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Wasserfeste Sprengschnur
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine wasserfeste Sprengschnur
mit einer gleichmäßig verpreßten Sprengstoffseele, die von eienm Folienband umhüllt
ist, wobei dieses Folienband entweder verklebt oder von Fäden umsponnen ist. Die
Sprengschnur kann mehrere Stunden im Wasser gelagert werden, ohne daß ihre Zündbarkeit
negativ beeinflußt wird.
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Es ist bekannt, Rohsprengschnüre mit einem Mantel aus Kunststoff zu
umgeben, um die Sprengschnur gegenüber einem Eindringen von Wasser von der Längsseite
her resistent zu machen. Dieser Kunststoffmantel verhindert das Eindringen von Wasser
in die Sprengstoffseele von der Längsseite her; er erkann aber nicht ein Eindringen
von Wasser in die offenen Enden von Sprengschnüren verhindern Unter den offenen
Enden von Sprengschnüren sollen dabei die Schnittflächen verstanden werden, die
erhalten werden wenn man ein Stück einer Sprengschnur quer zu seiner Längsachse
abgeschnitten hat. Solche offenen Enden werden beim Arbeiten vor Ort immer dann
erhalten, wenn Spreng-
schnüre auf eine gewünschte Länge, z. 3.
der Länge eines Bohrloches, abgeschnitten werden müssen. Dabei entsteht zwangsläufig
ein offenes Ende.
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In Bohrlöchern kann im wesentlichen aus zwei Gründen Wasse oder Feuchtigkeit
auftreten: entweder als Folge des Naßbohrverfahrens oder aufgrund wasserführender
Schichten im Gebirge.
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Das Naßbohrverfahren kann in senkrecht oder stark einfallend gebohrten
Löchern zu soviel Feuchtigkeit führen, daß die Zündfähigkeit einer in das Bohrloch
eingeführten und dort ggf. mehrere Stunden gelagerten Sprengsohnur stark eingeschränkt
oder i.n Einzelfällen auch aufgehoben wird. Bein Bohren in wasserführenden Gebirgsschichten
gelaugt kontinuierlich Wasser in die gebohrten Löcher, denen es auch nicht durch
das z. B. beim Naßbohrverfahren üblicherweise angewendete Ausblasen entfernt werde
kann, weil nachlaufendes Wasser die Locher in kurzer Zeit wieder auffüllt.
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In die Sprengstoffseele dringt über das offene Ende um so mehr Wasser
ein, je höher die Temperatur des in dem Bohrloch befindlichen Wassers und je größer
der jeweilige Wasserdruck ist. Bereits bei einem Block von 0,5 bar (5 m Wassersäule)
und einer im Gebirge leicht auftretenden Temperatur von 40°C dringt in eine Sprengschnur
mit einem offenen Ende und einem Füllgewicht von 100 gXm (Korngröße 70 % 0,3 mm)
nach einer zweistündigen Lagerzei| der Schnur unter diesen 3edingungen soviel Wasser
ein, da die Feuchtigkeit innerhalb der ersten 10 cm, von dem offenen Ende ab gerechnet,
durchschnittlich bei etwa 25 % liegt. In dem darauffolgenden 10 cm-Stück ist die
durch schnittliche Feuchtigkeit immer noch etwa 15 %.
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Diese hohen Feuchtigkeitswerte führen durchweg zu Versagern, denn
die Sprengschnur kann von dem elekt,r3 r.chen Sprengzünder nicht mehr gezündet werden.
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Es bestand deshalb die Aufgabe, eine Sprengschnur zu finden, die auch
mit ihrem offenen Ende in Wasser gelager| werden kann, ohne daß ihre Zündbarkeit
negativ beeinträchtigt wird, In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun eine Sprengschnur
mit einer gleichmäßig verpreßten Sprengstoffseele und einem diese Seele umhüllenden,
überlappt gewickelten Folienband gefunden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Seele einen brisanten Sprengstoff in so feiner Form enthält, daß mindestens 50 %
seiner Teilchen kleiner als 0,074 mm sind, und von mindestens zwei zu Umhüllungen
geformten Folienbänden aus Kunststoff umhüllt ist, und daß diese Umhüllungen entweder
an ihren Überlappungsstellen verklebt oder von einem oder mehreren Monofäden aus
Kunststoff in ihrer Lage festgehalten werden.
