DE1940069A1 - Verdickter Sprengstoff - Google Patents

Description

Zusatz zu P 18 i> 175. V

E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Delaware 19898, V. St. A-.

Verdickter Sprengstoff

Die Erfindung betrifft Sprengstoffe mit verbesserten physikaiischen Eigenschaften und Explosionseigenschaften·

In neuerer Zeit haben Sprengstoffe, und zwar besonders diejenigen von der Art der Wassergele oder Schlämme, steigende gewerbliche Bedeutung erlangt. Diese Wassergele bestehen Im allgemeinen aus einem anorganischen oxidierenden Salz, vorwiegend Ammoniumnitrat, einem Verdiekungs» oder Gelatin!erungsmittel für die Flüssigkeit und einem Brennstoff.

FUr Sprengungen in grossem Massstabe, z.B. zum Sprengen von Takoniterz, müssen die Sprengstoffe so empfindlich sein, dass sich die Detonation in eingeschlossenen Säulen von gewöhnlich etwa 15 bis 22 cm Durchmesser sowohl in der Wärme als auch in der Kälte durch die ganze Masse hindurch fortpflanzt. Im allgemeinen sollen die Sprengstoffe so empfindlich sein, dass sich die Detonation in einer zusammenhängenden, nicht eingeschlossenen Säule von etwa 15 bis 25 cm Durchmesser bei der Bohrloch» temperatur fortpflanzt.

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Für solche Sprengstoffe wurden zwar wasserhaltige Gemische vorgeschlagen, die ein kohlenstoffhaltiges Material als einzi= gen Brennstoff enthalten! ihr© teelmisehe Anwendbarkeit sum Sprengen war jedoeft begrenzt, da sieh die Detonation bei nie» drigeren Temperaturen nieht zuverlässig durch die Masse hindurch fortpflanzt. Wenn wasserhaltige .Sprengstoffe bei niedrigen Temperaturen, &.B. bei 0 bis 5 °C, verwendet werden sol= len, 1st "es gewöhnlich- erforderlich, ihnen eine verhältnismäW sig gross8 Menge eines leicht explosionsfähigen Stoffes« wie Trinitrotoluol oder rauchloses Pulver, und/oder eines Metall= pulvers, wie Aluminiumpulver, suzusetzen.

Die Verwendung von leicht explisionsfMhigen Stoffen oder Met= tallpulvern in wasserhaltigen Sprengstoffen erfordert das Umgehen mit Feststoffen, was besonders unerwünscht ist, wenn die Sprengstoffe am Ort der Sprenglang in Pumpen«= oder Sehlammwagen hergestellt werden. Ferner kann das. Erfordernis eines leicht explosionsfMhigen Stoffes Gefahren bei der Lagerung und Hantierung der Sprengstoffe mit sieh bringen« da solche Spreng·= stoffe empfindlicher sind als diejenigen, die keine leicht explosionsfähigen Stoffe oder Metalle enthalten· Ferner erhö<= hen sowohl leicht explosionsfähige Stoffe als aueh Metalle die Kosten des Sprengstoffs betrMehtlish. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem wasserhaltigen Sprengstoff, der guverlös= sig bei niedrigen Temperaturen detoniert, keine leicht explo= sionsfähigen Stoffe und/oder Metalle enthält \ma sieh entweder in der Fabrik oder am Ort der Sprengung- leisht. zu verhältnis=· massig niedrigen Kosten herstellen lässt..

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Gegenstand der Erfindung ist verdickter Sprengstoff, im wesentlichen bestehend aus Wasser, anorganischem oxidierendem Salz, das mindestens teilweise in dem Wasser gelöst ist, und nicht-explosionsfähigem Brennstoff in weiterer Ausbildung des Sprengstoffs gemäss Patent Nr. . ...

(Patentanmeldung P a8 13 1?5. 4), der etwa 5 bis 60 VoI.'^ kleine ga'sge füllte Hohlräume, ein. Modiflziermittel- für den Kris tall habitus des "Salzes "und eine ' Bx'ennsfcoffkömpo= nente, die im wesentlichen aus mindestens j5"&ew«~# ge<» lüstern kohlenstoffhaltigem Brennstoff, bezogen auf die Gesamtmenge äes Sprangstoffgendeshes·, besteht, in der Masse verteilt enthält, dadurch gekennzeichnet, dass er von den kleinen, gasgefüllten Kohlräumen etwa 10 bis kO Vol.% enthält, kein Modifiziermittel für den Kristallhabitus des Salzes enthält und als Brennstoff·= komponente eine Kombination aus
(a) mindestens etwa 3 dew.-$S gelöstem kohlenstoffhaltigem Brennstoff, bezogen auf die Gesamtmenge des Spreng=·

stoff ge mischee/ und
(b/ festem, ungelöstem, koKTenstofihrilti^em EreRristof?, der in seinem Tx,riemen feinserteilte, gasgefUlite

Kohlräume aufweist, ■

"enthäl-,. wobei das Schilttgewicht des genarjiten. feßven, im ststi-Fi'eKnstoffs weniger als etwa 0,6 g/anr' beträgt".

