DE2057042B2 - Sprengschnur fur den Einsatz in Schlagwetter und kohlenstaub gefährdeten Betrieben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprengschnur mit reduziertem Sprengstoffgewicht je Meter Sprengschnur aus einem phlegmatisierten Sprengstoff für den Einsatz in Schlagwetter- und kohlenstaubgefährdeten Betrieben, die außerdem die herkömmlichen Wettersprengstoffe mit Sicherheit initiieren kann.

Schon seit langem besteht beispielsweise im Steinkohlenbergbau ein besonderes Interesse an einer Sprengschnur, die gefahrenlos bei allen Sprengarbeiten im Steinkohlenbergbau verwendet werden kann. Besonders groß ist die Forderung nach einer solchen Sprengschnur in Bergwerken mit steiler Lagerung der Steinkohlenflöze, wo ein Abbau der Kohle mit herkömmlichen Abbau- und Gewinnungslaschinen nicht möglich ist. Hier existieren Pläne, nach denen die Steinkohle im sogenannten Langlochschicßen gewonnen werden soll, um so die teure, aufwendige Art der Kohlengewinnung durch Preßlufthämmer in Wegfall bringen zu können. Beim Sprengen mit Hilfe 'ihr langer Bohrlöcher können jedoch elektrische Zünder nicht mehr eingesetzt worden. Es komn.: hier nur noch eine Sprengschnur in Frage, die bei der gegebenen Länge der Bohrlöcher z.B. 20 m und mehr keine Gefahr für Grubengasgemische (Schlagwetter) darstell'. Die Sprengschnur muß also schlagwettersicher sein. Sie muß außerdem mit Sicherheit alle herkömmlichen und für den Bergbau zugelassenen Sprengstoffe der Klassen Ii und 111 initiieren können. Aus der französischen Patentschrift 1 57S 274 ist

ίο eine als schnell wirksame Anzündschnur zu bezeichnende Sprengschnur bekannt, bei der der Sprengstoff ir einer dünnen Schicht auf der Innenseite eines eir.jn Gaskanal bildenden Hohlsehlauehes od. dgl. aufgebracht ist. Bei der Detonation des in dem Gaskanal untergebrachten Sprengstoffes wirkt der Explosionsdruck radial nach außen und bewirkt eine Ausbauchung der umgebenden Hülle. Diese bekannte Sprengschnur ist nicht in der Lage. Sprengstoffe direkt zu zünden, sondern bewirkt dieses nur über an ihrem Ende angebrachte Sprengkapseln. Hinzu kommt, daß nur Stücke Sprengschnur begrenzter Länge von maximal etwa 10 m Länge herstellbar sind, so daß diese bekannte Schnur nicht für das Langlochschießen im Bergbau einsetzbar ist.

Da also für das in Frage stehende Einsatzgebiet eine den Anforderungen genügende und auch von den Bergbehörden zuzulassende Sprengschnur bisher nicht existiert, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sprengschnur zu entwickeln.

die allen sprengtechnischen Eigenschaften genügt und zugleich ein größtmögliches Maß an Schlagwettersicherheit besitzt.

Die erfindungsgemäße Sprengschnur ist gekennzeichnet durch eine Kernschnur aus einem staubförmigen Sprengstoff mit einem zentrisch innerhalb der Sprengstoffseele angeordneten Hohlschlauch und einer Ummantelung aus inerten, flammkühlend und flammpnHämmend wirkenden Stoffen. Die Kombination der einzelnen Merkmale der Kernschnur und Ummantelung sowie deren Abstimmung aufeinander bewirken eine überraschende, bisher in diesem Maße nicht dagewesene Erhöhung der Schlagwettersicherheit der Sprengschnur, die den Einsatz einer solchen Sprengschnur in Schlagwetter- und kohlenstaubgefährdeten Betrieben ermöglichen, ohne daß es zu einer Schlagwetterzündung kommt.

