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Verfahren zur. Erhöhung der Detonationsempfindlichkeit von gelatinösen
Sprengstoffen Es ist bekannt, daB mit Hilfe von Nitrocellulose gelatinierte Salpetersäure-Ester-Sprengstoffe
dazu neigen, nur schwierig zur vollen Detonation durch die Einwirkung einer normalen
Bergbau-Sprengkapsel angeregt zu werden. Am wenigsten macht sich diese unerwünschte
Erscheinung bemerkbar, wenn der Sprengstoff in üblicher Form in einem besetzten
Bohrloch gezündet wird. Zwar bildet sich auch dann noch eine sogenannte Anlaufstrecke
aus, jedoch bewirkt der allseitige Einschluß in diesem Falle, daß fast immer volle
Detonation erreicht wird.
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Wird dagegen der Sprengstoff zu Sprengungen oder Sprengversuchen ohne
Einschluß verwendet, so erreicht man die volle Detonationsgeschwindigkeit nur bei
frisch hergestelltem Sprengstoff und auch dann erst nach einer gewissen Anlaufstrecke.
Bestimmt man die Stauchung nach der bekannten Methode von Hes s, wobei auf einem
Bleizylinder von 40 mm 0 und 61 mm Höhe unter Zwischenlage einer Stahlplatte eine
Sprengpatrone von ioo g und 40 mm (p abgesprengt wird, an einem Sprengstoff der
Zusammensetzung:
| Nitroglykol ...... 23,0 bis 40,0'/@ |
| Collodiumwodle . . . o,8 - 2,o °/o |
| Trinitrotoluol .... o,o - 6.,o O/9 |
| Ammonsalpeter ... 40,0 - 6o,o °/o |
| Holzmehl . . . . - . . o,o - 5,o o/o |
| EisenQxydrot .... 0,2 0/0 |
so erhält man eine pilzförmige Stauchung von. etwa 17 bis 21 mm.
Verstärkt man dagegen die Wirkung der Sprengkapsel durch Unterlegen einer kleinen
Tahlette von 1,5 g Cyclotrimethylentrinitramin, so tritt fast völlige Zertrümmerung
des Stauchzylinders ein, ein Zeichen,, daß bei der normalen Versuchsanordnung nicht
die volle Detonation erreicht wird.
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Weiterhin macht sich die verringerte Detonationssensibilität von gelatinösen
Nitroglycerinsprengstoffen besonders dann bemerkbar, wenn sie ohne festeren Einschluß
(wie er z. B. bei der Laborierung in einer sogenannten Brunnenpatrone gegeben ist)
unter erheblichen hydrostatischen Drücken unter Wasser gesprengt werden müssen.
Der gleiche obengenannte Sprengstoff beginnt dann etwa oberhalb von 3 Atm. Wasserdruck
zu versagen.
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Man hat diese von jeher bekannten Umstände in gewissem Umfang dadurch
bekämpft, daß man versuchte, die bei frisch hergestellter Ware vorhandene Feinverteilung
von Luftbläschen. im Sprengstoff möglichst lange aufrechtzuerhalten. Dies ist durch
Zusätze von Korkmehl, Weizenkleie, Bagasse und anderen porenhaltigen Kohlenstoffträgern
geschehen. Der Erfolg ist aber begrenzt und erreicht etwa 50, m Wassersäule, bei
Anwendung von Übertragungskörpern aus gepreßten kristallisierten Sprengstoffen etwa
ioo m.
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Weiterhin hat man die Detonationssensibilität durch Zusätze von empfindlichen,
kristallisierten Sprengstoffen, besonders von Pentaerythrit-Tetranitrat und Cyclotrimethylentrinitramin
erhöht. Diese Methode ist zwar erfolgreich, hat sich jedoch aus wirtschaftlichen
Gründen nicht durchgesetzt, da derartige Zusätze sehr teuer sind.
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Es wurde nun gefunden, daß eine sehr wirksame Erhöhung der Detonationsempfindlichkeit
von gelatinösen Sprengstoffen, die unter Verwendung von flüssigen Salpetersäureestern
hergestellt werden, dadurch erreicht werden kann, daß dem Sprengstoff in Anteilen
von 4 bis 25%, bevorzugt io%, feine, harte, inerte und scharfkantige Stoffe zugesetzt
werden, deren Korngröße im wesentlichen unter etwa 0,,2 mm liegt und deren Dichte
etwa 2,4 oder mehr beträgt.
