DEI0008362MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. März 1954 Bekanntgemacht am 9. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf Ladungen für wiederholt verwendbare Sprengeinrichtungen, die als Sprengladungen in staub- oder schlagwetterhaltigen Schächten besonders geeignet sind und bei denen eine sich selbst unterhaltende flammenfreie gaserzeugende thermische Zersetzung eintritt, wenn diese Massen örtlich unter Druck erhitzt werden.

Es werden weitgehend Sprengvorrichtungen angewandt, welche aus einem druckbeständigen Behälter von rohrförmigen! Aufbau bestehen, der an einem Ende mit einem gasdichten Verschluß versehen ist und am anderen Ende einen Ausblaskopf aufweist, welcher von dem Behälter durch eine sich ausdehnende Bruchscheibe getrennt ist, welche bei einem vorher bestimmten Druck nachgibt. Diese Sprengvorrichtung ist noch mit elektrischen Kontakten versehen, um ein Heizelement elektrisch zünden zu können.

Bei einer Sprengvorrichtung der geschilderten Art wird die Sprengwirkung durch die in das Bohrloch durch Öffnungen in der Blaskappe austretenden Gase erzeugt, wenn sich der Druck in dem Behälter so weit aufgebaut hat, daß die Bruchscheibe nachgibt und somit eine Verbindung zwischen dem

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Behälter und der Blaskappe hergestellt worden ist. Die Zeitdauer für das Austreten der Gase aus dem Behälter in den Ausblaskopf und durch die Öffnungen desselben in das Bohrloch nach dem Nachgeben der Bruchscheibe ist ausreichend, um eine sich verhältnismäßig langsam- steigernde und hebend wirkende Sprengwirkung zu erzielen, wie sie zur Erzeugung von Stückenkohle wünschenswert ist.
Es wurde schon vorgeschlagen, Ladungen aus

to Ammoniumnitrat mit einem Hei'zstoff bei Sprengvorrichtungen der erwähnten Art zu verwenden. Derartige Ladungen erfordern jedoch eine erhebliche Wärmezufuhr zur Zündung, und wenn eine derartige erhebliche Wärmezufuhr stattfindet, kann das Ammoniumnitrat infolge seiner nicht regelbaren Reaktion in unerwünschten Augenblicken detonieren. . Es wurden auch schon gaserzeugende Massen, wie beispielsweise Mischungen von Ammoniumnitrat und Ammoniumbicarbonat, mit einem Heizstoff, wie beispielsweise Schwarzpulver, vorgeschlagen. Derartige Stoffzusammensetzungen lassen sich aus Sicherheitsgründen jedoch in entflammbaren Gasmischungen nicht verwenden. Es würde daher notwendig sein, Sprengvorridhtungen mit solchen Massen ausschließlich über Tage zu laden, da.derartige Massen unter Tage, insbesondere in schlagwettergefährdeten Kohlebergwerken, nicht gelagert werden können. .- .

Es wurde auch schon vorgeschlagen, bei Sprengvorrichtungen der angegebenen Art Ammoniumnitratlösungen zu verwenden. Durch die Gegenwart des Wassers wird an sich die Wirksamkeit der Ladung verringert, und sie läßt sich schwierig und umständlich handhaben. Es kommt noch hinzu, daß beim Bersten derBruchscheibe die Sprengflüssigkeit in den Ausblaskopf eintreten und diesen zerstören kann.

Es sind auch schon Ladungen aus Ammoniumnitrat vorgeschlagen worden, das durch Zusatz einer Chromverbindung empfindlich gemacht werden kann. Derartige Stoffzusammensetzungen setzen sich bei atmosphärischen Drucken um und sind infolgedessen nicht geeignet, unter Tage zum Laden von entsprechenden Sprengvorridhtungen verwendet zu werden, da hierbei lediglich solche. Stoffzusatnmensetzungen in Frage kommen, welche eine sich selbst unterhaltende Zersetzung nur bei erhöhten Drucken erfahren.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, als Haup'tladung für Sprengvorrichtungen der geschilderten Art eutektische Mischungen von Ammoniumnitrat und Harnstoff zu verwenden. Derartige eutektische Mischungen sind bei gewöhnlichen Temperaturen flüssig und haben den gleichen Nachteil wie die oben geschilderten bekannten flüssigen Sprengstoffe. Es kommt noch hinzu, daß ein Sprengstoff der letztgenannten Art sehr stark Wasser absorbiert und hierdurch die Wirksamkeit der Ladung verringert wird.

