MT_T 60—1995 煤矿用炸药爆炸后有毒气体量测定方法和判定规则.pdf

中华人民共和国煤炭行业标准 MT /T6 01 9 9 5 煤矿用炸药爆炸后有毒气体量 测定方法和判定规则 1 9 9 6 - 0 1 - 1 5批准1 9 9 6 - 0 5 - 0 1实施 中华人民共和国煤炭工业部批 准 目 次 前言 Ⅱ 1 主题内容与适用范围1 2 术语1 3 试样的制备和采集1 4 有毒气体量测定2 5 判定规则6 Ⅰ MT/T6 01 9 9 5 煤矿用炸药爆炸后有毒气体量 测定方法和判定规则 1 主题内容与适用范围 本标准规定了煤矿用炸药爆炸后有毒气体中, 一氧化碳用化学吸收法和气相色谱法测定, 氮氧化物 用分光光度法测定, 并规定了有毒气体量判定规则。 本标准适用于煤矿井下用炸药 以下简称炸药 。 2 术语 有毒气体 t o x i c g a s;p o i s o n g a s 本标准中所指的有毒气体, 只包括一氧化碳和氮氧化物。 3 试样的制备和采集 3 . 1 试剂和材料 a . 石英砂G B 1 7 8 二氧化硅含量不低于9 0; b . 雷管G B 8 0 3 1 8号金属壳瞬发电雷管; c . 液体石蜡。 3 . 2 仪器、 设备 a . 爆炸弹筒 外径6 0 0 mm, 内径3 5 0 mm, 内部深度为5 5 0 mm的钢制圆筒; b . 钢炮 外径2 4 0 mm、 高3 0 0 mm的圆柱体, 其中心孔直径4 5 mm、 深度2 0 0 mm; c . 真空泵 抽空速率不低于4 L/s; 极限真空度6 . 71 0 -2 h P a; d . 动槽水银压力计 准确度0 . 4 h P a; e . 架盘天平 感量0 . 5 g; f . 分析天平 感量0 . 2 m g ; g . 真空表 测量范围00 . 1 MP a, 准确度1 . 5级; h . 压力表 测量范围00 . 1 MP a, 准确度1 . 5级; i .U型水银压差计 准确度0 . 1 k P a; j . 采样瓶 容量5 0 m L; k . 贮气瓶 内盛液体石蜡作限定液; l .U型干燥管 内装经焙烧的无水硫酸铜; m .注射器5 0 m L。 3 . 3 炸药试样制备 随机取2卷炸药, 称取1 1 0 . 00 . 5 g炸药卷。雷管插入药卷深度为雷管全长的2 /3。 3 . 4 爆炸生成气试样采集 1 MT/T6 01 9 9 5 3 . 4 . 1 按图1进行组装。 1弹筒盖;2弹筒;3阀门;4钢炮;5石英砂;6雷管;7药卷; 8压力表;9真空表;1 0三通活塞;1 1真空泵;1 2U型干燥管; 1 3水银压差计;1 4贮气瓶;1 5注射器;1 6采样瓶 图1 爆炸生成气试样采集装置示意图 3 . 4 . 2 用抽真空方法检查弹筒通气阀门是否通畅, 用钢丝刷或砂纸把接线柱上的灰尘和锈垢擦净, 并 把残留于弹筒中的灰尘用吸尘器清除干净。 3 . 4 . 3 将炸药试样装入钢炮4 内孔中, 再将称量好的3 0 0 . 00 . 5 g石英砂自然充填在炸药卷周围与 上部。雷管脚线分别接到两个接线柱上。 3 . 4 . 4 盖紧弹筒盖1 , 然后用真空泵1 1 将弹筒2 内气体抽至真空度3 3 . 3 h P a以下, 关闭阀门3 。 3 . 4 . 5 用发爆器起爆药卷7 。 3 . 4 . 6 炸药爆炸后, 待弹筒2 内气体冷却至室温后, 开启阀门3 。读取大气压力、 室温和水银压差计 1 3 压差值。 3 . 4 . 7 排放弹筒2 内一定量气体, 以清洗系统内残留气体后, 取弹筒一部分气体经过硫酸铜管脱水于 贮气瓶 1 4 中和球胆中留待测定用。 4 有毒气体量测定 4 . 1 一氧化碳含量的测定 4 . 1 . 1 化学吸收法 4 . 1 . 1 . 