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Setzt man dem obengenannten Sprengstoff z. B. io% Bimssteinmehl zu;
so tritt bei dem gleichfalls oben angeführten Stauchversuch nach Hes.s weitgehende
Zertrümmerung des Bleizylinders auch dann ein, wenn die Wirkung der Sprengkapsel
nicht durch eine zusätzliche Tablette eines hochempfindlichen Sprengstoffs verstärkt
wird. Ganz besonders überraschend jedoch ist die außerordentlich sensibilisierende
Wirkung beim Sprengversuch unter Wasserdruck. Es wurde gefunden, daß unter einem
Druck von über ioo atü, also über iooo m Wassersäule, noch völlige Detonation des
angeführten Sprengstoffs mit io% inertem Zusatz unter Benutzung einer geeigneten
Sprengkapsel stattfindet.
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Ein ähnliches Ergebnis wird durch eine gleichartig dosierte Zugabe
von Quarzmehl erreicht, das in seiner Korngröße unter 0,,i mm liegen soll. Weitere
Beispiele für Sprengstoffzusammensetzungen sind die folgenden: i. 25,ir% Nitroglykol-Nitroglycerin-Gemisch
6o : 4o (d. h. 6o Gewichtsprozent Nitroglykol), 0,54% ColloaiumWOlle, o,630/0, Tylose,
27,q.50/0 Ammonsalpeter, 35,55 0/a Steinsalz, 0,45% Talkum, 0,27% Holzmehl, io%
Bimssteinmehl; 2. 34,68 0/0, Nitroglykol, 1,66% Collodiumwolle, 3,68% Trinitrotoluol,
48,i20/0, Ammonsalpeter, 3,681/o Holzmehl, o, i80/0, Eisenoxydrot, 811/o Bimssteinmehl;
3. 33,93% Nitroglykol, 1,62% Collodiumwolle, 3,6% Trinitrotoluol, 47,07% Ammonsalpeter,
3,6% Holzmehl, 0,,18% Eisenoxydrot, io% Bimssteinmehl.
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In den angegebenen Beispielen kann das Bimssteinmehl auch ersetzt
werden durch Stoffe wie z. B. Quarzmehl, Korund, Glasmehl oder -Feldspat. Stoffe
wie z. B. Titandioxyd (gefällt), Kieselgur, Benton.it u. ä. sind nicht geeignet,
eine Sensibilisierung zu erzielen.
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Die Arbeitsleistung des -Sprengstoffes als solche ist naturgemäß durch
die Zugabe inerten Materials etwas herabgesetzt. Anwendungstechnisch empfiehlt sich
ein solcher sensibilisierter Sprengstoff für Sprengungen ohne Einschluß und für
Sprengungen unter hydrostatischen Drücken.
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Bemerkenswert ist als weiterer Vorteil auch die erhöhte Lagerbeständigkeit
der erfindungsgemäß erhaltenen Sprengstoffe.
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Gelatinöse Sprengstoffe unterliegen einem Alterungsprozeß, der dadurch
zum Ausdruck kommt, daß sie in frisch hergestelltem Zustand eine größere Brisanz
ent-,vickeln als nach einer längeren Lagerzeit. Dieser Rückgang der Brisanz, der
einem allmählichen Prozeß gleichkommt, beginnt bereits nach etwa 8 Tagen und verstärkt
sich mit zunehmender Lagerdauer.
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Der Brisanzverlust zeigt sich dadurch, daß die einzelnen Patronen.
abnehmende, also schlechtere S tauchwerte nach K a s t und H e s s ergeben, daß
außerdem ihre Übertragungsfähigkeit abnimmt und die Detonationsgeschwindigkeit zurückgeht.
Praktisch äußert sich dieser Vorgang dadurch, daß eine frei liegende Ladung aus
mehreren Patronen im ungünstigsten Fall überhaupt nicht mehr durchdetoniert. Dieser
Nachteil der verminderten Lagerfähigkeit wird durch die erfindungsgemäßen Zusätze,
insbesondere durch Bimssteinmehl, beseitigt. Es wurde z. B. festgestellt, daß Ammongelit
i, das. io% Bimssteinmehl enthält, nach einjähriger Lagerzeit noch seine volle Wirkung
zeigt, wie diese im frisch hergestellten Zustand vorhanden ist.