DE2201027C3 - Schlammförmiger Sprengstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schlammförmigen Sprengstoff auf der Basis von mindestens einem anorganischen Sauerstoff abgebenden SaI/. mindestens einem Brennstoff. Wasser und einem verdickungsmittel.

Explosive Massen in Form von Aufschlümmungen. welche oxydierende Salze. Brennstoff. Sensibilisatoren und Wasser, gegebenenfalls zusammen mi: herkömmlichen Zusätzen aufweisen, sind bekannt. Wenn auch solche Massen in der Hauptsache zur Verwendung als Sprengstoffe befriedigend gewesen sind, so wurde doch gefunden, daß sie unter der Schwierigkeit leiden, daß ihre Detonationsempfindlichkeit dazu neigt, von einem Produktionsansatz zum anderen zu variieren. Insbesondere neigt die Detonationsempfindlichkeit sjlchcr Massen dazu, während des Vermi- 5" ichens. verlängerter Lagerung oder nach dem Pumpen in Bohrlöcher, vom ursprünglichen Wert abzunehmen.

Zu den Materialien, welche bisher zur Verwendung in Sprengst,rffaufschlummungcn vorgeschlagen worden Sind, zählen Metalle, insbesondere fein zerteilte Metiille, welche zur Energie des Sprengstoffes beitragen. Bisher wurde die Verwendung verschiedener Metalle hoher thermischer Energie vorgeschlagen, wo.'.·.: Aluminium, ^,licium, Ferrosilicium, Ferrophosphor. Magnesium, litan. Bor und deren Gemische zählen, beispielsweise Gemische von Aluminium mit Ferrosiliciiim. Diese Metalle sind sowohl zur Verwendung als Brennstoffe .ils auch als Sensibilisatoren vorgeschlagen worden. Im allgemeinen wurden diese Substanzen überwiegend als Brennstoffe verwendet. Wenn jedoch 6 Λ diese Metalle in sehr fein zerteilter Form vorliegen, beispielsweise 111 turm eines Pul'.ers, welches durch en 31K)!)i.(J':t· .'lieb hindurchgeht, ode: so zubereitet sind, daß sie einen hoiien Oherflächenbezirk je Gewichtseinheit aufweisen, beispielsweise bis zu 2,5 und soviel wie 10 oder mehr Quadratmeter je Gramm, so wirken bestimmte solcher Metalle in der Sprengstoffmasse ebensogut als Sensibilisatoren zur Detonation, wie sie sich als Brennstoffe verhalten. Als ein typisches Beispiel dieser Metalle in fein zerteilter Form, sei das sogenannte anstrichfeine Aluminium erwähnt. welches ein feines Aluminiumpulver ist. welches üblicherweise für Pigmentierungszwecke verwendet wird. Wenn auch diese fein zerteilten Metalle als Sensibilisatoren überaus geeignet sind, so ist doch bekannt. daß ihre Wirksamkeit als Sensibilisatoren in bestimmten wäßrigen Sprengstoffaufschlämmungen mit der Zeit sich fortschreitend vermindert und zwar entweder während die Masse stehengelassen wird, c-jer während sie vermischt oder gepumpt oder in anderer Weis? geschert wird. Es ist auch bekannt, daß solche Sprengstoffaufschlämmungen dazu neigen, wenige: detonationsempfindlich zu werden, wenn man sie i: einem nassen Bohrloch Was-er aussetzt. Es ist angenommen worden, daß solche wäßrigen Masken, welc': sehr fein zerteiltes Metall enthalten, ihre Empfindlichkeit mit der Zeit verlieren, weil immer mehr Met.;: oberfläche feucht wird, lim diesen Benetzungseffe- : herabzusetzen, ist vorgeschlagen worden, die fein zerteilten Metalle mit verschiedenen Überzugs- b/·>■·. oberflächenaktiven Substanzen zu behandeln, weki. die Metalle hydrophob machen. Solche Substanzen sind beispielsweise Paraffin. Stearinsäure. Calcium: stearat oder ein Talgamin. Wenn auch diese Substanz:.· für kurze Zeitdauer wirksam Sind, so sind sie üik" über verlängerte Zeiten hin unwirksam. Insbesondre wurde auch beob.,-:htet. daß solche hydrophob h handelten Metalle, welche in aufgeschlämmte Sprem: Stoffmassen einverleibt sind, benetzt werden, »iiv ein herkömmlicher Zusatz vsie beispielsweise Gii.i: Gum anwesend ist.

So werden in der USA.-Patentschrift 3 201 >; wäßrige Sprengstoffe beschrieben, die mit einem Quellmittel, beispielsweise mit Agar-Agar, verdick' sind. Diese Sprengstoffe werden erhallen, indem m. zunächst eine wäßrige Lösung aus anorganischen Sa; zen und Geliermittel herstellt und diese mit den re-i liehen Oxydatoren und Sensibilisatoren, wobei letzter.■ Brisanzsprengstoffe oder Metalle sein können, veeinigt. Diese Sprengstoffe besitzen den Nachteil, da sie .n Bohrlöcher nicht in großen Mengen eingeführt werden können. -Ja ihre Wasserbeständigkeit für diesen Zweck nicht ausreicht.

Aus der USA.-Patentschrift 3 475 238 ist cm Her stellungsverfahren von schlammförmigen Sprengstoffen bekannt, nach dem zunächst die flüssige Phase mit dem Geliermittel und anschließend mit Säure versetzt wird, um die Vernetzung des Geliermittels zu verhindern. In die so präparierte flüssige Phase werden anschließend die Feststoffe eingetragen, d. h. auch bei diesen Feststoffen wird ein Geliermittel, unter anderem Guaran-Gummi, mit niedrigem Molekulargewicht verwendet.

Die Sprengstoffe der USA.-Patentschrift 3 475 23X besitzen ilen Nachteil, daß sie während längerer Lagerung an Aktivität verlieren. Die Detonationsempfiiullichkeit dieser bekannten Sprengstoffe winl ebenfalls ^Keim Pumpen in Bohrlöcher verschlechtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, schlainmförmige Sp; engstoffe zu schaffen. die wrbesserle Delonationsempfindli-Jikcit aufweise:!.

nohei die Sensibilität des Sprengstoffs auch bei Lagerung oder nach dem Vermischen oder Pumpen weitgehend erhalten bleibt und die ferner rrhölue Wasserbeständigkeit besitzen.