Bei der Ausbildung der Sprengschnur bewirken die im einzelnen getroffenen Maßnahmen im Zusammenspiel die besonderen, schlagwettersicheren Eigenschaften. Ausgangspunkt ist die Menge des einzusetzenden Sprengstoffes.

Da das Schlagwetterzündungsvermögen von Sprengstoffen nicht allein von Brisanz und Explosionstemperaturen, sondern in gleichem Maße von der Menge des eingesetzten Sprengstoffes abhängt, ist die erfindungsgemäße Kernschnur mit einer Sprengstoffseele mit einem der gebräuchlichen Sprengschnur gegenüber stark reduzierten Sprengstoffgewicht, das vorzugsweise zwischen 2 und 5 g pro Meter liegt, ausgerüstet. Bei dieser Menge ergeben sich aber Durchmesser der Sprengstoffscele von 2,6 bis 3,0 mm. Um nun bei dieser geringen Sprengstoffmenge ein sicheres Durchdetonieren noch zu gewährleisten, wird als zweite Maßnahme pulvcrförmiger Sprengstoff in feinster Form, wobei mindestens 60¹Yo des Sprengstoffes durch ein Maschensieb von 0,074 mm gehen, eingesetzt. Trotz des geringen Gewichtes und des kleinen Durchmessers der Spreng-

stotlseeie wird ein einwandfreies Durchdetonieren dann durch die Staubform des Sprengstoffes urreieht. Als Sprengstoff kommt z. B. Nitropenta in Frage.

Die dritte erfindungsweser.tliche Maßnahme ist in dem Zusatz eines phlegmatisierenden Stoffe^ zum Mauhförmigen Sprengstoff zu sehen. Hierfür können alle Sioiie Verwendung finden, die die Brisanz des Sprengstoffes echt reduzieren, wie z. B. kryolith, alle Halogenide. Sulfate. Bicarbonate. Carbonate und Phosphate der Alkali- und Erdalkalimetalle, die entsprechenden Ammonsalze und alle Oxide der Erdalkalimetalle. Bei der Auswahl des phlegmatisierenden Stoltes sollte jedoch beachte werden, daß mit einem Minimum an Zusatzmeng, ein zufriedenstellendes Phlegmatisieren bewirkt wird, ohne daß das Durchdeponieren d„-r Sprengstoffseele gefährdet ist. Als besonders geeignet hat sich der Zusatz von kryolith erwiesen, das besonders flammenkühlende Eigenschaften aufweist.

Als vierte wesentliche Maßnahme ist die zentrische Anordnung eines endlosen Hohlschlauches in die Sprengstoffseele zu betrachten. Dieser Hohlschlauch zieht in seiner Wirkung einen Hohlladungseffekt nach sich. d. h.. er bewirkt bis zu einem gewissen Grade den »gerichteten Schuß«, der einen Großteil der bei der Umsetzung des Sprengstoffes frei werdenden Energie in die Axialrichtung der Sprengschnur reißt und somit die gleichmäßige Seitenwirkung, wie sie bei jeder Sprengschnur festgestellt werden kann. in diesem Falle stark reduziert. Dieser Hohlscnlauch, der sich in seinem Durchmesser dem der Sprengstoffseele anpassen muß. weist bei Einnahme etwa eines Drit'els des Gesamtdurchmessers der Sprengstoffseele ein Leistungsoptimum im Zusammenwirken mit dem eingesetzten Sprengstoff auf. Er bestehe z. B. aus einem beliebigen form- und dehnbaren kunststoff und ist gleichmäßig rund und so zentrisch wie möglich in der Sprengstoffseele verlagert. Er sollte ferner einen gleichmäßig runden Hohlkanal aufweisen, dei weder durch Druck noch durch Abknicken oder andere mechanische Beeinflussungen verengt oder unterbrochen wird.