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Als brisanter Sprengstoff wird vorzugsweise Pentaerythrit tetranitrat
(Nitropenta) eingesetzt; es können jedoch auch andere brisante Sprengstoffe mit
einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 5000 m/Sekunde eingesetzt werden,
wie z. B. Hexogen (Cyclotrimethylentrinitramin) oder Octogen (Cyclotetramethylentetranitramin).
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Die um die Seele liegenden Kunststoffbänder sind dabei vorzugsweise
so angeordnet, daß die t)berlappungen jedes weiteren Bandes nicht über die Uberlappung
der darunterliegenden Bänder zu liegen kommt. Wenn nur zwei Bänder um die Seele
gelegt werden, ist es vorteilhaft, die Überlappung des zweiten Bandes an der Seite
anzubringen, die entgegengesetzt zur Überlappung de ersten Bandes liegt.
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Bei mehreren Bandern sorgt man dafür, daß die Überlappungen der jeweiligen
Bänder nicht über die Überlappungen von mindestens zwei darunterliegenden Bändern
zu liegen kommt.
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Diese Umhüllung der Sprengstoffseele mit einem überlappt gewickelten
Folienband ist an sich bekannt. Auch im vorliegenden Fall erfolgt die Umhüllung
auf an sich bekannte Weise und es werden als Bandmaterial hydrophobe Eunststoffe
mit glatter, nicht sallgender Oberfläche eingesetzt Solche Kunststoff-Folien sind
an sich benannt. Wichtig ist jedoch, daß mindestens zwei solcher zu Umhüllungen
überlappt gewickelte Bänder vorhanden sind.
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Die zweite Forderung zum Erhalt wasserfester Sprengschnür gemäß vorliegender
Erfindung ist die Bedingung, daß der brisante Sprengstoff der Sprengschnurseele
in sehr feiner Fonn vorliegt. Die Korngröße muß so gewählt werden, daß mehr als
50 % der Sprengstofftörz1er unter der Sieb-Maschenweite von 0,074 mm liegen. Dieser
feinen Körnung zufolge ist das Volumen der Zwischenräume zwischen den Teilchen so
starktreduziert, daß eine Kapillarwirkung praktisch nicht eintritt. Die Herstellung
solch feiner Korngrößen erfolgt auf an sich bekannte Weise.
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Es ist zwar z.B. bereits aus der DE-PS 20 57 042 bekannt, ein solch
feines Nitropenta in Sprengschnüren einzusetzen Bei den dort beschriebenen Sprengschnüren
ermöglicht es die feine Korngröße,Sprengschnüre mit geringen Füllgewichten herzustellen.
Die dort beschriebenen Sprengschnür erfüllen jedoch nicht die weiteren, für die
vorliegende Erfindung @wesentlichen Bedingungen, so daß die dort genannten Sprengschnüre
nicht wasserfest im Sinne der vorliegenden Erfindung sind.
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Bei den bekannten Sprengschnüren, wie sie u.a. auch in de DE-PS 20
57 042 beschrieben sind, besteht die Umspannung des Folienbandes aus mehreren Lagen
von Garnen aus Natur-und/oder Kunstfasern, wobei z.B. die erste Umspinnungslag#
aus Reyon und die weiteren Lagen aus Zellwollgarnen bestehen. Diese bekannten Garne
enthalten einzelne, sehr feine Fädchen, die zu einem Garn gesponnen sind. Solche
Garne werden erfindungsgemäß nicht eingesetzt. Sie ergebe# *saugfähigen
nicht
die gewünschte Wasserfostigkeit, selbst wenn sie nur in Verbindung mit dem erfindungswesentlich
feinen Nitropenta eingesetzt werden.
