摘要：粉狀乳炸藥是最近幾年發展起來的一種新型固態含水炸藥，它是以硝酸鹽為主的氧化劑組成的水相溶液與礦物油及其它可燃劑組成的油相溶液，經乳化形成一種油包水的乳化體系，然后以噴霧成粉工藝制成粉狀乳化炸藥，該種炸藥性能優良，不含任何單質炸藥，具有良好的抗水性能和儲存穩定性，不含有毒成份，對人體無毒害，對環境無污染，成本低，生產工藝先進。這種炸藥的安全性直接受其微觀結構得影響，本為通過其微觀結構的研究來分析它的安全性。

　　關鍵詞：煤礦粉狀乳化炸藥安全性微觀結構

　　1概述

　　煤礦許用粉狀乳化炸藥的微觀結構的外層為油膜，內部是形態松散的硝酸銨和消焰劑的結晶，在油膜與結晶之間有飽和態的鹽溶液。煤礦許用粉狀乳化炸藥的安全性與這種微觀結構密切相關，這種微觀結構使煤礦許用粉狀乳化炸藥具有較低的機械感度、較高的熱穩定性和良好的雷管感度。但是在近幾年的粉狀乳化炸藥生產過程中乳化罐，乳化器，螺桿泵處發生多起爆烽事故，表明粉狀乳化炸藥存在著相當程度的潛在爆炸危險性。對于有著多種優越性能的粉狀乳炸藥我們只有找出其事故原因所在，才能更好的加以利用，使其更好的為人民服務。所以正確認識粉狀乳化炸藥的乳化作業，基質感度，保證合理完善的生產工藝及正確的工藝操作，并對其安全性能進行探討是非常有意義的。

　　2煤礦許用粉狀乳化炸藥的微觀結構研究

　　煤礦許用粉狀乳化炸藥是由氧化劑、消焰劑和高熱值燃料形成的乳膠基質通過噴霧干燥制成的。乳膠基質中的分散相是硝酸銨和消焰劑溶液，連續相是油相溶液。在噴霧干燥過程中，隨著顆粒水分的快速蒸發和溫度的迅速下降，分散相中的硝酸銨和消焰劑結晶析出;由高熔點油相構成的連續相油膜迅速冷卻，乳膠基質被固化成型，已結晶的水相仍被包覆在連續相油膜中;同時水分蒸發和油膜的迅速冷卻固化，使產品的顆粒中形成很多微氣泡。因此煤礦許用粉狀乳化炸藥屬油包水型結構(W/O)，成品含水量約在2%~3%。

　　2.1微觀結構通過電鏡照相，觀察煤礦許用粉狀乳化炸藥的油包水型微觀結構可以清晰地看到，其油包水型微觀結構(W/O)顆粒直徑約為6~9um，外層為油膜，內部是形態松散的硝酸銨和消焰劑的結晶。在油膜與結晶之間，以及結晶的“裂隙”間，還有另外兩相存在。根據顆粒的固化過程分析應為飽和態的溶液水相和氣相，但由于分析手段的制約，電鏡照片對此無法分辨。

　　2.2微觀結構的成因分析在乳化劑的作用下，煤礦許用粉狀乳化炸藥的油相和水相在乳化機中被混合乳化成均勻的油包水的膠體，然后噴霧制粉。在霧化過程中，假設結晶可以在膠體內任一點率先出現或在多點同時出現，由于硝酸銨和消焰劑在結晶時不形成結晶水，因此未被干燥脫除的水分，會在結晶周圍形成飽和的水相。根據表面活性劑的作用原理，乳化劑存在于油相和水相的界面上，它的親油基團和親水基團，一端在油相中，一端在水相中。因此在被霧化的膠體顆粒中，受乳化劑親水基團的影響，未結晶的飽和水相會向油膜處遷移，最終在油膜與晶體之間形成飽和的水相層。微氣泡是基質霧化過程中水分蒸發產生的。在水分蒸發、溫度下降的同時，硝酸銨和消焰劑迅速發生結晶，并形成“裂隙”。在“裂隙”中和油膜與結晶之間微氣泡與鹽飽和水相共存。