Spreng8toi-f des Hauptpatentes kaiin so susammengesetzt jrdrcfi ü'r in Säulen von nur 55 em Durohmesser oder weniger bei Tenparaturen von mir etwa 5 °0 detoniert, ohne hochexplosive- oder metallische Sensibilisatoren zu eiA= halten. Zwar-kann der Sprengstoff gemäss der vorliegenden Erfindung bei 5 ⁰C nicht detonieren, er kann aber, wenn er

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locker eingeschlossen ist« ζ. B. in einem Rohr in Bohrlöchern, zum Detonieren gebracht«erden und ist ausreichend empfindlich, um die Detonation durch die gesamte Masse, die in Säulen mit Durchmessern von etwa 15 cm oder weniger eingeschlossen ist, bei der Bohrlochtemperatur fortzupflanzen.

Das gemäsß der Erfindung des Hauptpatentes zwingend verwendete Modifiziermittel für den Kristallhabitus des Salzes wird bei der vorliegenden Erfindung nicht verwendet, da die Empfindlichkeit, die es der explosiven Masse verleiht, nicht benötigt wird, ' wenn eine Masse erwünscht ist, die im Zustand des lockeren Einschlusses, aber nicht in Luft detonierbar sein soll.

Es wird natürlich anerkannt, dass die von einer explosiven Masee verlangte Empfindlichkeit durch die Art ihrer Verwendung bestimmt wird. Zn vielen Fällen 1st die stark erhöhte Empfindlichkeit, die sieh bei der Verwendung des Kristallhabitus-Modifiziermittels ergibt, nicht benötigt, und man erhält eine äusserst nützliche, explosive Masse auch noch ohne Einverleibung des Kristallhabltus-Modifizlerniittele in die Masse.

Gefunden wurde auch, dass ausser der Verwendung eines gelüsten, kohlenstoffhaltigen Brennstoffs die Verwendung einer Kombination aus einem gelösten, kohlenstoffhaltigen Brennstoff und einem festen, nicht gelösten, zellförmigen, kohlenstoffhaltigen Brennstoff besondere Vorzüge hat.

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Die gasgefüllten Hohlräume können dadurch geschaffen werden« dass ein gesohlossenzelllger, starrer Schaum oder ein anderer zellförmiger Brennstoff niedriger Dichte der Masse als zweiter Bestandteil der Brennstoffkompoaente der erfindungsgemässen Massen einverleibt wird. Zm hier verwendeten Sinne bezieht sioh der Ausdruek "zellförmige", kohlenstoffhaltige Brennstoffe auf solche Brennstoffe, die in jedem ihrer Teilchen eine oder mehrere der zuvor genannten» gasgefUllten Hohlräume aufweisen. Solche Brennstoffe können Sinhohlraumstoffe, wie Phenol« und Harnstoff-Formaldehyd»ⁿHikroballQns^N oder »Kugeln, enthalten; sie enthalten jedoch vorzugsweise eine Mehrzahl von kugelförmigen, säulenförmigen oder unregelmässig gestalt teten Hohlräumen, wie sie in synthetischem Polymerensoh&um und natürlich vorkommenden« kohlenstoffhaltigen Stoffen auftreten. Die Abmessungen der gasgefüllten Hohlräume in der Masse sind klein, d. h·, ihre grösste Dimension Übersteigt im allgemeinen nicht ungefähr 1,587 nun (i/16 Zoll), und vorzugsweise ist der mittlere Durchmesser von der Orössenordnung 500 Mikron und weniger. · , '

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QIe Dichte der Sprengstoffmasse betrügt etwa 1,0

bis 1,4 g/enr und vorzugsweise 1,0 bis 1,3 g/enr*·

Der feste, nicht gelüste Brennstoff weist im all«

gemeinen ein Sohüttgewloht von weniger als etwa 0,6 g/onr und vorzugsweise von etwa 0,04 bis 0,4 g/onr

Im allgemeinen stacht der feste, nicht gelüste Brennstoff, auf Oewioht bezogen, etwa 1 bis 10 % und vorzugsweise etwa 2 bis 5 % der Masse aus· Mindestens 50 Gew. °# der Brennsfcoffkomponente gehören Vorzugs· weise zum gelüsten

B ei spiele 1 big 3

Die folgenden erfindungsgemässen Massen werden in einem Bandmischer oder Turbinenmisohwerk in der naohstehenden Sohrittfolge hergestellt.

1. "Neutrale" Amiconiumnitratiusung (mit einem nomi« nellen Ammoniumnitratgehalt von 80 %) oder eine gemischte Ammoniumnitrat- und Natriunmitrat-LÖ» sung werden bei etwa Θ6 ⁰C in das Mischwerk gebracht, worauf man mit dem Rühren beginnt.

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2. Löslicher Brennstoff (granulierter Zucker)» Natriumnitrat (wenn gemischte Lösung verwendet wird) und Ouargummi (und Polyacrylamid) werden zu der heissen Flüssigkeit gegeben und lösen sich praktisch auf.

2. Sodann wird Brennstoff niedriger Dichte (zellartige Mehle oder geschlossenzellig® Schäume aus polymeren Stoffen) zugesetzt.