Gegenstand der Erfindung ist ein schlammförmiger Sprengstoff auf der Basis von mindestens einem anorganischen Sauerstoff abgehenden SaI/. mindesten:, einem Brennstoff, Wasser und einem Vcrdiekungsmitiel. der dadurch gekennzeichnet ist. daß das Verdickungsmittel mindestens ein nicht vernetztes. durch mikrobe Umwandlung von Kohlehydraten gebildete-. Poi>saccharic! ist.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfind u η gsgemä Ben Sprengstoffe wesentlich laimsamer descnsibilisiert werden als vergleichbare bekannte Sprengstoffe. Ferner besitzen die erfindunesgemaßen Spreniistoffe eine verbesserte Wasscrheständisikeit

i.Me Art der :-ufgeschlämmten Sprenastoffmasse. v·.Icher das Biopolymere zugesetzt wird. i>t nieht y- : sch. Solche aufgeschlämmten. Sprengstoffe sind he -iiint und können mindestens ein Sauerstoff absiebe' Jl-s Salz, Wasser und mindestens eine:·; Brennstoff (. ::.ilten bzw. sie können aus diesen Komponenten b- -hen. Gegebenenfalls können milche Sprenjstofflii .--ehlämmungen auch sensibihsierende Zusätze, wie r- >pielsweise fein zerteilte Metalle oder Gase oder a ;:re herkömmliche Zusätze aufweisen wie hei-Si :c;sweisc vernetzende Verzögerungsmittel. Antischaummittel oder oberflächenaktive Mittel.

¹ Hier biopolymerem Material ist ein polymeres Material zu verstehen, welches diTch einen Pro/eß f cugt wird, der die mikrobe umwandlung um *. »hiehydratm,aerial beinhaltet, um solches Material Ί· .rn beispielsweise dadurch bereitet werden, daß man ..: .: Kohlehydrat mit einem Mikroorganismus unter ι ie-.vinnung eines PoKmermaterials reagieren läßt, v./iches sich hinsichtlich Zusammensetzung. Eigenschaften und Struktur grundlegend \on dem polymere;; Stainmaterial unterscheidet. Zu geeigneten Kohleh;...raten zählen Zucker wie Pentosen oder He.xosen. h -!-.pielsWeise Glucose. Sucrose. Fructose, Mj'tose. [ .i'-iose. Galactose, und Surien. beispielsweise Ki s- !:■ nc Stärke. Maisstärke u. il::',. Da es nicht nötig ist. .:.'.!.i sich solche Kohlehydrate in gereinigtem Zustand befinden, kann man viele Rohprodukte mit hoher (."hlehydratkonzentration benutzen. Von geeigneten Materialien seien Rohzucker, rohe Melassen u. dgl. erwähnt. Mikroorganismen, welche zur Bewirkung der mikroben Umwandlung von Kohlehydraten gec'i,'·: .Ί sind, können beispielsweise pflanzenp.itogene Bakterien sein, wie Pflanzenpatogene bzw. Pfhuvenkrankl.eitserreger, welche an der Stelle einer Verletzung an ifi/ierten Pflanzen. Ausscheidungen erzeugen. [\pischc solcher Mikroorganismen sind die Arien der Gattung Xi'.nthomonas. So kann beispielsweise aus Glucose mittels des Pflan/enkrankhciherregeri Xanthomonas cnmpestris ein Hctcropolysaccharid bereitet werden, wobei sich ein Produkt ergibt, welches d-Mannose, d-CJlucose und d-Glueoroiisäure als Kalium- oder Natriumsalz aufweist. In ähnlicher Veise können aus Glucose oder Sucrose durch du; pflanzen krankheitserregenden Mikroorganismen

Xanthomonas oryzac oder Xanthomonas phaseoli. exlracellulare Polysaccharide einer der obigen ähnlichen Struktur bereitet werden. Fs ist von Interesse zu bemerken, daß das Polwiccharid von X. oryzae. denjenigen von X. campestris gleicht, weil beide kombii'.vrt: Brenztraubensäure enthalten. (Hu'.kich die strukturelle Bedeutung der Brenztraubensäure in diesen Polysacchariden unklar ist, scheint sie als Ketalgruppe anwesend zu sein wie im Falle der Polysaccharide des roten Seetangs. Von den anderen Organismusarten der Gattung Xanthomonas, aus denen geeignete Biopolymere bereitet werden können, seien die folgenden erwähnt: X. malvacearum; X. translueens f. sp. hordeiavenae; X. translucens f. sp. undulosa; X. carotae; X. hederae; X. papavericola:

ίο X. incannae: X. \esicatoria; X. begoniae und X. vasculorium. Biopolyniere können auch aus anderen Organismen als denjenigen der Gattung Xanthomonas czeugi werden. So sei von den bakteriellen Polysacchariden erwähnt das Dextran, erzeugt durch

■·;. Leuconostoc mesenteroides und verwandte Gattungen, und das Glucosan, erzeugt durch Agrobacterium tun.ielaciens. Ein Biopolymeres. welches tui diejenigen typisch ist. die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, ist ein Material, das sich von einem

ίο Polymeren herleitet, welches mit X. campestris umgesetzt worden ist. Dieses Material wird im folgenden als Biopolymer 1 bezeichnet. Ein anderes geeignetes Material ist das wasserlösliche Polymere, das durch die Einwirkung ν on Bakterien der Gattunc Xanthomonas auf Kohlehydrate erzeugt wird, wobei sich ein Biopoiynieres einer sehr komplexen chemischen Struktur ergibt. Dieses Material wird im folgenden als Βίο-polymer II bezeichnet.

Bevorzugte Sprengstoffe enthalten als biopolymeres Material eine Verbindung, die aus einem Kohlehydrat bereitet wurde, das mit einem Mikroorganismiis der Gattung Xanthomonas umgesetzt worden ist.

