EP2920134B1 - Sprengkapselempfindliche konfektionierte initiierungsladungen für sprengtechnische anwendungen und deren verwendung - Google Patents

Sprengkapselempfindliche konfektionierte initiierungsladungen für sprengtechnische anwendungen und deren verwendung Download PDF

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EP2920134B1
EP2920134B1 EP13802260.3A EP13802260A EP2920134B1 EP 2920134 B1 EP2920134 B1 EP 2920134B1 EP 13802260 A EP13802260 A EP 13802260A EP 2920134 B1 EP2920134 B1 EP 2920134B1
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EP
European Patent Office
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detonator
sensitive
weight
initiation
initiation charge
Prior art date
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Jürgen Klunker
Konrad Ziegler
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Est Energetics GmbH
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Est Energetics GmbH
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C06B23/002—Sensitisers or density reducing agents, foam stabilisers, crystal habit modifiers
    • C06B23/003—Porous or hollow inert particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/34—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/36—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitroparaffin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C7/00—Non-electric detonators; Blasting caps; Primers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D3/00—Particular applications of blasting techniques

Definitions

  • the invention relates to detonator sensitive prefabricated initiation charges for blasting applications.
  • ANFO American Type Fuel Oil, trade name, for example, ANDEX
  • ANDEX Ammonium Nitrate Fuel Oil
  • initial explosives need for safe ignition so-called initial explosives, if not sufficient, in addition to in connection with detonator sensitive ready-made initiation charges (booster, booster charges or primer).
  • Initial explosives are found in commercial detonators. Initial explosives are characterized by high sensitivity to friction, shock, impact and heating. Bang Mercury is z. B. already brought by heating to 160 ° C (fuse) or by a falling from 4 cm height 2 kg monkey detonation. The initial detonation with detonators was invented in 1862 by Alfred Nobel.
  • Important initial explosives are explosive mercury (mercury fulminate), lead azide, silver azide, silver acetylide, pop silver (silver fulminate), diazodinitrophenol, lead picrate (trinitrophenol lead), lead stypyrate (lead purifier resorcinate), tetracene, nickel hydrazine nitrate (NHN), hexamethylene triperoxide diamine (HMTD), acetone peroxide (DADP, TATP or APEX ), 3-nitrobenzenediazonium perchlorate, mercury azides, tetraamine copper (II) chlorate (TACC) and copper acetylide.
  • detonator sensitive preformed initiation charges also as an initial amplification detonator or IV detonator
  • cylindrical cylindrical explosive devices made of tetryl, trotyl, phlegmatized (reducing sensitivity) hexogen, nitropenta, picric acid, and other explosives. All these substances have in common that they have a greater sensitivity to the initial impulse than the explosive of the main charge (eg ANFO, cast TNT, powdery explosives).
  • gelatinatorm explosives are used to initiate the main charge of powdered explosives or emulsion explosives.
  • the mass and shape of the IV detonator are calculated in such a way that the detonation produces a pulse which ensures the triggering of the main charge detonation and the desired detonation behavior.
  • the initiation of the IV detonator is triggered by a detonator, an electro detonator or a non-igniter (non-igniter).
  • IV detonators A problem with the previously used IV detonators is that they either consist of long-term military explosives that are no longer available (TNT pressed, Composition B cast, etc.) or classic impact cartridges made of gelatinous explosive (dynamite successor based on blasting oil), which causes long-term problems becomes.
  • TNT pressed, Composition B cast, etc. classic impact cartridges made of gelatinous explosive (dynamite successor based on blasting oil)
  • the US 3 902 933 A discloses an initial burst charge for the detonation of nitromethane.
  • the initial explosive charge is formed by a polyurethane foam which contains dispersed microspheres.
  • microspheres may be hollow glass microspheres, resin beads, ceramic beads, etc.
  • the disclosure US 4 334 476 A an initial explosive charge for granular or liquid explosives having an internal channel for receiving the igniter, the internal channel having a small wall thickness to enhance the detonation. This ensures a separation of liquid explosive and igniter.
  • the document US 3 338 165 A discloses a detonating cord filled with a stabilized sensitized explosive mixture of nitromethane and a voiding agent.
