FI121115B - Tarkkuuslouhintamenetelmä, menetelmä emulsioräjähdysaineen energian vähentämiseksi sekä vähäenergiainen emulsioräjähdysaine - Google Patents

Description

Tarkkuuslouhintamenetelmä, menetelmä emulsioräjähdysaineen energian vähentämiseksi sekä vähäenergiainen emulsioräjähdysaine

Esillä oleva keksintö koskee tarkkuuslouhintamenetelmää, menetelmää emulsiorä-5 jähdysaineen energian vähentämiseksi sekä vähäenergiaista emulsioräjähdysainetta.

Emulsioräjähdysaineyhdisteet ovat alalla hyvin tunnettuja. Tässä käytettynä termi "emulsio" viittaa vesi öljyssä -emulsioon, jossa on epäorgaanista hapettavaa suolaliuosta jaksoittaisena faasina ja orgaanista nestemäistä syttyvää ainetta jatkuvana faasina. Kun emulsio on herkistetty, siitä tulee emulsioräjähdysaine.

10 Kun emulsioräjähdysaineita muodostetaan, ne ovat aluksi nestemäisiä ja voivat pysyä nestemäisinä tai pumpattavina tai ne voivat muuttua kiinteämmiksi orgaanisen nestemäisen syttyvän aineen ja muiden lisäaineiden viskositeetista riippuen. Emulsioräjähdysaineita voidaan käyttää joko irtotavarana tai pakatussa muodossa, ja ne voidaan pumpata työmaalla suoraan porareikiin. Vaihtoehtoisesti emulsioon voi-15 daan lisätä kiinteitä lisäaineita, kuten prillattua ammoniumnitraattia (AN). Lisätyn prillatun AN:n määrästä riippuen tulokseksi saatava seos voidaan joko pumpata tai kairata porareikiin. Nämä ominaisuudet ja sovellukset ovat alalla hyvin tunnettuja.

Myös tarkkuuslouhinta on alalla hyvin tunnettua. Se on menetelmä, jonka avulla valvotaan louhosten reunojen tarkkuutta, ja se käsittää useita kaivos- ja rakennuste-20 ollisuudessa käytettyjä yleisiä louhintatapoja. Sen päämääränä on minimoida yli-louhinta ja estää jäljelle jäävän louhitun kalliopinnan rikkoutuminen. Tarkkuus- • .···. louhintatapoihin kuuluvat raonräjäytys, jälkilouhinta, rakolinjaporaus, silolouhinta, varovainen räjäytys, rakoihin estävä kontrolloitu räjäytys, ilmapiellysräjäytys ja • · · muut vastaavat tekniikat. Esimerkiksi raonräjäytys on avolouhintatekniikka, jossa • · **' 25 yhdensuuntaiset reiät porataan ja panostetaan kevyesti halutun lopullisen kalliopin nan saavuttamiseksi. Näin menetellään, jotta saataisiin aikaan kestävät lopulliset * · *···* kallioseinämät rosoisten, teräväsärmäisten, epätasaisten ja ylilouhittujen seinämien sijaan. Raonräjäytyksessä tarkoituksena on panostaa reiät siten, että kyseessä ole- f.*. vaan kalliotyyppiin sopivalla reikävälillä räjähdyspaine halkaisee kallion ilman, että • · .···. 30 sen dynaaminen puristuslujuus vielä ylittyy ja kallio porareiän ympärillä murskau- tuu. Raonräjäytyksessä panostetut porareiät sytytetään ennen kuin irrotusräjäytyk-*·* : sen pääasiallinen iskuaalto tulee. Tuloksena saavutetaan jäljelle jäävien kalliopinto- *·**· jen hyvä mekaaninen pysyvyys, joka mahdollistaa jyrkemmät kaateet ja korkeam mat seinämät, räjäytettyjen pintojen pitkän aikavälin ylläpitokustannukset pienene- 2 vät, louhoksilla työskentelevän henkilökunnan työturvallisuus paranee Jäljelle jäävä kaade ja rusnauskustannukset pienenevät, räjäytystöiden vuoksi tehtävän maan poiston tarve vähenee ja haluttu louhintajälki on esteettisempää.

