[发明专利]用于铵油炸药的煤基纳米碳氢添加剂、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种用于铵油炸药的煤基纳米碳氢添加剂、其制备方法及应用。该煤基纳米碳氢添加剂为有效氢含量2500～3000ppm的纳米碳氢浆料，纳米碳氢浆料包括水、分散在水中的纳米级煤粉及附于浆料中的氢。本发明能够解决现有技术中工业炸药对石油基燃料依赖重、以及炸药难以兼顾低成本、良好爆速、猛度、做功能力和安全性的问题。

技术领域

本发明涉及铵油炸药生产技术领域，具体而言，涉及一种用于铵油炸药的煤基纳米碳氢添加剂、其制备方法及应用。

背景技术

工业炸药被称为“基础工业的基础，能源行业的能源”，被广泛用于煤炭开采、冶金、机械加工等多个国民经济领域。

多孔粒状铵油炸药是目前铵油炸药市场的主流产品，是我国工业炸药使用量较大的一种炸药。目前，多孔粒状铵油炸药制备组分有两种，一种是作为氧化剂的多孔粒状硝酸铵；另一种是作为可燃剂的柴油，两种组分根据炸药氧平衡原理设计，配方多为多孔粒状硝酸铵(94％)、柴油(约占6％)。

当前，国际市场上石油天然气等大宗商品价格高位波动。如何推进铵油炸药生产资源节约集约利用，立足国内确保能源安全稳定供应，减少工业炸药对石油产品的依赖，降低生产成本，寻找一种替代柴油的物质成为是民爆科技工作者重点思考、研究的课题。

2021年，国家能源集团准能集团研发了纳米碳氢燃料，纳米碳氢燃料是用高含碳量的原料、水和少量添加剂经先进的纳米化处理工艺制成的一种基本颗粒粒度为纳米级、具有较高表面活性的特种燃料，是一种新型、高效、清洁的环保燃料。

2022年，准能集团以纳米碳氢燃料代替柴油作为多孔粒状铵油炸药反应还原剂，采用不同的配比和混合工艺成功制备出新型纳米碳氢添加剂炸药。经现场爆破效果对比，纳米碳氢炸药爆堆隆起高度、沉降高度、岩石爆破拉伸块度均优于普通铵油炸药，现场爆破效果良好。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于铵油炸药的煤基纳米碳氢添加剂、其制备方法及应用，以解决现有技术中工业炸药对石油基燃料依赖重、以及炸药难以兼顾低成本、良好爆速、猛度、做功能力和安全性的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于铵油炸药的煤基纳米碳氢添加剂，其煤基纳米碳氢添加剂为有效氢含量2500～3000ppm的纳米碳氢浆料，纳米碳氢浆料包括水、分散在水中的纳米级煤粉及附于浆料中的氢。

进一步地，煤基纳米碳氢添加剂的固含量为45～50wt％，表观粘度为150～450mPa.s。

进一步地，煤粉的D50为1.0～1.5μm。

进一步地，煤基纳米碳氢添加剂还包括浆料改良剂；优选地，浆料改良剂为木质素、萘磺酸盐、烯基磺酸盐中的一种或多种；更优选地，浆料改良剂在煤基纳米碳氢添加剂中的重量百分比为1～3‰。

进一步地，煤粉由原料煤制得，原料煤为热值为4000～4500kcal/kg或5000～5500kcal/kg的煤。

进一步地，煤粉由原料煤经粉碎制得；优选地，当原料煤为4000～4500kcal/kg的煤时，粉碎后所得煤粉的D50为100目；或者，优选地，当原料煤为5000～5500kcal/kg的煤时，粉碎后所得煤粉包括D50为80目的第一煤粉和D50为120目的第二煤粉；更优选第一煤粉与第二煤粉的重量相等。

进一步地，按照重量百分比计，煤粉包括如下组分：碳60～62％、氧化铝15～22％、二氧化硅7～9％、氧化钙1.3～1.9％、氧化铁1.1～1.6％、余量为水和杂质。