  • the void-forming agent are preferably resin beads, which have a particle size of 2 to 360 microns and are added to the nitromethane in an amount of 0.1 to 20%.
  • the explosive mixture is used in detonators.
  • the document US Pat. No. 6,405,627 B1 discloses a kit for producing explosive mixtures for blasting land mines.
  • the kit contains a first container with a nitroparaffin, for example nitromethane, and a second container with a Sensitiv istsmaterial containing, for example, a mixture of fumed silica and glass microspheres.
  • the object of the invention is to provide an IV detonator, which is safe to use, inexpensive and safe to produce and also safe to handle sanitary.
  • a detonator sensitive prefabricated An initiating charge which comprises a mixture comprising nitromethane and a void-forming agent, wherein the void-forming agent is formed as a microglass hemisphere, and Aerosil, and also a receptacle for an ignition device.
  • nitroalkanes are suitable for use in detonator-sensitive initiation charges.
  • Nitroalkanes can be activated chemically, eg by addition of amine and / or mechanically by the creation of small cavities or gas-filled cavities (foaming), ie they become sensitive to detonator capsules and behave like explosive explosives. In order to keep the voiding agents in even distribution, the addition of a thixotropic agent is indicated. Such mixtures were in the US 3713915 disclosed.
  • the nitroalkane is nitromethane.
  • nitromethane mixtures are known, which were produced with commercially available glass micro balloons (GMB) and which are more than 6000 m / s detonated and capsule-sensitive ( Presles et al. Shock Waves, April 1995, Volume 4, Issue 6, pp. 325-329 ).
  • the explosive capsule-sensitive initiation charge is formed of a liquid-impermeable material. This avoids leakage of the nitroalkane.
  • the detonator-sensitive initiation charge has a concave curvature which is arranged on the opposite side of the receptacle for the ignition device.
  • a concave curvature is understood to mean a conical or hemispherical curvature in the direction of the center of the initiating charge. Due to the concave curvature, the effect of a hollow charge is achieved, whereby an increased detonation speed is achieved. The curvature amplifies the energy released by the detonation in this direction. Therefore, the initiating charge with the concave curvature becomes toward the main charge used. Due to the advantageous embodiment with concave curvature, the effectiveness of the initiating charge according to the invention is again increased significantly.
  • the concave curvature has a metallic coating.
  • the metallic coating can be made of aluminum and can be arranged on the surface of the concave curvature by means of spraying, steaming or as a metallic foil.
  • the metallic coating of the concave curvature causes a reinforcing initial pulse in a predetermined direction.
  • the concave curvature with metallic coating is of particular importance for achieving a high chemical reaction rate at which the conversion process comes very close to the theoretical value.
  • the pollutant content in the borehole loading columns is significantly mitigated in the commercial explosives to be stimulated.
  • the ignition device is a detonator, detonating cord or a non-electric detonator.
  • the detonator-sensitive initiation charge has a suitable wall thickness. This ensures a secure ignition transfer from the capsule or string to the nitroalkane mixture.
  • the wall thickness is dependent on the material of the wall and the mixture used.
  • the cavity-forming means is designed as a microglass hollow sphere (GMB).
  • the cavity-forming agent is designed as a microglass hollow sphere (GMB) having a particle size of 20-200 ⁇ m, preferably 40-150 ⁇ m, particularly preferably 80-120 ⁇ m.
  • GBM microglass hollow sphere
  • the void-forming agent designed as a microglass hollow sphere (GMB) with a grain size of substantially 100 microns.
  • the mixture comprises Aerosil.
  • Aerosil is meant here a fumed silica.
  • the mixture comprises 1.5-10% by weight, preferably 3-8% by weight, particularly preferably 5-7% by weight of Aerosil, 0.2-10% by weight, preferably 0.5-5 wt.%, More preferably 0.8-2 wt.% Of hollow glass microballoon (GMB) and 85-98.3 wt.%, Preferably 89-95, particularly preferably 91-93 wt. Nitromethane on.
