DE2601162C2

DE2601162C2 - Sprengstoffmischung

Info

Publication number: DE2601162C2
Application number: DE2601162A
Authority: DE
Inventors: Daniel A. Salt Lake City Utah Wasson
Original assignee: Ireco Inc Salt Lake City Utah; Ireco Inc
Current assignee: Ireco Inc
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-14
Publication date: 1986-08-07
Also published as: ES444352A1; ATA33676A; GB1525991A; FR2297822B1; BE837565A; NO142344C; CA1069312A; SE418494B; JPS51104014A; US4032375A; AT343031B; SU698527A3; IE42393L; NO142344B; IN145385B; IE42393B1; SE7600501L; JPS5813519B2; IT1052941B; FR2297822A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprengstoffmischung, die ein organisches Oxidationssalz enthält, das teilweise oder vollständig in einer flüssigen Phase lösbar ist und außer dem festen oder flüssigen Brennstoff, oder beide, und ein Verdickungsmittel sowie Calciumnitrat und Schwefel enthält

Eine derartige Springstoffmischung ist aus der DE-AS 22 19 249 bekannt Hierbei führt der Einsatz von Calciumnitrat zu einer verbesserten Dispersion und Stabilität der Gasblasen und Flüssigbrennstofftropfen. Allerdings läßt die Steuerung der Sensibilisierung zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Sprengstoffmischung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine wesentlich verbesserte Steuerung der Sensibilisierung auszeichnet. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung nach dem Kennzeichen des Hauptanspruches durch einen Sensibilisator, der aus einer Kombination von mindestens 20% Calciumnitrat als Oxidationssalz und mindestens 3 Gew.-% Schwefel als Brennstoff besteht Vorzugsweise enthält die Sprengstoffmischung so viel Schwefel, daß ein Verhältnis von Calciumnitrat zu Schwefel von etwa 5,3 :1 besteht. Bevorzugt enthält sie 5—7% Schwefel,

35-40% Calciumnitrat und 5-20% Gesamtwasser.

Sprengstoffe oder Sprengmittelmischungen vom Typ eines wäßrigen Gels oder eines Schlammes, die im allgemeinen als schlarnmförmige Sprengstoffe oder Sprengmittel bezeichnet werden, haben als technische Sprengmittel infolge ihrer geringen Kosten, ihrer Sicherheit und der ihnen innewohnenden Wasserbeständigkeil weitgehende Anwendung gefunden. Wäßrige, schlammförmige Sprengmittel, die eine kontinuierliche flüssige Phase enthalten und im wesentlichen aus einem anorganischen Oxidationssalz, das gewöhnlich in der Hauptsache Ammoniumnitrat darstellt, und einem Verdickungsmittel für die flüssige Phase bestehen, in der ein Teil oder die Gesamtmenge des Oxidationssalzes gelöst ist und die einen Brennstoff und/oder einen Sensibilisator und gegebenenfalls andere Bestandteile wie gasbildende oder Vernetzungsmittel enthalten, sind mit gutem Erfolg selbst in wasserhaltigen Bohrlöchern angewendet worden.

Um eine genügende Empfindlichkeit der schlammförmigen Sprengstoffmischungen sicherzustellen, ohne gefährliche, selbst-explodierende Sensibilisatoren, wie Trinitrotoluol oder Pentaerythrit-tetranitrat beizumisehen, sind nicht-explosive Sensibilisierungsmittel, in erster Linie feinverteilte Aluminiumteilchen, wie Aluminium, das zum Einsatz in Farben geeignet ist, im allgemeinen verwendet worden. Die Empfindlichkeit von schlammförmigen Sprengstoffmischungen wird im allgemeinen nach ihrem kritischen Durchmesser bestimmt, d. h. dem kleinsten Durchmesser, bei dem eine zylindrische Ladung des Sprengstoffs wirksam und vollständig eine Detonationswelle erzeugt und somit die Sprengladung mit Erfolg detoniert. Wie gefunden wurde, vermindem selbst geringe Mengen von Aluminium von Farbqualität, wie 1 Gew.-% oder weniger deutlich den kritischen Durchmesser einer gegebenen Masse bei gegebener Temperatur und erhöhen somit deutlich ihre Empfindlichkeit.

