CN104447149A - 煤矿许用型工业电*** - Google Patents

Abstract

本发明属于工业***技术领域，具体涉及一种煤矿许用型工业电***。包括內帽、延期体和复合起爆药，复合起爆药包括起爆药、消焰剂、猛***和粘结剂。起爆药为二硝基重氮酚、叠氮化铅、三硝基间苯二酚铅、硝酸肼镍中的一种或几种；猛***为黑索金或太安中的一种或两种。消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠消焰剂中的一种或几种。本发明针对工业***易引起瓦斯***这一问题，提出了一种新的煤矿许用型工业电***，解决了瓦斯安全性的问题，保证煤矿***的安全，具有极好的推广价值，可以规模化生产。

Description

煤矿许用型工业电***

技术领域

本发明属于工业***技术领域，具体涉及一种煤矿许用型工业电***。

背景技术

目前，我国的煤矿许用型工业电***生产所用起爆药，一般都是单质起爆药，常用的如二硝基重氮酚、叠氮化铅、三硝基间苯二酚铅、硝酸肼镍等，亦有厂家使用氮化铅与斯蒂芬酸铅共沉淀起爆药等混合起爆药的报道。而对于煤矿许用型电***的猛***一遍装药一般采用消焰剂造粒黑索金，二遍装药亦采用消焰剂造粒黑索金，亦有不采用消焰剂的紫胶造粒黑索金。由于各***生产厂家因材料、工艺技术及质量控制等原因，特别是在大批量生产的条件下，有不少厂家的煤矿许用型工业电***的瓦斯安全性不能完全满足国家标准的要求，现有国家标准规定，允许出现瓦斯检测不合格的概率，但对煤矿***来说，仍是存在较大的安全风险。

为提高煤矿许用电***的瓦斯检测的安全性，各生产厂家采取了很多技术措施，包括一次、二次猛***采用消焰剂造粒黑索金，管体一般采用纸壳、铜管、覆铜管、铁壳管、法兰管，为进一步减少管壳对瓦斯安全性的影响，管壳采取加厚措施，铁壳管采用镀铜工艺，法兰管采用特殊工艺处理，內帽采用铜內帽、覆铜、镀铜等金属內帽，这些措施在一定程度上改善了电***的瓦斯安全性。但在大批量生产中，由于管壳存在微裂缝等缺陷，电引火药头大小偏差、延期药的燃烧喷火状态，延期时间的精度，金属內帽的表面腐蚀、马蹄、毛刺等影响***装配的安全，而普通的塑料內帽在起爆药***后的形成物或生成物，亦可能引起煤矿型工业电***瓦斯检测不合格。

中国专利一，专利号CN1054968A，煤矿许用***，一种煤矿许用***，其特征是在***装置中加入了氟化物消焰剂，既解决了以氯化钾为消焰剂的煤矿许用***装药易吸湿，吸湿后流散性差，不易装药，对金属管壳有腐蚀作用等问题，也解决了以铅丹为消焰剂的煤矿许用***中铅丹比较敏感且有毒，造成生产不安全，工人身体易受损害等问题，同时对沼气的引爆也起到了强有力的抑制作用。

中国专利二，专利号CN1108230A，铁壳煤矿许用***，一种煤矿许用***，其特征是外壳采用铁壳，既解决了以复铜钢、铜为外壳的煤矿许用***价格昂贵、货源紧、制造成本高等问题，又解决了以纸、塑料等材料制成的煤矿许用***在起爆、防潮、耐压等方面性能差，在煤矿***中因***瞎炮而遗留在煤中不能被磁铁分选，造成社会公害的问题。

中国专利三，专利号CN2081966U，煤矿许用型无起爆药电***，本发明涉及一种新型无起爆药煤矿许用型电***，它由壳体(1)、传爆药(2)、起爆机构(3)以及电发火机构组成，其特点是在壳体内的传爆药和电发火机构之间设有起爆机构，起爆机构是指装药为猛***或猛***混合物。本发明结构、工艺都较简单，生产和使用都很安全、并对起爆***造成的环境污染问题大有改善。本发明可以在有瓦斯、煤尘***危险的煤矿井下使用，也可用于其它工业***场合。