Jälkilouhinnassa esimerkiksi tunnelin kaarialueella säilytettävät yläkätiset kallio-5 pinnat ovat vaakasuoria tai lähes vaakasuoria. Kuten raonräjäytyksessä, räjäytys-muuttujia ovat reiän läpimitta, etu ja reikäväli sekä kevennetty panostus. Edun ja reikävälin suhde ja reikäpanoksen räjähdyksen aiheuttama paine suunnitellaan sellaiseksi, että se nopeuttaa reikienvälisten halkeamien syntymistä, muttei ylitä sitä raja-arvoa, jolla puristusvirhe vahingoittaa ympäröivää kalliota. Jälkilouhinnalla 10 saavutetaan samat edut kuin raonräjäytyksellä.

Tarkkuuslouhintareikien kevennetty panostus tai pienennetty etu voidaan toteuttaa useilla tavoilla. Yleensä käytetään patrunoituja tai pakattuja räjähteitä, joiden panoksen halkaisija on huomattavasti pienempi (puolet tai vähemmän) kuin porareiän halkaisija, jolloin porareiässä olevaa panosta ei (välttämättä) ole kevennetty. Alalla 15 on käytetty myös pienen tiheyden omaavia, hitaita irtotavaratuotteita, kuten polysty-reenihelmiä sisältävää ANFOa, jolloin saadaan aikaan vähäenerginen irrotusvaiku-tus, ja panostus voi olla välitäytteellä kevennetty. Muita lähestymistapoja ovat tikuttaminen tai ilmapiellysräjäytys, joissa panokset sijoitetaan vain reiän pohjalle tai päähän tai piellys, kun panokset sijoitetaan siten, että varsipanos on jakamalla ke-20 vennetty. Jakamalla kevennetyllä panostuksella ei kuitenkaan saavuteta samaa tehoa vesirei'issä.

• · • · • · · *... Nämä aiemmat silolouhintatekniikat edellyttävät erilaisten tuotteiden tai panostus- • · · *·]/ menetelmien käyttöä reunareikien ja varsinaisten panostusreikien välillä. Tämä ai- • · *···* heuttaa lisää kustannuksia ja monimutkaistaa räjäytystä. Sitä vastoin esillä olevan 25 keksinnön avulla on mahdollista käyttää samaa tuotetta ja oleellisesti samaa panos- ··· tusmenetelmää kummassakin reikätyypissä. Varsinaisessa panoksessa käytettävä emulsioräjähdysaine tai vähintään räjähdysaineen emulsiokomponentti on sama kuin reunarei'issä käytettävässä panoksessa sillä erotuksella, että emulsioräjähdys- • · · ·:··: aineeseen lisätään ja sekoitetaan kauttaaltaan energiaa vähentävää ainetta, kun se 30 viedään reunareikiin. Täten reunareikään panostetaan vähäenergisempi, hitaampi • · · panos, mutta reunareiässä käytettävä panos on peräisin samasta peruspanoksesta, jo-**··: ta käytetään varsinaisessa räjäytyspanoksessa. Lisäksi energiaa voidaan haluttaessa vaihdella reikien välillä tai jopa reiän akselin sisällä tai sitä pitkin siten, että käytet- • .:: tävän energiaa vähentävän aineen määrää vaihdellen lisätään tai vähennetään.

3

Toinen esillä olevan keksinnön menetelmän etu on, että emulsioräjähdysaineen energiaa voidaan vaihdellen säätää porareiän akselia pitkin pystysuoran porareiän pohjalta reunalle tai vaakasuoran porareiän perältä eteen, kun räjähdysainetta panostetaan. Tämä voidaan toteuttaa paitsi muuttamalla lisätyn energiaa vähentävän ai-5 neen määrää, kuten on kuvattu yllä, myös lisäämällä vaihtelevia määriä kaasun-muodostusaineita emulsioräjähdysaineeseen, jotta sen tiheyttä voidaan vähentää vaihtelevasti. Emulsioräjähdysaineen tiheyden, herkkyyden ja energian yhdistelmää voidaan räätälöidä ja muunnella reikien välillä ja jopa reiän sisällä. Tällainen räätälöinti voi tasata kalliokoostumuksen vaihteluita porareiän kohdalla siten, että se li-10 sää porareiän syvyydestä ja muista tekijöistä riippuvaa painekorkeutta.