Die Verwendung von Aluminium einer für Farbqualität geeigneten Feinheit als Sensibilisierungsmiltel ist jedoch praktisch begrenzt infolge seiner verhältnismäßig hohen Kosten im Vergleich mit anderen Bestandteilen des Sprengstoffs. Somit sind zahlreiche Versuche gemacht worden, um weniger teure Ersatz-Sensibilisatorcn zu finden. Das amerik?nische Patent Nr. Re. 27 095 lehrt, daß eine Kombination von elementarem Schwefel und Natriumnitrat als Sensibilisator in wäßrigen oder schlammförmigen Sprengmittelmischungen wirkt. In Kombination lediglich mit Ammoniumnitrat erzeugt Schwefel keinen Sensibilisierungseffekt, wie dies eine Kombination aus Natriumnitrat und Schwefel tut.

Obwohl gefunden wurde, daß Schwefel besondere Sensibilisierungswirkung in Kombination mit einer Natriumnitrat enthaltenden schlammförmigen Sprengmittelmischung besitzt, ist Schwefel im allgemeinen als Brennstoff an sich verwendet worden, sei es mit oder ohne Natriumnitrat.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Kombination von speziellen Mischungsverhältnissen und Mengen von Calciumnitrat und Schwefel in einer wäßrigen Sprengmittelmischung als hoch wirksamer Sensibilisator wirkt. Obgleich in der Wirkung ähnlich, wurde überraschenderweise gefunden, daß eine Mischung aus Calciumnitrat und Schwefel einen auffallend besseren Sensibilisator darstellt als eine Mischung aus Natriumnitrat und Schwefel. Außerdem wurde gefunden, daß Mischungen, die Calciumnitrat und Schwefel enthalten, deutlich andere Eigenschaften aufweisen als soche, die Natriumnitrat und Schwefel enthalten.

Ein Vorteil der Mischung von Calciumnitrat und Schwefel gegenüber Natriumnitrat und Schwefel besteht darin, daß Calciumnitrat und Schwefel ein bedeutend höheres Ausmaß an Sensibilisierung erzeugt als Natriumnitrat und Schwefel.

Ein weiterer Vorteil von Calciumnitrat und Schwefel gegenüber Natriumnitrat und Schwefel besteht darin,

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daß eine Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel deutlich und wesentlich weniger von der Temperatur abhängig ist, als eine Sensibilisierung mit Natriumnitrat und Schwefel. Mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiertc Mischungen können leicht genügend empfindlich gemacht werden für verhältnismäßig geringe Detonalionsdurchmesser von etwa 5 cm oder weniger bei 5° C, aber sie sind noch bei 20° C und höher ohne Verwendung einer Zündkapsel empfindlich. Eine Sensibiüsierung mit einer Mischung aus Natriumnitrat und Schwefel läßt diese Wirkung nicht erzielen.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber einer Sensibilisierung mit Natriumnitrat und Schwefel bezieht sich auf die Verwendung hoher Mengen von Calciumnitrat, welches, wie in den amerikanischen Patenten 36 60 181 und 37 13 917 beschrieben, Kristallisationswasser enthält das beim Auflösen des Salzes in einem wäßrigen, flüssigen Lösungsmittel freigesetzt wird, das jedoch umgekehrt auch aus dem Lösungsmittel beim nachfolgenden Niederschlagen eines Teils oder der Gesamtmenge des Salzes wieder aufgenommen wird. Dies verleiht der Masse beim Mischen und Verpumpen eine gute Fließfähigkeit und bewirkt außerdem eine Festigkeit und Beständigkeit beim Lagern bei niedrigeren als den Mischtemperaturen.