中国专利四，专利号CN86104575A，铅丹消焰剂矿用瞬发电***，铅丹消焰剂矿用瞬发电***属于矿用***器材，本发明主要解决以氯化钾为消焰剂的矿用瞬发电***的一次传爆药易吸湿，吸湿后流散性差，装药不准，对金属管壳有腐蚀作用，使纸管壳强度降低，阴雨天生产困难，起爆能力低，***对存储条件要求高，有效保证期短等问题。本发明的主要特征是在一次传爆药中加入适量的铅丹代替氯化钾作消焰剂，除克服了以氯化钾为消焰剂的***的不足之处外，还对甲烷的引爆起到了强有力的抑制作用。

中国专利五，专利号CN2047358U，煤矿安全型无起爆药电***，本发明属于煤矿安全型无起爆药电***，其主要特征是由无起爆药的起爆原件代替起爆药。该电***的优点是在生产制造、贮藏、运输和使用中安全。本发明工艺、结构简单。

以上五个专利都是属于煤矿许用电***，但均侧重于猛***采用消焰剂、无起爆药煤矿许用电***及利用铁壳作为***壳的煤矿许用电***，均未涉及起爆药的内容。而且采取以上各种措施，都能提高煤矿许用电***的瓦斯安全性，但不能杜绝瓦斯检测达到100％合格，从国家民爆行业检测部门的抽检结果也可以得出结论。

中国专利六，专利号CN101440011A，用于***的微起爆药，本发明涉及用于***的微起爆药，解决了有起爆药的***不安全、无起爆药***成本高的问题。本发明包括一种以上的猛***和一种以上的起爆药。猛***包括黑索金、太安；起爆药包括二硝基重氮酚、叠氮化铅、三硝基间苯二酚铅、硝酸肼镍、高氯酸三碳酰肼合镉，将一种以上的猛***和一种以上的起爆药混用即可。还可以使用添加粘合剂和表面活性剂。其优点是比常规装药***能够减少30～60％的起爆药装药量，比目前***成本降低20～30％，提高了***装配中的安全性，在保证起爆力和火焰感度的同时，降低了静电、摩擦、撞击、光和热感度，使***在生产、运输、贮存和使用过程中安全性得到改善。并且可以使***总装药量减少，提高药剂的流散性。

中国专利七，专利号CN104098416A，一种含有DNT的复合起爆药，本发明公开了一种含有DNT的复合起爆药，包括DNT和起爆药，其中，DNT的质量百分比为10％～45％；所述 起爆药为二硝基重氮酚、叠氮化铅、雷汞、三硝基间苯二酚铅、硝酸肼镍、GTG起爆药中的一种或几种的混合物。本发明所述含有DNT的复合起爆药生产安全性较高，成本较低，耐压性较微起爆药和纯起爆药更好。

专利六和专利七，涉及复合起爆药，但不是针对煤矿许用型电***所作的技术研究：其中专利六的微起爆药虽也减少了起爆药的使用量，但由于添加了猛***，使得微起爆药的起爆能力增强，降低了生产成本，但在***结构相同情况下，微起爆药会导致煤矿型工业电***的瓦斯安全性能下降，与本发明所解决的问题不同。专利七是一种或几种起爆药与DNT形成的复合起爆药，提高了生产的安全性、降低了生产成本及耐压性，但仅添加DNT，因该复合起爆药***的产物不具有抑制可燃气链锁反应的作用，因而不能消除因管体、电引火元件、延期药及延期时间的精度等缺陷可能引起瓦斯***的因素。

目前国内外的煤矿许用型工业电***解决瓦斯安全性，通常在***管体材质、管壁厚度及猛***等方面进行了较多的研究，但由于影响煤矿型工业电***的因素非常多，在大批量生产过程中，这些影响因素均不同程度的存在，直接影响到煤矿型工业电***的瓦斯安全性能。电引火药头爆燃、延期药的燃烧喷火状态、延期时间的精度、塑料內帽在起爆药***后的形成物或生成物、管体微裂隙等因素均有可能引起煤矿型工业电***瓦斯检测不合格。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种煤矿许用型工业电***，从根本上解决了煤矿许用型工业电***的瓦斯安全性的问题，保证煤矿***的安全。

