DE1571217A1 - Verfahren zur Herstellung explosiver Massen - Google Patents

Description

Pr.-Ing'. HANS RUSCHKE Τ57Ί217

Dipl.-lng. HEINZ AGULAR _% JUU Ι3δβ"

fiMüncheri 27, ΡΐβηζθτκιυβΓ Str.2

D 1422 - Dr.K/pö

The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, V.St.A. Verfahren zur Herstellung explosiver Massen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zweikomponenten-Explosivmasse, die aus (1.) einem oxydierenden Bestandteil benachbart zu (2) einem mit einem Überschuß an Treibmittel oder Brennmittel versehenen Explosivstoff bestehen, d.h. einem der einen Mangel an Sauerstoff im Vergleich zu dem, wie ihn der oxydierbare Brennstoff enthält, besitzt, und insbesondere zur Herstellung eines explosiven Mittels, welches eine anorganische oxydierende Substanz benachbart zu einem Gemisch aus einem Überschuß eines anorganischen Treibmittels und eines oxydferenden Bestandteils oder dieses Gemisch umgebend enthält, sowie Verfahren zur Herstellung des Explosivstoffes und zur Beladung von Bohrlöchern hiermit.

Ammoniumnitrat, Alkalinitrat und Erdalkalinitrate mit oder ohne Brennstoffölen können in Explosivmassen verwendet werden. In den letzten Jahren wurde ein Gemisch aus 94· Gewichts-% Ammoniumnitrat mit 6% Erdöl im weiten

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Umfang in der Technik als Explosivstoff auf dem Bergbaugebiet und Aushebungsgebiet verwendet. Anorganische Chlorate und Perchlorate besitzen explosive Eigenschaften, jedoch werden sie nicht stark verwendet aufgrund ihrer Detonationsempfindlichkeit und ihrer Kosten. Die Chlorfiaf-_; Perchlorat- und Ammoniumnitrat-Brennstofföl-Explosivstoffe haben den Nachteil, daß sie sehr oft in Bohrlöchern, die Wasser enthalten, versagen, sowie in ihrer geringen Kraft oder Gesamtarbeit in trockenen Löchern.

Eine neuere Entwicklung auf dem Gebiet der Explosivstoffe ist die Verwendung von Aufschlämmungen von teilchenförmigen! Ammoniumnitrat und einem organischen oder anorganischen Brennstoff oder beiden in einer gesättigten Lösung von Ammoniumnitrat. Diese Lösungen können wässrig oder nichtwässrig sein, beispielsweise Ammoniaklösungen von Ammoniumnitrat oder Lösungen des letzteren in Wasser oder wässrigem Ammoniak. Die Empfindlichmacher können aus in Teilchenform vorliegenden Leichtmetallen, wie Aluminium, Legierungen, die 80% oder mehr Aluminium enthalten, Magnesium, Legierungen von Magnesium, die 60% oder mehr Magnesium enthalten, Bor, Vanadium, Chrom, Thor, Wolfram und Gemischen aus Aluminium und Ferrosilicium bestehen. Andere Empfindlichmacher umfassen Kohlenstoff oder bekannte wasserunlösliche, feste, nitroorganische Explosivstoffe, wie Trinitrotoluol, Cellulosenitrat, Pentaerythrittetranitrat, Tetryl,

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RDX, Komposition B und Pentolite. Diese sämtlichen Aufschlämmungen haben gegenüber Ammoniumnitrat-Brennstofföl-Gemischen insofern Vorteile, als sie durch die Anwesenheit von Wasser in Bohrlöchern nicht ernstlich beeinflußt werden.. Metallisierte Aufschlämmungen haben den zusätzlichen Vorteil, daß sie eine beträchtlich größere Menge an Gesamtarbeit im Vergleich zu nicht-metallisierten Aufschlämmungen ergeben können, falls die Menge an Metall und des Oxydationsmittels nicht in größeren Mengen als stöchiometrischen verwendet werden. Falls jedoch größere als stöchiometrische Mengen des Metalles in einer Explosivmasse verwendet werden, zeigt das zusätzliche Metall keine Neigung, entsprechend mehr Leistung zu bilden, da nicht ausreichend Sauerstoff vorhanden ist, um sich mit dem Metall in einem Gebiet zu verbinden, welches zu einer brauchbaren Explosivkraft beiträgt.

Es hat den Anschein, daß, wenn ein anorganischer, oxydierender Bestandteil benachbart zu einem mit Überschuß an Treibmittel versehenen Explosivstoff angebracht ist, die bei der Detonation erhaltene gesamte Arbeitskraft größer ist als diejenige bei einem mit Treibmittel versehenen Explosivstoff, der eine äquivalente Menge deg Treibmittels, jedoch gleichmäßig durch das gesamte Gemisch verteilt, enthält.