Mischungen vom Typ der vorliegenden Erfindung enthalten im allgemeinen feinverteilte Gasbläschen, die die Dichte vermindern und die, wie gefunden wurde, die Empfindlichkeit erheblich steigern. In Mischungen, die nicht hart sind, gestattet diese Verteilung von Gasblasen eine (Compression der Masse, und somit vermag ein hoher Druck ihre Dichte in solchem Ausmaß zu erhöhen, daß sie für eine Detonation nicht länger empfindlich bleibt. Indessen lassen sich gemäß der Erfindung Massen herstellen, die aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Härte im wesentlichen nicht komprimierbar sind, selbst wenn sie eine feine Dispersion von Gasblasen enthalten.

Somit erzeugt eine Kombination von Calciumnitrat und Schwefel gemäß vorliegender Erfindung nicht nur eine bessere Sensibilisierung, sondern sie verleiht zusätzlich der Masse erwünschte physikalische Eigenschaften aufgrund des Kristallwassergehaltes des Calciumnitrate.

Die vorgenannten Vorteile und Unterschiede einer Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel im Vergleich mit einer solchen durch Natriumnitrat und Schwefel beginnen, wie beobachtet wurde, in der Praxis insbesondere hinsichtlich der Sensibilisierungswirkung bei einem Calciumnitratgehalt von mindestens etwa 20 Gew.-%, berechnet auf die Gesamtmasse, und mit einer genügenden Menge von Schwefel, vorzugsweise zwischen etwa 5 und etwa 7 Gew.-%. Soweit nicht etwas anderes angegeben ist. sind die Prozentzahlen des Calciumnitrats im folgenden unter Ausschluß des Kristallisationswassers berechnet, obwohl dies normalerweise mit Calciumnitrat assoziiert ist, und zwar beispielsweise in Mengen von etwa 15 Gew.-% bei handelsüblichen Calciumnitrat. Die oben beschriebene Härtewirkung wird bei e<nem Gehalt von Calciumnitrat oberhalb 30 Gew.-% deutlich. Vorzugsweise ist der Schwefel in Mengen anwesend, die ausreichen, um ein Verhältnis von Calciumnitrat zu Schwefel von etwa 5 :3 :1 zu schaffen, was dem stöchiometrischen Verhältnis für die Reaktion von Calciumnitrat und Schwefel unter Bildung von Calciumsulfat, Stickstoff und Sauerstoff entspricht, obwohl Schwefel in Mengen von lediglich 3% oder mehr anwesend sein kann und dennoch für eine ausreichende Sensibilisierung sorgt. Schwefel im Oberschuß zum optimalen Mengenverhältnis erzeugt keine deutliche weitere Sensibilisierung, und somit wirkt die überschüssige Menge lediglich als Brennstoff. Die oberen Grenzen sowohl für Calciumnitrat wie für Schwefel sind nicht kritisch und sind im Grunde lediglich durch die praktische Anwendbarkeit bedingt, wie sie für eine im wesentlichen in der Sauerstoffbilanz ausgeglichene Sprengstoffmischung notwendig ist. Schwefel wird normalerweise nicht in größeren Mengen, als dem optimalen Verhältnis entspricht, angewendet.

Neben der Kombination von Calciumnitrat und Schwefel enthalten die Massen gemäß vorliegender Erfindung im allgemeinen anorganische Oxidationssalze, flüssigen oder festen Brennstoff oder beide, Wasser, Verdickungsmittel und gegebenenfalls gasbildende und Vernetzungsmittel.

Das Oxidationssalz oder die Salze, von denen mindestens etwa 20 Gew.-% der Gesamtmasse aus Calciumnitrat bestehen, sollen aus der Gruppe der Ammonium- und Alkalinitrate oder -perchlorate und Ammonium- und Erdalkalinitraten und -perchloraten ausgewählt werden. Beispiele solcher Salze sind Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Calciumnitrat, Kaliumnitrat, Ammoniumperchlorat, Calciumperchlorat, Kaliumperchlorat und dergleichen. Vorzugsweise besteht das Oxidationssalz aus einer Kombination von Ammoniumnitrat und Calciumnitrat in vorzugsweise etwa der gleichen Mengen. Das gesamte verwendete Oxidationssalz beträgt gewöhnlich etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% der Gesamtmischung und liegt vorzugsweise zwischen etwa 60 und etwa 75%.