本发明所述的煤矿许用型工业电***，包括內帽、延期体和复合起爆药，复合起爆药由以下重量分数的原料制成：起爆药40％-89％，消焰剂5％-12％，猛***5％-54％和粘合剂1％-5％。

本发明消焰剂的作用机理主要是能够有效地破坏甲烷氧化反应过程中所产生的游离基，从而使反应过程中断，起到抑制可燃气的链锁反应的作用，同时消焰剂的热容可以起到吸热冷却的作用，降低反应产物的温度。

其中：

起爆药为二硝基重氮酚(DDNP)、叠氮化铅、三硝基间苯二酚铅或硝酸肼镍(NHN)中的一种或几种；猛***为黑索金(C3H6N6O6)或太安(C5H8N4O12)中的一种或两种。

起爆药优选为由以下重量份数的物质组成：二硝基重氮酚60-85份、叠氮化铅50-70份和硝酸肼镍60-80份。

猛***优选以下重量份数的物质组成：黑索金10-40份和太安8-45份。

消焰剂为常用消焰剂中的一种或几种，消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠中的一种或几种，一般消焰剂随着猛***含量的增加而增加。

粘合剂为无机盐类粘合剂、天然粘合剂或高分子材料粘合剂中的一种或几种。

复合起爆药采用现有技术化学共沉淀法或物理混合法制备，主要是在化合生产起爆药的过程中将猛***及消焰剂加入，生成复合起爆药。

用物理混合法制取复合起爆药时，将上述猛***与起爆药混合在一起，为了增加复合起爆药的流散性，使其容易装填，使用粘合剂。

无机盐类粘合剂优选为硅酸盐、磷酸盐或硼酸盐类粘合剂；天然粘合剂优选为明胶、虫胶或桃胶；高分子材料粘合剂优选为羧甲基纤维素、聚醋酸乙烯或环氧树脂。

粘合剂为硅酸盐、虫胶、桃胶、羧甲基纤维素、糊精、聚乙烯醇或硝化棉中的一种或几种。

复合起爆药还包括表面活性剂，表面活性剂用量占粘合剂用量的0-3％，表面活性剂用量优选占粘合剂用量的0.5％-2％。

表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

塑料內帽由以下重量份数的成分组成：聚乙烯塑料0.6-0.92份、阻燃性材料0-0.35份和消焰剂0-0.10份。消焰剂优选为0-0.08份，消焰剂更优选为0.03-0.06份，阻燃性材料优选0.1-0.30份。

其中：消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠等常用消焰剂中的一种或几种。

采用此种内帽与铜內帽相比，材料来源广泛，加工成本低，并可以通过注塑机、注塑模具一次成型，适用于大批量生产；有较好的韧性和强度，在***装配时易实现过盈配合，降低与金属管壳的硬摩擦，有利于实现安全生产；塑料內帽耐腐蚀性强，与二硝基重氮酚等起爆药不发生反应等特点，避免了金属內帽产生灼热微粒及飞片而引起瓦斯或煤尘***。

塑料內帽可由聚乙烯塑料中添加具有阻燃性材料如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和液晶聚合物(LCP)、十溴联苯酸(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)、溴化聚苯乙烯(BPS)等常用阻燃剂中的一种或二种，其中阻燃性材料优选为聚醚砜或聚苯砜中的一种或几种。在加工塑料內帽过程中，同时可添加一定含量的消焰剂，其中消焰剂含量占塑料內帽重量的0-10％。

延期体中包含延期药，延期药为在铅丹硅系延期药中添加质量分数为3％-8％的消焰剂和0-30％的缓延剂制成，缓延剂添加的质量分数优选为1-20％。消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠中的一种或几种。缓延剂为三硫化二锑或硅藻土中的一种或两种。

综上所述，本发明的煤矿许用型工业电***与现有的工业***具有相同的结构形式，包括有电引火元件、***管体、带有传火孔的塑料內帽(加强帽)或延期体、复合起爆药、一次猛***、二次猛***(过渡药)。本发明通过合理选择复合起爆药成分和配比，可以使该药剂易被引爆，对机械感度钝感、安定、廉价，且能在管壳中引爆过渡药——二次猛***而实现***的燃烧转爆轰。

