CS200179B2

CS200179B2 - Explosion-proof mixture

Info

Publication number: CS200179B2
Application number: CS758389A
Authority: CS
Inventors: Gordon H Mccallum
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1974-12-13
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1980-08-29
Also published as: DE2553055B2; FR2294150A1; ZA757134B; DE2553055A1; IN144492B; GB1479157A; PL97321B1; BE836402A; CA1053905A; DE2553055C3; FR2294150B1

Description

Vynález se týká bezpečnostní výbušné směsi vhodné pro použití v kamenouhelných dolech. Obzvláště vhodná je takové směs, která obsahuje chlorid amonný jako složku hasící palivo a plamen.

Aby se splnily bezpečnostní požadavky pro výbušiny používané v riskantních podmínkách v dolech, například při odstřelu pevného uhlí trhavinami nebo při vybírce hornin za použití časované rozbušky, byla vyvinuta řada trhacích směsí, které nemají hořet nebo doutnat, a to buď neomezeně, nebo když jsou vystaveny ve vrtném otvoru detonaci přilehlé nálože, umístěné mimo dosah sympathetické detonace. Tyto směsi jsou založeny na samovýbušném senzibilizátoru, na oxidační soli, na materiálu hasícím plamen a na palivovém materiálu prostém vláknitého celulózického materiálu. Běžně používaným palivovým materiálem je mravenčan vápenatý, avšak v mnoha těchto směsích dodává část paliva chlorid amonný, který je více kyslíkonegativní a je proto účinnějším palivem a jeho další výhodou je nehořlavost, s výjimkou za extrémních podmínek převažujících při detonaci. Kromě toho, že působí jako palivový materiál, poskytuje chlorid amonný lonty chloru, které jsou účinné při předcházení zapálení nebo potlačují vznícení důlního plynu.

Velkou nevýhodou omezující použití chloridu amonného v důlních výbušinách je vytváření značného množství chlorovodíku v plynné formě, který je potenciálně nebezpečným v důlní atmosféře. Chloridu amonného se obyčejně používá pouze ve vysokých podílech palivového obsahu ve spojení s dusičnanem alkalického kovu, se kterým dochází k podvojnému rozkladu v tak zvaných směsích s výměnným iontem. Avšak i u těchto směsí dochází k nežádoucímu vývoji plynného chlorovodíku a to představuje praktickou hranici podílu v palivu, kterým může být chlorid amonný, protože množství požadované k dosažení kyslíkové rovnováhy s dusičnanem převyšuje množství potřebné pro podvojný rozklad s dusičnanem. Je dobře známo, že kyslíková rovnováha je žádoucí k předcházení vzniku kysličníků dusíku ze směsi s pozitivním kyslíkem a chlorid amonný v nadbytku množství potřebného pro podvojný rozklad přispívá ke vzrůstu množství vytvářeného plynného chlorovodíku.

Je tedy zapotřebí potlačit vytváření plynného chlorovodíku při použití výbušných směsí obsahujících chlorid amonný a formulovat tak výbušné směsi pro doly obsahující chlorid amonný v nadbytku množství potřebného pro podvojný rozklad s jakýmkoliv dusičnanem alkalického kovu, který je přítomen.

3

Předmětem vynálezu je tedy bezpečnostní výbušná směs, vyznačená tím, že obsahuje 5 až 20 % hmotnostních -samovýbušného' senzibilizátoru, například nitroglycerinu nebo nitroglykolu, 20 až 55 - % hmotnostních oxidační soli, například dusičnanu amonného a/nebo dusičnanu sodného, 4 až 40 % hmotnostních chloridu amonného, 2 až 10 % hmotnostních močoviny nebo thiomočoviny, až 60 % hmotnostních chloridu sodného, přičemž směs má kyslíkovou hodnotu -j- 3 až — 2 % hmotnostní a molární množství amoniumchloridu převyšuje molární množství dusičnanu alkalického kovu, například dusičnanu sodného, nejméně o 5 ¹ %, počítáno na celkovou hmotnost směsi.

Močovina nebo thiomočovina je tedy v bezpečnostní výbušné směsi obsazena jako doplňkový palivový materiál, který snižuje množství plynného chlorovodíku v detonačních produktech.

Močovina nebo thiomočovina je s výhodou obsažena v množství 0,15 až 0,8 dílu na jeden díl chloridu amonného obsaženého v nadbytku množství schopného podvojného rozkladu s jakýmkoliv dusičnanem alkalického kovu obsaženým ve směsi a je zvlášť výhodné, aby močovina nebo thiomočovina byla obsažena v množství 2 až 10 % hmotnostních, počítáno na celkovou hmotnost výbušné směsi.

Výbušná směs nemá s výhodou obsahovat v podstatě žádný vláknitý celulózový palivový materiál, který může doutnat nebo hořet po detonaci směsi. Je také výhodné, aby směs obsahovala dostatečné množství chloridu amonného ke kombinaci alespoň s 50 % dostupného kyslíku a aby chlorid amonný, močovina nebo thiomočovina byly obsaženy v dostatečném množství ke kombinaci- alespoň se - 75 % - dostupného kyslíku.