  • the mixture comprises 6.5% by weight of Aerosil, 1% by weight of hollow glass microbeads (GMB) having a particle size of essentially 100 ⁇ m and 92.5% by weight of nitromethane.
  • GBM hollow glass microbeads
  • the mixture further comprises at least one oxygen-containing compound selected from the group of nitrates for increasing the oxygen balance.
  • the oxygen-containing compound is ammonium nitrate.
  • the invention also provides the use of the explosive capsule-sensitive initiating charge according to the invention.
  • the detonator-sensitive initiation charges of the invention are used to initiate non-capsule-sensitive commercial explosives, preferably in wellbores above and below ground, to initiate larger booster charges and to use them directly for special blasting operations (avalanches, ice, etc.).
  • the detonator-sensitive initiation charges of the present invention are used to initiate explosives in mining applications and in tunneling.
  • nitromethane is not a classic explosive, which makes transport and storage convenient, and it has Storage Class 3 (Flammable Liquids).
  • nitromethane has a low toxicity: LD50 oral rat: 940 mg / kg, WGK 2.
  • the detonator-sensitive initiation charges according to the invention are absolutely waterproof and temperature-resistant. There is no exudation of the liquids. As a result, the explosive capsule-sensitive initiating charges according to the invention in the mixture with Aerosil and GMBs are storable virtually unlimited, since no chemical reactions of the mixture components occur.
  • the preparation of the detonator-sensitive initiation charges according to the invention does not require any hazardous melting processes.
  • after mixing the components no long waiting time is necessary, which is why the production can be easily in a simple manner under security (separated from people) to make automated.
  • the components contained in the mixture are not explosives, which requires only low storage and transport costs power.
  • pure ammonium nitrate and ANFO in each case with 13 g of the composition according to the invention in a cylindrical initial charge
  • ANFO in each case with 13 g of the composition according to the invention in a cylindrical initial charge
  • Detonation velocity of about 4500 m / s were measured, which show a sufficient suitability of the mixture for the initiation of non-capsule-sensitive commercial explosives, for the initiation of larger booster charges and for direct use for special blasting (avalanches, ice, etc.).

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Description

  • Die Erfindung betrifft sprengkapselempfindliche konfektionierte Initiierungsladungen für sprengtechnische Anwendungen.
  • In zivilen Sprenganwendungen werden bevorzugt unsensible, ungiftige und preiswerte Sprengstoffe verwendet, die meist auf Ammoniumnitrat basieren. Neben dem schon lange bekannten ANFO werden beispielsweise im Salzbergbau oder Tunnelvortrieb sogenannte Pumpsprengstoffe eingesetzt. Bei letzteren unterscheidet man Emulsionssprengstoffe und Suspensionssprengstoffe (Slurries, Sprengschlämme).
  • Dabei versteht man unter ANFO (engl. Ammonium Nitrate Fuel Oil, Handelsname z. B. ANDEX) ein Gemisch aus porösem Ammoniumnitrat und Mineralöl bzw. Dieselöl (englisch fuel oil), welches im Bergbau als handhabungssicherer Sprengstoff eingesetzt wird.
  • Diese Sprengstoffe benötigen zur sicheren Zündung sogenannte Initialsprengstoffe, falls nicht ausreichend, zusätzlich in Verbindung mit sprengkapselempfindlichen konfektionierten Initiierungsladungen (Booster, Verstärkerladungen oder Primer). Initialsprengstoffe befinden sich in gewerblichen Sprengzündern.. Initialsprengstoffe zeichnen sich durch hohe Empfindlichkeit gegen Reibung, Stoß, Schlag und Erhitzung aus. Knallquecksilber wird z. B. schon durch Erhitzen auf 160°C (Zündschnur) beziehungsweise durch einen aus 4 cm Höhe herabfallenden 2-kg-Fallhammer zur Detonation gebracht. Die Initialzündung mit Sprengkapseln wurde 1862 durch Alfred Nobel erfunden. Wichtige Initialsprengstoffe sind Knallquecksilber (Quecksilberfulminat), Bleiazid, Silberazid, Silberacetylid, Knallsilber (Silberfulminat), Diazodinitrophenol, Bleipikrat (Trinitrophenolblei), Bleistyphnat (Bleitrinitroresorcinat), Tetrazen, Nickelhydrazinnitrat (NHN), Hexamethylentriperoxiddiamin (HMTD), Acetonperoxid (DADP, TATP oder APEX), 3-Nitrobenzoldiazoniumperchlorat, Quecksilberazide, Tetraaminkupfer(II)chlorat (TACC) und Kupferacetylid.