Auch werden wie ohen beschriebene Sprengstoifmassen ge-.cnaffen. wobei das biopolymere Material eine Subst.-s.z enthält bzw aus einer Substanz besten.'.. weiche aus einem Kohlehydiat bereitet wurde, das mi: einem Mikroorganismus der Gattung Xanthomo-IUicampestris umgesetzt worden ist.

Die Menge an Biopolymerem, weiche in die Massen

to em\erL:bt werden kann, ist abhängig von der Natur des Biopols nieren und der Zusammensetzung der Sprengstoff masse, weicher das Biopolymere zugesetzt wird. Hs sollie genügend Biopolymeres anwesend sein, um sicherzustellen, daß sämtliche unlösliche Substanzen

to in geeigneter Weise dispergiert werden und innerh.iih der gesamten Aufschlämmung verbleiben. Andererseits sollie die Menge an Biopolymerem in der Masse nicht so groß sein, daß die Viskosität der Masse iibeider; Punkt hinaus gesteigert wird, wo die Masse, ohne

v. übermäßige·; Scheren bei der Femperatur der Bereitung oder des ( bertragens der Masse, nicht gegossen, gepumpt oder gemischt werden kann. Biopoh niere, weiche bei der Bereitung eier Masse vorsätzlich .ernetzt worden sind, neigen zur Bildung von Massen.

speiche feste Gele sind und welche beim Stehenlassen zunehmend fest werden. Die Verv.-j:vJ.ung solcher \ ersetzter Biopolymerer ist in den crfindungsgctnäßeu Massen nicht erwünscht. Die in den Massen zu verwendende, gewünschte Menge an Biopolymerem. kann

fio durch einfachen Versuch ermittelt werden. Im allgemeinen findet man, daß Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, brauchbar sind, und Mengen von 0.5 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, für die meisten Zwecke

^fi5 befriedigend sind.

Die Sauerstoff abgebenden Salze, welche zur Verwendung in den erfmdungsgemaßen Massen geeignet sind, sind die herkömmlichen \rfen, weiche man in

aufgeschlämmten Sprengstoffmassen verwendet. So lösliche ^^_Ci^^™ w^serS

können diese beispielsweise anorganische Nitrate, mische d es MbIS₁nzen. Ue

Chlorate und Perchlorate sowie deren Gemische sein. lichem Brennstott liegt in 8 Gewichts

Es ist bevorzugt, daß das Sauerstoff abspaltende Salz- Massen geeigne, in, Be ^{dl von}J³'⁸^ J ^ ;

material unter den Nitraten der Alkali- und Erdalkali- 5 prozent der ^Gc.^Siim'^ma^^c: 'r^j^vo,.^,,,

metalle und des Ammoniums ausgewählt wird und «'^P«'^^^^^

hiervon wird das Natriumnitrat und das Ammo- Geeignete wasscrunios u _anorea„ischen Sub

niumnitrat bevorzugt. Die Menge an Sauerstoff ab- liehe Brennstoffe können "ⁿ^^^™^' '

gebendem Salz in den crfindungsgemäßen Massen, ist stanzen ausgewählt »^g^r^^^^^

nicht besonders kritisch. Es wurde gefunden, daß ic Aluminium. ^si^ICIum' ^^^"^^^7^^^ "

Massen, welche Mengen von 50 bis 90 Gewich.spro- Magnesium. Titan. Bor, sowie G mi^h h, rv< , .

«nt der Gesamtmasse an Sauerstoff anspallcndcn beispielsweise ^^cm!^Kl«/°"ci örwSe! Sub ' "

Salzen enthalten, befriedigend sind und Mengen von silicium; oder sie können ^^u"¹« ^¹^⁶" ™;;;

65 bis 85 Gewichtsprozent sind bevorzug!. Die Par- zen ausgewählt werden wieba el *™'^SJ J™ - -

tikelgröße und Gestalt des Sauerstoffs abgebenden 15 teilte Holzkohlc.An hra.it Gilson.tAsp^t C ,..-

Salzes ist nicht kritisch und aus der Ammoniumnitrat- !««materia .cn w,c Sagemehl oder CereJp^ .

herstellung bekannt; Pulver und zusammengeballte beispielsweise Mehl. Dextrne ode j^W J,

Partikeln sind befriedigend. anorganische Brennstoff η Mc all «rt soic , ..,

Der Wasseranteil in den erfindungsgemäßen Massen vorzugsweise in granulier·.^r ^ gepoIvcrUr _; ,.

sollte hinreichend sein, um zumindest einen Teil des 20 vor und zwar in einem Par ^™^™.^,-¹. '

Sauerstoff abgebenden anorganischen Salzes und min- beispielsweise mit ^^ck!'^al'^U"ß ^^ "^³^ !, ",, ''

destens einen Teil irgendeines wasserlöslichen Brenn- Sieb, bis zu sehr fern. >W^we se mu enen .

Stoffs, welcher vorhanden sein mag. aufzulösen, und durchgehen durch ein 32:>ma ch'gesS eb £ο

er sollte auch ausreichend sein, um zumindest einen granulierte oder gepulverte MetallI kann, η lon, -

Teil, vorzugsweise das gesamte biopolymere Material. 25 sonderter, regelmäßig g« altcter ^U -or] e

_?u bewässern. Die Menge an anwesenden, Wasser doch Metallpulver bei .denen das Meta in ,

kann eeeicnet 5 bis 35 Gewichtsprozent der Gesamt- unregelmäßig gestalteter Artikeln oder ,_n ocku ,

masse'ausmachcn. doch sollte die anwesende Menge oder in Form zusammcnfeebaUtcr Part.keln

nicht über die Expolsivarenzc der Masse i,i,,a,saehcn. Flocken vorhegt sind ebenfalls befriedigend^ I,.

LS ist bevorzugt, daß das Wasser im Bereich von 5 bis 30 zugte Brennstoffe sind die ^MetJIP^ulvcr _f ^ ■

25 Gewichtsprozent der Gesamtmasse, stärker bevor- meisten bevorzugte metallische Brennstoff ist ,

zum im Bereich von 12 bis 17 Gewichtsprozent der minium. Die Menge an wasserunlosl, ^r, bzw . ,

Gesamtmasse licut wasserlöslichen nichtmetallischen Brennstoffen ... ,

Wenn hier auf^Brennstoffe bzw. Hrennstoffsubstan- erfindungsgemäßen Massen, kann geeignet im L. ,.