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Die Wasserfestigkeit der vorliegenden Sprengschnüre ergibt sich alleine
aus der Umhüllung der in feiner, gleichmäßig verpreßter Form vorliegenden Sprengstoffs@ele
mit mehreren Folienbändern aus einem hydrophobem, nicht Wasser aufsaugenden Kunststoff.
Die weiteren Maßnahmen dienen nur dazu, die Lage der Folienbänder beizubehalten.
Diese Maßnahmen umfassen entweder das Verkleben der Folinebänder -oder nur des obersten
Folienbandes - an den Überlappungsstellen oder das Umwickeln des obersten Folienbandes
mit einem oder mehreren Monofäden. Diese Monofäden dürfen asser nicht aufsaugen;
sie bestehen deshalb nicht aus veT sponnenen, (oder anderweitig zu einem Garn verarbeiteten)
Einzelfäden, sondern sind selbst Einzelfäden, wie sie z.B. beim Durchdrücken von
geschmolzenen, verspinnbaren Polymeren durch die Düsenlöcher einer Spinndüse und
anschließender Verstreckung erhalten werden. Bevorzugt liegen diese Fasern als Flachfasern
vor, d. h. als Einzelfaden, deren. Querschnitt so ausgebildet ist, daß die Breite
größer als die Höhe ist.
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Die Monofäden sind bevorzugt aus vollsynthetischem Material Sie können
vor dem Umwickeln um die Folienbänder zusätzlich noch mit hydrobierend wirkenden
Verbindungen, wie z.B.
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Alkyltrialkoxysilanen, zur Erhöhung ihrer Hydrophohie imprägniert
sein. Als Beispiele für mögliche Alkyltrialkoxysilane seien Odyltrimethoxisilan
oder Propyltriäthoxisilan genannt. Es ist auch möglich, die Rohsprengsehnur mit
diesen Silanen, z.B. im Tauchverfahen, zu imprägnieren.
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Bei dieser Verfahrensweise kann die Verweilzeit der Sprengschnur in
einem wasserführenden Bohrloch (40°C Temperatur und 0,5 bar Wasserdruck) um wenigstens
50 % erhöht werden.
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Die Erfindung ist in den be.gefiigten Zeichnungen in Ausfährungsbeispielen
gezeigt und wird anhand dieser noch näher erläutert.
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Figur 1 zeigt eine schematische Schrägansicht einer erfindungsgemäßen
Sprengschnur. Dabei bedeutet 1 die Spreng stoffseele mit einem feinkörnigen Nitropenta
(Komgröße 75 % < 0,074 mm); mit 2 bis 4 werden drei sich überlappende Folienbänder
bezeichnet; 5 zeigt die Umspinnung mit den Haltefäden aus Kunststoff; dabei ist
b) die Brei eines solchen Fadens. Im vorliegenden Fall sind drei solcher Flachfäden
links herum um das äußerste Folienband 4 gewickelt und anschließend 3 Fäden recnts
herum um die erste, links herum gesponnene Lage der Faden gewickelt.
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Bo bilden also jeweils drei Bänder eine Lage dieser Umspinnung.
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Über den Lagen der Kernschnur 1 bis 5 befindet sich vorzugweise noch
eine Umhüllung 6 aus Polyäthylen oder PVC.
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Die Umhüllung wird entweder auf die vorgefertigte Kernschnur 1 bis
5 aufextrudiert, oder sie wird durch tauchen in eine entsprechende Polymer-Lösung
aufgebracht.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Ebene A - B der Kernschnur aus
Figur 1. Aus diesem Schnitt geht die Lage der Überlappungen der Folienbänder 2 -
4 hervor. Die Bedeutung der übrigen Ziffern ist die gleiche wie in Fig. 1.
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Die herstellung der Sprengschnüre erfolgt auf an sich bekonnte Weise,
wie z. B. in Figur 3 aufgezeigt. Der feingemahlene Sprengstoff wird aus einem Fülltrichter
7 in das tolienband 2 gegeben, das sich an seinem unteren Ende fortlaufend schraubenförmig
überlappt. Die Folienbänder 3 u.d 4 werden in gleicher diese wie das Folienband
1 in
den Trichtern 8 und 9 deren unteren Enden überlappt gewickelt.