  • Als sprengkapselempfindliche konfektionierte Initiierungsladungen, auch als Initial-Verstärkungs-Detonator oder IV-Detonator bezeichnet, werden gewöhnlich gepresste, zylindrische Sprengkörper aus Tetryl, Trotyl, phlegmatisiertem (Herabsetzung der Empfindlichkeit) Hexogen, Nitropenta, Pikrinsäure und anderen Sprengstoffen verwendet. All diesen Stoffen ist gemeinsam, dass sie eine größere Empfindlichkeit gegenüber dem Anfangsimpuls aufweisen als der Sprengstoff der Hauptladung (z. B. ANFO, gegossenes TNT, pulverförmige Sprengstoffe). Als Verstärkerladung bei Gesteinsprengungen werden häufig zusätzlich Schlagpatronen aus gelatiniertem Sprengstoff verwendet, um die Hauptladung aus pulverförmigen Sprengstoffen oder Emulsionssprengstoffen zu initiieren. Masse und Form des IV-Detonators werden so berechnet, dass bei der Detonation ein Impuls entsteht, der die Auslösung der Detonation der Hauptladung und das gewünschte Detonationsverhalten gewährleistet. Die Initiierung des IV-Detonators wird durch eine Sprengkapsel, einen Elektrodetonator oder einen NE-Zünder (Nichtelektrische Zünder) ausgelöst.
  • Problematisch an den bisher verwendeten IV-Detonatoren ist, dass diese entweder aus langfristig nicht mehr verfügbaren militärischen Sprengstoffen bestehen (TNT gepresst, Composition B gegossen etc.) oder klassische Schlagpatronen aus gelatinösem Sprengstoff (Dynamit-Nachfolger auf Sprengölbasis) verwendet werden, welche langfristig problematisch wird. Dabei spielen neben der erhöhten Gesundheitsgefahr durch Salpetersäureester auch die problematische und unfallträchtige Produktion und der damit verbundene hohe Preis eine erhebliche Rolle.
  • Die US 3 902 933 A offenbart eine Initialsprengladung für die Detonation von Nitromethan. Die Initialsprengladung wird dabei durch einen Polyurethanschaum, welcher dispergierte Mikrospheren enthält, gebildet. Solche Mikrospheren können dabei Mikroglashohlkugeln, Harzkugeln, Keramikkugeln, etc. sein.
  • Weiterhin offenbart die US 4 334 476 A eine Initialsprengladung für granuläre oder flüssige Sprengstoffe mit einem innenliegenden Kanal zur Aufnahme der Zündvorrichtung, wobei der innenliegende Kanal eine geringe Wandstärke aufweist, um die Detonation zu verbessern. Dadurch wird eine Trennung von flüssigen Sprengstoff und Zündvorrichtung gewährleistet.
  • Das Dokument US 5 970 841 A offenbart eine Vorrichtung zur Detonation von Explosivstoffen mittels eines Zweikomponenten-Sprengstoffs bestehend aus einer Vorrichtung zur Aufnahme dieses Sprengstoff, welche flexibel ausgebildet ist und eine Kompartimentierung aufweist. Als mögliche Sprengstoffe werden Nitromethan und Amine sowie Mikroglasskugeln offenbart. Weiterhin kann entnommen werden, dass der Sprengstoff vor Ort gemischt wird und die Komponenten über einen Schlauch in den Beutel eingefüllt werden.
  • Das Dokument US 3 338 165 A offenbart ein Sprengschnur gefüllt mit einer stabilisierte sensitivierte Explosivmischung von Nitromethan und einem hohlraumbildenden Mittel. Das Hohlraumbildende Mittel sind dabei bevorzugt Harzkügelchen, welche eine Partikelgröße von 2 bis 360 µm aufweisen und in einer Menge von 0,1 bis 20% dem Nitromethan zugesetzt werden. Die Explosivmischung findet dabei Anwendung in Zündvorrichtungen.