Aiemmin emulsioräjähdysaineisiin lisättiin vettä - kuitenkin eri tarkoituksiin - erilaisia määriä ja/tai käyttäen erilaisia menetelmiä. Emulsioräjähdysaineeseen lisättävää vettä tai vesipitoista liuosta lisätään esillä olevassa keksinnössä sellainen määrä, että se riittää vähentämään huomattavasti aineen energiaa, ja että se sekoitetaan ta-15 saisesti ja yhtenäisesti kauttaaltaan emulsiofaasiin. Itse asiassa tällä tavalla sekoitettuna vesi tai vesipitoinen liuos muodostaa toisen jaksoittaisen pisarafaasin sen lisäksi, jonka alussa ollut hapettava suolaliuos muodosti. Tämä toinen jaksottainen faasi tekee emulsioräjähdysaineen herkemmäksi ja stabiilimmaksi kuin, jos vesi tai vesipitoinen liuos olisi yhdistetty alussa epäorgaaniseen hapettavaan suolaliuokseen tai 20 jos niitä ei olisi sekoitettu tasaisesti ja yhtenäisesti koko emulsiofaasiin. Kun aineeseen lisäksi sisällytetään vaihtoehtoisesti kaasunmuodostusaineita voidaan muodos- : ’·· taa emulsioräjähdysainetta, jonka energia, tiheys ja herkkyys ovat muunneltavissa, • · • **· mikä tuottaa edellä kuvatut edut.

• · * • · * • · · ..... Esillä oleva keksintö koskee menetelmää emulsioräjähdysaineen energian vähentä- • · Γ*. 25 miseksi, kun sitä ladataan porareikään sekä tarkkuuslouhintamenetelmää, jossa * · ♦ • · a) valitaan emulsioräjähdysaine, joka sisältää epäorgaanisen hapettavan suolan vesi- liuoksen, joka muodostaa pisaroina olevan epäjatkuvan faasin, sekä orgaanisen nes- .**·. temäisen polttoaineen, joka muodostaa jatkuvan faasin, ··· * * b) saatetaan emulsioräjähdysaine syöttö virtaukseksi, ·· · • · · 30 c) lisätään emulsioräjähdysaineeseen sen syötön yhteydessä energiaa vähentävää ai- • » *···* netta, joka valitaan veden ja vesipitoisten liuosten joukosta, • · · ♦ · · • · · d) sekoitetaan energiaa vähentävä aine yhtenäisesti ja homogeenisesti emulsioräjähdysaineeseen toisen epäjatkuvan faasin muodostamiseksi, 4 e) lisätään emulsioräjähdysaineeseen kaasua muodostavia aineita sen tiheyden alentamiseksi ja sen herkkyyden lisäämiseksi, ja f) ladataan syötetty emulsioräjähdysaine porareikään tarkkuuslouhintaa varten.

Esillä olevan keksinnön mukainen emulsioräjähdysaine tai esillä olevan keksinnön 5 mukaisessa menetelmässä käytetty emulsioräjähdysaine sisältää orgaanisen nestemäisen syttyvän aineen jatkuvan faasin, epäorgaanisen hapettavan suolaliuoksen jaksoittaisen faasin ja vaihtoehtoisesti herkistävien ja tiheyttä vähentävien kaasu-kuplien dispersion tai tiheyttä vähentävän aineen.

Sekoittumattoman orgaanisen syttyvän aineen, joka muodostaa yhdisteen jatkuvan 10 faasin, määrä on noin 3 - noin 12, ja edullisesti noin 4 - noin 8 % yhdisteen painosta. Varsinainen käytetty määrä voi vaihdella sen mukaan, mitä sekoittumatonta syttyvää ainetta (sekoittumattomia syttyviä aineita) on käytetty tai onko läsnä mahdollisesti muita syttyviä aineita. Sekoittumattomat syttyvät aineet voivat olla alifaatti-sia, alisyklisiä ja/tai aromaattisia ja ne voivat olla tyydyttyneitä ja/tai tyydyttymät-15 tömiä niin kauan kuin ne ovat nestemäisiä muodostamislämpötilassa. Edullisiin syttyviin aineisiin kuuluvat mäntyöljy, mineraaliöljy, vahat, parafiiniöljyt, bentseeni, tolueeni, ksyleenit ja nestemäisten hiilivetyjen seokset, joilla yleensä tarkoitetaan öljytisleitä, kuten bensiiniä, kerosiinia ja dieselpolttoaineita, sekä kasviöljyjä, kuten maissiöljyä, puuvillansiemenöljyä, maapähkinäöljyä ja soijaöljyä. Erityisen edulli-.. 20 siä nestemäisiä syttyviä aineita ovat mineraaliöljy, raskas polttoöljy nro 2, para- I. ** fiinivahat, mikrokiteiset vahat ja niiden seokset. Alifaattisia ja aromaattisia nitroyh- : " disteitä ja kloorattuja hiilivetyjä voidaan myös käyttää. Kaikkien edellä mainittujen *·* : seoksia voidaan käyttää.