Die Gesamtmenge des in der Mischung vorhandenen Wassers liegt für gewöhnlich zwischen etwa 5 und etwa 20 Gew.-% einschließlich des Kristallisationswassers des Calciumnitrats. Die Verwendung von Wasser in Mengen innerhalb dieser Größenordnung gestattet es im allgemeinen, daß die Mischungen flüssig genug sind, um sie mit Hilfe der üblichen Schlammpumpen bei erhöhten Bildungs- oder Mischtemperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Masse (60°C bis 7O⁰C) zu verpumpen, wobei sie jedoch beim Kühlen unterhalb der Temperatur des Schmelzpunktes, wie beispielsweise auf Zimmertemperatur, hart und verhältnismäßig unzusammenpreßbar werden infolge der Tatsache, daß das Calciumnitrat beim Niederschlagen das Kristallisationswasser wieder aufnimmt. Obwohl mindestens 20% Calciumnitrat für Mischungen gemäß vorliegender Erfindung erforderlich sind, werden zweckmäßig Mengen zwischen etwa 30% und etwa 45% angewendet, ausschließlich des Kristallisationswassers.

Zusätzlich zum Schwefel, der, wie in Mengen von mindestens etwa 3 Gew.-% anwesend sein soll, werden andere feste oder flüssige Brennstoffe oder beide in Mengen angewendet, die ausreichen, um eine Mischung zu schaffen, deren Sauerstoffbilanz im wesentlichen ausgeglichen ist. Beispiele solcher Brennstoffe, die verwendet werden können, sind fein verteiltes, zerkleinertes Aluminium, kohlenstoffhaltige Verbindungen wie Gilsonit oder Kohle, vegetabilische Körner wie Weizen und dergleichen. Zu den flüssigen Brennstoffen können auch mit &5 Wasser mischbare oder nicht-mischbare organische Flüssigkeiten gehören. Mischbare flüssige Brennstoffe sind Alkohole wie Methylalkohol, Glycole wie Äthylenglycol, Amide wie Formamid und analoge stickstoffhaltige Flüssigkeiten. Diese Flüssigkeiten wirken im allgemeinen als Lösungsmittel für das Oxidationssalz und können

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daher Wasser in verschiedenem Ausmaße ersetzen. Nicht-mischbare flüssige Brennstoffe sind aliphatische, alizyklische und/oder aromatische, gesättigte oder ungesättigte flüssige Kohlenwasserstoffe. Ein besonders bevorzugter nicht-mischbarer flüssiger Brennstoff ist Brennöl Nr. 2. Die Gesamtmenge des angewendeten Brennstoffes hängt von der Menge des anwesenden Oxidationssalzes und der besonderen Art des verwendeten Brennstoffes ab, sie beträgt im allgemeinen mindestens etwa 10 Gew.-%.

Die wäßrige flüssige Phase der Mischung wird vorzugsweise durch den Zusatz eines oder mehrerer Verdik-

kungsmittel von der Art und in der Menge, wie sie gewöhnlich in der Technik angewendet werden, viskos gemacht Solche Verdickungsmittel sind Galaktomannin, vorzugsweise Guarangummisorten, Guarmel, Guaranate oder derartige Verbindungen von vermindertem Molekulargewicht, wie dies in dem amerikanischen

ίο Patent Nr. 37 88 909 beschrieben ist; ferner Po'yacrylamid und analoge synthetische Verdickungsmittel, Mehle und St?rkesorten. Das Verdickungsmittel ist im allgemeinen in Mengen von etwa 0,05 bis etwa 2,5% anwesend.

Indessen können Mehle und Stärkesorten in bedeutend größeren Mengen bis zu etwa 10% angewendet werden;

in diesen Fällen wirken sie in erheblicher Weise oder sogar primär als Brennstoffe.