1 原理 爆炸生成气体中, 二氧化碳用氢氧化钾溶液吸收, 氧气用焦性没食子酸溶液吸收, 一氧化碳用氨性 氯化亚铜溶液吸收, 剩余的一氧化碳经氧化铜管燃烧转化成二氧化碳, 再用氢氧化钾溶液吸收。根据氨 性氯化亚铜溶液吸收后减少的体积和氢氧化钾溶液吸收由一氧化碳转化成二氧化碳的体积, 换算成一 氧化碳的体积。 4 . 1 . 1 . 2 试剂和材料 a . 线状氧化铜HG/T 31 2 8 9 ; b . 氢氧化钾溶液 用氢氧化钾G B/T 2 3 0 6 配制成2 5溶液m/m ; c . 氯化铵溶液 用氯化铵G B/T 6 5 8 配制成2 5溶液m/m ; d . 硫酸溶液 用相对密度1 . 8 4的硫酸G B/T 6 2 5 配制成1 0m/m 溶液; e . 碱性没食子酸溶液 用焦性没食子酸配制成2 2m/m 溶液A溶液 ; 用3 0 0 g氢氧化钾 G B/T 2 3 0 6 溶于2 0 0 g水中B溶液 。使用时, 以1份A溶液与6份B溶液加以混合。 f . 氨性 氯 化 亚 铜 溶 液 称 取3 2 g氯 化 亚 铜 HG/T 31 2 8 7 溶 解 于1 1 0 m L 2 5氯 化 铵 2 MT/T6 01 9 9 5 G B/T 6 5 8 溶液中, 再加入8 01 0 0 m L氨水G B/T 6 3 1 。 4 . 1 . 1 . 3 仪器 气体分析器见图2。 1氢氧化钾溶液吸收器;2硫酸溶液吸收器;3焦性没食子酸溶液吸收器; 4氨性氯化亚铜溶液吸收器;5补偿压力计;6量管;7以水银为限定液 的水准瓶; 8梳形管;9氧化铜管;1 0电炉 图2 气体分析器示意图 4 . 1 . 1 . 4 测定步骤 4 . 1 . 1 . 4 . 1 从氮气瓶充入氮气检查梳形管8 等测定系统的气密性; 4 . 1 . 1 . 4 . 2 测定时, 取贮气瓶1 4 中经脱水的干燥气体试样4 0 . 00 . 1 m L于仪器量管6 中。 4 . 1 . 1 . 4 . 3 将气体试样依次压入氢氧化钾溶液吸收器1 、 焦性没食子酸溶液吸收器3 、 氨性氯化亚 铜溶液吸收器 4 。 4 . 1 . 1 . 4 . 4 用电炉1 0 加热氧化铜管9 燃烧氢气后经硫酸溶液吸收器2 吸收。剩余的一氧化碳再 经氢氧化钾溶液吸收器 1 吸收一氧化碳转化成的二氧化碳。 4 . 1 . 1 . 5 测定结果的表述 一氧化碳含量按式 1 计算 n1 V c oV″c o V o 1 式中 n1 一氧化碳百分含量,V/V ; V c o 氨性氯化亚铜溶液吸收的一氧化碳量,m L; V″ c o 氢氧化钾溶液吸收的二氧化碳所对应的一氧化碳量,m L; V o 干燥的气体试样量,m L。 3 MT/T6 01 9 9 5 注 某种气体在测定条件下的百分含量, 等于该气体在标准状况下的百分含量。平行测定两次, 计算其算术平均值。 4 . 1 . 1 . 6 测定结果的允许差 同一试验室测定结果的允许差不应超过0 . 5。 4 . 1 . 2 气相色谱法 4 . 1 . 2 . 1 试剂和材料 a . 1 3 X分子筛4 06 0目; b . 高分子微孔小球; c . 氩气 纯度9 9 V/V ; d . 空气中一氧化碳气体标准物质, 标准值5 . 0 0m o l/m o l 。不确定度1。 4 . 1 . 2 . 2 仪器、 设备 a . 气相色谱仪; b . 色谱柱 内径3 mm、 长度2 0 0 0 mm, 分别装填1 3 X分子筛和高分子微孔小球; c . 微处理机; d . 热导检测器。 4 . 1 . 2 . 3 测定步骤 4 . 1 . 2 . 3 . 1 开机后按下列条件把仪器调整到工作状态 氩气流量2 04 0 m L/m i n, 柱前压0 . 1 MP a, 色谱柱温度和检测器温度为常温。 