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Schwer deflagrierender Nitroglycerin-Sprengstoff
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Die Erfindung betrifft einen, insbesondere unter hohem Wasserdruck
schwer deflagierenden Nitroglycerin-Sprengstoff.
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Dieser Sprengstoff wird bei der Sprengarbeit in Kohlenbergwerken,
insbesondere in Sprenglöchern mit Wasser unter Druck eingesetzt.
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Der schwer deflagierende Nitroglycerin-Sprengstoff enthält mehr als
28 Gewichtsprozent Nitroglycerin oder dessen Mischung mit Nitroglykol, bis zu 2,5
Gewichtsprozent Nitrocellulose, Ammoniumnitrat, Natriumchlorid, Guaramehl nicht
über 2,5 Gewichtsprozent und Paraffinkohlenwasserstoffe mit 16 oder mehr Kohlenstoffatomen
im Molekül in einer Menge, die 5 Gewichtsprozent nicht überschreitet.
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Der Nachteil der bekannten schwer deflagrierenden Sprengstoffe besteht
darin, daß es erforderlich ist, große Mengen an Nitroglycerin oder an einer Mischung
von Nitroglycerin und Nitroglykol zu verwenden, die im wesentlichen 30 Gewichtsprozent
übersteigen. Bei niedrigeren Gehalten an Nitroglycerin wird die Detonation des Sprengstoffs
unvollständig und es tritt Deflagration auf, insbesondere dann, wenn man den Sprengstoff
unter hohem Wasserdruck zündet. Eine andere Schwierigkeit besteht in der Notwendigkeit,
Ammoniumnitrat mit Paraffinkohlenwasserstoffen sehr gründlich zu mischen, insbesondere
wenn deren Menge 2 Gewichtsprozent nicht übersteigt.
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Das Mischen und Kneten von Ammoniumnitrat mit Paraffinkohlenwasserstoffen
muß dann als getrennter Arbeitsvorgang durchgeführt werden, bevor man diese Bestandteile
mit den restlichen Komponenten des Sprengstoffs vereinigt und mischt.
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Dies erhöht die Produktionszeit des Sprengstoffes und verkleinert
den
Produktionsausbeute:Faktor der Betriebsanlage.
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Eine andere Schwierigkeit des bekannten Sprengstoffs besteht darin,
daß durch die Detonation einer 1 kg-Sprengstoffladung in einem Versuchs stollen
die Mischung von Methan und Luft gezündet wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen schwer deflagierenden
Nitroglycerin-Sprengstoff zu schaffen und verfügbar zu machen, welcher die Mischung
von Methan und Luft durch die Detonation einer 1 kg-Sprengstoffladung in einem Versuchsstollen
nicht entzündet.
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Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß völlig unerwartet festgestellt
wurde, daß Polyalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül synergistisch in
bezug auf Guaramehl wirken, indem sie Guaramehl enthaltenden Nitroglycerin-Sprengstoff
antideflagrierende Eigenschaften verleihen.
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Durch antideflagrierende Eigenschaften unter hohem Wasserdruck sind
Sprengstoffe gekennzeichnet, die mehr als 20 Gewichtsprozent Nitroglycerin oder
eine Mischung von Nitroglycerin und Nitroglykol, weniger als 2 Gewichtsprozent Guaramehl
und weniger als 3 Gewichtsprozent Polyalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im
Molekül enthalten.
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Guaramehl ist ein bekanntes Hydrophobiermittel, welches nach Zugabe
zu Ammoniumnitrat-Sprengstoffen, d.h. welche weniger als 8 Gewichtsprozent an Nitroglycerin
oder an der Mischung von Nitroglycerin und Nitroglykol enthalten, diese beständig
gegen Wasser macht.
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Nitroglycerin-Sprengstoffe, d.h. sind solche, die mehr als
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Gewichtsprozent an Glycerin oder an der Mischung von Glycerin und Glykol enthalten,
sind von Natur aus wasserbeständig. Sie verdanken ihre Wasserbeständigkeit der aus
Nitroglycerin und Nitrocellulose hergestellten Gelatine.
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Guaramehl selbst, das zu Nitroglycerin-Sprengstoff zugegeben wird,
verringert dessen Deflagration nicht, nachdem es unter hohem Wasserdruck gelagert
worden ist.
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In ähnlicher Weise verhindert Glykol selbst die Deflagration von Nitroglycerin-Sprengstoff,
der unter Wasser gelagert worden ist, nicht.
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Der erfindungsgemäße Sprengstoff enthält mehr als 20 Gewichtsprozent
an Nitroglycerin oder an einer Mischung von Nitroglycerin und Nitroglykol, weniger
als 2,0 Gewichtsprozent Nitrocellulose, 20 bis 35 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat,
35 bis 50 Gewichtsprozent Natriumchlorid, weniger als 2 Gewichtsprozent Guaramehl
und weniger als 3 Gewichtsprozent Polyalkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im
Molekül.
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Wachspapierhülsen wurden mit dem Sprengstoff gemäß der Erfindung gefüllt
und 1 Stunde in Wasser unter einem Druck von 10 MPa gehalten. Der Sprengstoff-detoniert
nach Zündung durch eine Sprengkapsel Nr. 8 vollständig ohne Spuren einer Deflagration,
überträgt die Detonation bis auf eine Entfernung von zumindest 8 cm und zündet in
Ladungen von 1 kg, die sowohl in Wasser, als auch nicht in Wasser gelagert worden
waren, die Mischung von Methan und Luft in dem Versuchsstollen nicht.
