1山西壶化集团股份有限公司 山西长治 047300
2山西壶化集团爆破有限公司 山西长治 047300
摘要：温度对火工品的稳定性和安全使用影响很大 ，通常在实验室中取少量火工品样品进行火工品的热安定性研究。本论文在爆破现场进行了高温环境下常用煤矿许用爆破器材的热安定性能测定，获得了一些矿用火工品在高温条件下的热安定性能指标，这些指标对指导高温条件下的矿用火工品的安全使用具有重要的指导作用。
关键词：火工品；耐热性；试验分析
炸药和起爆器材通常是在常温下使用的，因为温度对火工品的性能，特别是稳定性有很大影响。由于火工品易在高温下发生爆炸，从安全考虑，通常在实验室中取少量样品进行火工品的热安定性研究，适用于大量的火工品，在现场进行近乎实际操作的实验少有报道，因此做好相应的分析工作是必要的。
1 火工品间接及应用注意事项
1.1火工品简介
火工品是指装置中含有炸药或火药成分，一定的外部刺激后促使炸药或火药的燃烧爆炸做功，促发装置运行使用的元件或装置总称，常见的火工品有点火管、雷管、导火索、爆炸开关、启动器等十六类[1]。这类产品常被用于炸药的引燃引爆装置，通常在武器系统中得到广泛使用，还能够有效提高武器的安全性与灵敏新，除了导弹、核武器军事领域，在航空领域也得到一定的推广。下面针对矿用火工品进行分析。
1.2火工品应用注意事项
（1）禁止非企业职工担任安全员、库管员、看守员，且必须经过培训考核，持证上岗。
（2）禁止火工品的领用、爆破作业、退库单独由非企业人员承担，必须有企业职工（领工员或安全员）全程陪同、监管。
（3）禁止炸药、雷管同车运输，严禁人、货混装混运[2]。
（4）禁止电雷管领用、运输、退库随身携带，需配置专用防爆保险箱（柜）。
（5）禁止在施工工点临时存放火工品，没有使用完的火工品，必须当班当即退回仓库保管。
（6）禁止在雷雨天气装卸和搬运火工品。
（7）禁止领用火工品超范围使用。
2工程概况
2.2神华宁夏煤业集团大峰煤矿羊齿采区硐室爆破工程，一次起爆药量5 500 t。由于受被爆山体下部煤层自燃的影响，施工硐室内温度最高达200℃。考虑到装药量大、装药时间长和炸药的热稳定性，根据有关文件和爆破专家的意见，施工前广东宏大爆破股份有限公司对火工品的耐热性进行了现场试验。这些实验结果虽然不够系统，但该数据会对类似环境下火工品的使用提供重要参考。
表1二号岩石乳化炸药爆速测试结果
3 火工品的耐热性现场试验条件
3.1仪器与材料。
试验采用长沙矿冶研究院生产的DV-2数字测速仪测定爆速，普通水银温度计测定炮孔温度和硐室内温度；选用湖南湘西雷光爆破仪器仪表厂生产的2H-1型雷管测试仪测定电雷管电阻[3]。实验火工品包括：药卷直径32 mm的二号岩石煤矿需用乳化炸药和二号岩石粉状铵梯炸药，8号铝壳毫秒电雷管和矿用普通导爆索（12-14 g/m），以上产品由宁夏天长民爆器材厂生产。试验用铵油炸药系施工现场自制，其组分为：多孔粒状硝胺94%-96%，轻柴油4%-6%。
3.2 试验方法
为了能够真实反映山体硐室的实际温度，试验地点选在高温火区内一条掘进到山内8m的硐内，硐室内空气温度最高达110℃，硐室岩体温度最高达140℃，试验过程中将该硐口进行封堵以维持温度。
3.3试验气象条件。
冬季11月）12月，温度-16℃-11℃，相对湿度15%-25%。
4 试验结果分析
4.1 二号岩石煤矿许用乳化炸药性能试验
4.1.1相同温度不同时间内的性能检验结果
（1）外观变化。经过试验，在高温下经过不同时间后的二号岩石乳化炸药从硐内取出时药卷均发生溢出，药卷变软，乳化药液呈黄褐色，冷却后药卷变硬脆。