Bei Sprengvorrichtungen der beschriebenen Art besteht die Sprengladung gewöhnlich aus¹ einer äquimolekularen Mischung von Natriumnitrit und Ammoniumchlorid, die mit einem Alkali, wie Magnesiumoxyd oder Natriumcarbonat, in Mengen bis zu etwa 3 Gewichtsprozent stabilisiert ist. Diese Ladungen zersetzen sich, wenn sie örtlich erhitzt werden, ohne zu detonieren und ohne Flammenwirkung, wobei diese Zersetzung sich selbst unterhalt, und zwar unter Bildung von Natriumchlorid, Stickstoff und Dampf. Wenn die Zersetzung dieser Masse durch die örtliche Heizvorrichtung einmal eingeleitet ist, so baut sich in der beschriebenen Sprengvorrichtung ein Druck auf, und die Zersetzung wird hierdurch wesentlich beschleunigt, wobei die Gase unmittelbar ohne Flammenwirkung austreten. Diese Ladung wird durch ein Heizelement gezündet, das gewöhnlich aus einem kleinen elektrischen Schwarzpulverzünder besteht. Diese Arbeitsweise ist an sich möglich, weil, obwohl ein Schwarzpulverzünder eine Flamme erzeugt, die Zeitdauer, welche für die Zersetzung der stabilisierten Mischung von Natriumnitrit und Ammoniumchlorid erforderlich ist, um einen Druck aufzubauen, der ausreichend ist, um die Bruchscheibe zum Bersten zu bringen, lang genug ist, daß die Teile des elektrischen Zünders abgebrannt sind, bevor der Bruch der Scheibe erfolgt.

Massen, welche auf Mischungen von Ammoniumchlorid und Natriumnitrit aufgebaut sind, setzen, wenn ihre Zersetzung durch örtliche Erwärmung auf eine etwas erhöhte Temperatur eingeleitet ist, ihre gaserzeugende Zersetzung mit einer sichtbaren Geschwindigkeit durdh die ganze Masse selbst bei atmosphärischem Druck hindurch fort. Für gewisse Zwecke ist dies ein bedeutender Nachteil, da nämlieh für den Fall, daß irgendein Teil dieser Masse zufällig erwärmt werden sollte, die ganze Masse sich umsetzen und dichte Wolken von unangenehmem Rauch bilden kann. Aus diesem Grunde ist man heutzutage von der Anwendung solcher Ladüngen unter Tage in Kohlebergwerken abgegangen. Es ist daher wünschenswert, Massen vorzuschlagen, welche eine sich selbst unterhaltende Zersetzung nur dann erfahren, wenn sie unter Druck gezündet werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr eine Druckgas erzeugende Ladung vorgeschlagen, welche aus Ammoniumnitrat in einer Menge von 55 bis 75 Gewichtsprozent und Calciumformiat in einer Menge von 45 bis 25. Gewichtsprozent besteht, wobei gewünschtenfalls Calciumstearat in einer Menge bis zu 0,5 Gewichtsprozent zugegen-sein kann.

Die Mittel, durch die ein Druck innerhalb der Sprengeinrichtung aufgebaut werden kann, können aus der erwähnten örtlichen Erhitzungsvorrichtung bestehen. So wird beispielsweise eine gaserzeugende, elektrisch zu betätigende örtliche Erhitzungsvorrichtung mindestens genügend heißes Gas erzeugen, um den Druck innerhalb des druckwiderstandsfähigen Behälters auf einige Atmosphären zu erhöhen. Bei einer derartigen S icherheitsheizvorrichtung besteht die Heizmasse beispielsweise aus 66 bis 45 Gewichtsprozent Guanidinnitrat, 27 bis 45 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat und 6 bis 10 Gewichtsprozent Cuprochlorid und kann gewünsch-

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tenfalls bis zu I Gewichtsprozent Vaseline enthalten, wobei der Behälter das in seinem Innern gebildete Gas nach Zündung der Heizmasse abläßt. Andererseits können die Mittel zum Aufbau eines Druckes innerhalb des Behälters beispielsweise aus einem Behältnis bestehen, welches geeignet ist, Gas unter Druck zu liefern, wobei an dieses Behältnis ein Rückschlagventil angeschlossen ist und ein Einlaß in den Behälter vorgesehen ist, so daß die gewünschte Gasmenge in den Behälter eingeführt werden kann.