··· • · • · ··· : Vaihtoehtoisesti ja sekoittumattoman nestemäisen orgaanisen syttyvän aineen lisäk- .·♦·[ 25 si voidaan käyttää valittuja määriä kiinteitä tai muita nestemäisiä syttyviä aineita tai • · molempia. Esimerkkejä kiinteistä syttyvistä aineista, joita voidaan käyttää ovat hie-... nojakoiset alumiinihiukkaset, hienojakoiset hiilipitoiset aineet, kuten gilsoniitti tai **··[ hiili, hienojakoiset viljanjyvät, kuten vehnä, ja rikki. Veteen sekoittuvia nestemäisiä ’ * syttyviä aineita, jotka toimivat myös veden nestemäisinä täyteaineina, voidaan käyt ♦ · · • · · 30 • · • · ··· ··· • · · • · ♦ ♦ ♦ · 5 tää. Näitä lisäksi käytettäviä kiinteitä ja/tai nestemäisiä syttyviä aineita voidaan yleensä lisätä vaihtelevia määriä noin 25 painoprosenttiin saakka. Liukenematonta hapettavaa suolaa voidaan haluttaessa lisätä yhdisteeseen minkä tahansa muun kiinteän tai nestemäisen syttyvän aineen kanssa.

5 Epäorgaaninen hapettava suolaliuos, joka muodostaa räjähdysaineen jaksoittaisen faasin, sisältää yleensä epäorgaanista hapettavaa suolaa noin 45 - noin 95 % koko-naisyhdisteen painosta ja vettä ja/tai veteen sekoittuvia orgaanisia nesteitä noin 0 -noin 30 %. Hapettava suola on enimmäkseen edullisesti ammoniumnitraattia (AN), mutta muita suoloja voidaan käyttää noin 50 % saakka. Hapettavat suolat valitaan 10 ryhmästä, joka sisältää ammoniumia, alkalia ja alkalimaametallinitraatteja, -kloraat-teja ja perkloraatteja. Näistä edullisia ovat natriumnitraatti (SN) ja kalsiumnitraatti (CN). Prillattua ANia ja ANFOa voidaan myös lisätä kiinteässä muodossa loppuyh-disteeseen hapettavan suolan osana.

Vettä käytetään yleensä noin 3 - noin 30 % kokonaisyhdisteen painosta. Sen emul-15 sioissa käytettävä määrä on yleensä noin 5 % - noin 20 %.

Emulsion muodostamiseen käytetään emulgointiainetta. Tyypilliset emulgointiai- neet sisältävät sorbitaanin rasvahappoestereitä, glvkolihapon estereitä, substituoituja oksatsoliineja, alkyyliamiineja tai niiden suoloja, niiden johdannaisia ja vastaavia.

Aivan äskettäin on todettu, että tietyt polymeeriset emulgointiaineet tuottavat tie- /*.. 20 tyissä olosuhteissa paremman emulsiostabiliteetin. Esimerkiksi trihydroksimetyy- liaminometaanista ja polyisobutenyylimeripihkahappoanhydridistä ("PIBSA") joh- /:·. dettu polymeerinen emulgointiaine on erityisen tehokas yhdistettynä orgaanisiin • .···. mikropalloihin ja on edullinen emulgointiaine. Muita polypropeenin ja polybuteenin .·[*: johdannaisia on esitetty. Polymeerinen emulgointiaine sisältää edullisesti polymee- • · · 25 risiä amiineja ja niiden suoloja tai amiinin, alkanoliamiinin tai karboksyloidun tai **· anhydridistä johdetun olefiini- tai vinyyliadditiopolymeerin polyolijohdannaisen.