/en Bezug genommen ist, se sind hier Substanzen 35 von I bis IO Gewichtsprozent der Gcsam masse_„. ,

gemeint, welche in den erfindun^emäßen Spreng- und Mengen von 4 bis 7 Gewichtsprozent ücr ( κ

s.offu.assen stabil sind. d. h. vor "der Detonation. masse sind bevorzugt. ^Dl* ^Mcn*° *" ^¹¹'.

während der Bereitung und der Lagerung .st die wasserunlöslichen Brennstoffen ,wenn solche 1. ,_n

Substanz gegenüber dem System chemisch inert. Die Massen enthalten sind, kann so hoch sein wie ,e-

cenanntcn Substanzen müssen verbrennbar und deren 40 wichtsprozcni und Mengen im Ucrcicn von 1... .,„

physikalische Eigenschaft sollte so sein, daß sie in die 20 Gewichtsprozent der Gesamtmassen sind bcj.v el.

erfindungsgemäßen Massen in einer Weise einverleibt Wie vorstehend erwähn,, wirken bestimmte der ™

werden können, daß sie in den Massen gründlich ein- als Brennstoffe genannten, metallischer. Substa -en,

hcitiich verteilt sind. Solche Brennstoffe sind bekannt in den erfindungsgemäßen Massen auch als ue- ^a-

und sie können organisch oder anorganisch sein und 45 tionsscnsibilisatoren. wenn diese Substanzen in _ein

können sich auch von Tieren und Pflanzen herleiten. zerteilter Form vorliegen, womit cm Metall bzw. We-

Dic in den crrindungsgemäßcn Massen verwendeten lalle gemeint sein sollen, welche durch ein 300ηι^-Ιιι-

Brennstoffe können beispielsweise selbstcxplosivc ges. vorzugsweise durch em 323mascliigcs Men mn-

Brennstoffe, nicht explosive kohlenstoffhaltige, nicht- durchgehen. Im allgemeinen hegen solche rciiwer-

metallischc und metallische Brennstoffe oder Ge- 50 teilten Substanzen, wenn sie als scnsibilisicrcndc >ub-

mische der vorerwähnten Urennstofftypcn sein. Diese stanzen verwendet werden, gewolinlicli in au.ge-

könncn in größerem Umfang variiert werden. Zu Bei- schlämmten Sprengstoffmassen in einer relativ per.n-

spielcn sclbstexplosivcr Brennstoffe zählen eines oder gen Menge vor. So sind Mengen im Bcrc.ch von !)._

mehrere organische N,träte. Nitroverbindungen und bis 5";, des Gewichts der Gesamtmasse brauchbar und

Nitramine wie Trinitrotoluol. Cyclotri- (oder tctra-)- 55 Mengen im Bereich von I bis 3, des ocwicn s Oei

methvlcntri- (oder (etra-)nitramin. Tctryi. Pcntacry- Masse, werden gewöhnlich verwendet Fein zcrte.ltes

lliril-lctranilrat. explosive Nitrocellulose und Nitro- Aluminium, insbesondere solches, welches mit einem

_J(._irkc hydrophoben Material überzogen ist, ist in den crfin-

' Der'selbstcxplosivc Brennstoff kann beispielsweise dungsgemäßen Massen als scnsibilisicrcndcr Zusatz

in irgendeiner der bekannlcn !locken-. Kristall- oder ⁶« besonders brauchbar.

Sliickchcnformcn vorlicücn. Im allgemeinen können Demgemäß werden nach einer weiteren AuMi-

bis zu 35 Gewichtsprozent und vorzugsweise 10 bis rungsform der Erfindung aufgcschlammtc Sprcngstol-

30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der massen, wie vorstehend beschrieben, gcscliatlcn. wel-

Masse. an sclbstcxplodicrcndcm Brennstoff verwendet ehe sich weiterhin dadurch auszeichnen, daIJ Oic Ma-

^₁-J_0n 65 _scn mindestens ein metallisches Material in rein zer-

Geeignete wasserlösliche Brennstoffe sind organische tciltcr Form aufweisen.

wasserlösliche Substanzen wie beispielsweise Harn- Wo wünschenswert, ist es zweckmäßig, den crt 111-MoII. Kohlehydrate wie Zucker oder Melasse, wasser- dimgsgcmäßen Massen m Mengen, ausgcdruc, < ah

Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des fertigen Gemisches, andere Zusätze hinzuzufügen, wie beispielsweise herkömmliche vernetzende Verzögerungsmittel, beispielsweise Weinsaure, in Mengen im Bereich von beispielsweise 0 bis 0.1 Teilen, herkömmliche Antischaummittel, beispielsweise Athylhexanol. in Mengen im Bereich von beispielsweise 0 bis 0.1 Teilen, oder herkömmliche scnsibilisierende oberflächenaktive Mittel, beispielsweise nichtionische oberflächenaktive Mittel wie Alkylenoxydkondcnsate von Phenolen oder Amiden, von 0 bis zu 5 Teilen. Wenn gewünscht, können Sensibilisatoren in Gasform oder in Form eines Gasgemisches wie Luft, zu den Massen hinzugesetzt werden. So kann es in Form eingespritzter oder eingerührter .Luft bzw. Gases zugesetzt werden, oder es kann ais Luft bzw. Gas zugeführt werden, welches in die Oberfläche des gesonderten Materials eingekapselt oder an sie angegliedert ist. Es kann aber auch ein Gas. beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxyd, wenn gewünscht, in der Masse in an sich bekannter Weise erzeugt werden.

Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen aufgeschlämmten Sprengstoffe geschaffen, welches darin besteht, daß man I. ein Gemisch (I) bereitet, welches das gesamte Wasser in der Masse und einen Teil des Sauerstoff abspaltenden Salzes bzw. der Salze aufweist, bzw. dieses Gemisch hieraus besteht: daß man 2. zu diesem Gemisch (I) das biopolymerc Material hinzusetzt und es dem biupolymeren Material gestattet, zumindest teilweise unter Bildung der Lösung (II) zu hydratisieren; daß man 3. diese Lösung (II) mit einem Gemenge vermischt, welches den restlichen Teil des Sauerstoff abspaltenden Salzes bzw. der Salze sowie die Brennstoffsubstanz umfaßt, so daß sich das Gemisch (III) bildet: und daß man gegebenenfalls 4. zu dem Gemisch (III) fein zerteiltes metallisches Material hinzusetzt und dieses innerhalb der Masse verteilt.