Die so gebildete Kernschnur wird in einer fünften erfindungswesentlichen Maßnahme von einer Ummantelung aus inerten Stoffen, die flammer.kühlend und flammendämpfend wirken, umgeben. Ihr wesentliches Charai.tenstikum ist die Dichte des sich beim Verdampfen bildenden Mantels aus Gas- und Schußschwaden. Durch diesen Mantel werden die noch verbleibenden, seitlich wirkenden Restenergien, rc heiße Explosionsgase und auch glühende Teilchen der Kernschnur aufgefangen und gegen vorhandene, explosionsgefährliche Gasgemische abgeschirmt. Als inerte StofTe kommen alle Stoffe, wie sie weiter oben zur Phlcgmatisierung des Sprengstoffes angegeben sind, in Frage. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch der Einsatz eines Gemisches von inerten Stoffen und staubförmigen Kunststoffen erwiesen, wobei duro- und thermoplastische Kunststoffe in Frage kommen, die in feinster Verteilung in einem Prozentsatz von 5 bis 70" 0 den anderen inerten Stoffen beigemischt sind. Besonders geeignet sind Kunststoffe, deren Basis Polyacrylnitril mit Styrol und Butadien sind. Aber auch alle anderen wärmercsistcnten Kunststoffe können hier mit Erfolg eingesetzt werden, z. B. PolytcuT.fluorüihylen oder Mischpolymerisate des Polyacrylnitril.

Als äußeren Abschluß und zum Schutz cecen Feuchtigkeit ist die ummantelte kernschnur zweckmüßig mit einem Außenmantel. z.B. aiF extrudieitem kunststoff, wie Weich-PVC. umgeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der eriindungsgeniüßen Sprengschnur darnestell:. das im nachfolgenden näher erläutert ist.

Die sogenannte kernschnur wird \on dem /cntrisch zur Längsachse angeordneten Kuiwsioff-Hohlschlaucli 1 gebildet, der \un einigen Faden 2 umgehen und geführt \ Die den Hohlschhuich umgehende Sprengstoffsceie 3 ist aus einem gleichmäßigen Gemisch \on 4g Nitropenta-Ieinst mi; IU",.. d.h. 0.4 g kryolith je laufenden Meter Sprengschnur gebildet. Das Band 4 aus kunststoff, z. B. Hart-PVC. umhüllt überlappt gewickelt die Sprengstoffseele. Den äußeren Abschluß der kernschnur bildet die mehrlagige Umspinnung 5 aus Natur- und oder Kunstfasern.

Die Ummantelung der .,ernsehnur bildet die Mantelmasse 7 aus inerten Stoffe^, z. B. S g je laufenden Meter Sprengschnur Gemisch aus 50". u eines ABS-Polymerisates und 20",, Kryolith urd 30" .. Kochsalz. Auch dieses Gemisch wird von einigen Fäden 5. z. B. aus Zellwolle, in Achsrichtung geführt. Nach außen bilden das überlappt gewickelte Band 8 aus Kunststoffolie, z. B. Hart-PVC. die mehrfache Umspinnung 9 aus Fäden aus Kunststoff- und oder Naturfasern und der wasserdichte Außennnntel 10. z. B. aus Weich-PVC. den Abschluß.

Eine so ausgebildete Sprengschnur weist eine Detonationsgeschwindigkeit von 6000 ± 600/?! see. eine Zerreißfestigkeit von 100r;20kp und einen Außendurchmesser von etwa 5.8 mm auf.

Die erfindungsgemäße Sprengschnur zeichnet sich durch einen besonders hohen Grad an Schlagwettersichcrheit aus. Die erfindungsgemäüe Sprengschnur wurde in der Kammer der Sprengstoffprüfstrecke in verschiedenen Anordnungen gegenüber 9 bis 9.5 " nigen Schlagwettern geprüft.

Vor jedem Prüfschuß wurde in der Kammer eine Schiagwetterzündung mittels AI-Zünder ausgelöst. Die Initiierung der Sprengschnur bei den Prüfschüssen erfolgte mit Normal-Prüfzünder Nr. 8. seitlich an einem Schnurende angebunden.

a) Prüfung im Kantenmörser bei einem Wandabstand von d 20 cm und einem Auftreffwinkel von \ -■= K)O- in einfacher Laue.