Das aus dem Trichter 9 austretende, sprengstof@-gefüllte Band wird dann mit ci Lagen
der Flachfäden 5 umsponnen, wobei die Fäden der ersten Lage von den Spulen 10 auf
dem sich links herumdrehenden Teller 11 abgewickelt werden; der Teller 12, auf dem
sich die Spulen 13 für die zweite Lage der Flachfäden befindet, dreht sich rechts
herum.
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Da der Sprengstoff die erfindungsgemäß notwendige feine Körnung aufweist
und demzufolge ein schlochte@ Riese@ vermögen besitzt, wird er mit Hilfe von Transportfäden
14 aus dem Fülltrichter 7 in die Kernschnur geführt. Diese Transportfäden 14 besitzen
eine rauhe Oberfläche und laufen unter Spannung und Vibration durch die Trichter
7 - 9 und anschließend dann weiter innerhalb der Sprengstoffseele.
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Im Zentrum der Sprengstoffseele befindet sich weiterhin ein Kennfaden
15, der lediglich zur Kenuzeichnung der Sprengschnur dient.
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Es wurden weiterhin von einer Sprengschnur, die entsprechend den Figuren
1 und 2 aufgebaut ist und deren Sprengstoffseele mit 40 g/m Nitropenta gefüllt ist,
mehrere. etwa 6 m lange Stücke, einer Wasserlagerung unterworfen. Bei diesen Schlliiren
bestanden die Folienbänder 2 bip. 4 aus Polypropylen, wobei das Band 2 eine Breite
von 32 mm hatte, das Band 3@@r36 mm und das Band 4@@r46 mm breit.
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Die Haltefäden 5 bestanden ebenfalls aus Polypropylen.
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Die äußere Ummantelung 6 bestand aus Hochdruck-Polyäthylen.
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Die Sprengschnurstücke wurden unter einem Wasserdruck von 0,5 bar
(in 5 m langen, mit Wasser gefüllten Rohren) owohl bei 2200 als auch bei 400C gelagert.
Jeweils nach Ab lauf einer Stunde wurde eine Schnur mit einem Prüfzünder 0,175 gezündet.
Die bei einer Wassertemperatur von 2200 gelegerten Schnüre blieben bis zu einer
Lagerzeit von
15 Stunden voll funktionsfähig; d. h. es erfolgte
immer eine einwandfreie Zündung und vollständiges Durchdetonierer der Sprengschnur.
Bei einer Lagerung in Wasser von 40°C und 0, r> bar blieb die erfindungsgemäße
Sprengschnur nach einer Lagerzeit bis zu einschließlich 6 Stunden voll funktionsfähig.
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Zum Vergleich wurden solche Sprengschnüre den gleichen Prüfungen unterzogen,
die zwar auch eine Sprengstoffseele mit der gleichen Könnung wie bei der erfindungsgemäßen
Sprengschnur enthielten, die jedoch nur ein ebenfalls 32 mm breites Folienband aus
Polypropylen als Umhüllungsband (für die Sprengschnurseele) besaßen, das mit drei
Lagen aus Reyon- bzw. Zellwollgarnen umsponnen war. Die erste Lage dieser Umspinnung
bestand aus 12 Fäden Reyongarn, die zweite und dritte Lage aus jeweils 10 Fäden
Zellwollgarn. Die äußere Ummantelung (entsprechend der Ummantelung 6) bestand aus
Weich-PVC.
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Eine solche Sprengschnur blieb bei einer Lagerung in Wass r von 2200
bei einem Druck von 0,5 bar nur 7 Stunden @ang voll funktionsfähig. Wenn das Wasser
jedoch eine Temperatur von 40°C hatte, blieb die Funktionsfähigkeit nur 25 Minuten
erhalten. Bei einer Lagerung, die länger als die angegebenen Zeiten dauerte, konnte
eine einwandfreie Zündungs mit dem Prüfzünder 0,175 nicht erreicht werden.
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