液氧炸藥爆破技術(shù)概述
什么是液氧炸藥
液體氧被固體可燃物吸收制成的炸藥稱為“液氧炸藥”
1895年由德國人C.林德發(fā)明。一般是把能吸取液氧的可燃物包裹成圓柱體,僅在使用前浸入液氧里,使可燃物的孔隙中吸滿液氧,立即移置到需要爆炸的地方,用雷管起爆。
液氧炸藥的性能根據(jù)其吸收劑的種類不同而各有差異??勺饕貉跽ㄋ幍奈談┑挠校禾亢?、草炭、泥煤、木屑、棉花等。
其中吸收劑的按化學(xué)性質(zhì)差異可分為碳質(zhì)和纖維質(zhì),按結(jié)構(gòu)可分為粉末狀和絲條狀。
礦山炸藥液氧炸藥的優(yōu)缺點
優(yōu)點
(1)爆破后處理更安全。因為其他任何炸藥因故未能引爆的話,排除故障是一件危險的事,而液氧炸藥就沒有這個問題,它極易揮發(fā),如果未引爆的話,15 分鐘內(nèi)氧氣就會逃之夭夭,這樣靠近它就無任何危險了。
(2)成本相對較低。液氧成本較低,吸附物可用煤粉、木屑等便宜物,做成炸藥體積小、威力大。
(3)爆破產(chǎn)生的氣體無污染。爆炸后產(chǎn)生的氣體基本上是無毒的二氧化碳,這樣就很少有污染,而‘硝’字號炸藥,爆炸及放出的是有毒的一氧化氮、二氧化氮。
缺點
(1)它只能應(yīng)用于露天作業(yè)和筑路造橋、爆破建筑等, 而不能用于坑道和礦井等作業(yè)爆破, 因為液氧炸藥爆破時氧氣四溢, 會引起礦井中坑氣、煤塵爆炸從而引起事故;其二, 液氧炸藥必須隨裝隨用, 一般制成后一小時內(nèi)就要用掉, 不然液氧揮發(fā)就會失去效力。
(2)雖然液氧炸藥的爆力、猛度及殉爆性都大大超過一般炸藥,但是,它具有安全上不能忽視的缺點:高度的機械感度與火花感度,除此之外靜電問題也是一個重要的安全問題。
當(dāng)液氧與吸收劑接觸后,由于液氧與吸收劑溫度差200℃,從而會使液氧迅速氣化,氧氣迅速從劑包中逃竄,在液氧氣化并從劑包中泄露的過程中,氧氣與吸收劑粒子間、吸收劑與吸收劑間產(chǎn)生了沖擊與摩擦,其結(jié)果可能會導(dǎo)致靜電的產(chǎn)生,這時劑包、容器以及與劑包接觸的物體都會帶電。值得注意的是,當(dāng)劑包有破損時,吸收劑能與氧氣從破損處逃出的情況下,靜電發(fā)生量會大大增加。
礦山爆破液氧制備工藝
(1)液態(tài)氧生產(chǎn)一般采用的是分離液態(tài)空氣法,那空氣分離的原理是低溫精餾法,先將空氣加壓降溫變成液態(tài),空氣凝固成液體,按照各組蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。
(2)將空氣冷卻到液化程度,空氣的冷卻是在主換熱器中進行的,在其中空氣被來自精餾塔的返流氣體冷卻到接近液化溫度,與此同時,冷的返流氣體被復(fù)熱。
(3)液化氧氣在開始階段,加工空氣在主換熱器和過冷氣器中與返流冷氣流換熱而被液化,在正常運行中,氮氣和液氧的熱交換是在冷凝器中進行的,由于兩種流體壓力不同,氮氣被液化而液氧被蒸發(fā),氮氣與液氧分別由下塔和上塔供給,這是保證上、下塔精餾過程的進行所必須具備的條件。
(4)總結(jié)來說,利用空氣中氮氣的沸點比氧氣的沸點低,先將空氣加壓降溫變成液態(tài),之后再加熱,那因為液氮的沸點比氧氣的沸點低,氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來,留下的就是液態(tài)氧氣。
礦山爆破液氧爆破與CO2爆破的區(qū)別
液態(tài)二氧化碳爆破是氣體爆破技術(shù)中的典型爆破氣材,被廣泛應(yīng)用在采礦業(yè)、地質(zhì)勘探、水泥、鋼鐵、 電力等行業(yè)、地鐵與隧道及市政工程、水下工程、以及應(yīng)急救援搶險中。其原理是:利用液態(tài)二氧化碳在受熱時迅速氣化膨脹,二氧化碳氣化后可以生成相當(dāng)于液體體積600倍的二氧化碳氣體,因此釋放出釋放足夠的爆破能量,造成巖體或礦體破裂,取代炮采過程中的雷管炸藥。
液氧炸藥爆炸的原理跟普通炸藥相同,就是利用液氧容易蒸發(fā)(1L液氧可以變成800升的氣態(tài)氧),使吸收劑在瞬間氧化生成大量的二氧化碳、水蒸氣等氣體。同時放出大量的熱,氣體達到高溫,體積突然膨脹而引起爆炸。
區(qū)別:二氧化碳爆破相較于液氧爆破而言,由于其在爆破過程中不會產(chǎn)生明火,完全依靠氣體的突然膨脹進行做功,因此液態(tài)CO2爆破比液氧炸藥爆破的安全性要高。但液氧爆破所產(chǎn)生能量及爆力要比二氧化碳爆破要高,所以在同等條件下爆破效果更好。