Die erfindungsgemäßen Massen sind gießbare bzw. pumpbare Aufschlämmungen oder Dispersionen. Sie sind insoweit vorteilhaft, als sie im Vergleich zu ähnlichen Sprengstoffmassen, welche keine biopolymere Substanzen enthalten, eine konstantere Empfindlichkeit besitzen. Die erfindungsgemäßen Massen gestatten ein Blasen in engere Löcher, herab bis zu einem Durchmesser von 2.5 i:m oder weniger, behalten ihre Empfindlichkeit viel näher konstant, als dies mit bisherigen Massen möglich ist, sie dehnen die brauchbare Lagerungsdauer aus, und es wird der Schergrad gesteigert, welchem die aufgeschlämmten Sprengstoffmassen während des Verarbeitens unterworfen werden können und zwar ohne übermäßigen Verlust an Detonationsempfindlichkeit. Die gesteigerte Beibehaltung der Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Massen während des Vermischens oder Pumpens oder während der Lagerung, ist ein vorwiegender Vorteil in der Technologie aufgeschlämmter Sprengstoffe. Die erfindungsgemäßen Massen können daher vor der Detonation zu gewünschten Stellen gepumpt werden und zwar mit einem Empfindlichkeitsverlust, welcher geringer ist als dies bisher möglich war. Eine solche Beibehaltung der Empfindlichkeit durch die erfindungsgemäßen Massen erlaubt Einsparungen, welche sich aus den kleineren benötigten Zwischenzündern zur Auslösung der Detonation ergeben, und verbessert auch den Gesichtspunkt der Sicherheit der Verwendung der Sprengstoffaufschlämmung, weil die Möglichkeit der NichtDetonation und der darauffolgenden Gefahren beim Berichtigen solcher Situationen der Nicht-Detonation, dadurch herabgesetzt wird.

Die erfindungsgemäßen Massen sind auch insoweit vorteilhaft, als sie im Vergleich zu bisherigen Massen gesteigerte Wasserbeständigkeit besitzen. So können die Massen an Naßblasstellen verwendet werden, beispielsweise in Bohrlöchern, welche naß sind oder sich sogar unter Wasser befinden, und es wurde gefunden, daß die Detonation der erfindungsgemäßen Massen

ίο selbst nach verlängerter Lagerung unter nassen Bedingungen in Bohrlöchern erzielt wird. F.s ist bekannt, daß aufgeschlämmte Sprengstoffmassen, welche herkömmliche vernetzte Substanzen wie beispielsweise vernetztes Guar-Gurn aufweisen, bereitet werden könneu und daß solche Massen eine gewisse Wasserbeständigkeit besitzen. Jedoch besitzen solche Massen oft eine so hohe Viskosität, daß sie in Bohrlöcher geringen Durchmessers schwierig einzupumpen sind. Versuche, nicht vernetzte Arten an Guar-Gum zu verwenden und somit die Viskosität der Massen herabzusetzen, haben sich als nicht befriedigend erwiesen, wenn solche Massen in nasse Bohrlöcher gebracht worden sind. da der Grad der Wasserbeständig<eit so gering gewesen ist. daß die Massen in dem Wasser der Bohrlöcher

»5 aufgegangen sind und es daher unmöglich war. die Massen zur Detonation zu bringen. Es wurde gefunden, das erfindungsgemäße Massen mit geeigneten Viskositäts- und Wasserbeständigkeitseigenschaften bereitet werden können, wenn man in solche Massen nicht vernetzte Materialien zusätzlich einverleibt, wobei diese Materialien diejenigen sind, welche in \ernctzter Form als Dickungsmittel oder als Wasserbeständigkeitsmittel wirken. So kann man beispielsweise nicht vernetztes Guar-Gum in die erfindungsgemäßen Massen als Dickungsmittel einverleiben, vorausgesetzt, daß genügend biopolymeres Material vorhanden ist. um den Massen angemessene Wasserbeständigkeit zu verleihen.

Die Erfindung sei nunmehr durch die folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei nicht beabsichtigt ist, mit diesen Beispielen über den Rahmen der Erfindung etwas auszusagen. In den Beispielen beziehen sich alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Beispiele 1, 4 und 13 sind nicht erfindungsgemäß und sind für Vergleichszwecke mit einbezogen.

. Beispiel I

Zu Vergleichszwecken wurde eine kleine Menge feinteiliger Aluminiumpartikeln, welche durch ein Sieh einer Maschenweite mit einer öffnung von 53 μ gingen und welche mit einem hydrophoben Mittel behandeil worden waren, so gleichmäßig wie möglich auf di« Oberfläche von jeweils 50 ml in 100-ml-Bechergläserr enthaltenden 0,5% (Gewicht/Volumen)-Lösungen vor Gluten, Stärke und Guar-Gum in Wasser gesprüht.

Die Aluminiumteilchen sanken nach 20 Minuter bei Verwendung der Glutenlösung, nach 8 Stunden in Falle der Stärke und nach 7 Stunden im Falle de Guar-Gum auf den Boden des Becherglases. Diese Beispiel demonstriert, daß die bekannten Materialiei zwar einen gewissen Schutz gegen die Benetzung voi feinteüigem Aluminium gewährleisten, jedoch nur übe relativ kurze Zeitabschnitte wirksam sind.