　　3微觀結構對感度影響

　　3.1機械感度炸藥的機械感度是指炸藥在機械作用下發生爆炸的難易程度，了解炸藥的安全性與其微觀結構的關系至關重要。通過研究，可以指導企業加強相關生產環節的控制，更好地提高產品的生產安全性。

　　熱點學說認為，炸藥受到機械作用后局部形成熱點，當熱點的數量足夠多，溫度足夠高，就可能引起炸藥燃燒和爆炸。首先當機械作用發生時，由于油膜與晶體之間存在飽和的鹽溶液，溶液會迅速傳播機械作用能量。傳播的能量對微氣泡進行絕熱壓縮，由此產生的熱能又迅速被與其共存的水相吸收，導致水相溫度的迅速上升，進而又使水相變為不飽和溶液，引起周圍已結晶的硝酸銨發生溶解，吸收大量的熱，結果微氣泡周圍的溫度迅速下降，難以形成熱點。

　　由此可見，煤礦許用粉狀乳化炸藥的這種微觀結構對外界的能量作用，有較大的緩沖能力。只有當外界的激發能量大到足以克服這種緩沖能力后，才能形成熱點，引發爆炸。因此，煤礦許用粉狀乳化炸藥的機械感度較低，實驗結果也證明了這一點。

　　3.2熱感度煤礦許用粉狀乳化炸藥在受熱時，對熱不敏感，這取決于煤礦許用粉狀乳化炸藥的微觀結構和組分。當受熱時，高熔點油相形成的油膜，會將熱能傳遞給飽和硝酸銨的水相層，液相有較高的熱傳導能力，熱量被迅速分散、吸收。同前述一樣，溫升導致已結晶的硝酸銨溶解，大量的熱被吸收。由于硝酸銨的水溶液幾乎沒有氧化作用，而高熔點油相又不易揮發和分解，要使它發生燃燒或爆炸，還要進一步使水分揮發，使硝酸銨分解。因此，煤礦許用粉狀乳化炸藥具有較好的熱穩定性，試驗也證明了這一點：①熱感度試驗。依據GB-2000乳化炸藥標準中的熱感度測定方法，進行了多次試驗，煤礦許用粉狀乳化炸藥未出現燃燒現象。②爆發點試驗。爆發點測定依據GJB772A-97方法606.1爆發點5秒延滯期法，對煤礦許用粉狀乳化炸藥進行了試驗，測定的爆發點范圍為293℃~326℃。

　　3.3雷管感度煤礦許用粉狀乳化炸藥是采用噴霧干燥工藝生產的。在乳膠基質顆粒的脫水過程中，分散相會產生很多微氣泡，與鹽的飽和溶液共存。當雷管被激發后，雷管的沖擊波會對臨近的藥體產生猛烈的壓縮，從而使得分散相中的微氣泡被絕熱壓縮。由于沖擊波的作用時間非常短，強度非常大，產生的高溫、高壓大大超出了微觀結構對外界的激發能量的緩沖能力，于是這些微氣泡形成的熱點引發爆炸。因此，煤礦許用粉狀乳化炸藥具有良好的雷管感度。

　　4結束語

　　煤礦許用粉狀乳化炸藥是一種不含單質炸藥的高性能新型工業炸藥。它采用乳化技術，將氧化劑、消焰劑與高熱值燃料混合，形成高均一性的乳膠基質，然后通過噴霧干燥將乳膠基質分散并固化成粉狀炸藥。因此，該炸藥的每個顆粒都具有油包水的微觀結構，構成了煤礦許用粉狀乳化炸藥的最小結構。對煤礦許用粉狀乳化炸藥的微觀結構進行分析與研究，可以更好地了解這種炸藥微觀結構與其優良的安全性的關系。