Wie in der Technik allgemein bekannt ist, werden gasbildende Mittel vorzugsweise angewendet, um die Dichte einer wäßrigen, schlammförmigen Sprengstoffmischung zu erniedrigen und zu regeln und dieser eine erhöhte Empfindlichkeit zu verleihen. Die Massen gemäß vorliegender Erfindung wenden vorzugsweise geringe Mengen, beispielsweise etwa 0,01% bis etwa 0,2% oder mehr, am besten etwa 0,05%, solcher gasbildenden Mittel an, um eine Dichte der Masse von weniger als etwa 1,5 zu erzielen. Die Massen gemäß vorliegender Erfindung besitzen vorzugsweise eine Dichte von etwa 1 bis etwa 1,3. Ein bevorzugtes gasbildendes Mittel ist ein Nitritsalz wie Natriumnitrit. Nitrite körnen dazu verwendet werden, um sich chemisch in der Lösung der Masse zu zersetzen und hierbei Gasblasen zu erzeugen. Ein mechanisches Rühren der verdickten, wäßrigen Phase der so erhaltenen Masse während der Vermischung dieser wäßrigen Phase und der feinverteilten Feststoffe führt zu einem Einfangen feiner Gasblasen, wodurch eine Begasung mit Hilfe mechanischer Mittel herbeigeführt wird. Hohle Teilchen wie hohle Glaskügelchen, geschäumte Styroporperlen und plastische Microballons werden ebenfalls allgemein verwendet, um eine begaste Schlammasse herzustellen, besonders wenn mangelnde Zusammenpreßbarkeit unter hohem Druck gewünscht wird. Zwei oder mehrere dieser gebräuchlichen Vergasungsmittel können gleichzeitig angewendet werden.

Die Massen gemäß der Erfindung werden dadurch hergestellt, daß zunächst eine Lösung des Oxidationssalzes in Wasser, gegebenenfalls unter Mischung mit einem flüssigen Brennstoff, hergestellt wird, die einen Erweichungspunkt von etwa 50⁰C besitzt. Diese Lösung wird bei erhöhter Temperatur von etwa 60⁰C bis 70"C hergestellt und in diesem Zustande gehalten. Dis Lösung ist vorzugsweise durch Einverleiben eines Teils oder der Gesamtmenge des Verdickungsmitteis vorverdickt. Dieser Lösung werden die übrigen Ingredientien einschließlich von feinverteiltem Schwefel zugesetzt. Die übrigen Ingredientien werden homogen innerhalb der gesamten Lösung durch mechanisches Rühren dispergiert, wie dies in der Technik allgemein bekannt ist. Die entstehende Sprengstoffmischung kann dann, während sie noch flüssig ist, in den gewünschten Behälter, beispielsweise durch Pumpen, übergeführt werden.

Die vorliegende Erfindung läßt sich besser unter Bezugnahme auf eine Anzahl von Beispielen verstehen. Die Beispiele A und E in der folgenden Tabelle betreffen bekannte Massen unter Verwendung von Natriumnitrat und Schwefel und Aluminium einer Feinheit wie für Farben benutzt wird als Sensibilisierungsmittel. Die Beispiele B, C und D verwenden Calciumnitrat und Schwefel als Sensibilisierungsmittel gemäß vorliegender Erfindung. Das Beispiel C enthält Aluminium von einer für Farben geeigneten Feinheit als zusätzliches Sensibilisierungsmittel. Ein Vergleich der Beispiele A und E mit den Beispielen B, C und D zeigt klar, daß die Mischung Calciumnitrat/Schwefel einen deutlich besseren Sensibilisator darstellt als die Kombination von Natriumnitrat und Schwefel. So zeigen beispielsweise die Massen mit Natriumnitrat und Schwefel kritische Durchmesser bei 5°C von 6,35 und 7,62 cm, während Massen mit Calciumnitrat und Schwefel selbst ohne die Sensibilisierung mit Aluminium, wie es für Farben geeignet ist, kritische Durchmesser von 5 cm aufweisen bzw. 3,8 cm und weniger.

