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【摘要】本文根据炸药震源勘探实际使用情况,从炸药起爆、爆轰理论和混合理论角度分析,结合现有粉状震源药柱生产工艺,进行可行性分析和实际使用,得出一种更适应粉状震源药柱生产的新型工艺技术方法,本工艺通过对混药工艺和装药结构的改进,提高了粉状震源药柱的起爆和传爆可靠性,满足了用户的需求,达到了预期解决的目的。
【关键词】震源药柱;爆轰理论;混合工艺;装药结构;勘探
1、引言
地震勘探是通过人工方法模拟地震产生地震波并接收来自地层内部的回波信息,从而获得地质构造,进而判断、寻找可能藏有目的物构造的一种方法。所应用的震源一般有炸药震源(包括震源药柱、震源导爆索等)、空气地震枪、机械式震动震源及瓦斯发爆器等。目前,大部分陆上地震队使用炸药震源。
在地震勘探实际施工中,时会出现拒爆现象。一旦出现拒爆现象,将留下了安全隐患,得投入大量的时间、人力处理拒爆废药。因此,我们从炸药的爆轰机理入手,经过试验不断改进和验证,制出了一种自身感度高、传爆可靠的粉状震源药柱。
2、本种粉状震源药柱的工艺实施
2.1原材料配料工艺实施
2.1.1工艺配方
硝酸铵:81%;TNT:18%;复合油相:1%;添加剂A:0.2%。
a.硝酸铵起氧化剂作用;
b.TNT起敏化剂作用;
c.复合油相起还原剂,有机包覆剂作用;
d.添加剂如均匀分散在硝酸铵表面,将大大降低硝酸铵的吸湿性和结块性,从而提高炸药的贮存期和爆炸性能。
2.1.2原材料工艺实施及设备
a.硝酸铵使用锤式破碎机粗碎;
b.TNT使用球磨机粉碎,细度要求为96%过60目筛,粉碎时间为:60分钟,粉碎量:300kg/次;
c.复合油相使用蒸汽加热熬制;
2.2混药工序工艺实施
2.2.1硝酸铵和复合油相的混合
a.工艺设备
硝酸铵溶解罐、油相保温罐、硝酸铵溶液和油相混合罐、负压干燥罐、射流真空泵、凉水塔
b.工艺实施
将硝酸铵与少量的水制成悬浊液,在将此悬浊液和油相及添加剂加入到混合罐中充分混合,待充分混合后,抽入负压干燥设备中进行负压干燥。
c.工艺技术要求
硝酸铵悬浊液、油相温度为120~125℃,负压干燥设备设保温层温度保持120~125℃,真空度为-0.07MPa。
2.2.2硝酸铵和复合油相的混合物与TNT的混合
a.工艺设备
轮碾机、冷却水制作及输送设施
b.工艺技术及工艺实施
将硝酸铵和复合油相的混合物加入轮碾机中,通冷却水降温,碾压15分钟,待温度降至70℃以下时,加入TNT,混合10分钟,出药。
2.3装药工序工艺实施
2.3.1装药结构的确定
通过试验可知,本产品的装药极限密度约为1.35~1.45g/cm3,受起爆理论启发,决定对装药结构作出改进,我们称此为上下密度不对称型装药结构,通过雷管起爆前部装药密度稍低的ρ2区,再利用ρ2区的高起爆冲量,起爆ρ1区的主装药,从而达到起爆连续性和可靠性。
2.3.2工艺过程实施与技术
a.工艺设备
立式粉状震源药柱装药机、空气压缩机、气动元件及其控制装置。
b.工艺技术及工艺实施
装药过程共分四个过程,通过感应开关、电磁继电器(或PLC控制)、气动元件和固态继电器(或接触器)等控制装药过程。装药气缸如图2所示:
过程一:活塞行至感应开关1时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)控制固态继电器(或接触器)闭合,启动电机,同时作用气动元件,气动控制元件打开排气通道1,控制下气缸排气速度V1,保持压力为P1开始装药,此时装药密度为ρ1;
过程二:当活塞行至感应开关2时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)作用气动元件,气动控制元件关闭排气通道1,打开排气通道2,控制下气缸排气速度V2,保持压力为P2继续装药,此时装药密度为ρ2;
过程三:当活塞行至感应开关3时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)控制固态继电器(或接触器)断开,电机停止,同时作用气动元件,气动控制元件关闭排气通道2,打开排气3通道快速排气,停止装药,活塞下落;
过程四:当活塞行至感应开关4时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)作用气动元件,气动控制元件关闭排气通道3,下气缸进气,气缸活塞上行至感应开关1时,完成一次装药全过程。
3、结论
3.1利用液相混合工艺,提高了硝酸铵的改性效果和混合的均匀度,采用负压干燥方法,降低了药体的水分含量,通过新工艺的改进,从药体的本质上入手改变了炸药的爆炸性能,使粉状震源药柱的起爆和传爆可靠性得到了保障。
3.2从炸药的起爆机理和爆轰反应本质入手,利用上下密度不对称型装药结构,提高了起爆能量,增加了起爆成功率。
总的来说,上述工艺生产的产品,通过性能检测,反映本产品的起爆和传爆成功率均高于同类产品。
参考文献
[1]炸药理论编写组,炸药理论[M].北京:国防工业出版社
[2]吕春绪,刘祖亮,倪欧琪.工业炸药[M].北京:兵器工业出版社
[3]陆明.工业炸药生产中的混合理论及其技术[J].起爆器材,2005.12