  • Das Dokument US 6 405 627 B1 offenbart ein Kit zur Herstellung von Explosivgemischen zur Sprengung von Landminen. Das Kit enthält dabei einen ersten Behälter mit einem Nitroparaffin, beispielweise Nitromethan, und einen zweiten Behälter mit einem Sensitivierungsmaterial, welches beispielsweise eine Mischung aus pyrogener Kieselsäure und Mikroglaskugeln enthält.
  • Schließlich offenbart die US 3 797 392 A Mikrospheren, welche zur Sensitivierung von flüssigen Explosivstoffen verwendet werden. Diese Mikrospheren, wie Glashohlkugeln, Keramikmikrospheren oder Siliziumkarbid werden umgehend in dem flüssigen Explosivstoff dispergiert und anschließend gezündet. Zudem wird die Verwendung von offenporigen Polyurethanschäumen beschrieben.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen IV-Detonator anzugeben, welcher sicher anwendbar, preiswert und sicher herstellbar ist und zudem gesundheitlich unbedenklich handhabbar ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird eine sprengkapselempfindliche konfektionierte Initiierungsladung vorgeschlagen, welche eine Mischung umfassend Nitromethan und ein hohlraumbildendes Mittel, wobei das hohlraumbildende Mittel als Mikroglashalbkugel ausgebildet ist, und Aerosil umfasst sowie eine Aufnahme für eine Zündvorrichtung.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass Nitroalkane sich zum Einsatz in sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen eignen.
  • Nitroalkane können chemisch, z.B. durch Aminzusatz und/oder mechanisch durch Erzeugung von kleinen Hohlräumen oder gasgefüllten Kavitäten (Aufschäumung) aktiviert werden, d.h., sie werden sprengkapselempfindlich und verhalten sich wie brisante Sprengstoffe. Um die Hohlraumbildner in gleichmäßiger Verteilung zu halten, ist die Zugabe eines Thixotropierungsmittels angezeigt. Derartige Mischungen wurden in der US 3713915 offenbart.
  • Erfindungsgemäß ist das Nitroalkan Nitromethan.
  • Weiterhin sind Nitromethan-Mischungen bekannt, welche mit kommerziell verfügbaren Mikroglashohlkugeln (glass micro balloons, GMB) erzeugte wurden und die mit mehr als 6000 m/s detonierten und kapselempfindlich sind (Presles et al. Shock Waves, April 1995, Volume 4, Issue 6, S. 325-329).
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die sprengkapselempfindliche Initiierungsladung aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material ausgebildet. Dadurch wird ein Austreten des Nitroalkans vermieden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die sprengkapselempfindliche Initiierungsladung eine konkave Wölbung auf, welche auf der gegenüberliegenden Seite der Aufnahme für die Zündvorrichtung angeordnet ist. Unter einer konkaven Wölbung wird dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung eine kegelförmige oder auch halbkugelförmige Wölbung in Richtung Zentrum der Initiierungsladung verstanden. Durch die konkave Wölbung wird der Effekt einer Hohlladung erzielt, wodurch eine erhöhte Detonationsgeschwindigkeit erzielt wird. Durch die Wölbung wird die durch die Detonation freigesetzte Energie in dieser Richtung verstärkt. Daher wird die Initiierungsladung mit der konkaven Wölbung in Richtung der Hauptladung eingesetzt. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung mit konkaver Wölbung wird die Effektivität der erfindungsgemäßen Initiierungsladung noch einmal wesentlich gesteigert.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die konkave Wölbung eine metallische Beschichtung auf. Die metallische Beschichtung kann dabei etwa aus Aluminium ausgebildet sein und mittels Besprühen, Bedampfen oder als metallische Folie auf der Oberfläche der konkaven Wölbung angeordnet werden. Die metallische Beschichtung der konkaven Wölbung bewirkt dabei einen verstärkenden Initialimpuls in vorgegebener Richtung.