Dieser Unterschied in dem kritischen Durchmesser ist praktisch wichtig, da gepackte Erzeugnisse aus Gründen der Betriebssicherheit für Detonationszwecke vorzugsweise auf Durchmesser beschränkt sind, die das Doppelte des kritischen Durchmessers der Massen betragen. So dürfte die Masse nach Beispiel E im allgemeinen nicht in einem Durchmesser unter 15 cm verpackt werden, während Massen der Beispiele C und D leicht in Durchmessern von 7,6cm verpackt werden können. Tatsächlich können Massen nach Beispiele höchstwahrscheinlich sogar in geringeren Durchmessern als 7,6 cm verpackt werden, da ihr kritischer Durchmesser weniger oder gleich 3,8 cm ist. Demnach schafft die Kombination von Calciumnitrat und Schwefel eine Masse, die deutlich anpassungsfähiger hinsichtlich der Größe des verpackten Erzeugnisses ist.

Die Kombination von Calciumnitrat und Schwefel gemäß der Erfindung ergibt, wie gefunden wurde, eine Sensibilisierung, die etwa derjenigen durch Verwendung von etwa 1% Aluminium gleichwertig ist, das eine besonders gute Qualität für Farben darstellt. Demnach kann ein deutlich wirtschaftlicherer Sprengstoff durch Verwendung von Calciumnitrat und Schwefel hergestellt werden anstelle der Verwendung von Aluminium für Farbzwecke oder auch durch teilweisen Ersatz desselben. Die Sensibilisierungswirkung der Kombination von Calciumnitrat und Schwefel ist augenscheinlich bei einem Vergleich der Beispiele D und F. Diese Beispiele sind in allen wichtigen Punkten identisch mit dem Unterschied, daß die Massse F keinen Schwefel enthält. Bei der Masse D bewirkt die Sensibilisierung mit Calciumnitrat und Schwefel einen kritischen Durchmesser bei 5°C von 3,8 cm, während bei der Masse nach Beispiel F ohne eine Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel der kritische Durchmesser bei 5⁰C 12,7 cm beträgt.

Die Tatsache, daß Massen, die mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert sind, hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit von der Temperatur unabhängiger sind als Massen, die mit Natriumnitrat und Schwefel sensibilisiert sind, ist leicht aus einem Vergleich der Beispiele G und H ersichtlich. Die Masse nach Beispiel G, die mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisiert ist. besitzt einen kritischen Durchmesser von wenieer als oder bleich

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3,8 cm bei 5°C. Sie ist aber nicht zündkapselempfindlich bei 20⁰C und erfordert eine Pentolitsprengkapsel der Zusammensetzung von 50/50 von 8 Gramm zu ihrer Detonation. Die Masse H, die mit Natriumnitrat und Schwefel sensibilisiert ist, hat im wesentlichen die gleiche Empfindlichkeit wie die Masse G bei 2O⁰C, erfordert also eine Sprengkapsel von 8 Gramm zur Detonation. Indessen ist die Masse H bei 5°C deutlich weniger empfindlich und zeigt hier einen kritischen Durchmesser von 6,35. Demnach sinkt ihre Sensibilität mehr als bei 5 der Masse g bei abnehmender Temperatur.

Die Tatsache, daß mit Calciumnitrat und Schwefel sensibilisierte Massen leicht in der Weise eingestellt werden können, daß sie bei 20⁰C nicht zündkapselempfindlich bleiben, ist aus den Beispielen G und I ersichtlicht. Bei 20⁰C benötigen die Massen dieser beiden Beispiele mindestens 8 Gramm einer Pentolitkapsel mit der Zusammensetzung 50/50 zur Detonation. Demnach wurden die Massen dieser Beispiele bei 20°C mit einer Standard-Zündkapsel Nr. 8 nicht detonieren. Diese hohe Temperatur-Abhängigkeit der Sensibilität bei einer Zündung ohne Sprengkapsel wurde festgestellt, obwohl die Masse nach Beispiel G 1% Aluminium einer für Farbzwecke geeigneten Feinheit als zusätzliches Sensibilisierungsmittel enthielt und die Masse nach Beispiel I, obwohl diese kein farbfeines Aluminium aufwies, Calciumnitrat und Schwefel in Mengen enthielt, die etwa den maximalen für die Praxis in Betracht kommenden Verhältnissen entsprechen.