Aufgrund der Erfindung ergibt sich eine Explosivmasse mit

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gesteigerter Kraft und Verfahren zur Herstellung und zur Detonation dieser Masse, wobei (1) ein oxydierender Bestandteil mit (2) einem Explosivmittel, welches mehr als die stöchiometrische Menge Brennstoff, bezogen auf seinen oxydierenden Bestandteil enthält, geschichtet wird oder in dem der mit überschüssigem Brennstoff (overfueled) versehene Bestandteil (2) so angeordnet wird,

den
daß das oxydierende Mittel (1)-i»· mit überschüssigem Brennstoff versehenen Bestandteil umrundet. Der mit überschüssigem Brennstoff versehene Bestandteil kann zwischen 0,4 und '36 Gewichts-% der gesamten Explosivbeschickung liegen, was von der Menge des oxydierbaren Materials im Bestandteil(2) abhängt. Bei gesteigerten Mengen an oxydierbarem Material können die niedrigeren Bereiche in dem Prozentbereich angewandt werden oder vorzugsweise, falls Aluminiumpulver einer der Bestandteile eines mit überschüssigem Brennstoff versehenen Bestandteiles ist, wird das letztere in einer Menge verwendet, so daß sich 0,75 bis 18^Gewichts-% Aluminium, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile (1) und (2), ergibt. Besonders bevorzugt liegt der Aluminiumbereich zwischen 0,9 und 8 Gewichts-% der Bestandteile (1) und (2) und am vorteilhaftesten zwischen 0,9 und 5 Gewichts-% Al.

Das fertige Explosivmittel ist ein Gemisch aus (1) dem oxydierenden Mittel mit (2) einem mit Überschuß an Brenn-

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stoff versetztem Gemisch aus oxydierbarem Material und oxydierenden Mitteln, wie sie nachfolgend aufgeführt sind» Der vorstehende Bestandteil (1) kann ein einzelner oder eine Kombination der folgenden Verbindungen in irgendeinem Verhältnis sein: Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Cäsiumnitrat, Lithiumnitrat, Rubidiumnitrat, beliebige Erdalkalinitrate, Ammoniumchlorat, Alkalichlorate, Erdalkalichlorate, Ammoniumperchlorat, Alkaliperchlorate und Erdalkaliperchlorate, sowie Ammoniumsalze oder Komplexe der vorstehend aufgeführten Verbindungen.

Der Bestandteil (1) muß in Einzelteilchenform vorliegen. Die durchschnittliche Teilchengröße kann zwischen 5 Mikron bis zu einer Größe entsprechend etwa einer Maschenzahl von

3 je cm (5 U.S. Tyler Mesh) liegen.

Andere Bestandteile, die zu dem Bestandteil (1) zugegeben werden können, sind flüssige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe, wie z.B. Kerosin, Dieselöl, Erdöldestillat und nichtraffiniertes Erdöl. Die Menge des Kohlenwasserstoffes kann zwischen 0 und 10 Gewichts-% der anorganischen oxydierenden Substanz betragen.

Falls ein Kohlenwasserstoff verwendet wird, kann gewünschtenfalls das Gemisch aus oxydierendem Mitbei und Kohlenwasserstoff gelierb werden. Dies kann erreicht werden, indem eine

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geringe Menge eines natürlichen Gummis oder eines Additionspolymeren von hohem Molekulargewicht einer α^-Monoolefinisch ungesättigten Carbonsäure oder Sulfonsäuren beispielsweise Acrylsäure und Styrolsulfonsäure, oder eines Amides wie Acrylamid- oder ein Copolymeres aus Maleinsäureanhydrid und einem anderen, hiermit copolymerisierbarem Polymeren*, und eine geringe Menge an wässrigem Ammoniak oder eines einwertigen Alkalis zum Auflösen oder Quellen des Polymeren zu einem Q'av Gelzustand mit dem oxydierenden Mittel oder dem oxydierenden Mittel plus dem Kohlenwasserstoff vermischt wird. Somit kann das Gel wässrig oder nichtwässrig sein.

Der Bestandteil 2 der Masse kann aus einem Gemisch vta irgendeinem der unter (1) vorstehend aufgeführten oxydierenden Mittel zusammen mit einer Menge an oxydierbarem Material, die größer ist als die, die sich rechnerisch als oxydierbar durch den in dem Oxydiermittel verfügbaren Sauerstoff ergibt, sein.