  • Die konkave Wölbung mit metallischer Beschichtung ist von besonderer Bedeutung zur Erzielung einer hohen chemischen Umsetzungsgeschwindigkeit, bei der der Umsetzungsprozess dem theoretischen Wert sehr nahe kommt. Dadurch wird der Schadstoffgehalt in den Bohrlochladesäulen bei den anzuregenden gewerblichen Sprengstoffen signifikant gemildert.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Zündvorrichtung eine Sprengkapsel, Sprengschnur oder ein nichtelektrischer Zünder.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die sprengkapselempfindliche Initiierungsladung eine geeignete Wanddicke auf. Dadurch wird so eine sichere Zündübertragung von der Kapsel oder Schnur auf die Nitroalkanmischung gewährleistet. Die Wanddicke ist dabei abhängig von dem Material der Wandung sowie der verwendeten Mischung.
  • Erfindungsgemäß ist das hohlraumbildende Mittel als Mikroglashohlkugel (GMB) ausgeführt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das hohlraumbildende Mittel als Mikroglashohlkugel (GMB) mit einer Korngröße von 20-200 µm, vorzugsweise 40-150 µm, besonders bevorzugt 80-120 µm ausgeführt.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das hohlraumbildende Mittel als Mikroglashohlkugel (GMB) mit einer Korngröße von im Wesentlichen 100 µm ausgeführt.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Mischung Aerosil. Unter Aerosil wird hierbei eine pyrogene Kieselsäure verstanden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Mischung 1,5-10 Gew.-%, vorzugsweise 3-8 Gew.-%, besonders bevorzugt 5-7 Gew.-% Aerosil, 0,2-10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,8-2 Gew.-% Mikroglashohlkugel (GMB) sowie 85-98,3 Gew.-%, vorzugsweise 89-95, besonders bevorzugt 91-93 Gew.-% Nitromethan auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Mischung 6,5 Gew.-% Aerosil, 1 Gew.-% Mikroglashohlkugel (GMB) mit einer Korngröße von im Wesentlichen 100 µm sowie 92,5 Gew.-% Nitromethan auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Mischung weiterhin zumindest eine sauerstoffhaltige Verbindung ausgewählt aus der Gruppe der Nitrate zur Erhöhung der Sauerstoffbilanz. In einer Ausgestaltung der Ausführungsform ist die sauerstoffhaltige Verbindung Ammoniumnitrat.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladung.
  • Die erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen werden zur Initiierung von nicht kapselempfindlichen gewerblichen Sprengstoffen, vorzugsweise in Bohrlöchern über und unter Tage, zur Initiierung von größeren Verstärkerladungen und zum Direkteinsatz für Sondersprengungen (Lawinen, Eis, etc.) verwendet. Insbesondere werden die erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen zur Initiierung von Sprengstoffen in Montananwendungen und im Tunnelbau verwendet.
  • Die erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen weisen dabei die nachfolgenden Vorteile auf:
    • Mit den erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen werden Detonationsgeschwindigkeit ca. 6000 m/s erreicht, wodurch nicht kapselempfindliche Sprengstoffe zur Detonation gebracht werden können. Weiterhin werden bei der Verwendung der sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen keine Nitroaromaten, welche im Verdacht stehen krebserregend zu sein und kein keine Nitroester, welches physiologisch problematisch durch mögliche Vasodilatation sind, gebildet. Dadurch werden gesundheitliche Probleme bei den Anwendern vermieden. Zudem ist das erfindungsgemäß bevorzugte Niroalkan Nitromethan ein preiswertes, aufgrund der Gasphasennitrierung von Propan, langfristig verfügbares Produkt, welches - auch dann noch, wenn recycelte militärische Sprengstoffe knapp werden
  • Weiterhin ist Nitromethan kein klassischer Explosivstoff, wodurch Transport und Lagerung günstig sind und weist die Lagerklasse 3 (Entzündbare flüssige Stoffe)auf. Daneben weist Nitromethan eine geringe Giftigkeit auf: LD50 oral Ratte: 940 mg/kg, WGK 2.