Die Beispiele J und K enthalten lediglich 3% Schwefel und lediglich etwa 24 bzw. 16% Calciumnitrat, ungerechnet das Kristallisationswasser. Obgleich die Masse nach Beispiel J verhältnismäßig geringe Mengen an Calciumnitrat und Schwefel enthält und deutlich weniger empfindlich ist als beispielsweise die Masse D, die etwa optimale Mengen an Calciumnitrat und Schwefel aufweist, ist bei der Masse nach J die Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel doch genügend, um eine wirksame Detonation einer Ladung von 10 cm Durchmesser bei 5°C zu erreichen. Es ist bemerkenswert, daß die Masse K, die lediglich 16% Calciumnitrat enthält, was weniger ist als die praktisch erforderliche Menge von mindestens 20%, nicht empfindlich genug war, um selbst in einer Ladung von 15 cm Durchmesser bei 5°C zu detonieren.

Alle oben angegebenen Beispiele, die eine Sensibilisierung durch Calciumnitrat und Schwefel aufweisen, besitzen, wie gefunden wurde, gute Stabilität und Wasserbeständigkeit; sie sind bei ihrem ursprünglichen Ansatz flüssig und pumpbar und werden beim Kühlen auf Temperaturen unter ihre Erweichungspunkte hart und verhältnismäßig unzusammenpreßbar mit Ausnahme der Masse K.

Die Massen gemäß vorliegender Erfindung können nach dem Ansetzen mit Hilfe eines mit einer Pumpe ausgerüsteten Förderwagens oder einer anderen in der Technik wohl bekannten Apparatur unmittelbar in das Bohrloch eingebracht werden. Infolge ihrer guten Wasserbeständigkeit bedürfen sie keiner Schutzpackung und können unmittelbar in wasserhaltige Bohrlöcher eingebracht werden. Normalerweise besitzen solche Bohrlöcher Durchmesser von mindestens 7,6 und gewöhnlich von 15 cm oder mehr.

Bei der Verwendung in geringen Durchmessern von beispielsweise 7,6 cm oder weniger werden die Massen vorzugsweise im zylindrischer, stangenartiger Form verpackt. Ein übliches Verpackungsmaterial ist Polyäthylen. Verpackungsmittel oder Apparaturen sind in der Technik bekannt. In verpackter Form können die Massen praktisch ebenso verwendet werden wie die üblichen Dynamitstangen. Da die Massen wasserbeständig sind, braucht man keine mühsame Vorsorge zu treffen, um ein Reißen der Packung in einer Umgebung, in der Wasser vorhanden ist, zu verhüten. Infolge der ihr innewohnenden hohen Sensibilität und der Möglichkeit, die Massen weiter durch verhältnismäßig geringe Mengen eines Aluminiums, wie es für Farbzwecke geeignet ist, zu sensibilisieren, können diese in Durchmessern der verschiedensten Art verwendet werden.

Wie es in der Technik bekannt ist, können Massen gemäß vorliegender Erfindung angesetzt werden, die je nach Wunsch verschiedene physikalische Eigenschaften besitzen. Beispielsweise können die Fließfähigkeiten der Massen in weitem Umfange schwanken, etwa durch Einstellen der gegenseitigen Mengen des Verdickungsmittels, des Vernetzungsmittels und des flüssigen Lösungsmittels. Obwohl eine harte, im wesentlichen nicht komprirnicrbare und daher verhältnismäßig druckbeständige Form vorzuziehen ist, können auch flüssigere Mengen in zufriedenstellender Weise detonieren, wo hohe Drücke nicht anzutreffen sind.

