DE3020957C2

DE3020957C2 - Wasserfeste Sprengschnur

Info

Publication number: DE3020957C2
Application number: DE19803020957
Authority: DE
Inventors: Werner Helfgen; Horst Herm. Dipl.-Chem. Dr. 5210 Troisdorf Jobelius
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1983-03-03
Also published as: CS229664B2; DE3020957A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine wasserfeste Sprengschnur mit einer gleichmäßig verpreßten Sprengstoffseeie, die vr«n einem Folienband umhüllt ist. Die Sprengschnur kann mehrere Stunden im Wasser gelagert werden, ohne daß ihre Zündbarkeit negativ beeinflußt wird.

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 kann 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 Sprengschnüre auf eine gewünschte Länge, z. B. der Länge eines Bohrloches, abgeschnitten werden müssen. Dabei entsieht zwangsläufig ein offenes Ende.

In Bohrlöchern kann im wesentlichen aus zwei Gründen Wasser oder Feuchtigkeit auftreten: entweder als Folge des Naßbohrverfahrens oder aufgrund wasserführender Schichten im Gebirge.
Das Naßbohrverfahren kann in senkrecht oder stark einfallend gebohrten Löchern soviel Feuchtigkeit führen, daß die Zündfähigkeit einer in das Bohrloch eingeführten und dort ggf. mehrere Stunden gelagerten Sprengschnur stark eingeschränkt oder in Einzelfällen auch aufgehoben wird. Beim Bohren in wasserführen- f>5 den Gebirgssehichtcn gelangt kontinuierlich Wasser in die gebohrten I .ocher, aus denen es auch nicht durch das /. B. beim Naßbohrverfahren üblicherweise angewendete Ausblasen entfernt werden kann, weil nachlaufendes Wasser die Löcher in kurzer Zeit wieder auffüllt.

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 Druck von 0,5 bar (5 m Wassersäule) und einer im Gebirge leicht auftretenden Temperatur von 40⁰C dringt in eine Sprengschnur mit einem offenen Ende und einem Füllgewicht von '.00 g/m (Korngröße 70% 0,3 mm) nach einer zweistündigen Lagerzeit der Schnur unter diesen Bedingungen soviel Wasser ein, daß die Feuchtigkeit innerhalb der ersten 10 cm, von dem offenen Ende ab gerechnet, durchschnittlich bei etwa 25% liegt. In dem darauffolgenden lOcm-Stück ist die durchschnittliche Feuchtigkeit immer noch etwa 15%.

Diese hohen Feuchtigkeitswerte führen durchweg zu Versagern, denn die Sprengschnur kann von dem elektrischen Sprengzünder nicht mehr gezündet werden.

Es bestand deshalb die Aufgabe, eine Sprengschnur zu finden, die auch mit ihrem offenen Ende in Wasser gelagert werden kann, ohne daß ihre Zündbarkeit negativ beeinträchtigt wird.

In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun eine Sprengschnur mit einer gleichmäßig verpreßten Sprengstoffseele mit einem brisanten Sprengstoff in so feiner Form, daß mehr als 50% der Sprengstoffteilchen kleiner als 0,074 mm sind und einem diese Seele umhüllenden, überlappt gewickelten Folienband gefunden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Seele von mindestens zw;: Folienbändern aus Kunststoff mit glatter Oberfläche umhüllt ist, wobei diese Umhüllungen an den Überlappungsstellen von einem oder mehreren unversponnenen Monofäden aus Kunststoff, die als Flachfäden ausgeführt sind, in ihrer Lage festgehalten werden.

Als brisanter Sprengstoff wird vorzugsweise Pentaerythrittetranitrat (Nitropenta) eingesetzt: es können jedoch auch andere brisante Sprengstoffe mit einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 5000 m/Sekunde eingesetzt werden, wie z. B. Hexagen (Cyciotrimethylentrinitramin) oder Octogen (Cyclotetramethylentetranitramin).

Die um die Seele liegenden Kunststoffbänder sind dabei vorzugsweise so angeordnet, daß die Überlappungen jedes weiteren Bandes nicht über die Überlappung der darunterliegenden Bänder zu liegen kommt. Wenn nur zwei Bender um die Seele gelegt werden, ist es vorteilhaft, die Überlappung des zweiten Bandes an der Seite anzubringen, die entgegengesetzt zur Überlappung des ersten Bandes liegt. Bei mehreren Bändern sorgt man dafür, daß die Überlappungen der jeweiligen Bänder nicht über die Überlappungen von mindestens zwei darunterliegenden Bändern zu liegen kommt.