Das oxydierbare Material in dem Bestandteil (2) kann aus feinzerteiltem Kohlenstoff oder einem in Teilchenförm vorliegenden Metall oder Metalloid, wie Aluminium, Legierungen desselben mit mindestens 80% Aluminium, Magnesium, Legierungen desselben mit mindestens 60% MagnesLum, wie düe nach ASTM bezeichneten Legierungen ZKlO, ZK60, ΙΙΚ3Ϊ, AZ31,

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Bor, Vanadium, Chrom, Thor, Wolfram, Mischungen dieser oxydierbaren Bestandteile und Mischungen von Aluminium und Ferrosilicium bestehen.

Die Menge des oxydierbaren Materials im Bestandteil (2) kann zwischen 25 und 80 Gewichts-% dieses Bestandteils liegen. Falls Al oder Mg als oxydierbares Material verwendet werden, liegt der bevorzugte Bereich zwischen 30 und 70 Gewichts-% des fertigen Gemisches.

Die Menge des oxydierenden Mittels kann zwischen 20 und 75 Gewichts-% des fertigen Gemisches liegen, muß jedoch weniger sein, als sich für die Oxydation des oxydierbaren Bestandteiles in dessen höchsten Oxydationszustand errechnen läßt, und diese Menge ist etwas abhängig von der Menge der gegebenenfalls zugesetzten Bestandteile des Gemisches.

Die gegebenenfalls zugesetzten Bestandteile im Bestand*· teil (2) sind 0 bis 25 Gewichts-% Wasser, 0 bis 33 Gewichts-% Formamid, und 0 bis6% einer in Wasser quellbaren polymeren Substanz, beispielsweise ein Naturgummi oder ein synthetisches Polymeres.

Insofern kann der Bestandteil (2) ein trockenes Gemisch sein, oder er kann aus einer Aufschlämmung von oxydier-

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barem Material und Oxydiermittel bestehen oder als Gel der letzteren Bestandteile vorliegen.

Er kann auch als wässrige oder nichtwässrige Aufschlämmung vorliegen. Insofern können, falls Ammoniumnitrat oder Gemisch aus Ammoniumnitrat und einem Alkalinitrat, beispielsweise NaNO₃, als oxydierendes Mittel verwendet werden, die Nitrate in der geringstmöglichen Menge Wasser oder NH_ oder wässrigem Ammoniak gelöst werden. Ammoniak-Nitrat-Lösungen mit geringem oder keinem Wassergehalt sind beispielsweise als Massen im Handel, die als Spensol D oder als Divers fluid bezeichnet werden. Wenn eine Aufschlämmung gebildet wird, ist es günstig, jedoch nicht wesentlich, daß ein Teil des oxydierenden Mittels zusammen mit der oxydierenden Substanz in einer gesättigten Lösung des oxydierenden Mittels suspendiert ist.

Als Bestandteil (1) wird eine Masse aus 94 Gewichts-% Ammoniumnitrat von Düngemittelqualität und 6% Brennstofföl bevorzugt. Dieser wird nachfolgend als ANFO bezeichnet.

Für den Bestandteil (2) haben die bevorzugten Massen die folgenden Bereiche oder Prozentsätze, die auf das Gewicht bezogen sind:

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Wasser 10-15%

Formamid 5-10%

Natriumnitrat 10-25% )

) Gesamtnitrat 35-60%

Ammoniumnitrat 10-50% )

Aluminium 25-50%

Gummi 0-1%

Die Teilchengröße des Aluminiums kann zwischen weniger als 0,04 mm und 0,8 mm (-325 bis 20 Tyler Mesh) liegen. Die bevorzugte Teilchengröße des Aluminiums ist diejenige, welche durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von etwa 200 je

cm geht (40 mesh Tyler) und zu 99% auf einem Sieb mit

einer Maschenzahl von 6400 je cm (200 mesh) zurückgehalten

Gewünschtenfalls kann der Bestandteil (2) 5 bis 25%, bezogen auf das Gewicht der anderen Bestandteile, eines nitroorganischen Empfindlichmachers (sensitizer) enthalten. Dieser , nitroorganische Bestandteil kann sowohl im trocknen Gemisch als auch in Pasten oder Aufschlämmungsform vorhanden sein.

Es gibt verschiedene Wege, um ein Bohrloch mit den ZWei-Komponentenexplosivmitteln gemäß der Erfindung zu beschicken.

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Bei einem System können abwechselnde Schichten von Explosivmitteln und Versatz (stemming) verwendet werden. Der mit Überschuß an Brennstoff versetzte Explosivstoff wird in eine oder mehrere der unteren Lagen gegeben und wird dann mit einem oj$dierenden Bestandteil, beispielsweise einem Gemisch aus 95% Ammoniumnitrat und 6% Brennstoff öl bedeckt.

Bei einem zweiten System wird ein mit.Überschuß an Brennstoff versehener Explosivstoff in Kunststoffbeuteln in abwechselnden Lagen mit dem Ammoniumnitrat-Brennstofföl-Gemisch angebracht.