Beispiel 2

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 1 wurd wiederholt, wobei jedoch die dabei verwendeten wät

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9 10

rigcn Medien durch eine ().2"„ige (Gewicht Volumen)- <?rset/t wurde. Ks wurde die allgemeine Arbeitsweisi

Lösung von »Biopolymer I« in Wasser ersetzt wurden. von Beispiel 3 wiederhol!. Die zur Detonation dei

Der Inhalt der Bechergläser wurde 5 Tage lang beob- frisch hergestellten Patrone erforderliche Mindest

achtet, wobei die Aluminiumpartikeln wahrend dieser menge an Pentolit war IO g. Die gepumpten und ge

Zeit im wesentlichen auf der Oberfläche der Lösung 5 lagerten Massen konnten jedoch nur bei Verwendung

blieben. Dieses Beispiel demonstriert die Wirksamkeit von 60 g bzw. 100 g Pentolit detoniert werden. Diese-

von biopolymeren Materialien /ur Verhinderung der Beispiel demonstriert, daß bei Abwesenheit von hio

Benetzung von feinteiligen Metallen in Anwesenheit polymerem Material in Explosivmassen des Auf

von Wasser und ferner die Überlegenheit von biopo- schlämmungstyps. enthaltend feinteiliges Metall, du

lymeren Materialien über bekannte Materialien in m Empfindlichkeit zur Detonation solcher Massen redu-

dieser Beziehung. ziert ist. nachdem Pump-, Misch- oder Lagerimgsvor

In den Beispielen 3 und 5 bis einschließlich 12 gänge an solch einer Aufschlämmung vorgenonimei

wurde die nachstehend erläuterte allgemeine Arbeits- wurden,
weise zur Herstellung der darin beschriebenen Hxplo-

sivaufschlämmungsmasseii angewendet. Zu dem Was- 15 '•'Ί¹¹ -*¹ ,

ser wurde etwa die Hälfte der Menge an Sauerstoff Unter \ erwendung von Xanthomanus mahacearup

abgebendem Salz oder Sauerstoff abgehenden Sal/en wurde ein biopolymeres M,aerial 111 üblicher Wcs

gegeben. Das resultierende Gemisch wurde gerührt. durch Gan/kulturfermentierun» eines Mediums, d.i-

das biopolymere Material wurde zugegeben und 20 Mi- Glucose, destillationstrockene lösliche Anteile. DiI- 1

nuten lang hydratisieren gelassen. Anschließend wurde 20 liumhulrogenphosphat un.i Magnesiumsulfat enthk-i:

dieses Gemisch zu einer trockenen Mischung gegeben. hergestellt. Das so hrreesiellte biopolymere Malen '·

bestehend aus der restlichen Menge an Sauerstoff wurde durch Ausfällung des au- der I ermentieru;

abgebendem Salz oder Sauerstoff abgebenden Salzen geklärten Gemisches 111 Meth.mol gewonnen, i

und dem Brennstoffmaterial. Nach Rühren zur Ge- allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 3 wurde mn >:

währleistung der Homogenität, gewöhnlich während 25 Ausnahme wiederholt, da·.- die in diesem lieis;

einer Dauer von 3 bis 5 Minuten, wurde fein teiliges verwendeten 0.5 Teile <»Biopolyiner 1« durch i U

metallisches Materia! zugegeben und innerhalb der des wie vorstehend beschrieben hergestellten hiopr

Massc durch Rühren während kurzer Dauer, die in nieren Materials ersetzt wurden und die Mengi ■

der Größenordnung von 2 Minuten lag. dispergien. Ammoniumnitrat auf 71.5 Teile reduziert wurde, ί ■·.

In Beispiel 14 wurde kein feinteiliges metallische-. :-m zur Detonation einer frisch hergestellten Patrone ·

Material zu der Masse gegeben. forderliche Mir Ostmenge an Pentolit war 10 ::. w .

rend die gepu: ,ten und gelagerten Massen dL:r. .

_ . ... 35 e bzw. 50 g Pentolit detoniert wurden B e ι s ρ 1 e 1 3

Eine Explosiv masse, bestehend aus 72 Teilen Am- 35 Beispiel 6 moniumnitrat. 5 Teilen Zucker. 3 Teil·.¹-: Schwefel.

5 Teilen atomisiertem Aluminium. 2 Teilen farbstoff- 90.7 kg einer Explo>ivaufschlämniuns:s."as--e. ⁿ feinem Aluminium. 12.5 Teilen Wasser und 0.5 Teilen stehend aus 55.4 Teile¹) Ammoniumnitrat. |.- Teii- »Biopolymer I« wurde in einer üblichen Mischvor- Natriumnitrat. 13 Teilen Wasser. 4 Teilen Zuck; richtung zur Herstellung von Explosivaufschlämmun- 40 13 Teilen atomisiertem Aluminiumpulver, eine- Ligen hergestellt. Ein Teil der Masse wurde in Papp- stoffeinen Aluminiumpulver-, das im wesentlichen --: zylindern mit einem Durchmesser von 2.54 cm zu 325-Maschcn-Sieb passiert, und 0.6 Teilen »!'·:·■ Patronen verarbeitet. Die zur Detonation einer so polymer I«. wurde in einer zur Hcrstellun» von ί *.-hergestellten Patrone erforderliche Mindestmenge an piosKaufschlämmungen üblichen Mischvorncliiiii^ Pentolit war 5 g. Ein weiterer Teil dieser Masse wurde 45 hergestellt. Die Ma-se wurde durch einen ').14 ·: vor der Patronenherstellung in Pappzylindern durch langen Schlauch mit einem Innendurchmesser eine mit einer Schneckenförderung versehene \ er- I¹) mm unter Verwendung einer pneumatischen I ;:■-drängerpumpe gepumpt. Nach dieser Behandlung füloeinnchtung in horizontale. .1.(16 m lance Boh:- wurde die gepumpte Masse in Zylindern mit einem löcher mit einem Durchmesser von 38.1 mm in eine Durchmesser von 2,54 cm durch Verwendung von 8 g 50 Felsenfläche unter Wasser transportiert. Die Masse Pentolit detoniert. Ein weiterer Anteil wurde 14 Tage wurde in den Bohrlöchern 3 Stunden lang belassen, stehengelassen, wieder gemischt, um Homogenität zu worauf die einzelnen Charaen mit Erfola bei 31.7 C gewährleisten und in Zylindern mit einem Durch- unter Verwendungeines Nr.-S-AIuminiumflachzünders messer vo:i 2,54 cm zu Patronen verarbeitet. Die detoniert wurden. Dieses Beispiel demonstriert, daß Pentolitmenge zur Detonation der behandelten zu 55 Explosivmassen, die biopolymere Materialien enthai-Patronen verarbeiteten Masse war 10 g. Dieses Bei- ten. unter feuchten Bedingungen detoniert werden spiel demonstriert, daß die Einverleibung von bio- können,
polymerem Material in Explosivmassen des Auf-

schiämmungstyps. enthaltend feinteiliges Metall, er- Beispiel 7 möelicht. daß die Sensitivität zur Detonation solcher ^6o