:\s Kemiallisia kaasunmuodostusaineita lisätään emulsioräjähdysaineeseen edullisesti ·***: samalla, kun emulsioräjähdysainetta pumpataan porareikään, tai juuri ennen pump- »·· ./ paamista. Täten kemialliset kaasunmuodostusaineet tai niiden reaktiiviset kompo- • ·« *... 30 nentit lisätään yleensä sen jälkeen, kun emulsio on valmistettu. Yleensä lisäys ajoi- • · *·"* tetaan siten, että kaasunmuodostus tapahtuu sen jälkeen tai suunnilleen samaan ai- kaan, kun emulsion jatkokäsittely valmistuu, jotta kaasukuplien häviäminen, kul-keutuminen ja/tai yhteensulautuminen minimoitaisiin. Tavallisesti kemialliset kaasunmuodostusaineet liukenevat epäorgaaniseen hapettavaan suolaan tai emulsion 35 jaksoittaiseen faasiin ja reagoivat kemiallisesti hapettavassa suolafaasissa. jossa on 6 oikea pH-pitoisuus kaasukuplien hienon dispersion tuottamiseksi koko emulsioon. Kemialliset kaasunmuodostusaineet sisältävät edullisesti vesipitoista natriumnitriit-tiliuosta ja happoa, kuten sitruuna- tai etikkahappoa. Edullisesti voidaan lisätä kaasunmuodostuksen kiihdytintä, kuten tiosyanaattia. Kun natriumnitriitti ja tiosyanaat-5 tisuola yhtyvät hapettavan liuoksen faasiin, jonka pH on noin 3,5 - noin 5, kaasu-kuplien muodostuminen alkaa. Nitriittisuolaa lisätään alle 0,1 - noin 0,6 painoprosenttia emulsioyhdisteen kuivapainosta ja tiosyanaattia tai muuta kiihdyttäjää lisätään sama määrä joko hapettavan liuoksen jaksoittaiseen faasiin tai nitriittiliuok-seen. Kemiallisten kaasunmuodostusaineiden lisäksi onttoja lasista, muovista tai 10 perliitistä valmistettuja kuulia tai hiukkasia voidaan lisätä, jotta tiheys alenee edelleen. Kaasukuplien muodostuminen vähentää emulsioräjähdysaineen tiheyttä ja lisää tavallisesti senräjähdysherkkyyttä, kuten alalla on tunnettua.

Emulsiofaasi voidaan muodostaa perinteisellä tavalla. Tavallisesti hapettava(t) suo-lait) liuotetaan ensin veteen kohotetussa lämpötilassa, jonka korkeus riippuu suola-15 liuoksen kiteytymislämpötilasta. Sen jälkeen vesipitoinen hapettava liuos lisätään emulgointiaineen ja sekoittumattoman nestemäisen orgaanisen syttyvän aineen liuokseen ja aikaansaatua seosta sekoitetaan riittävän voimakkaasti, että valmistetaan vesipitoisen liuoksen emulsio jatkuvassa nestemäisen orgaanisen syttyvän aineen faasissa.

. 20 Esillä olevan keksinnön menetelmät sisältävät energiaa vähentävän aineen ja edulli- ** sesti kaasunmuodostusaineiden lisäämisen emulsioräjähdysaineeseen, kun sitä syö- • · · : tetään porareikään. (Ilmaisua "kun sitä syötetään" käytetään kattamaan energiaa vä- : hentävän aineen lisäämisen joko syöttölaitteen, kuten emulsiopumpun, yläpuolella • · · tai alapuolella.) Termi "syöttää" sisältää pumppauksen, suulakepuristuksen tai muita • · 25 menetelmiä. Tarkkuuslouhinnassa tiheyttä alentavaa ainetta voidaan lisätä sellainen määrä, että se riittää vähentämään emulsioräjähdysaineen energian tasolle, jonka ansiosta tarkkuuslouhinta voidaan toteuttaa siten, että saavutetaan edellä kuvatut rä-jäytystulokset. Energiaa vähentävää ainetta sekoitetaan tasaisesti ja yhtenäisesti, • · .·*·. edullisesti dynaamisen sekoittimen, tasausventtiilin, staattisen sekoittimen tai sumu- ..· 30 tussuuttim(i)en avulla kauttaaltaan emulsiofaasiin, jotta toinen jaksottainen faasi • · : ** muodostuisi. Vaihtoehtoisesti, mutta edullisesti kaasunmuodostusaineita lisätään • ·· • « *·..* emulsioräjähdysaineeseen sen tiheyden vähentämiseksi ja herkkyyden lisäämiseksi, : mikä voi olla välttämätöntä, jos energiaa vähentävän aineen lisääminen vähentäisi muuten huomattavasti emulsioräjähdysaineen räjähdvsherkkyyttä. Kaasunmuodos- • · 35 tusaineet voidaan \ hdistää joko ennen panostusvälinettä. kuten emulsiopumppua, tai 7 sen jälkeen. Kaasunmuodostusaineita lisätään määrinä, jotka riittävät vähentämään emulsioräjähdysaineen tiheyttä noin 0,60 g/cc - noin 1,30 g/cc:n vaihteluvälille.