  • Vorteilhaft ist auch, dass bei Beschädigung der erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen diese sich durch vollständige Verflüchtigung des Nitromethans an der Luft selbst "entschärfen".
  • Die erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen sind absolut wasserfest und temperaturbeständig ausgeführt. Es erfolgt kein Ausschwitzen der Flüssigkeiten. Dadurch sind die erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen in der Mischung mit Aerosil und GMB's praktisch unbegrenzt lagerfähig, da keine chemischen Reaktionen der Mischungskomponenten auftreten.
  • Weiterhin erfordert die Herstellung der erfindungsgemäßen sprengkapselempfindlichen Initiierungsladungen keine gefährlichen Schmelzvorgänge. Zudem ist nach Mischung der Komponenten keine lange Wartezeit notwendig, weshalb die Herstellung sich in einfacher Weise gut unter Sicherheit (von Personen getrennt) automatisiert gestalten lässt.
  • Wesentlich ist auch, dass die in der Mischung enthaltenen Komponenten keine Explosivstoffe sind, was nur geringe Lager und Transportkosten erforderlich macht.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Kombinationen der Ansprüche oder einzelner Merkmale davon.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele eingehend erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde reines Ammoniumnitrat und ANFO (jeweils mit 13 g der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer zylindrischen Initialladung) mit folgender Zusammensetzung zur detonativen Umsetzung gebracht: 6,5 %, Aerosil, 1% GMBs ca. 100 µm, 92,5 % Nitromethan.
  • Dabei wurden Detonationsgeschwindigkeit von ca. 4500 m/s gemessen, was eine hinreichende Eignung der Mischung zur Initiierung von nicht kapselempfindlichen gewerblichen Sprengstoffen, zur Initiierung von größeren Verstärkerladungen und zum Direkteinsatz für Sondersprengungen (Lawinen, Eis, etc.) zeigen.

Claims (11)

  1. Sprengkapselempfindliche konfektionierte Initiierungsladung für sprengtechnische Anwendungen umfassend eine Mischung umfassend Nitromethan und ein hohlraumbildendes Mittel, wobei das hohlraumbildende Mittel als Mikroglashohlkugel ausgebildet ist und Aerosil, sowie eine Aufnahme für eine Zündvorrichtung, wobei die Initiierungsladung wasserfest und temperaturbeständig ausgebildet sind.
  2. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiierungsladung aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material ausgebildet ist.
  3. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiierungsladung eine konkave Wölbung aufweist, welche auf der gegenüberliegenden Seite der Aufnahme für die Zündvorrichtung angeordnet ist.
  4. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Wölbung eine metallische Beschichtung aufweist.
  5. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung eine Sprengkapsel, Sprengschnur oder ein nichtelektrischer Zünder ist.
  6. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das hohlraumbildende Mittel als Mikroglashohlkugel mit einer Korngröße von 20-200 µm, vorzugsweise 40-150 µm, besonders bevorzugt 80-120 µm ausgeführt ist.
  7. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 1,5-10 Gew.-%, vorzugsweise 3-8 Gew.-%, besonders bevorzugt 5-7 Gew.-% Aerosil, 0,2-10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,8-2 Gew.-% Mikroglashohlkugel sowie 85-98,3 Gew.-%, vorzugsweise 89-95, besonders bevorzugt 91-93 Gew.-% Nitromethan aufweist.
  8. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 6,5 Gew.-% Aerosil, 1 Gew.-% Mikroglashohlkugel mit einer Korngröße von im Wesentlichen 100 µm sowie 92,5 Gew.-% Nitromethan aufweist.
  9. Sprengkapselempfindliche Initiierungsladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine sauerstoffhaltige Verbindung ausgewählt aus der Gruppe der Nitrate.
  10. Verwendung einer sprengkapselempfindlichen Initiierungsladung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Initiierung von nicht kapselempfindlichen gewerblichen Sprengstoffen, vorzugsweise in Bohrlöchern über und unter Tage, zur Initiierung von größeren Verstärkerladungen und zum Direkteinsatz für Sondersprengungen.
  11. Verwendung nach Anspruch 10 zur Initiierung von Sprengstoffen in Montananwendungen und im Tunnelbau.
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