煤矿用炸药爆炸后有毒气体含量的测定
煤矿用炸药爆炸后有毒气体含量的测定
1 范围
本标准规定了煤矿用炸药爆炸后气体试样的制备方法、有毒气体含量测定所用的试剂和材料、仪器和设备、试验步骤、试验结果的表述以及判定规则等内容。
本标准适用于煤矿用炸药爆炸后有毒气体（一氧化碳和氮氧化物）含量的测定。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 625 化学试剂 硫酸
GB/T 629 化学试剂 氢氧化钠
GB/T 631 化学试剂 氨水
GB/T 633 化学试剂 亚硝酸钠
GB/T 658 化学试剂 氯化铵
GB/T 678 化学试剂 乙醇（无水乙醇）
GB/T 178 化学试剂 石英砂
GB/T 1282 化学试剂 磷酸
GB/T 1294 化学试剂 酒石酸
GB/T 2306 化学试剂 氢氧化钾
GB/T 8031 工业电雷管
HG/T 3-1287 化学试剂 氯化亚铜
HG/T 3—1289 化学试剂 线状氧化铜
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
有毒气体：toxic gass；poison gas
本标准中所有的有毒气体，只包括一氧化碳和氮氧化物。
4 方法提要
在一定的条件下，使一定量的炸药在一定容积的爆炸弹筒中爆炸，制得炸药爆炸后的气体试样，分别测定其中一氧化碳和氮氧化物的含量，再换算成有毒气体的总含量。
5 试样的制备和采集
5.1试剂和材料
a) 石英砂（GB 178）：二氧化硅含量不低于90%；
b) 雷管（GB 8031）：8号金属壳瞬发电雷管；
c) 液体石蜡。
5.2仪器、设备
a) 爆炸弹筒：外径
b) 钢炮：外径
c) 真空泵；
d) 动槽水银压力计：准确度±0.04kPa；
e) 架盘天平：感量
f) 分析天平：感量0.1mg；
g) 真空表：测量范围0～0.1MPa，准确度1.5级；
h) 压力表：测量范围0～0.1MPa，准确度1.5级；
i) U型水银压差计：准确度±0.1kPa；
j) 采样瓶：容量50mL；
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：50mL。
n) 温度计：精度为
5.3炸药试样制备
随机取2卷炸药，称取110.0±0.5g炸药卷,直径大于35mm的，应改装成直径为35mm。雷管插入药卷深度为雷管全长的2/3。
5.4爆炸生成气试样采集
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；
10—三通活塞；
11—真空泵；
12—U型干燥管；
13—水银压差计；
14—贮气瓶；
15—注射器；
16—采样瓶。
图1 爆炸生成气试样采集装置示意图
把残留于弹筒中的灰尘用吸尘器清除干净。
6 有毒气体量测定
6.1一氧化碳含量的测定
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。
a) 线状氧化铜（HG/T 3—1289）；
b) 氢氧化钾溶液：用氢氧化钾（GB/T 2306）配制成质量分数25%溶液；
c) 氯化铵溶液：用氯化铵（GB/T 658）配制成质量分数25%溶液；
d) 硫酸溶液：用相对密度1.84的硫酸（GB/T 625）配制成质量分数10%溶液；
e) 碱性没食子酸溶液：用焦性没食子酸配制成质量分数22%溶液（A溶液）；用
f) 氨性氯化亚铜溶液：称取
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；
10—电炉。
图2 气体分析器示意图
一氧化碳含量按式（1）计算：
式中：n1—一氧化碳百分含量，体积分数%；
V’co—氨性氯化亚铜溶液吸收的一氧化碳量，mL；
V“co—氢氧化钾溶液吸收的二氧化碳所对应的一氧化碳量，mL；
V’o—干燥的气体试样量，mL。
平行测定两次，允许差应不大于0.5%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.1%。
a) 13X 分子筛：40～60目；
b) 高分子微孔小球；
c) 氩气：纯度体积分数99%;
d) 空气中一氧化碳气体标准物质，标准值体积分数5.00%。相对不确定度±1%。
a) 气相色谱仪；
b) 色谱柱：内径
c) 微处理机；
d) 热导检测器。
氩气流量20～40mL/min，柱前压0.1MPa，色谱柱温度和检测器温度为常温。
平行测定两次，允许差应不大于0.5%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.1%。
根据一氧化碳对一定波长红外光有特征吸收，且一氧化碳含量与能量损失符合比耳定律，用一氧化碳标准气校正，直接测得结果。
一氧化碳标准气：标准气中一氧化碳含量应与被测组分中一氧化碳含量接近。
红外线气体分析仪器：精度应不低于0.1%。
平行测定二次，允许差应不大于0.5%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.1%。
6.2氮氧化物含量的测定——分光光度法
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。
a) 亚硝酸钠（GB/T 633）；
b) 氢氧化钠溶液：用氢氧化钠（GB/T 629）配制成C（NaOH）=0.1mol/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（GB/T 1294）按1:4:95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
e) 吸收液：将0.1mol/L氢氧化钠溶液与无水乙醇（GB/T 678）按1:2体积比混合配制；
f) 亚硝酸钠贮备溶液：精确称取
g) 亚硝酸钠标准溶液（1mL该溶液含0.0015mgNaNO2，相当于0.002mgNO2）：用移液管准确吸取10mL亚硝酸钠贮备溶液（B溶液）转入100mL溶量瓶中，用吸收液（
a) 分析天平：感量0.1mg；
b) 分光光度计：波长准确度±3nm；
c) 移液管：10mL、25mL，准确度±0.04mL；
d) 刻度吸管：1mL，最小分度值0.01mL；
5mL，最小分度值0.01mL；
10mL，最小分度值0.01mL。
氮氧化物的含量按式（2）计算：
（2）
式中：n2—二氧化氮百分含量，体积分数%；
0.49—换算系数，1mg二氧化氮气体在标准状况下所占的体积，L/mg；
α—由工作曲线上查得二氧化氮质量，mg；
V0″—标准状况下气体试样量，L。
平行测定两次，允许差应不大于0.3%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.01%。
6.3 有毒气体总量的计算
（3）
式中：Vs—标准状况下，每千克炸药爆炸后产生的干燥气体体积，L/kg；
V6—减去钢炮所占体积后，弹筒的实际容积，L；
P1—测定时的大气压力，hPa；
P2—抽真空时，弹筒内剩余压力，hPa；
P3—温度为T度时空气饱和水蒸汽压力，hPa
P4—水银压差计的压差值，hPa；
T—测定时的室温，K；
m—测定用炸药质量，g。
式中：VCO—每千克炸药爆炸后生成的一氧化碳体积，L/kg；
式中：V—每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量，L/kg；
6.5—将氮氧化物折算成一氧化碳时的毒性系数。
6．3．4 测定结果取两次平行测定值的算术平均值，并修约成个数位。平行测定的差值不应超过
7 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80L为合格，超过80L，应加倍复检，仍以不超过80L为合格。有毒气体含量不合格的炸药，不准在井下使用。