Massen im wesentlichen konstant bleibt, nachdem Eine Explosivmasse wurde ähnlich derjenigen von

solche Massen gepumpt worden sind oder über längere Beispiel 6 hergestellt, doch mit der Ausnahme, daö der

Dauer gelagert worden sind. Anteil von »Biopolymer I« auf I Teil erhöht und der

Beispiel 4 Anteil an Ammoniumnitrat auf 55 Teile herabgesetzt

05 wurde. Ein Teil dieser Masse wurde durch einen 9,14 m

Eine Masse, ähnlich derjenigen von Beispiel 3. wurde langen Schlauch mit einem innendurchmesser von mit der Ausnahme hergestellt, daß das biopolymere 19 mm unter Verwendung einer pneumatischen EinMaterial durch eine gleiche Menge an Guar-Gum fülleinrichtung in Stahlrohre mit einer Länge von

1,82 m und einem Innendurchmesser von 38,1 mm, welche in einem Winkel von ί 30 zur Horizontale geneigt waren transportiert. Die Masse in den Rohren wurde bei einer Temperatur von 35,0" C 3 Tage lang gehalten, wunrend welcher Zeit die Masse in den Rohren selbsttragend war. Die Masse in jedem Rohr wurde dann mit Erfolg mit Hilfe eines Nr.-8-Aluminiumflachzünders detoniert. Ähnliche Ergebnisse Wurden mit einem weiteren Anteil der Masse erhalten. Welche durch eine mit einer Schneckenförderung ver- »ehene Verdrängerpumpe 15 Minuten vor dem Transport in die Stahlrohre gepumpt wurde. Dieses Beispiel demonstriert, daß die Explosivaufschlämmungsmassen. Welche kein Vernetzungsmittel enthalten, in Höhlungen verwendet werden können, die in einem Winkel über der Horizontale geneigt sind, d. h. sie können in sogenannten Aufwärtslöchern verwendet wer.-'.eti. Ferner wird demonstriert, daß solche Massen durch Pumpen vor der Verwendung nicht descnsibilisiert werden.

Beispiel 8

68.0 kg einer Explosiv auf <-chlämmasse, bestehend aus 60.7 Teilen Ammoniumnitrat. 12 Teilen Natriumnitrat, 12 Teilen Wasser. 5 Teilen Zucker. 5 Teilen »Aluminiumpulver 123«. 2 Teilen eines farbstoffeinen Aluminiumpulver, das im wesentlichen cm 325-Maschen-Sieb passiert. 2 Teilen Schwefel. 1 Te'.¹ üilsonit und 0,3 Teilen »iJiopolymer 1«. wurde i.¹ einer üblicherweise zur Herstellung \on E\plosi\auischUmmungen verwendeten Mischvorrichtung hergestellt. Ein erster Teil dieser frisch hergestellten Masse wurde in Pappzylindern mit einem Durchmesser von 2.54 cm zur Herstellung von Patronen (A) zu Patronen \erarbeitet. Ein zweiter Teil der Masse wurde bei einer Temperatur von 23.9 bis 26,7 C bei einer Geschwindigkeit von 22,7 kgMin. während 15 Minuten aus einem Behalte gepumpt und in diesen Behälter rezirkuliert — und zwar durch, eine mit einer Schneckenfct Jerung versehene Verdrängerpumpe unter Verwendung eines Schlauches, der 3O.4H m lang war und einen Innendurchmesser von 2.54 cm hatte. Die so behandelte Masse wurde dann 24 Stunden lang gelagert und in Pappzylindern mit einem Durchmesser von 2.54 cm zu Patronen (B) vcarbeitet. Ein dritter Teil der Masse wurde bei einer Temperatur von 35.Ü L 4 Monatelang gelagert, und nach dieser Zeit wurde die so behandelte Masse in Pappzylindern mn einem Durchmesser von 2,54 cm zu Patronen (C) verarbeitet. Die so aus dem jeweiligen Anteil hergestellten Patronen wurden innerhalb von 2 Stunden seit ihrer Herstellung detoniert. Bei den vorstehend als (.4) bezeichneten Patronen wurde gefunden, daß die Detonation einer einzelnen Patrone unter Verwendung eines Nr.-6-Kupferzünders erreicht werden konnte. Ferner wurde gefunden, daß die vorstehend als (5) und 'C) bezeichneten einzelnen Patronen ebenfalls durch einen Nr.-6-Kupferzünder detoniert werden konnten. Dieses Beispiel demonstriert die Konstanz der Sensitivität zur Detonation der erfindungsgemäßen Massen · ach Pumpen und nach ausgedehnter Lagerung.

Beispiel 9

Die Arbeitsweise von Beispiel 6 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß der Anteil an Ammoniumnitrat in der Masse auf 55.5 Teile erhöht, der Anteil an »Biopolymer I« auf 0,2 Teile reduziert und unvernetztcs Guar-Gum zu der Masse bis zu 0,3 Teilen gegeben wurde. Die Masse wurde unter Verwendung eines Nr.S.-Aluminiumflachzünders detoniert.

Beispiel 10

Eine Explosivaufschlämmungsmasse, bestehend aus 83,7 Teilen Ammoniumnitrat, 5 Teilen Diäthylenglykol. 2 Teilen »Aluminiumpulver 408«. 8 Teilen Wasser und 0,3 Teilen »Biopolymer 1«, wurde in einer zur Hcrstellung von Explosivaufschlämmungen üblichenMischeinrichtung hergestellt. Diese Masse wurde in Pappzylinder mit einem Durchmesser von 10,16 cm zu Patronen verarbeitet. Die einzelnen, so hergestellten Patronen wurden unter Verwendung von 120 g Pentolit detoniert. Die Masse wurde bei Umgebungstemperatur 4 Monate lang gelagert. Ähnliche Patronen wurden aus der gelagerten Masse hergestellt und detoniert. Es wurde gefunden, daß die Sensibilität der Masse zur Detonation nach dieser Lagerungszeit nicht wesentlich reduziert war.