Bei einem dritten System wird etwas metallisierte Aufschlämmung , wofür eine Aufschlämmung aus 10-15% Wasser, 8-10% Formamid, 25% oder mehr teilchenförmiges Aluminium mit einer

Maschenzahl je cm zwischen etwa 200 und 1600 (40-100 mesh). wobei der Rest aus Ammoniumnitrat ttnd oder einem Gemisch aus Ammoniumnitrat und Natriumnitrat besteht, als Beispiel angegeben wird, in den Boden eines Bohrloches gebracht, worauf dann das Loch mit Ammoniumnitrat (94%)-Brennstofföl (6%)-Gemisch gefüllt wird, in dem Beutel der vorstehend beschriebenen Aufschlämmung suspendiert sind; die Aufschlämmung oder der Brei in dem System kann eine sein, bei der eine gesättigte Lösung von Ammoniumnitrat,darin suspendiert etwas teilchenförmiges Ammoniumnitrat und einen festen

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nitroorganischen Explosivstoff, wie TNT, Cellulosenitrat . oder andere bekannte nitroorganische Verbindungen, welche mit Hochdruckzwischenzündern zur Detonation gebracht werden können, suspendiert enthält.

Es gibt noch viele weitere Variationen zum Mischen der beiden Bestandteile des Explosivmittels gemäß der Erfindung. Es ist lediglich wesentlich, daß einer der Bestandteile hinsichtlich des oxydierenden Mittels mit einem Überschuß an Brennstoff versehen ist und der andere aus einem oxydierenden Mittel, wie es vorstehend unter (1) beschrieben wurde, besteht, und daß der letztere sich benachbart zu diesem mit Oberschuß an Brennstoff versehenen Gemisch befindet.

Zur Detonation des Explosivmittels kann ein Hochdruckzwischenzünder, der mit einer elektrischen Sprengkapsel versehen ist, verwendet werden; vorzugsweise sollte die Kappe Nummer 8 oder größer sein und günstigerweise besteht sie aus einer Engeneer Special Blasting Cap äquivalent zu

einer elektrischen Sprengkapsel Nr. 10. Der Zünder kann RDX, Pentolite, gepreßtes Tetryl, geformte Beschickungen wie GG2 oder GG4 oder andere bekannte Hochdetonationsdruckzünder sein. Die Menge des benötigten Zünders hängt teilweise von der verwendeten Art und teilweise von der Größe der Ladung im Bohrloch ab. Die elektrische Kapsel ist mit

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einem Draht verbunden, der wiederum mit einer regelbaren Quelle für elektrischen Strom verbunden ist, welcher durch die Drähte zu der Kappe zum gewünschten Zeitpunkt geführt wird.

Die Explosivstoffe und die Verfahren zu deren Herstellung und Beschickung in die Bohrlöcher können in jeder beliebigen Art von Bohr- and Schießarbeit verwendet werden einschließlich Metallerzabbau, Steinbrüchen, Sandgruben, Ausschachtungsarbeiten beim Bau von Gebäuden oder Dämmen, Sprengen von Bausteinen, Oberflächenteichbildungen und für Untererdarbeiten.

Mit dem Ausdruck "benachbart zu", wie er hier verwendet wird, ist zu verstehen, daß der Bestandteil (2) an den Bestandteil (1) anstößt, benachbart ist, ihn umrundet, in Berührung mit ihm steht oder nur einen geringen Abstand hiervon hat.

Das Verfahren zum Beladen der Bohrlöcher besteht darin, daß der unter (1) aufgefführte oxydierende Bestandteil benachbart zu dem mit überschüssigem Brennstoff versehenen Gemisch, wie es in (2) definiert ist, in einen oder mehreren Schichten in den Bohrlöchern angebracht wird, und daß der Explosivsatz mit einem oder mehreren Hochgeschwindigkeitszündern armiert wird. Für die günstigsten Ergebnisse sollte

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der mit Überschuß an Brennstoff versehene Teil des Explosivmittels nahe dem Boden des Bohrloches oder nahe der Fläche sein, an der die größte Kraft zum Entfernen von Gestein oder Erz von einer Fläche erforderlich ist, sein. Das Verhältnis des Bestandteils (1) zu dem Bestandteil (2) in irgendeiner Schicht oder in irgendeinem Bohrloch kann zwischen etwa 2:1 bis zu etwa 20:1 liegen, was teilweise von dem Brennstoff in dem Bestandteil (2) und teilweise von der Art der zu sprengenden Struktur abhängt .