Läng.; der Sprengschnur	Ergebnis
2m	dreimal keine Zündung

b) Prüfung der Sprengschnur
waagerecht in Kammermitte frei hängend

Angewandte Gesamtlänge m	Länge des Bündels m	Zahl der Adern	Ergebnis Adern beiderseits geschnitten (offen)
6		3	dreimal keine Zündung

c) Prüfung der Sprengschnur
senkrecht in Kammermitte frei hängend

Angewandte Gesamtlänge m	Länge des Bündels m	Zahl der Adern	Ergebnis Adern beiderseits geschnitten (offen)
2,5	0,5	5	dreimal keine Zündung

Außerdem zeigten weitere Versuche, daß mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Sprengschnur jeder der zugelassenen Sicherheitssprengstoffe der Klassen II und III initiiert wird, ohne daß durch den Zusammenschluß die Sicherheit gegen Schlagwetter beeinträchtigt wird.

Bei der Herstellung der Sprengschnur wird vorteilhaft das Umspinnungsverfahren angewendet. Hierbei wird so verfahren, daß der Sprengstoff aus einem Fülltrichter in ein an dessen unterem Ende fortlaufend schraubenförmig überlappt gewickeltes dünnes Band aus Papier, Kunststoff oder sonst geeignetem Material gegeben wird. Dieses sprengstofFgcfüllte Band wird dann mit verschiedenen Lagen von aus Fasern gezwirnten Textilfaden od. dgl. schraubenförmig umwickelt oder umsponnen. Danach wird die Ummantelung der Kernschnur mit dem inerten Stoffgemisch in der gleichen Weise vorgenommen und die

ίο so erhaltene Sprengschnur noch mit einem Überzug aus Lack, thermoplastischem Kunststoff od. dgl. versehen. Da der verwendete staubförmige Sprengstoff jedoch kein Rieselvermögen mehr aufweist, wird er mittels durch den Fülltrichter unter Spannung und Vibration laufender Transportfäden mit rauher Oberfläche aus dem Fülltrichter in die Kernschnur geführt. Der Einsatz solcher Transportfäden hat den weiteren Vorteil, daß sie das zentrische Verlegen des Hohlschlauchcs in der Kernsprengschnur begünstigen, da sie zugleich eine Stütze für den Hohlschlauch darstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sprengschnur für den Einsatz in Schlagwetter- und kohlenstaubgefährdetcn Betriehen und zum Initiieren von Wettersprengstoffen mit reduziertem Spreniistoffgewicht je Meter Sprengschnur aus einem phlegmatisierten Sprengstoff, gekennzeichnet durch eine Kernschnur aus einem stauhförmigen Sprengstoff mit einem zentrisch innerhalb der Spreniistoffseele angeordneten Hohlschlauch und einer Ummantelung aus inerten, flammenkühlend und llammendammend wirkenden Stoffen.

2. Sprengschnur nach Anspruch!, gekennzeichnet durch ein Sprengstoffgewicht von 2 bis 5 g. m.

3. Sprengschnur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff staubförmiges Nitropenta. von dem mindestens 60° η durch ein Maschensieb von 0.074 mm gehen, ist.

4. Sprengschnur nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff als Phlegmatisierungsmittel Kryolith. Halogenide, Sulfate, Bicarbonate und Carbonate der Alkali- und Erdalkalimetalle, die entsprechenden Ammonsalze und alle Oxide der Erdalkalimetalle enthält.

5. Sprengschnur nach Anspp'ch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengstoffmenge 10 Gewichtsprozent Kryolith enthält.

6. Sprengschnur nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlschlauch aus einem flexiblen, formbeständigen Kunststoff hergestellt ist.

7. Sprengschnur nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Hohlschlauches etwa ein Drittel des Durchmessers der Sprengstoffseele beträgt.

8. Sprengschnur nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß auf die Ummantelung ein Außenmantel aus extrudiertem Kunststoff aufgebracht ist.