【摘 要】
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传统的炸药爆破技术已经较为成熟,但存在着爆破振动、爆破飞石、粉尘污染、噪声等有害效应,且炸药本身也具有较大的危险性,在一些特殊环境下,工业炸药被限制使用。安全性较高的非炸药破岩技术也存在诸多局限,如破碎效率低、破碎效果差、破碎成本高等。本文致力于研究一种高度钝感,高安全性的土岩破碎剂,在实现快速破岩的同时,能有效降低爆破过程产生的振动、飞石、粉尘等有害效应。为特殊环境下岩土爆破提供了另一个可行的选
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传统的炸药爆破技术已经较为成熟,但存在着爆破振动、爆破飞石、粉尘污染、噪声等有害效应,且炸药本身也具有较大的危险性,在一些特殊环境下,工业炸药被限制使用。安全性较高的非炸药破岩技术也存在诸多局限,如破碎效率低、破碎效果差、破碎成本高等。本文致力于研究一种高度钝感,高安全性的土岩破碎剂,在实现快速破岩的同时,能有效降低爆破过程产生的振动、飞石、粉尘等有害效应。为特殊环境下岩土爆破提供了另一个可行的选择,对国家重要资源开采具有重大意义。本文设计并制备钝感型破碎剂,通过理论与实验探究破碎剂的性能。设计并制备激发装置,进行破碎剂的现场破岩试验,探究破碎剂的破岩能力与效果。具体研究工作与结论如下:（1）对破碎剂的组成成分进行分析,确定氧化剂组分为硝酸钾,可燃剂组分为铝粉和煤粉,设计并制备多种配方钝感型破碎剂。通过理论研究,以铝粉作为可燃剂时,铝粉含量为30～40%时,破碎剂具有较高的爆热与爆温;以煤粉作为可燃剂时,煤粉含量对破碎剂的爆热、爆温影响较小,煤粉含量为20%时,破碎剂的爆容最高。（2）为指导破碎剂在岩土爆破中的装药密度与装药长度等参数,对破碎剂的堆积密度进行测量。当可燃剂含量为20～40%时,铝粉含量对破碎剂的堆积密度影响较小,堆积密度在1.00 g·cm-3左右,以煤粉为可燃剂时,破碎剂的堆积密度随煤粉含量的增加而降低,堆积密度为0.75～0.91 g·cm-3。（3）为探究破碎剂在生产、使用过程中的安全性。对多种破碎剂进行撞击感度、摩擦感度、静电火花感度测试,测试结果均未出现发火现象,结果表明本文所研究的破碎剂高度钝感,生产、使用过程中的安全性高。（4）通过弹道抛掷实验,对破碎剂的做功能力进行测试。当可燃剂含量为30%左右时,破碎剂的做功能力最强,30%铝粉含量的破碎剂,其做功能力为16.04J·g-1,30%煤粉含量的破碎剂,其做功能力为35.02 J·g-1。（5）为探究破碎剂的储存稳定性,分别探究破碎剂在开放与密封环境中储存一个月的含水率与吸湿性。在开放环境中,含铝粉破碎剂的含水率稳定在2.57%,已经明显结块,无法使用,含煤粉的含水率为0.45%,仍可以激发起爆;在密封环境中,含铝粉破碎剂的含水率稳定在1.26%,含煤粉的含水率为0.20%,破碎剂均能正常激发。（6）以氧化铜粉末与铝粉质量比为3:2制得激发药,设计并制作破碎剂激发装置,在矿山现场,进行破岩试验。破岩试验结果表明,激发装置能够安全可靠地对钝感型破碎剂点火起爆;钝感型破碎剂在岩土爆破中能够达到松动爆破效果,有效降低爆破飞石、爆破粉尘的产生,爆破振动速度仅相当于传统工业炸药爆破的59%,能有效地降低岩土爆破中的爆破振动。图[32]表[27]参[91]
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