Beispiel 1

Bei diesem Versuch wurde in einem atrichzuminierenden Kohlefeld 20 Löcher von durchschnittlich etwa 14,6 m Tiefe und 0,37 m Durchmesser rückgefüllt mit etwa 1,2 m Schmutz. Die Löcher waren in drei Reihen von jeweils 6, 7 und 7 gebohrt und hatten einen Abstand von 11,3 m in einer Einzelreihe (Zwischenstück) und von 11,1 m zwischen den Reihen in(Vorgabe). In jedes Loch wurden 54,4 kg eines Gemisches aus 94% NH₄NO₃ und 6% Brennstofföl gegeben. Dann wurden 11,3 kg eines mit einem Überschuß an Treibmittel versehenen Gemisches, welches etwa 10% Formamid, etwa 12% Wasser, 30% Aluminiumpulver mit einer Maschenzahl zwischen 200 und 6400, 1% Karayagummi, 10% Natriumnitrat und als Rest Ammoniumnitrat enthielt, in das Loch eingebracht und mit 0,45 kg eines HDP-1-Zünders

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(ein gepreßtes Gemisch aus 20 bis 30 Gewichts-% TNT und 70 bis 80% RDX), der mit einem Primacord verbunden war, armiert, wobei 54,4 kg eines Gemisches aus 94% NH₄NO₃ und 6% Brennstofföl über dem Oberteil des aluminierten Breies gegeossen wurden. 163 kg des vorstehend beschriebenen Gemisches aus NH₄NO- und Brennstofföl in Beuteln wurde auf die Vorderseite des Breies gegeben. Dann wurden weitere 11,3 kg der aluminisierten, vorstehend beschriebenen Aufschlämmung, die ebenfalls mit 0,45 kg eines HDP-I-Zünders, der mit einem Primacord verbunden war, armiert und zugegeben und hierüber 54,4 kg des Gemisches aus 94% NH₄NOo und 6% öl gegeben. Die Ladung wurde beendet mit 54,4 kg des Gemisches aus 94% NH₄NO₃ und 6% Brennstoff, das in Beuteln enthalten war, und dann mit 7,92 m Versatz abgedeckt.

Die Löcher wurden in einer Reihe von 4 Löchern bei jedem der ersten beiden Schüsse gesprengt, während 3 Löcher in jedem der nächsten 4 Schüsse gesprengt wurden.

Die Ergebnisse dieser Schüsse waren ausgezeichnet. Die die Kohle bedeckende Beschwerung wurde gut weggebrochen und war relativ leicht mechanisch zu handhaben, und die gesamte Bank der Bedeckung wurde von der Kohlenader wegbewegt, so daß keine sekundäre Sprengung notwendig war. Der Kraftfaktor

wurde zu 1,84 m je 0,45 kg Explosivstoff (2.432 cu. yds.

per Lb.) errechnet.

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In der technischen Praxis in dieser Mine war bei Verwendung lediglich des Gemisches aus 94% NH₄NO₃ und 6% Brennstofföl als Explosivstoff bei Bohrlöchern von vergleichbarer Größe, die in vergleichbarer Reihenfolge abgefeuert wurden, ein maximaler Lochabstand von 9,15 χ 10,4 m möglich. Qer berechnete Kraftfaktor war 1,54 m je 0,45 kg des Pulvers (2,007 cu. yds. per Ib.).

Bei einer zweiten Versuchsreihe auf dem gleichen Kohlefeld unter Verwendung einer einzigen kontinuierlichen Lage der Explosivstoffe mit einem zwischen ein Oxydationsmittel zwischengelegtem, mit Überschuß an Brennstoff versehenen Explosivstoff wurden 21 Löcher von etwa 13,7 m Tiefe und 0,37 m Durchmesser in drei Reihen, jeweils 7 in einer Reihe, gebohrt, wobei ein Abstand von 12,7 m zwischen den Löchern der Einzelreihe und 10,4 m zwischen den Reihen angewandt wurde. Der Boden jedes Loches wurde etwa 1,2 mm rückgefüllt. In den Boden jedes Loches wurden 54,4 kg ANFO (94% Ammoniumnitrat-6% Brennstofföl), dann 11,3 kg der vorstehend beschriebenen aluminierten Ammoniumnitrataufschlämmung und 54,4 kg loses ANFO um den aluminisieren Brei herum gepackt. Eine zusätzliche Menge von 154 kg ANFO waren in Beuteln und weitere 11,3 kg des aluminisierten Breies, wurden mit 54,4 kg losem ANFO und 54,4 kg ANFO in Beuteln an der Oberseite der Explosivsäule bedeckt. Jeweils 11,3 kg des aluminisierten Breies wurden mit 0,45 kg HDP-1-Zünder armiert, welcher mit

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21,4 m Primacord verbunden war. Die Ladungen wurden elek? trisch gesprengt. Die Menge der von der Oberseite der Kohleader abgesprengten Schicht betrug etwa 1730 m je