Beispiel 11

Eine Explosivaufschlämmungsmasse. bestehend aus 55 Teilen Ammoniumnitrat. 4 Teilen Zucker. 2 I eilen eines farbstoffeinen Aluminiumpulvers, das im wesentlichen ein 325-Maschen-Sieb passiert. 35 Teilen Wasser und 4 Teilen »Biopolymer I«. wurde in einer zur Herstellung von Explosivaufsc: Kimmungen üblichen Mischeinrichtung hergestellt. Ein Teii der Mischung wurde in Papp/.ylindern mit einem Durchmesser von 10.16 cm zu Patronen verarbeitet. Die einzelnen, so hergestellten Patronen wurden unter Verwendung von 150 g IVntolit detoniert. Ein weiterer Teil tier Masse wurde aus einem Behälter gepumpt und in diesen re/irkuliert — und zwar bei einer Geschwindigkeit von 22.7 kg/Min, während 15 Minuten durch eine mit einer Schneckenförderung versehene Verdrängerpumpe unter Verwendung eines Schlauches, der 15.24 m lang war und einen Innendurchmesser von 5.08 cm hatte. Die so behandelte Masse wurde dann 24 Sunden lang gelagert und in Pappzylindern mit einem Durchmesser von 10.16 cm zu Patronen verarbeitet. D:e einzelnen so hergestellten Patronen wurden unter S erv.cii 't::u; von 175 g Pentolit detoniert. Dieses Beispiel demonstriert, d.iß die Scrsitiviiät zur Detonation der erimdungsgemäßen Massen, welche einen relat .'roi.ier. Anteil an Wasser enthalten, nicht unange'.r.>-e:i beeinträchtigt war, nachdem sie einem Pumpvorgang unterworfen waren.

Beispiel 12

Eine Explosivaufschlämmungsmasse, bestehend au; 69 Teilen Ammoniumnitrat, 4 Teilen Siliconpulver von dem 95% ein 30-Maschen-Sieb. 90% ein 100 Maschen-Sieb und nur 2% ein 200-Mascheii-Siel passierten. 4 Teilen Zucker. 3 Teiler, eines farbstoff feinen Aluminiumpulvers, das im wesentlichen eii 325-Maschen-Sieb passiert, 17 Teilen Wasser und 3 Tei len »Biopoymer l«, wurde in einer üblicherweise zu Herstellung von Explosivaufschlämmungen verwen deten Mischeinrichtung hergestellt Ein Teil der Mass wurde in Pappzylindern mit einem Durchmesser vo 7,62 cm zu Patronen verarbeitet. Die einzelnen, s hergestellten Patronen wurden bei Verwendung vo 125 g Pentolit detoniert. De Masse wurde 1 Moni lang gelagert, wie vorstehend zu Patronen verarbeiU

und detoniert. Es wurdt keine erhebliche Änderung der tür Detonation der Masse erforderlichen Pentolitmenge beobachtet.

Beispiel 13

Zu Vergleichszwecken wurde eine Masse im Laboratoriumsmaßstab hergestellt, wobei die Anteile der ■estandteile, wie bei der Herstellung der Masse von leispicl 6 verwendet, zur Anwendung kamen, jedoch mit der Ausnahme, daß 0,6 Teile »Biopolymer I« dieser Masse durch 0,6 Teile Guar-Gum ersetzt wurde. 10 Teile der so hergestellten Masse wurden in einem Drahtkäfig in 200 Teilen Wasser bei 37,8°C 75 Minuten lang eingehängt, bzw. aufgeschlämmt, während welcher Zeit 90% der ursprünglich in der Masse enthaltenen Sauerstoff abgebenden Salze durch das Wasser aus der Masse ausgelaugt wurde. Wenn dagegen eine Masse nach Beispiel 6 in ähnlicher Weise behandelt wurde, betrug der Anteil an aus der Masse ausgelaugten Sauerstoff abgebenden Salzen nur 40%.

Beispiel 14

Eine Explosivmasse, bestehend aus 69 Teilen sprühkristallisiertcn Ammoniumnitrats, 2,5 Teilen Natriumnitrat, 9 Teilen Aluminiumpulver, 1 Teil Siliconpulver 5 Teilen Zucker, 11 Teilen Wasser, 0,01 Teil Weinsäure und 0,5 Teilen »Biopolymer I«, wurde in einer üblicher Mischeinrichtung zur Herstellung von E'plosivaufschlämmungen hergestellt. Ein Teil dieser Masse

ίο wurde in Pappzylindern mit einem Durchmesser vor 10,16 cm zu Patronen verarbeitet. Die einzelnen se hergestellten Patronen wurden mit Hilfe von 2(XI j Pentolit detoniert. Ein weiterer Anteil der Masse wurde durch eine mit einer Schneckenförderung vcr sehene Verdrängerpumpe vor der Veiarbeitung /1 Patronen in gleichen Zylindern gepumpt. Die einzelner so hergestellten Patronen wurden detoniert. Es wurde keine beträchtliche Änderung der zur Detonation dei gepumpten Masse erforderlichen Pentolitmenge bc obachtet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schlammförmiger Sprengstoff auf der Basis von mindestens einem anorganischen Sauerstoff abgehenden Salz, mindestens einem Brennstoff, Wasser und einem Verdickungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel mindestens ein nicht vernetztes, durch mikrobe Umwandlung von Kohlehydraten gebildetes Poly- ;o saccharid ist.

2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadmeh gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel aus einem Umsetzungsprodukt aus einem Kohlehydrat mit einem Mikroorganismus des Stammes Xanthomonas besteht.

3. Sprengstoff nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel aus einem Umsetzungsprodukt aus einem Kohlehydrat mit einem Mikroorganismus der Spezies Xanthomonas campestns besteh'..

4. Sprengstoff nach einem der Ansprüche ! bis .·. dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Verdickungsmittels 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, beträgt.

5. Sprengstoff nach einem der Ansprüche ! bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Verdickungsmittel; 0.5 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, beträgt.

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