本发明的煤矿许用型工业电***，其管壳可以由铜、钢、覆铜钢、镀铜钢等金属材料，陶瓷、纸壳，塑料、合成树脂等非金属材料制成。

本发明既可以用做煤矿许用瞬发电***，也可以用做煤矿许用延期电***。

综上所述，本发明具有以下优点：

(1)本发明针对工业***的管壳、电引火药头、延期药燃烧状态等方面存在的缺陷可能引起瓦斯***这一问题，提出了一种新的煤矿许用型工业电***，彻底解决煤矿许用型工业电***的瓦斯安全性的问题，从而进一步保证煤矿***的安全，具有极好的推广价值，可以规模化生产。

(2)本发明通过利用含消焰剂的复合起爆药代替目前工厂中生产用的起爆药，具有流散性好、利于装药等特点。显著提高了煤矿许用型工业电***的瓦斯安全性能，也大大减少了起爆药的使用量，因而也减少了污水排放，同时对煤矿***的安全生产更是具有良好的社会效益和经济效益。

(3)本发明所述的煤矿许用型工业电***，经试验检测，其性能能够满足国家标准的技术要求，有效提高了煤矿许用电***抗瓦斯的安全性能，同时减少现有煤矿许用电***中起爆药用量，有利于减少起爆药生产过程产生的废水，因而降低了生产成本，保护了生态环境。

(4)本发明所述的复合起爆药，亦可以用于其它非煤矿型普通工业***的生产，且猛***的含量还可提高。

(5)本发明虽也采用一种或几种起爆药，但用黑索金或太安等猛***代替DNT，同时添加一定含量的消焰剂，且由于消焰剂不提供能量，因而在一定程度上抵消了复合起爆药的起爆能量，结合消焰剂的消焰作用，从而提高了煤矿型工业电***的瓦斯安全性能，另外消焰剂价格便宜，因而也进一步降低了生产成本。

(6)本发明所述的复合起爆药被引爆后，使得含消焰剂的复合起爆药***并引爆含有消焰剂的猛***，在一定空间区域内，具有消除火焰或消除链式反应的作用增强。

(7)当猛***含量过高，相应的增加消焰剂含量，且当复合起爆药的能量超过原起爆药时，可适当降低复合起爆药的装药量，可进一步降低生产成本。

(8)本发明对煤矿许用型无起爆药电***也有积极的参考价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例中所用原料除特殊说明外，均为市购。

实施例1

一种煤矿许用型工业电***，包括延期体和复合起爆药，复合起爆药由以下原料制成：硝酸肼镍75克，冰晶石8克，黑索金10克、太安5克。用硝酸肼镍包覆黑索金、太安和冰晶石混合物上，用粘合剂羧甲基纤维素(2克)和十二烷基苯磺酸钠(0.02克)造粒；

五芯铅延期体，其中延期药为在市购的铅丹硅系延期药中添加质量分数为7％的消焰剂氟化钙；

镀铜壳管体、刚性电引火药头；

一次装药黑索金(包含14％的消焰剂氟化钙)350毫克；

二次装药黑索金(包含6％的消焰剂氟化钙)340毫克；

复合起爆药330毫克；

制备方法为：一次、二次装药黑索金加压后装填复合起爆药，然后将五芯铅延期体进行压合，经卡腰及卡口作业，最终形成8号煤矿许用毫秒延期电***2-5段。

实施例2

一种煤矿许用型工业电***，包括塑料內帽和复合起爆药，复合起爆药由以下原料制成：三硝基间苯二酚铅占54克，氟化钙12克，太安34克，将这三种材料混合均匀即可。

塑料內帽材料组成：高压聚乙烯65克，聚醚砜(PES)35克；

法兰壳管体、弹性电引火药头；

一次装药黑索金(包含12％的消焰剂氟化钙)440毫克；

二次装药太安(不含消焰剂)150毫克；

复合起爆药280毫克；

制备方法为：一次装药黑索金加压后依次装填二次装药太安、复合起爆药，然后将塑料內帽进行压合，经卡口作业，最终形成8号煤矿许用毫秒延期电***1段或煤矿许用瞬发电***。