3 Loch. Dies entspricht einem Kraftfaktor von etwa 1,98 m je 0,45 kg Explosivstoff (2.582 cu. yds. per Ib.).

Nachfolgend sind die jeweiligen Werte der Ladungsgröße in jedem Loch angegeben:

- Tabelle I -

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Tabelle I

Loch-Nr. Tiefe in m (Ft) Versatz in m (Ft)

1 13,1 (43) 7,0 (23)

2 13,7 (45) 7,3 (24)

3 14,0 (46) 7,5 (24,5)

ANFO alumini s.Brei

(lbs.) kg

4	Il	Il
5	Il	Il
6	13,9	(45,5)
7	13,7	(45)
8	13,4	(44) '
9	13,0	(42,5)
10	13,1	(43)
11	14,0	(46)
12	13,7	(45)
13	13,6	(44,5)
14	Il	η
15	14,0	(46)
16	13,7	(45)
17	14,0	(46)
18	Il	■ η
19	12,8	(42)
20	13,7	(45)

6,7 7,3

(22) (24)

354 (780)

380 (840)

Il It

Il Il

7,	,3	(24)	Il	Il
7,	r2	(23,5)	11	Il
6,	,9.	(22,5)	354	(780)
7,	0	(23)	326	(720)
7,	5	(24,5)	354	(780)
7,	3	(24)	380	(840)
7,	25	(23,75)	η	η
Il		Il	Il	Il
7,	3	(24)	It	Il
7,	3	Il	Il	Il
7,	5	(24,5)	Il	Il

326 (720) 380 (840)

22,7

In jedem Loch dieses Beispiels waren nur eine kontinuierliche Kolonne des Explosivmittels, welches eine mit überschüssigem

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Brennstoff versehene Aufschlämmung von Aluminium und Ammoniumnitrat suspendiert in einer gesättigten Ammonium.r nitratlösung enthielt, zwischen das Ammoniumnitrat-Brennstoff öl -Gemisch in verschiedenen Höhen in der Explosionskolonne geschichtet.

Die Werte zeigen, daß eine ziemlich große Variation der Verhältnisse von aluminisiertem Brei zu ANFO bei der praktischen Ausführung der Erfindung angewandt werden können.

Beispiel 2

Bei dieser Versuchsreihe wurden zwei Reihen von Löchern, wobei jede Reihe 9 Löcher mit unterschiedlicher Tiefe zwischen 16,8 und 19,2 m und mit einem Durchmesser von 0,27 m enthielt, die einen Abstand von 7,94 χ 9,06 m hatten, mit 2- und 3-schichtigen Beschickungen des Explosivstoffes beschickt. Zu den 6 Frontlöchern am weitesten rechts und zu 3 Löchern am weitesten rechts in der rückwärtigen Reihe wurden 22,6 kg eines Breies aus 20% Formamid, 12% Wasser, 30% Aluminiumpulver mit einer Maschenzahl zwischen 200 und 6400, 1% Gummi, 10% NaO₃ und der Rest KH₄NO₃ sowie 136 kg des Gemisches aus 94% NH₄NO₃ und 6% Brennstofföl, welches den aluminisierten Brei umrundete, zugegeben. Zwei Pentolitezünder von 0,45 kg wurden in dem Brei angebracht. Die Zünder waren mit Primacord zu einer elektrischen Detoniereinheit verbunden, übeijdiese Schicht wurden,4,58 m

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[Versatz gegeben. Dann wurden 90,6 kg ANFO, das mit 0,45 kg Pentolit beladen war, in das Loch eingebracht und 6,1 m Versatz zugegeben.

Den restlichen Löchern wurden 11,3 kg der vorstehend beschriebenen aluminierten Aufschlämmung und 136 kg ANPO, armiert mit 0,45 kg Pentolitzünder, zugegeben. Diese Schicht wurde mit 3,05 m Versatz bedeckt. Die nächste Lage enthielt 68 kg ANFO, 11,3 kg des aluminierten Breies und 0,45 kg Pentolite. Diese Zwischenschicht wurde mit 3,05 m Versatz abgedeckt. , Die obere Schicht bestand aus 45,3 kg ANFO, der mit 0,45 kg Pentolit geladen war. über dieser oberen Schicht befand sich 7,35 m Versatz. Alle Pentolitzünder waren mit Primacord verbunden.

Beim Zünden dieser Löcher wurde die Oberschicht in die Grube gesprengt, die mechanisch gehandhabt werden konnte. Es läßt

3 sich errechnen, daß der Durchschnittskraftfaktor 2,19 m je 0,45 kg Sprengstoff beträgt.