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 Kunststoffe mit glatter, nicht saugender Oberfläche eingesetzt. Solche Kunststoff-Folien sind an sich bekannt, Wichtig ist jedoch, daß mindestens zwei solcher zu Umhüllungen überlappt gewickelte Bänder vorhanden sind.

Die zweite Forderung zum Krhalt wasserfester Sprengschnüre gemäß vorliegender Erfindung ist die Bedingung, daß der brisante Sprengstoff der Sprcngschnurseele in sehr feiner Form vorliegt. Die Korngröße

muß so gewählt wrrden. daß mehr als 50% der Sprengstoffkörner unter der Sieb-Maschenweite von 0,074 mm liegen. Dieser feinen Körnung zufolge ist das Volumen der Zwischenräume zwischen den Teilchen so stark reduziert, daß eine Kapillarwirkung praktisch nicht eintritt. Die Herstellung solch feiner Korngrößen erfolgt auf an sich bekannte Weise.

Es ist zwar z. B. aus der DE-HS 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 Sprengschnüre 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.

Bei den bekannten Sprengschnüren, wie sie u. a. auch in der DE-PS 20 57 042 beschrieben sind, besteht die Umspinnung des Folienbandes aus mehreren Lagen von Garnen aus Natur- und/oder Kunstfasern, wobei z. B. die erste Umspinnungslage aus Reyon und die weiteren Lagen aus Zellwollgarnen bestehen. Diese bekannten Garne enthalten einzelne, sehr feine Fädchen. die zu einem Garn gesponnen sind. Solche saugfähigen Garne werden erfindungsgemäß nicht eingesetzt. Sie ergeben nicht die gewünschte Wasserfestigkeit, selbst wenn sie nur in Verbindung mit dem erfindungswesentlich feinen Nitropenta eingesetzt werden.

Die Wasserfestigkeit der vorliegenden Sprengschnüre ergibt sich alleine aus der Umhüllung der in feiner, gleichmäßig verpreßter Form vorliegenden Sprengstoffseele mit mindestens zwei Folienbändern aus einem hydrophoben, nicht Wasser aufsaugenden Kunststoff. Die weiteren Maßnahmen dienen nur dazu, die Lage der Folienbänder beizubehalten. Diese Maßnahmen umfassen u. a. das Umwickeln des obersten Folienbandes mit einem oder mehreren Monofäden. Diese Monofäden dürfen Wasser nicht aufsaugen; sie bestehen deshalb nicht aus versponnenen (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 Flachfäden, d. h. als Einzelfäden vor.

Die Monofäden sind bevorzugt aus vollsynthetischem Material. Sie können vor dem Umwickeln um die Folienbänder zusätzlich noch mit hydrobierend wirkenden Verbindungen, wie z. B. Alkyltrialkoxysilanen, zur Erhöhung ihrer Hydrophobie imprägniert sein. Als Beispiele für mögliche Alkvltrialkoxysilane seien Octyltrimethoxisilan oder Propyltriäthoxisilan genannt. Es ist auch möglich, die Rohsprengschnur mit diesen Silanen, z. B. im Tauchverfahren, zu imprägnieren. Bei dieser Verfahrensweise kann die Verweilzeit der Sprengschnur in einem wasserführenden Bohrloch (40⁰C Temperatur und 0,5 bar Wasserdruck) um wenigstens 50% erhöht werden.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in Ausliihrungsbeispiclen gezeigt und wird anhand dieser noch näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schrägansicht einer erfindiingsgcmäßcn Sprengschnur. Dabei bedeutet 1 die Sprcngstoffsccle mit einem feinkörnigen Nitropenta (Korngröße 75% < 0.074 πιπί): mil 2 bis 4 werden drei sich überlappende f'olienbändcr bezeichnet; 5 /cigt die Umspinnung mit den Haltefaden aus Kunststoff: dabei ist /) die Breite eines solchen Fadens. Im vorliegenden Fall sind drei solcher Flachfäden links herum um das äußerste Folienband 4 gewickelt und anschließend 3 Fäden rechts herum um die erste, links herum gesponnene Lage der Fäden gewickelt. Es bilden also jeweils drei Bänder eine Lage dieser Umspinnung.