实施例3

一种煤矿许用型工业电***，包括延期体和复合起爆药，复合起爆药由以下重量份数的原料制成：二硝基重氮酚75克、叠氮化铅10克，冰晶石5克，黑索金10克；用二硝基重氮 酚和叠氮化铅的混合物包覆黑索金和冰晶石的混合物，用桃胶(3克)和十二烷基苯磺酸钠(0.02克)造粒；

三芯铅延期体，其中延期药为在市购的铅丹硅系延期药中添加质量分数为6％的冰晶石；

覆铜壳管体、刚性电引火药头；

一次装药黑索金(包含14％的消焰剂冰晶石)350毫克；

二次装药黑索金(包含6％的消焰剂冰晶石)340毫克；

复合起爆药320毫克；

制备方法为：一次、二次装药黑索金加压后装填复合起爆药，然后将三芯铅延期体进行压合，经卡腰及卡口作业，最终形成8号煤矿许用毫秒延期电***2-5段。

实施例4

一种煤矿许用型工业电***，包括塑料內帽和复合起爆药，复合起爆药由以下重量份数的原料制成：二硝基重氮酚占50克，氟化钙12克，太安35克，用二硝基重氮酚包覆太安和氟化钙混合物上，用粘合剂羧甲基纤维素(3克)和十二烷基苯磺酸钠(0.1克)造粒；

塑料內帽材料组成：高压聚乙烯92克，冰晶石8克；

厚壁镀铜管体、刚性电引火药头；

一次装药黑索金(包含10％的消焰剂氟化钙)380毫克；

二次装药黑索金(包含8％的消焰剂氟化钙)320毫克；

复合起爆药290毫克；

制备方法为：一次、二次黑索金分别装药后加压，再装填复合起爆药，然后将塑料內帽进行压合，经卡口作业，最终形成8号煤矿许用毫秒延期电***1段或煤矿许用瞬发电***。

实施例5

一种煤矿许用型工业电***，包括延期体和复合起爆药，复合起爆药由以下重量份数的原料制成：二硝基重氮酚75克、冰晶石8克，黑索金17克；用化学共沉淀法制备，在二硝基重氮酚化合生产起爆药的过程中将猛***和冰晶石加入，生产复合起爆药。

五芯铅延期体，其中延期药为在市购的铅丹硅系延期药中添加质量分数为5％的冰晶石；

普通法兰壳管体、弹性电引火药头；

一次装药黑索金(包含12％的消焰剂冰晶石)360毫克；

二次装药黑索金(包含6％的消焰剂冰晶石)140毫克；

复合起爆药300毫克；

制备方法为：一次、二次装药黑索金加压后装填复合起爆药，然后将三芯铅延期体进行 压合，经卡腰及卡口作业，最终形成6号煤矿许用毫秒延期电***2-5段。

Claims (10)

1.一种煤矿许用型工业电***，其特征在于：包括內帽、延期体和复合起爆药，其特征在于：复合起爆药由以下重量分数的原料制成：起爆药40％-89％，消焰剂5％-12％，猛***5％-54％和粘合剂1％-5％。

2.根据权利要求1所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：起爆药为二硝基重氮酚、叠氮化铅、三硝基间苯二酚铅或硝酸肼镍中的一种或几种；猛***为黑索金或太安中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：粘合剂为硅酸盐、虫胶、桃胶、羧甲基纤维素、糊精、聚乙烯醇或硝化棉中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：复合起爆药还包括表面活性剂，表面活性剂用量占粘合剂用量的0-3％。

6.根据权利要求5所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

7.根据权利要求1所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：內帽由以下重量份数的成分组成：聚乙烯塑料0.6-0.92份、阻燃性材料0-0.35份和消焰剂0-0.10份。

8.根据权利要求7所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠中的一种或几种，阻燃性材料为聚醚砜或聚苯砜中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：延期体中包含延期药，延期药为在铅丹硅系延期药中添加质量分数为3％-8％的消焰剂和0-30％的缓延剂制成。

10.根据权利要求9所述的煤矿许用型工业电***，其特征在于：延期药中的消焰剂为冰晶石、氟化钙或氟化钠中的一种或几种；缓延剂为三硫化二锑或硅藻土中的一种或两种。