Der normale Abstand in dieser Mine bei Verwendung des Gemisches aus 94% NH₄NO₃ und 6% Brennstofföl, bei Verwendung derselben Größejjt der Bohrlöcher, des gleichen Gewichtes von ANFO wie in den vorstehenden Versuchsschüssen, dersei- , ben Arten von Zündern und derselben Art des Ladungsverfahrens beträgt 6,85 χ 7,92 m . Der berechnete Kraftfaktor beträgt 1,79 m je 0,45 kg Explosivstoff.

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Beispiel 3

Bei diesem Versuch wurden zwei Reihen von Löchern mit 0,27 ι Durchmesser mit Tiefen zwischen 17,5 und 18,6 m in das Obergestein, das eine Kohleader bedeckte, gebohrt. Die Vorderreihe hatte 7 und die Rückreihe hatte 8 Locher in gestufter Beziehung mit einem Abstand von 9,15 m für jedes Loch einer Reihe und 7,92 m zwischen den Reihen·, wie sich aus folgendem Schema ergibt:

1 2 3 6 10 11 12 13 4 5 7 8 9 14 15

Die Werte mit diesen Löchern sind nachfolgend aufgeführt:

Tiefe in

ANFO

(57,5)

286

(63o)

Tabelle

ti

η

η

(4)

II

(ft)

Brei

Loch-

m (ft) kg (lbs)

ti

272

(600)

Pentolite

1,36

Il

(60)

kg (lbs)

Nr.

17,5

(58,5)

Il

Il

Kg (lbs)

Il

Il

Primacord

η

22,6 (50)

1

Il

(57,5)

286

(630)

1,82

Il

η

m

π

η η

2

17,8

(58)

It

N

Il

Il

Il

18,3

η

ν η

3

17,5

(59)

272

(600)

ti

Il

(3)

Il

H

ν η

4

17,7

(58)

295

(650)

Il

It

π

It

η

n η

5

18,0

Il

Il

It

η

Il

H

η

11,3 (25)

5

17,7

(60)

Il

Il

η

Il

It

N

H η

7

It

(59,5)

272

(600)

η

Il

η

R η

8

18,3

(60,5)

Il

It

η

H

.Jl

η η

9

18,1

Il

Il

It

η

It

H

η η

10

18,4

(61)

Il

η

Il

Il

η

* N

11

η

Il

295

(650)

η

H

η

N N

12

18,6

Il

Il

It

η

N

η

η η

13

Il

It

N

H Il

14

Il

η

N H

15

H

Il

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Die Löcher 1/4 und 5 wurden jeweils mit 136 kg ANFO, 11,3 kg einer Aufschlämmung aus 10% Formamid, 12% Wasser, 10% Natriumnitrat, 30% Aluminium mit einer Maschenzahl zwischen 200 und 6400, 1% Naturgummi und dem Rest Ammoniumnitrat sowie 0,45 kg Pentolitzünder versetzt. 3,05 m Versatz wurden auf diesen Teil des Explosivsatzes gegeben. Die zweite Schicht enthielt 90,6 kg ANFO, 11,3 kg des metallisi/erten Ammoniumnitratbreies und 0,91 kg Pentolit. 3,05 m Versatz wurden über diese Schicht gegeben. Die Oberschicht enthielt 58,9 kg ANFO und 0,45 kg Pentolitfcünder. 7,0 m Versatz wurden auf diese Lage gegeben.

Die Ladung in den Löchern 2 und 3 unterschied Sich lediglich dadurch, daß die Oberschicht nur 45,3 kg ANFO enthielt.

Die Ladung in den Löchern 6, 10, 11, 12 und 13 bestand aus 159 kg ANFO, 11,3 kg der vorstehend beschriebenen aluminierten Aluminiumnitrataufschlämmung und 0,45 kg Pentolit? zünder. 4,58 m Versatz wurden über diese Schicht gegeben. Die zweite Lage enthielt 68 kg ANFO und 0,45 kg Pentolitzünder. Diese wurde mit 2,44#m Versatz abgedeckt. Die Oberlage enthielt 54,3 kg ANFO und 0,45 Pentolitzünder.

Die Ladungen in den Löchern 7, 8, 9 und 14 , 15 unterschied den sich von den unmittelbar vorstehenden nur dadurch, daß die zweite Schicht 90,6 kg ANFO und 2,14 m Versatz zwischen der zweiten und der Oberschicht enthielt.

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Jedes Loch wurde mit einer Engeneers Blasting Cap armiert, welche mit einem Pentolitzünder von 0,45 kg durch Primacord verbunden war. Die Detonation wurde in der Reihe durch eine entfernte elektrische Regeleinrichtung bewirkt.

