上，分別添加0.5\%和1\%的基礎油，水相不做調整，試驗配方見表1

表1混裝乳化炸藥試驗配方（質量分數\%）

    1.2工藝的確定

    水相溫度決定著乳化溫度，為獲得良好的乳膠基質質量，一般乳化溫度應在高于水相析晶點15~25℃范圍，但是，溫度過高，敏化反應過快，氣泡過大，不利于形成細密敏化氣泡，所以水相溫度由原來的85~90℃調為80~85℃，為對比水相溫度對乳化效果的影響，按照表1配方分別在實驗室做乳化對比試驗，實驗結果見表2

表2 水相溫度對乳化影響的對比試驗結果

    經過對比分析，添加高分子乳化劑A，80~85℃可實現良好的乳化效果，為抑制敏化過早、過快反應，敏化劑濃度由25\%調為20\%，為形成良好乳膠基質，乳化器轉速由以前的900~1100r/min調為1100~1120r/min，主要工藝參數見表3新工藝

表3主要試驗工藝參數

    2混裝乳化炸藥性能試驗

    2.1抗水性試驗

    乳化炸藥與水接觸，存在溶失、溶脹現象，溶脹層越厚，破乳層越多,破乳導致內相硝酸銨溶失在外界水中，破乳情況越嚴重，水中的硝酸銨含量（溶失值）越高，因此可以通過測試溶脹厚度判斷乳化基質的抗水性能。

    試驗方法：向500ml燒杯中倒入200g混裝乳化炸藥的乳膠基質，沿杯壁倒入200ml礦山地下水，PH值5~6，靜置1~7d，觀察乳膠基質的溶脹情況，并測量溶脹厚度。實驗結果見表4

表4抗水對比試驗結果

    由表3可知,當乳化劑中只含有SP-80時，溶失厚度最高，抗水性較差，添加高分子乳化劑A后，抗水性明顯提高，SP-80與高分子乳化劑A比例為1:1及添加1\%基礎油后，抗水性最好。

    現場混裝乳化炸藥通常采用SP-80做為乳化劑，SP-80是一類有親水基團和疏水基團的表面活性劑，吸附在油水界面的親水基與水形成弱的水合作用，游離狀態的乳化劑與油水界面的乳化劑頻繁互換位置，保持動態平衡，使外界水及內相無機電解質進入油膜，由于內外相存在化學梯度，使外界水一定的量不斷進入油膜，無機電解質擴散進入外界，引起油膜溶脹，硝酸銨溶失在外界水，溶脹層不參與爆炸反應，一定程度上降低了藥柱直徑，降低了炸藥的爆炸性能，常出現涉水爆區爆破質量比干孔爆區差的原因。

    高分子乳化劑A分子結構沒有親水基和親油基之分，其大分子鏈將油相中小分子吸附在自身周圍，牢牢地鋪展在水相液滴外表，很好的阻止了外界水的滲入和內相硝酸銨的擴散，在加高分子乳化劑的基礎上，添加烴鏈更長的基礎油，能與柴油很好的復合，即可進一步增強油膜強度，提高油膜阻隔能力，減少界面滲透，同時又可提高膠體粘度，提高固泡能力。

    2.2爆炸性能及穩定性試驗

    制取爆速試驗樣品，自然儲存，分別測試初始爆速、7d、15d后爆速，測試結果見表5，同時，進行不同直徑下的爆速測試試驗，測試結果見表6

    3現場應用

    4#配方新工藝已先后在某采石料場及一石灰石礦得到了推廣應用，采石場孔徑80mm，爆破效果良好，前沖、下塌符合設計要求，無根底、無擋墻，巖石塊度均勻，涉水爆區預裝2d以上爆破未出現冒黃煙、半爆、拒爆現象，與無水爆區比較沒有差別，見圖1、圖2

圖1采石場80mm孔徑爆破效果

圖2含水爆區爆破效果

    4結論

    (1)混裝乳化炸藥具備一定的抗水性，但存在著溶脹現象，溶脹層的存在，降低了炸藥的爆炸性能，單一SP-80制備的混裝乳化炸藥抗水性較差，SP-80與高分子復配，添加一定量的基礎油可有效地提高炸藥的抗水性，提高炸藥的穩定性。

    (2)合適的乳化溫度可提高乳化炸藥的質量，合適的敏化劑濃度可使敏化效果更好，適當提高乳化器轉速，乳化基質質量更佳，通過優化工藝參數可有效地提高混裝乳化炸藥爆炸性能。

    (3)通過配方、工藝的優化，制備的混裝乳化炸藥可滿足80~100mm中小直徑露天爆破作業，減少了人工裝藥爆破施工，制備的乳化炸藥在涉水爆區預裝藥爆破也取得了良好效果。