Tabelle

Masse A

	37,7	37,7	38.8	37,9
—	45,4	45,4	46.7	_
13,6	—	—	_	14,0
14,6	5,2	5,2	5.4	12.4
0,2	0,58^J)	0,58³)	0.6^J)	0.2
0,08	0,2	0,2	0.2	0.0
0.45²)			..
5,3	6,3	6,3	6,6	7,1
2,0	3,0	2,0	—	—
1,0	—	1,0	—	0,5
6,0	5,4	5,4	4,0	6,6
0,15	0,3	0,2	0,3	0,1

38,8	37.7	42.0
46.7	45.4	_
—	—	13,6
5,4	5,2	14.6
0.6^J)	0,58³)	0.2

14,7

1,13 6,35

0,2")

1,08

0,2")

0,97 3,8

0,2")

1,03 3,8

0,2

6,3

1,0

0,08

6.0

1.0

Bestandteile (Gew.-% der Gesamtmasse)

Lösung enthaltend: Ammoniumnilrat NHCN¹)
Natriumnitrat zugesetztes Wasser Verdickungsmittel (Guarangummi) Thioharnstoff

Zusatz zur Lösung:

Verdickungsmittel Schwefel

Atomisiertes Aluminium Aluminium einer Feinheit geeignet für Farbzwecke:

Gilsonit

Gaserzeugendes Mittel (1 Teil Natriumnitrit auf 4 Teile Wasser):

Vernetzungsmittel

Gekörntes Natriumnitrat Perlen aus Styroporschaum

Eigenschaften: Dichte bei 5° C Dichte bei 20° C Kritischer Durchm. bei 5° C Kritischer Durchm. bei 20°C Minimale Zündkapsel bei 5°C Minimale Zündkapsel bei 2O⁰C Detonationsgeschwindigkeit bei 5°C in km/sec:

*) Keine Detonation bei einem Durchmesser von 15 cm. ') Calciumnitrat etwa folgender Zusammensetzung in Gew.-%: 6% Ammoniumnitrat,

79% Calciumnitrat, 15% Wasser.

²) Ein biopolymerer Gummi.

³) Ein Guarangummiabkömmling mit einem auf etwa 115 000 verminderten Molekulargewicht. ') Wäßrige Lösung, enthaltend etwa 13% Natriumdichromat.

⁵) Wäßrige Lösung, enthaltend etwa 50% Natriumdichromat.

WäiSäSsS3ä££ä^^ 38.0 45.8

5,2

0,6³)

0,1

6.7

46.5 30,0

13,4 0.57^J) 0,1

55,8 20.0

15.9 0.57³) 0.1

4,5	4,7	5,4	6.0	5,5	K5
0,2	0,3	0,2	0,2	0,2
0,2")	0,2")	0,2"	0,2")	0,2")
	17,7	—	—	—


1,1	1,04	1,1	1,06	1,07
1,08	1,03	—	—	_
3,8	6,35	6,35	10,0	F6·)
		40 gm	_	_
8gm	8 gm	8 gm	—	—
2,7	2,0		3,5

Claims

26 Ol 162 Patentansprüche:

1. Sprengstoffmischung, die ein organisches Oxidationssalz enthält, das teilweise oder vollständig in einer flüssigen Phase gelöst ist und außerdem festen oder flüssigen Brennstoff oder beide und ein Verdickungsmittel sowie Kalziumnitrat und Schwefel enthält, gekennzeichnet durch einen Sensibilisator, der aus einer Kombination von mindestens 20% Kalziumnitrat als Ox'dationssalz und mindestens 3 Gew.-% Schwefel als Brennstoff besteht

2. Sprengstoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie so viel Schwefel enthält, daß ein Verhältnis von Kalziumnitrat zu Schwefel von etwa 5,3 :1 besteht.

3. Sprengstoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5%—7% Schwefel, 35%—45%

Kalziumnitrat und 5%—20% Gesamtwasser enthält