Die Löcher 1-5 wurden zuerst abgeschossen. Dadurch wurde die Grube gefüllt, und das war ein Anzeichen, daß sie zu stark für die Bedingungen dieser Mine war. Die restlichen Löcher wurden in folgender Reihenfolge gesprengt:

Sprengung Nr. Gesprengte Löcher

2 3 4 5 6 7 8

Der berechnete Kraftfaktor betrug 2,19 m per 0,45 kg Explosivstoff.

Das Obergestein war von der Kohlenader gut weggebrochen und war zu einer Größe zersprungen, die leicht durch die mechanische Eintichtung aus der Mine entfernbar war.

Der normale Abstand lediglich bei Verwendung von ANFO und einem Zünder in dieser Mine beträgt 6,85 χ 7,92 m.

	6
7	,8
9	,10
	11
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	13
14	,15

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Claims (6)

HANS RUSCHICE 1 ς 7 1 ? 1 7 ■■ HEINZ AGlIl AP -23- Ib/ m/ £SLig HEINZ AGuLA *MOnAe„ 27, Pienzenau.rSf r Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Zweibestandteilexplosivzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß (1) ein anorganischer .oxydierender Bestandteil benachbart zu (2) einem

schuss
mit überMÄÄigem Brennstoff versehenen Gemisch aus einem anorganischen Brennmittel und einem oxydierenden Mittel gebracht wird, wobei die Verhältnisse von (1) und (2) so sind, daß sich mindestens 0,75 Gewichts-% und nicht mehr ' als die stöchiometrische Menge des Brennstoffes im Bestandteil (2), bezogen auf das Gewicht von (1) und (2), ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische oxydierende Bestandteil aus einem anorganischen oxydierenden Nitrat besteht und als mit überschüssigem Brennstoff versehenes Gemisch ein aus 50-75 Gewichts-% eines anorganischen Nitrates und 25-50 Gewichts-% eines Leichtmetalles in solchen Mengen bestehendes Gemisch verwendet wird, daß das Metall in Mengen zwischen 0,75 bis 8 Gewichts-%, bezogen auf das vereinigte Gemisch von (1) und (2), vorhanden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, oder '2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall Aluminium mit einer Teilchengröße von einer Maschenzahl zwischen etwa 200 und etwa 6400 je cm³ (400 bis 200 mesh Tyler) verwendet wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ e i ohnet, daß

(1) ein Gemisch aus 94% Ammoniumnitrat und 6% Brennstofföl benachbart zu (2) einem Brei, der im wesentlichen aus 10 bis 15 Gewichts-% Wasser, 5 bis 10. Gewichts-% Formamid, 25 bis 50 Gewichts-% Aluminium mit einer Teilchengröße zwi-

sehen 200 und 6400 Maschen je cm , 10 bis 25 Gewichts-% Natriumnitrat, 0 bis 3% eines in Wasser quellbaren Gummis und dem Rest aus Ammonnitrat, wobei die gesamten Nitrate in einer Menge von 35 bis 60 % vorhanden sind, besteht, angebaacht wird, wobei das Verhältnis der Komponenten (1) und

(2) so ist, daß sich mindestens 0,75 Gewichts-%, bezogen auf das vereinigte Gewicht von (l) und (2), an Aluminium und nicht mehr als diejenige Menge, die stöchiometrisch zur Umsetzung mit den oxydierenden Bestandteilen in (1) und

(2) erforderlich sind, ergibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) ein Gemisch aus 94 Gewichts-% Ammoniumnitrat und 6 Gewichts-% eines BrennstoffÖles benachbart zu (2) eines Breies, der im wesentlichen aus 8 Gewichts-% Formamid, 12 Gewichts-% Wasser, 30 bis 50 Gewichts-% Aluminium mit einer Teilchengröße zwischen einer Maschenzahl von 200

2
bis 6400 je cm , 1 Gewichts-% in Wasser quellbaren Gummi, 10 Gewichts-% Natriumnitrat und den Rest Ammonnitrats besteht, eingebracht wird, wobei die Verhältnisse der Komponenten (1) zu (2) so sind, daß sich mindestens 0,75 Gew.-%

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Aluminium, bezogen auf das vereinigte Gewicht von (1) und (2), und nicht mehr Aluminium, als stöchiometrisch zur umsetzung mit dem oxydierenden Bestandteil in (1) und (2) erforderlich ist, ergibt.

6. Verfahren zum Laden von Bohrlöchern mit einem Zweikomponentenexplosivstoff , dadurch gekennzeichnet, daß in den Boden eines Bohrloches 1) ein anorganischer oxydierender Bestandteil, benachbart in dem Bohrloch zu .2) einem mit Überschuß an Brennstoff versehenen Gemisch aus einem anorganischen oxydierenden Bestandteil und einem anorganischen Treibmittel eingebracht wird und das Explosivmittel mit Hochdruckdetonationseinrichtungen armiert wird.

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