4 . 1 . 2 . 3 . 2 待基线稳定后, 打开微处理机, 即可进行气体试样分析。 4 . 1 . 2 . 3 . 3 用注射器注入一氧化碳一级标准物质二次, 校准仪器, 符合要求后方可进行气体试样分析。 4 . 1 . 2 . 3 . 4 测定结果的允许差 同一试验室平行两次测定结果允许差不应超过0 . 5。 4 . 2 氮氧化物含量的测定 分光光度法 4 . 2 . 1 原理 炸药爆炸时, 生成的氮氧化物是一氧化氮和二氧化氮。其中一氧化氮被空气中的氧氧化成二氧化 氮, 二氧化氮被氢氧化钠溶液吸收生成硝酸盐和亚硝酸盐, 加入显色剂, 显现出桃红色, 根据显色强度与 二氧化氮含量成正比, 采用分光光度法可测得二氧化氮含量。 4 . 2 . 2 试剂 a . 亚硝酸钠G B/T 6 3 3 ; b . 氢氧化钠溶液 用氢氧化钠G B/T 6 2 9 配制成cN a OH0 . 1 m o l /L溶液; c . 显色剂 将萘基盐酸二氨基乙烯 化学纯 、 对氨基苯磺酰胺和酒石酸G B/T 1 2 9 4 按149 5 质量比混合, 在乳钵中研磨并混合均匀, 装入棕色瓶中, 置于干燥器内备用; d . 显色剂溶液 称取3 0 g显色剂4 . 2 . 2 c 溶于1 0 0 m L 4磷酸G B/T 1 2 8 2 溶液中, 用时现配; e . 吸收液 将0 . 1 m o l /L氢氧化钠溶液与无水乙醇G B/T 6 7 8 按12体积比混合配制; f . 亚硝酸钠贮备溶液 精确称取0 . 1 5 0 0 g亚硝酸钠G B/T 6 3 3 , 用蒸馏水稀释1 0 0 0 m L溶量瓶 至刻度, 摇匀为A溶液 。准确取1 0 0 m LA溶液 转入1 0 0 0 m L溶量瓶中, 用蒸馏水稀释至刻度, 摇 匀为 B溶液 ; g . 亚硝酸钠标准溶液 1 m L该溶液含0 . 0 0 1 5 m g N a NO2, 相当于0 . 0 0 2 m g NO2 用移液管准确 吸取1 0 m L亚硝酸钠贮备溶液B溶液 转入1 0 0 m L溶量瓶中, 用吸收液4 . 2 . 2 e 稀释至刻度, 摇匀。 4 . 2 . 3 仪器 a . 分析天平 感量0 . 1 m g ; b . 分光光度计 波长准确度3 n m; c . 移液管 1 0、2 5 m L, 准确度0 . 0 4 m L; d . 刻度吸管 1 m L, 最小分度值0 . 0 1 m L; 4 MT/T6 01 9 9 5 5 m L, 最小分度值0 . 0 5 m L; 1 0 m L, 最小分度值0 . 1 m L。 4 . 2 . 4 测定步骤 4 . 2 . 4 . 1 工作曲线的绘制 4 . 2 . 4 . 1 . 1 分别准确吸取亚硝酸钠标准溶液4 . 2 . 2 g0,0 . 5,1 . 0,1 . 5,2 . 0,2 . 5,3 . 0,4 . 0,6 . 0,7 . 0 m L 于比色管中, 其对应的 二氧化氮 质量为0,0 . 0 0 1,0 . 0 0 2,0 . 0 0 3,0 . 0 0 4,0 . 0 0 5,0 . 0 0 6,0 . 0 0 8,0 . 0 1 0, 0 . 0 1 2,0 . 0 1 4 m g 。分别加吸收液 4 . 2 . 2 e 至1 5 m L刻度。 4 . 2 . 4 . 1 . 2 用移液管分别吸取5 m L显色溶液4 . 2 . 2 d 加入比色管4 . 2 . 4 . 1 . 1 中。然后, 将比色管置 于2 51℃但温水浴中, 保温约3 0 m i n, 使其完全显色。在分光光度计上, 用1 c m比色皿, 以零标准溶液 作参比, 于波长5 4 5 n m处测定每一标准溶液的吸光度。 4 . 2 . 4 . 1 . 