Die Heizvorrichtung, welche mit der Masse gemäß der Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise eine solche, die genügend heißes Gas erzeugt, um den Druck innerhalb des druckwiderstandsfähigen Behälters auf einige Atmosphären aufzubauen. Es können jedoch naturgemäß auch andere Arten von Heizvorrichtungen verwendet werden.
Die flammenlos gaserzeugenden Ladungen gemäß der Erfindung haben den großen Vorteil, daß ihre Zersetzung nur unter Druck eingeleitet werden kann und daß sie sich nicht unter atmosphärischem Druck entzünden.' Sie unterscheiden sich also in dieser Hinsicht von den bisher angewandten Massen, welche sich auf Mischungen von Ammoniumchlorid und Natriumnitrit aufbauen, insofern, als sie.nicht geeignet sind, ihre eigene thermische Zersetzung durch die Masse infolge einer örtlichen Erhitzung eines Teiles derselben bei atmosphärischem Druck aufrechtzuerhalten, so daß, selbst wenn ein heißer Gegenstand zufällig mit einem Teil einer solchen Masse in einem Bergwerk unter atmosphärischem Druck in Berührung kommen sollte, auf keinen Fall eine Zündung der Masse stattfindet. Der bei der Sprengung erzeugte Rauch ist mengenmäßig geringer und weniger unangenehm als derjenige, welcher bei der Zersetzung von Massen auftritt, die aus Ammoniumchlorid und Natriumnitrit bestehen, und die entstehenden Gase sind frei von Giften oder unangenehm wirkenden Bestandteilen. Die Gesamtmenge an festen Produkten, welche gebildet wird, ist auch viel geringer, als es bei Massen aus Ammoniumchlorid und Natriumnitrit der Fall ist. Es kommt noch hinzu, daß etwaige fortgeschleuderte gasförmige oder feste Stoffe eine zu niedrige Temperatur besitzen, als daß durch sie schilagwetterhaltige' oder staubige Atmosphären gezündet werden könnten oder daß eine indirekte Gefahr einer Zündung auftreten könnte.

Für ihre Verwendung in SprengvoTrichtungen der angegebenen Art können die den Gegenstand der Erfindung bildenden Massen in einem Behälter eingeschlossen sein, der vorzugsweise aus irgendeinem nicht brennbaren und nicht schwelenden Material besteht, wie beispielsweise Blech, gewissen synthetischen plastischen Stoffen, wie Polychloracrylaten oder feuerfester Pappe, jedoch kann dieser Behälter auch aus brennbarem Material bestehen, vorausgesetzt, daß dieses Material nicht durch die bei der Zersetzung auftretende Wärme gezündet . wird. Dieser Behälter kann derart gestaltet sein, daß er auch das örtliche Heizelement enthält, so daß die vollkommene Ladung fertig gepackt sein ■ kann und die Beschickung der Sprengvorrichtungen mit solchen Ladungen leichter und schneller von- . statten geht, als es bisher möglich war.

Die Erfindung ist in dem folgenden Beispiel erläutert, worin die Prozentangaben sich auf Gewichte beziehen.

Beispiel

Ein druckbeständiger Stahlbehälter besitzt ein Fassungsvermögen von 680 cam. Er hat einen inneren Durchmesser von 31,7 mm und ist mit einer .Bruchscheibe versehen, welche bei einem Druck von 1890 kg/cm² birst. Der Stahlbdhälter besitzt an einem Ende einen Zündkopf und am anderen Ende einen Ausblaskopf. Die pulverförmige Sprengladung besteht aus 210 g einer Masse aus 65,5% Ammoniumnitrat (das 0,05 °/o des Farbstoffes Säuremagenta enthält), 34,9 % Calciumformiat und 1 °/o CaI-ciumstearat. Diese Masse befindet sich in einem sattinierten Papierrohr von 23 mm Durchmesser und 584,2 mm Länge, in dessen Mitte sich eine örtliche Erhitzungsvorrichtung befindet. Diese besteht aus 22,9 g einer Mischung von 60 °/o Guanidinnitrat, 31,5% Kaliumpersulfat, 8% Cuprochlorid und 0,5 °/o Vaseline, welche in eine feuersichere Manilahülle eingewickelt ist und die mit einer elektrischen Zündeinrichtung verseihen ist. Wenn der so, mitder Ladung versehene druckwiderstandsfähige Behälter in bekannter Weise in ein Bohrloch eingeführt ist, erfolgt die Sprengung nach der Zündung nach 4 Sekunden, wobei nur wenig Rauch entsteht und der entwickelte Rauch im wesentlichen frei von giftigen und unangenehmen Bestandteilen ist. ' ' ■

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Druckgas erzeugende Ladung für wiederholt verwendbare Sprengeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 55 bis 75 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, 45 bis 25 ■Gewichtsprozent Calciumformiat und 0,05 °/o Calciumstearat besteht.

   Angezogene Druckschriften:

   Britische Patentschriften Nr. 397203; 430258; 431 936, 453210, 597717·

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