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Die erfindungsgemäßen Sprengstoffe wurden in den nachfolgenden Beispielen
erprobt.
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B e i s p i e 1 1 In einen Mischbehälter wurden 22 kg der Mischung
von Nitroglycerin und Nitroglykol im Verhältnis 1:1, 0,8 kg Dynamitcellulose und
2 kg Dinitrotoluole eingebracht und vorsichtig bis zum Gelieren gemischt. Anschließend
wurden in das erhaltene Gel 29 kg Ammoniumnitrat, 45 kg Natriumchlorid, 0,5 kg Guaramehl,
0,7 kg Äthylenglykol mit 0,1 kg Farbstoff eingeführt und so lange gemischt, bis
ein homogenes Produkt erhalten wurde. Mit dem hergestellten Sprengstoff wurden Wachspapierhülsen
mit einem Durchmesser von 32 mm im Gewicht von 200 g gefüllt. Ein Teil der Hülsen
wurde in ein Stahlrohr eingebracht und 1 Stunde lang in Wasser unter einem Druck
von 10 MPa gehalten. Nach der Entnahme aus dem Wasser detonierten die Hülsen vollständig
mit einer Geschwindigkeit von über 1900 m/s, übertrugen die Detonation bis auf eine
Distanz von 4 cm und entzündeten die Mischung von Methan und Luft bei Zündung einer
1 kg-Ladung in dem Versuchsstollen nicht.
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Auch die Hülsen, die nicht in Wasser gehalten worden waren, entzündeten,
wenn sie in dem Versuchsstollen in Ladungen von 1 kg gezündet wurden, die Mischung
von Methan und Luft nicht. Zu Vergleichszwecken wurde ein Sprengstoff, der wie oben
beschrieben die gleiche Zusammensetzung, jedoch ohne Äthylenglykol, hatte und in
gleicher Weise konfektioniert worden war, hergestellt und in Hülsen abgefüllt. Der
Sprengstoff wurde in einem Stahlrohr 1 Stunde lang in Wasser unter einem Druck von
10 MPa gehalten. Der Sprengstoff hatte eine Detonationsgeschwindigkeit von 900 m/s
und übertrug die Detonation nicht auf die angrenzenden Hülsen.
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In ähnlicher Weise wurde ein Sprengstoff mit der gleichen Zusammensetzung
konfektioniert und in der gleichen Weise wie oben beschrieben hergestellt, jedoch
ohne Guaramehl. Nachdem er 1 Stunde in Wasser unter einem Druck von 10 MPa gehalten
worden
war, hatte der ^5prengstôff die Detonationsgeschwindigkeit von 800 bis 950 m/s und
übertrug die Detonation auf die angrenzenden Hülsen nicht.
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B e i s p i e l 2 Ein Sprengstoff wurde in der gleichen Weise und
mit analoger Zusammensetzung wie in Beispiel 1 konfektioniert, mit dem Unterschied,
daß die 0,7 kg Glykol durch 1,1 kg primäres Polypropylenglykol ersetzt wurden. Alle.
Hülsen detonierten vollständig mit einer Geschwindigkeit von 1920 bis 2100 m/s;
sie übertrugen die Detonation bis zur Distanz von 3 cm und entflammten die Mischung
von Methan und Luft nicht.
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Beispiel 3 Ein Sprengstoff wurde in der gleichen Weise und mit analoger
Zusammensetzung wie in Beispiel 1 konfektioniert, mit dem Unterschied, daß die 0,7
kg Glykol durch 0,5 kg Glycerin ersetzt wurden. Der Sprengstoff wurde wie in Beispiel
1 untersucht. Alle Hülsen detonierten mit einer Geschwindigkeit von 1920 bis 2050
m/s; sie übertrugen die Detonation bis zur Distanz von 5 cm und zündeten die Mischung
von Methan und Luft nicht.
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Beispiel 4 Ein Sprengstoff wurde in der gleichen Weise und mit einer
analogen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 konfektioniert, jedoch mit dem Unterschied,
daß die 0,7 kg Glykol durch 0,3 kg 1,2,3,4-Tetrahydroxybutan ersetzt wurden. Die
Hülsen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben, untersucht. Alle Hülsen detonierten
vollständig mit einer Geschwindigkeit von 200 bis 210 m/s; sie übertrugen die Detonation
bis zur Distanz von 3 cm und zündeten die Mischung von Methan und Luft nicht.
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B e i s p i e l Ein Sprengstoff wurde in der gleichen Weise und mit
einer analogen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 konfektioniert, mit dem Unterschied,
daß die 0,7 kg Äthylenglykol durch eine Mischung von 0,3 kg Äthylenglykol und 0,4
kg Glycerin ersetzt wurden. Die Hülsen wurden wie in Beispiel 1 beschrieben, untersucht.
Alle Hülsen detonierten mit einer Geschwindigkeit von 1930 bis 2100 m/s; sie übertrugen
die Detonation bis zur Distanz von 4 cm und zündeten die Mischung von Methan und
Luft nicht.
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Beispiel 6 Ein Sprengstoff wurde in der gleichen Weise und mit einer
analogen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 konfektioniert, mit dem Unterschied,
daß die 0,7 kg Glykol durch 1,5 kg Pentaerythrit ersetzt wurden. Die Hülsen wurden
wie in Beispiel 1 beschrieben, untersucht. Alle Hülsen detonierten vollständig mit
einer Geschwindigkeit von 1900 bis 2050 m/s; sie übertrugen die Detonation bis zur
Distanz von 6 cm und zündeten die Mischung von Methan und Luft nicht.