4· Vernetzungsmittel für das Guargummi wird so zugegeben, dass es unmittelbar vor dem Herausnehmen der Mischung derselben einverleibt wird.

Die gebildeten Massen werden danach durch einen geeigneten Schlauch direkt in Bohrlöcher gefüllt oder können in Behälter eingefüllt werden. Zur Prüfung werden die Massen in Behälter« deren Durchmesser 15 cm beträgt« eingefüllt« und Proben von Jeder Masse werden bei 4,44 ⁰C und bei 21,1 ⁰C mittels herköraralicher gegossener Zünder gezUndet.

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Tabelle Beispiel

AN/taiN-Lösung fAmmoniumnitrat) [Natriumnitrat) [Wasser)

Zucker (granuliert) Bagassemark

expandierte Getreideflocken

Guargummi 5# Aq. KC, :■ οΐη2/45*Λ kg

₇ (ce/cwt)

Geschwindigkeit m/Sek. 21,1 ©ο in Luft 12,8 °C in Luft 4,44 ⁰C in Luft 15,6 ⁰C in Luft

15,6° C bei Einschluss in einem Rohr (Durchmesser: 10,2 cm)

Dichte, g/cm-* Vol.* gasgefUllte Hohlräume

.4

5,0] 22,3 20,1

8,0 4,0

0,6 450

4500 3300

5100

1,15

25-35 87,4, 51,1

8,0

4,0

0,6 450

5100

450O⁺

1,24 20-30

8,0

3*5

0,6 450

4500

4880

1,15 25-35

Die Massen der Beispiele 1 bis 3 können zwar bei 4,44 ⁰C in Luft nicht zum Oetonieren gebracht werden, können aber erfolgreich in Bohrlöchern zum Detonieren gebracht werden, in denen etwa diese Temperatur während des grössten Teils des Jahres herrscht.

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Claims (5)

194Q069

A $ N la 6. August I969

Patentansprüche

Ί .j Verdickter Sprengstoff, im wesentlichen bestehend aus Wasser, anorganischem oxidierendem Salz« das mindestens teilweise in dem Masser gelöst ist* und nicht-exploeionsfähigem Brennstoff in weiterer Ausbildung des Sprengstoffs gemäss Patent Nr. «... ... (Patentanmeldung P l8 l> 175. 4), der @twa 5 bis 60 VoI₀-Ji kleine gasgefüllte Hohlräume, ein Modlfizlermittel für den Kristallhabitus des Salzes und eine Brennstoffkomponente, die im wesentlichen aus mindestens 3 0©&?.-$ gelöstem kohlenstoffhaltigem Brennstoff« bezogen auf die Gesamtmenge des Sprengstoffgemisches _a besteht, in Masse verteilt enthält» dadurch gekennzeichnet« dass von den !deinen* gasgefüllten Hohlräumen etwa 10 bis 40 Vol.-$ enthält, kein'HOäifIzlermlttel für den Kristall» habitus des Salzes enthält und als Brennstoffkomponente ein©- Kombination aus ·. . - . .. ■ ' .

(ä) mindestens «twa "J Oew.-Ji gelöstem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff, bezogen auf die Gesamtmenge des Sprengstoffgemisches, und

(b) festem, ungelöstem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff, der in seinem Inneren feinzerfeellte, gasgefüllte Hohlräume aufweist s

©nthälfc, wobei das Sehlitfegewicht des genannten festen, ungelösten Brennstoffs weniger als etwa 0,6 g/eBr beträgt.

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2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass er eine Dichte von mindestens etwa 1,0, aber weniger als g/cnr aufweist.

3. Sprengstoff nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Brennstoffkomponente mehr als etwa 50 Gew.-% des genannten* gelösten« kohlenstoffhaltigen Brennstoffs enthält.

4· Sprengstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet:, dass- das genannte anorganisch©, oxidierende Sals Im uesenfcliehen aus Aramoniumalträfe oder Mischungen desselben mifc geringeren Mengenverhältnissen an Matp.iuaiaitrat besteht und der genannte gelöste« kohlenstoffhaltige Brennstoff ein Hono- und/odör Disaccharid ist.

5· Sprengstoff nach Anspruch 4, dadurch g@k®nnzeichnefc, dass der genannte nicht geilste, kohlenstoffhaltige Brennstoff ein-*3chüttg€'*fioht ven @twa 0,04 bis■ 0,4 g/cor aufweist.

■6β- Sprengstoff naeli Anspruch 5» dacluren ge-kennseiehnet_a dass αβ: genannte * nieht gelöst©, kohlenstoffhaltige Brennstoff ©in Mark- ed©r ezpariditrtes Gefcreiaaprodulcfc

7» Sprengstoff naoh Anspruch 6., daxiureh.-gekennzeichnet,-das;» er etwa 2 Ms .

5. Qes-s·»^" von des'genannten'sieht gelösten,"-kofelsß" stoffhaltigen B^

8» Sprengstoff n&dh A-ßspruch €_s öadurch g®lmnRz&-Lclihet_s dass der genannte lösliche "Brennstoff Sueke™ ist.

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