Über den Lagen der Kernschnur 1 bis 5 befindet sich vorzugsweise noch eine Umhüllung 6 aus Polyäthylen oder PVC. Die Umhüllung wird entweder auf die vorgefertigte Kernschnur t bis 5 aufextrudiert, oder sie ίο wird durch Tauchen in eine entsprechende Polymer-Lösung aufgebracht

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Ebene A-B der

Kernschnur aus Fig. 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.

Die Herstellung der Sprengschnüre erfolgt auf an sich

bekannte Weise, wie z. B. in F i g. 3 aufgezeigt. Der feingemahlene Sprengstoff wird aus einam Fülltrichter 7

in das Folienband 2 gegeben, das sich an seinem unteren Ende fortlaufend schraubenförmig überlappt. Die Folienbänder 3 und 4 werden in gleich : Weise wie das Folienband 1 in den Trichtern 8 und 9 ar. d"ren unteren Enden überlappt gewickelt. Das aus dem Trichter 9 austretende, sprengstoffgefüllte Band wird dann mit zwei Lagen der Flachfäden 5 umsponnen, wobei die Fäden de; 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

3C Lage der Flachfäden befindet, dreht sich rechts herum.

Da der Sprengstoff die erfindungsgemjiß notwendige feine Körnung aufweist und demzufolge ein schlechtes Rieselvermögen 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 weiler innerhalb der Sprengstoffseele.

Im Zentrum der Sprengstoffseele befindet sich weiterhin ein Kennfaden 15, der lediglich rur Kennzeichnung der Sprengschnur dient.

Es wurden weiterhin von einer Sprengschnur, die

entsp:echend den Fig. 1 und 2 aufgebaut ist und deren Sprengstoffseele mit 40 g/m Nitropenta gefüllt ist, mehrere, etwa 6 m lange Stücke, einer Wassevlagerung unterworfen. Bei diesen Schnüren bestanden die Folienbänder 2 bis 4 aus Polypropylen, wobei das Band 2 eine Breite von 32 mm hatte, das Band 3 war 36 mm und das Band 4 war 46 mm breit. Die Haltefäden 5 bestanden ebenfalls aus Polypropylen. Die äußere Ummantelung 6 bestand aus Hochdruck-Polyäthylen.

Die Sprengschnurstücke wurden unter einem Wasserdruck von 0.5 bar (in 5 m langen, mit Wasser gefüllten Rohren) sowohl bei 22°C als auch bei 40°C gelagert. Jeweils nach Ablauf einer Stunde wurde eine Schnur mit einem Prüfzünder 0.175 gezündet. Die bei einer Wassertemperatur -'on 22°C gelagerten Schnüie blieben bis zu einer Lagerzeit von 15 Stunden voll funktionsfähig; d. h. es erfolgte immer eine einwandfreie t,o Zündung und vollständiges Durchdetonieren der Sprengschnur. Bei ei ,er Lagerung in Wasser von 40°C und 0,5 bar b'icb die erfindungsgemäße Sprengschnur nach einer I.ager/cit bis /u einschließlich 6 Stunden voll funktionsfähig.

■', Zum Vergleich wurden solche Sprengschnine den gleichen Prüfungen uriter/ogcn. die /war auch eine SprengstoliM.de mit l.«.¹:¹ gleichen Körnung wie b·:: '.';;■ erfindungsgemäßen Sprengschnur enthielten, die je-

doch nur ein ebenfalls 52 mm breite¹- folienband uns I ine solche Sprengschnur blieb hei einer I agenini: '

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wasserfeste Sprengschnur mit einer gleichmäßig verpreßten Sprengstoffseele mit einem brisanten Sprengstoff in so feiner Form, daß mehr als 50% der Sprengstoffteilchen kleiner als 0,074 mm sind, und einem diese Seele umhüllenden überlappt gewickelten Folienband, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele von mindestens zwei Folienbändern aus Kunststoff mit glatter Oberfläche umhüllt ist, wobei diese Ränder an den Überlappungsstellen von einem oder mehreren unversponnenen Monofäden aus Kunststoff, die als Flachfäden ausgeführt sind, in ihrer Lage festgehalten werden.

2. Wasserfeste Sprengschnur gemäß Anspruch 1.15 dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung des zweiten und ggf. der weiteren Folienbänder nicht über den Überlappungen der vorangegangenen Bänder liegt.

3. Wasserfeste Sprengschnur gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Überlappung des zweiten Folienbandes an entgegengesetzter Steile zum ersten Folienband befindet.

4. Wasserfeste Sprengschnur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines um die Seele liegenden Bandes jeweils größer ist als die Breite des darunterliegenden Bandes.

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