（2）二号岩石乳化炸药在相同温度（80℃）下，不同时间（4 h、8 h和12 h）后用雷管能正常引爆，而威力减小，起爆后有棕黄色烟雾。
（3）二号岩石乳化炸药在相同温度（80℃）下，不同时间（4 h、8 h和12 h）内的爆速测试结果见表1所列。从表1可以看出，在80e温度下，经4 h、8 h和12 h后二号岩石胶状乳化炸药爆速逐次下降。
通过分析可知乳化炸药在80℃高温下初期时间段（0-4 h）内爆速下降较快，平均爆速下降986 m/s；在4-8 h内爆速下降较慢，平均爆速下降284 m/s，在8-12 h内爆速下降再次变快，平均爆速下降711 m/s[4]。
（4）二号岩石乳化炸药在80℃高温下经12 h后并没有完全失效，在孔内不会自爆，在雷管作用下能正常引爆，但是爆速下降。
4.1.2 二号岩石乳化炸药与电雷管联合试验
在3卷乳化炸药中分别插入1发电雷管，做成3个起爆体，分别装入8号孔、9号孔和10号孔中，将孔口堵塞，试验时间为6 h，试验结果见表2所列。
表2 胶状乳化炸药雷管起爆体高温试验结果
4.2铵油炸药、2号铵梯炸药和导爆索性能试验
在硐室内分别悬吊12发高精度8号电雷管和4段导爆索，导爆索每段长度2 m，雷管和导爆索的悬吊位置间隔距离3 m，防止相互引爆。悬吊雷管和导爆索处悬吊温度计，硐口用两层沙袋进行堵塞，然后每隔2 d、5 d、8 d和10 d从硐内分别取出1卷导爆索和3发高精度雷管，对导爆索进行爆速试验，高精度雷管进行电阻检测和引爆检验，此次试验重复做3次[5]。试验后对导爆索、二号岩石铵梯炸药和铵油炸药做爆速试验，得出导爆索、二号岩石铵梯炸药和铵油炸药在高温下不同时间的平均爆速。
5结束语：
（1）8号铝壳毫秒电雷管在孔内发生自爆的温度均高于125℃；当温度低于125°时电雷管在6 h内不发生自爆，没有自爆的雷管可正常引爆炸药；当温度高于125°时，温度越高在炮孔内发生自爆的时间越短。高温引起脚线脱离的电雷管在别的雷管作用下可正常殉爆。8号铝壳毫秒电雷管在100℃高温下经10 d后性能和外观没有发生明显变化，能正常引爆。
（2）二号岩石煤矿许用乳化炸药在温度80℃时，经历12 h仍能用雷管正常引爆，其爆速随放置时间延长逐渐减小；在高于130℃的高温下，经6 h后不能被雷管引爆。
（3）二号岩石煤矿许用乳化炸药和雷管做成的起爆体在高于138℃的高温下2 h雷管就发生自爆，但雷管自爆不能引爆在高温下放置同样时间的乳化炸药。
（4）普通矿用导爆索在高温下放置的时间越长爆速增加越大，在96℃高温环境下放置10 d的双根导爆索能正常引爆铵油炸药。
（5）在相同高温环境，相同时间下铵油炸药的爆速下降速率比铵梯炸药的下降速率快。
参考文献：
[1]张彬，褚恩义，任炜，等.MEMS火工品换能元的研究进展[J].含能材料，2017，25（05）：428-436.
[2]李勇，周彬，秦志春，等.火工品用复合半导体桥技术的研究与发展[J].含能材料，2013，21（03）：387-393.
[3]王宇，魏超，张嵩.钝感火工品中新技术、新含能材料研究进展[J].科技导报，2013，31（10）：74-79.
[4]王亚辉，李晓钢.基于步进应力的火工品加速贮存试验研究[J].装备环境工程，2013，10（01）：38-40.
[5]刘小龙，王牧丁，姜海坚，等.基于FPGA的智能火工品等效器设计实现[J].电子测量技术，2012，35（05）：78-82.
论文作者:王晓1,侯贵云2,黄福顺2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：雷管论文; 炸药论文; 高温论文; 岩石论文; 温度论文; 时间论文; 自爆论文; 《基层建设》2018年第17期论文;