Směsi mají . popřípadě - obsahovat složky hasící plamen, jako _- je chlorid sodný a kao0179 lin, kromě chloridu amonného a popřípadě také látky jako je guarová klovatina a stearát vápenatý, které podporují odolnost proti vodě. Kaolin může být obsažen v množství až do 10 % hmotnostních.

Ve směsích určených k odstřelu uhlí mají být podíly složek vytvářejících sílu a složek hasících plamen upraveny tak, aby byla trhací síla výbušné směsi v oboru 15 až 45 - % trhací síly trhací želatiny, přičemž tento účinek je běžný a dobře přijatelný pro výbušné směsi.

Výhodné bezpečnostní výbušné - -směsi obsahují hmotnostně 5 až 15 % nitroglycerinu, nitroglykolu nebo jejich směsi, až 30 % dusičnanu amonného, 15 až 50 % dusičnanu sodného, 15 až 40 % chloridu amonného, až 25 - % chloridu sodného a 2 až 10 % -močoviny.

Výhodné bezpečnostní -směsi, ve kterých je jedinou oxidační solí - dusičnan amonný, obsahují hmotnostně 5 až 15 % nitroglycerinu, nitroglýkolu nebo jejich směsi, 20 až 45 % dusičnanu amonného, 5 až 20 % chloridu amonného, 30 až 60 % chloridu sodného a 2 až 10 -% močoviny.

Vynález je dále objasněn následujícími příklady, rozvedenými podrobně v připojené tabulce, ve které příklady -označené číslem s připojeným -písmem „A“ - spadají do rozsahu vynálezu a ostatní příklady se uvádějí pro srovnání.

Jednotlivé složky - ' se navzájem smísí běžným způsobem za použití - materiálů v běžné formě pro výrobu výbušin. Tak oxidační soli, -soli hasící plamen a močovina jsou ve formě pevných krystalických látek, přičemž více než 90 -% hmotnostních prochází sítem s otvory 500 mikrometrů a více než 70 - % hmotnostních se zadržuje na sítu s otvory 125- mikrometrů. Klovatina guar, -stearát vápenatý a kaolin jsou běžné, jemně mleté práškové obchodní -materiály.,,.

со ю ю

ч. ч ч ч ч ч ч ч ч О* О* CD О* Ю* гн I г-Г о* со* гЧ гЧ СО СМ гЧ I сэ о см* ф Ф см +

г-Н	СП φ~0γ	см
СО*	О тЧ	со*
	со	т-Ч

ч	чч°	ч	ч	Ч
О* I	[ ’Φ* СО* Q* 1 I I	1 1 ⁰⁰	Ф о	со*	1 °э
ф 1	1 Ф со гч 1 ΙΊ	1 1 со	со		1 о

О CD СО

О* I I Ф* К оо* I I гЧ I Í Ф СМ т-ч I I

CD	Ф со ч ч
со* 1	1 LO* Ф*
Ф 1	1 LÍD СО

со о* со о СО Τ-t см +

1О

I &

I ю ctí

X оЗ н >сЗ тз

JÚ

S к РЧ

CÚ .S > о >ω о §

Příklad č. 7 7A 8 8A 9 9A 10 10A 11 11A

Složení (% hmot.)

CD v4 O, CD Фу O LD CD cd o ld i co co I r-Γ o CM r4 CM I ID I

CD'	О'	со σπο~	СО
CM	r4	r4	со	cd гч	cd
CM		CM		ID	СО

O~r4 Cy О^Фу о о ю I co co I r-Г o т-i CM I LD I

CD кН CD CD~ CD~ Φ O O LD CD oo o o id cm CD ’ф т-Г o co CM CM CM rH

Cy

CM о гЧ	CD	1 ¹⁴
см	со		1 ID

CO φ LD

CO

со	oo φ °0^
cd	О гН	ld
	CD	гЧ

О~ т-Ч' О' о~ О' ф О'	о ш		LO	со	00
оо о о ld cm cd ф	гч о	I 1	СО со CD	со	1	1
СМ СМ см гч		1 1	со со		1 CD	1
		+		со

О^гЧ^О О Ф^О^	о LO	о	СО	00~	04 Х~	о
оо о id о гч cm 1	гч о	см 1	СО о ’Ф	оо	о ю	о
см см см см 1		1	со см		CD	т-4
			+

Ф CD^ CD ’Ф O O~ LTy CO O ld o r-Γ ’ф l r-Γ o CM CM CM CM I

фу	СО	X
СО 04 LD	оо	1
со со		1 со
+

Ф О^ ’Ф	О^ LD^ О'	оу		LD Ф	04
о о см cd со i	1 т-ч о ф 1	ID о 1D	оу	т4	ld
гН гЧ СО СО 1	I 1	ф 4-	со	о X	гЧ

О гЧ о О Ф о	CyLD	ф	(О	Фу
о о	СМ О СО Ф	I т-ч о 1	1 ^ю	со со	оо	1
гЧ	т-ч со со	ι 1	1 ф	гЧ		1 х
				+