3 以二氧化氮的质量为横坐标, 吸光度为纵坐标绘制工作曲线。 4 . 2 . 4 . 2 二氧化氮的测定 4 . 2 . 4 . 2 . 1 用注射器1 5 从贮气瓶1 4 中分别取4 0 m L干燥气体试样, 注入装有1 5 m L二氧化氮吸 收液的两个真空采样瓶 1 6 中, 气体试样经2 4 h氧化和吸收。 4 . 2 . 4 . 2 . 2 准确吸取5 m L显色溶液4 . 2 . 2 d 于采样瓶1 6 中, 按4 . 2 . 4 . 1 . 2条操作, 以试剂空白溶液 作参比测定吸光度。根据吸光度在工作曲线上查得该试样所对应的二氧化氮的质量 m g , 然后换算成 二氧化氮体积百分含量。 4 . 2 . 5 测定结果的表述 氮氧化物的含量按式 2 计算 n20 . 4 9a V a 2 式中 n2 二氧化氮体积百分含量,V/V ; 0 . 4 9 换算系数,1 m g 二氧化氮气体在标准状况下所占的体积,m L/ m g ; a 由工作曲线上查得二氧化氮质量, m g ; V a 在标准状况下气体试样量,m L。 4 . 2 . 6 测定结果的允许差 同一试验室测定结果允许差不应超过0 . 3。 4 . 3 有毒气体总量的计算 4 . 3 . 1 在标准状况下, 每千克炸药爆炸后产生的干燥气体体积按式3 计算 V aV 6P4P1-P2-P32 7 3 1 0 0 0 1 0 1 3Tm 3 式中 V a 在标准状况下, 每千克炸药爆炸后产生的干燥气体体积,L / k g ; V6 减去钢炮所占体积后。弹筒内的实际容积,L; P1 测定时的大气压力,h P a; P2 抽空时, 弹筒内剩余压力,h P a; P3 温度为T度时空气饱和水蒸汽压力,h P a; P4 水银压力计的压差值,h P a; T 测定时的室温,K; m 测定用炸药质量,g。 4 . 3 . 2 每千克炸药爆炸后, 生成的一氧化碳和氮氧化物的体积分别按式4 、 5 计算 Vc oVan1 4 VNO 2Van2 5 式中 Vc o 每干克炸药爆炸后生成的一氧化碳体积,L/ k g ; 5 MT/T6 01 9 9 5 VNO 2 每千克炸药爆炸后生成的氮氧化物体积, L/ k g 。 4 . 3 . 3 每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量 按标准状况下折算成一氧化碳计 按式6 计算 VVc o6 . 5VNO 2 6 式中 V 每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量,L/ k g ; 6 . 5 将氮氧化物折算成一氧化碳时的毒性系数。 4 . 3 . 4 测定结果取两次平行测定值的算术平均值, 并修约成个数。平行测定的差值不应超过1 0 L/ k g 。 5 判定规则 本标准规定每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量 按标准状况下折算成一氧化碳计 , 不应超过 8 0 L为合格, 超过8 0 L, 应加倍复检, 仍以不超过8 0 L为合格。有毒气体含量不合格的炸药, 不准许在 井下使用。 附加说明 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化委员会提出。 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化委员会爆破技术及火工产品分会归口。 本标准由煤炭科学研究总院抚顺分院和爆破技术研究所负责起草。 本标准主要起草人秦革、 徐剑秋、 段芸、 崔应娟、 董春海、 林长勇、 姚玉梅、 马静。 本标准委托煤炭科学研究总院抚顺分院负责解释。 6 MT/T6 01 9 9 5