[4]陆明.工业炸药生产中的粉碎理论及其技术[J].起爆器材,2005.10
[5]邓安健.(湖南省南岭化工厂),铵油炸药性能影响因素研究及生产工艺的改进[J].爆破器材
[6]吕春绪.工业炸药理论[M].北京:兵器工业出版社,2003
【关键词】震源药柱;爆轰理论;混合工艺;装药结构;勘探
1、引言
地震勘探是通过人工方法模拟地震产生地震波并接收来自地层内部的回波信息,从而获得地质构造,进而判断、寻找可能藏有目的物构造的一种方法。所应用的震源一般有炸药震源(包括震源药柱、震源导爆索等)、空气地震枪、机械式震动震源及瓦斯发爆器等。目前,大部分陆上地震队使用炸药震源。
在地震勘探实际施工中,时会出现拒爆现象。一旦出现拒爆现象,将留下了安全隐患,得投入大量的时间、人力处理拒爆废药。因此,我们从炸药的爆轰机理入手,经过试验不断改进和验证,制出了一种自身感度高、传爆可靠的粉状震源药柱。
2、本种粉状震源药柱的工艺实施
2.1原材料配料工艺实施
2.1.1工艺配方
硝酸铵:81%;TNT:18%;复合油相:1%;添加剂A:0.2%。
a.硝酸铵起氧化剂作用;
b.TNT起敏化剂作用;
c.复合油相起还原剂,有机包覆剂作用;
d.添加剂如均匀分散在硝酸铵表面,将大大降低硝酸铵的吸湿性和结块性,从而提高炸药的贮存期和爆炸性能。
2.1.2原材料工艺实施及设备
a.硝酸铵使用锤式破碎机粗碎;
b.TNT使用球磨机粉碎,细度要求为96%过60目筛,粉碎时间为:60分钟,粉碎量:300kg/次;
c.复合油相使用蒸汽加热熬制;
2.2混药工序工艺实施
2.2.1硝酸铵和复合油相的混合
a.工艺设备
硝酸铵溶解罐、油相保温罐、硝酸铵溶液和油相混合罐、负压干燥罐、射流真空泵、凉水塔
b.工艺实施
将硝酸铵与少量的水制成悬浊液,在将此悬浊液和油相及添加剂加入到混合罐中充分混合,待充分混合后,抽入负压干燥设备中进行负压干燥。
c.工艺技术要求
硝酸铵悬浊液、油相温度为120~125℃,负压干燥设备设保温层温度保持120~125℃,真空度为-0.07MPa。
2.2.2硝酸铵和复合油相的混合物与TNT的混合
a.工艺设备
轮碾机、冷却水制作及输送设施
b.工艺技术及工艺实施
将硝酸铵和复合油相的混合物加入轮碾机中,通冷却水降温,碾压15分钟,待温度降至70℃以下时,加入TNT,混合10分钟,出药。
2.3装药工序工艺实施
2.3.1装药结构的确定
通过试验可知,本产品的装药极限密度约为1.35~1.45g/cm3,受起爆理论启发,决定对装药结构作出改进,我们称此为上下密度不对称型装药结构,通过雷管起爆前部装药密度稍低的ρ2区,再利用ρ2区的高起爆冲量,起爆ρ1区的主装药,从而达到起爆连续性和可靠性。
2.3.2工艺过程实施与技术
a.工艺设备
立式粉状震源药柱装药机、空气压缩机、气动元件及其控制装置。
b.工艺技术及工艺实施
装药过程共分四个过程,通过感应开关、电磁继电器(或PLC控制)、气动元件和固态继电器(或接触器)等控制装药过程。装药气缸如图2所示:
过程一:活塞行至感应开关1时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)控制固态继电器(或接触器)闭合,启动电机,同时作用气动元件,气动控制元件打开排气通道1,控制下气缸排气速度V1,保持压力为P1开始装药,此时装药密度为ρ1;
过程二:当活塞行至感应开关2时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)作用气动元件,气动控制元件关闭排气通道1,打开排气通道2,控制下气缸排气速度V2,保持压力为P2继续装药,此时装药密度为ρ2;
过程三:当活塞行至感应开关3时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)控制固态继电器(或接触器)断开,电机停止,同时作用气动元件,气动控制元件关闭排气通道2,打开排气3通道快速排气,停止装药,活塞下落;
过程四:当活塞行至感应开关4时,感应开关给出信号,通过继电器或PLC控制器)作用气动元件,气动控制元件关闭排气通道3,下气缸进气,气缸活塞上行至感应开关1时,完成一次装药全过程。
3、结论
3.1利用液相混合工艺,提高了硝酸铵的改性效果和混合的均匀度,采用负压干燥方法,降低了药体的水分含量,通过新工艺的改进,从药体的本质上入手改变了炸药的爆炸性能,使粉状震源药柱的起爆和传爆可靠性得到了保障。
3.2从炸药的起爆机理和爆轰反应本质入手,利用上下密度不对称型装药结构,提高了起爆能量,增加了起爆成功率。
总的来说,上述工艺生产的产品,通过性能检测,反映本产品的起爆和传爆成功率均高于同类产品。
参考文献
[1]炸药理论编写组,炸药理论[M].北京:国防工业出版社
[2]吕春绪,刘祖亮,倪欧琪.工业炸药[M].北京:兵器工业出版社
[3]陆明.工业炸药生产中的混合理论及其技术[J].起爆器材,2005.12
[4]陆明.工业炸药生产中的粉碎理论及其技术[J].起爆器材,2005.10
[5]邓安健.(湖南省南岭化工厂),铵油炸药性能影响因素研究及生产工艺的改进[J].爆破器材
[6]吕春绪.工业炸药理论[M].北京:兵器工业出版社,2003