ID LD

CD O^ CD^ CD CM^ □ UD CM~ oo o id cd co o I т-ч o cm

CM гЧ т—I CO I

CD'	ф'	см ф'	со	Х~
СО гч СМ	ю	о	ф	со
СО см			LD	г-Н

4ID ID

Су O CD~ Oy O^ ’Ф' CD' LD~ oo o ld co cd cm I гч o CM гЧ гЧ CO I

	ф	фу
О	со со	ld
со	ф
	+

Při zkoušce nálože o průměru 3,65 cm a o délce 7,5 cm žádná směs nehoří neomezeně nebo nejeví žádnou deflagraci, jestliže je nálož, oddělená v ocelové trubce vymezenou mezerou, naplněnou uhelným prachem, zapálena při deflagrační zkoušce, popsané v britském patentovém spise číslo 1 016 462. Všechny směsi mají přiměřené výbušné, vlastnosti pro trhání pevného uhlí.

Chlorovodík, vytvářený při detonaci, stanoven zapálením 100 g dávky výbušniny v ocelové nádobě o obsahu 20 litrů a analýzou vytvořených par. Zjištěno, že směsi obsahující močovinu vytvářejí podstatně menší množství chlorovodíku než odpovídající směsi, ve kterých je močovina nahrazena stejným hmotnostním množstvím chloridu sodného, který se při detonaci nerozkládá.

Příklad 1 až 4A včetně jsou iontoměnné směsi, příklady 3, 4 a 4A obsahují chlorid amonný v nadbytku nad ekvivalentním množstvím k obsahu dusičnanu sodného. Příklad 5 až 10A včetně jsou parciálně iontoměnné směsi a obsahují podíl dusičnanu amonného. Příklady 11 a 11A obsahují dusičnan sodný.

Chlorid amonný je jediným palivem v příkladech 1 až 4 včetně. Jakkoliv příklady 1 a 2 obsahují ekvivalentní množství dusičnanu sodného pro 'dokonalý podvojný rozklad, do6 chází k vytváření podstatného· množství chlorovodíku a směsi jsou příliš bohaté kyslíkem, aby jich bylo možno použít v dolech. Jednoprocentní vzrůst množství chloridu amonného ve směsi podle příkladu 3 ve srovnání se směsí podle příkladu 2 podstatně zvyšuje vývoj chlorovodíku a další vzrůst obsahu chloridu amonného ve . směsi podle příkladu 4 ke snížení kyslíkové hodnoty na praktickou úroveň vede k dalšímu vzrůstu vývoje · chlorovodíku. Náhrada určitého množství chloridu sodného močovinou ve směsi podle příkladu 4A dále snižuje kyslíkovou hodnotu a výrazně snižuje množství vyvíjeného chlorovodíku.

Směsi podle zbylých příkladů obsahují dusičnan amonný jako poslední část oxidační soli a jsou citlivější než směsi podle příkladů 1 až 4 včetně a 4A a obsahují také guarovou klovatinu a stearát vápenatý ke zvýšení odolnosti proti působení vody. Všechny obsahují chlorid amonný v nadbytku množství potřebného pro dokonalý podvojný rozklad s obsaženým dusičnanem sodným. Směsi s písmenem „A“ za číslem jsou stejné jako směsi označené stejným číslem, až na · to, že obsahují močovinu místo 'stejného množství chloridu sodného a ve všech případech směsi obsahující močovinu vytvářejí menší množství plynného chlorovodíku.

Claims

1. Bezpečnostní výbušná směs, vyznačená tím, že obsahuje 5 až 20 % hmotnostních samovýbušného senzibilizátoru, například nitroglycerinu nebo nitroglykolu, 20 až 55 % hmotnostních oxidační soli, například dusičnanu amonného a/nebo dusičnanu sodného,

4 až 40 'O/o hmotnostních chloridu amonného, 2 až 10 °/o hmotnostních močoviny nebo thiomočoviny, až 60 % hmotnostních chloridu sodného, přičemž směs má kyslíkovou hodnotu +3 až —2 θ/o hmotnostních a molární množství amoniumchloridu převyšuje molární množství dusičnanu alkalického kovu, například dusičnanu sodného, nejméně o

5 °/o, počítáno na celkovou hmotnost směsi.

2. Bezpečnostní výbušná směs podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 5 až 15 % hmotnostních nitroglycerinu, nitroglykolu nebo jejich směsi, 5 až 30 % hmotnostních dusičnanu amonného, 15 až 50 % hmotnostních dusičnanu sodného, 15 až 40 % hmotnostních chloridu amonného, až 25 % hmotnostních chloridu sodného a 2 až 10 % hmotnostních močoviny.

3. Bezpečnostní výbušná směs podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 5 až 15 % hmotnostních nitroglycerinu, nitroglykolu nebo jejich směsi, 20 až 45 % hmotnostních dusičnanu amonného, 5 až 20 % hmotnostních chloridu amonného, 30 až 60 % hmotnostních chloridu sodného a 2 až 10 % · . hmotnostních močoviny.

4. Bezpečnostní výbušná směs podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že chlorid amonný, močovina nebo thiomočovina jsou obsaženy v množství potřebném pro reakci alespoň s 75 % dostupného kyslíku.