Energiaa vähentävä aine valitaan ryhmästä, joka sisältää veden ja vesipitoisia liuoksia. Vesipitoiset liuokset sisältävät liuotettua ainetta, joka on valittu ryhmästä, joka 5 sisältää epäorgaanisia hapettavia suoloja, urean, glykoleja ja epäorgaanisia happoja. Energiaa vähentävää ainetta lisätään noin 5 - noin 22,5 % emulsioräjähdysaineen painosta, edullisesti noin 7,5 - noin 20 % ja vielä edullisemmin noin 7,5 - noin 17,5 %.

Säätämällä vaihtelevasti lisätyn energiaa vähentävän aineen ja kaasunmuodostusai-10 neen määrää emulsioräjähdysaineen energiaa, tiheyttä ja herkkyyttä voidaan muuttaa halutun mukaiseksi porareikäkohtaisesti tai yhden porareiän sisällä sen pituudelta, jotta saadaan aikaan edellä kuvattu räjäytyksen muunnettavuus. Lisäksi kun aloitetaan yhdellä ainoalla emulsioräjähdysaineen perusaineella, jota voidaan käyttää räjäytyssuunnitelman kaikkiin reikiin, räjäytys on yksinkertaista ja taloudellista. Tä-15 ten esillä oleva keksintö tuottaa muunnettavan lopputuotteen yhdestä ainoasta alku-tuotteesta ja se sopii erityisesti tarkkuuslouhintaan.

Keksintöä selitetään jatkossa viittaamalla seuraaviin esimerkkeihin.

Esimerkki 1 “ Neljä emulsioräjähdysainetta (seokset 1-4) valmistettiin ja panostettiin halkaisijal- • · · ·' " 20 taan 3 tuuman reikään 24 tuuman pituisella luokan 40 mukaisilla teräsputkilla (tau- : - lukko 1). Ennen kuin seokset 3 ja 4 panostettiin putkiin, energiaa vähentävää ainetta • · · (vettä) dispergoitiin yhtenäisesti näihin emulsioräjähdysaineisiin 10 % ja vastaavasti • · 20 % emulsion painosta. Dispergointi suoritettiin käsikäyttöisellä sekoittimella suunnilleen yhden minuutin aikana. Tiheyttä vähentävät aineet (kaasunmuodostus- 25 aineet) lisättiin ja sekoitettiin samalla tavalla seoksiin 2, 3 ja 4. (Seosta 1 käytettiin :\j perusaineena, eikä siihen siksi lisätty energiaa tai tiheyttä vähentäviä aineita.) Kaa- • · .···. suuntuneiden seosten annettiin vetäytyä noin tunnin ajan ennen räjäyttämistä.

·«·

Energia-arvot mitattiin seosten räjäyttämisen jälkeen. Mitattujen energioiden vertai- lu osoittaa, että kokonaisenergia väheni noin 34 % 718 cal/g:sta (seos 1) 474 . 30 cal/g:aan (seos 4, joka oli kaasuuntunut emulsioräjähdysaine. joka sisälsi 20 % • · · *" *. energiaa vähentävää ainetta). Vastaavasti tilavuusenergia väheni noin 55 % 869 ♦ · · ^ ’· ** cal/cc:stä 389 cal/cc:hen. Isku-ja kuplaenergian suhde muuttui standardiemulsiorä- jähdysaineen (seos 1) noin 56/44:stä kaasuuntuneen emulsioräjähdysaineen, joka sisälsi 20 % energiaa vähentävää ainetta (seos 4), noin 40/60:een. Tämä energiamuu- 8 tos iskuenergiasta kuplaenergiaan on erittäin toivottava sellaisissa räjäytystoimenpi-teissä, joissa vaaditaan seinämän ja reunareikien valvontaa.

Seoksissa 1 - 4 käytetty emulsioräjähdysaine muodostettiin alla esitetyn taulukon 2 mukaisesti. Kaasunmuodostusaineita lisättiin 0,8 % seosten 2-4 painosta.

5 Taulukko 1 _ Mitattu energia _

Isku Kupla Kokonais- Tilavuus-

Seos nro Tiheys Nopeus (cal/g) (cal/g) energia energia __(g/cc)__(m/s)____(cal/g) (cal/cc) 1 · 1,21 6400 401 317 718__869 2 __0,87 4820 306 359 665__579 3 __0,87 3810 235 313__548__477 4 0,82 4015 188 286 474 389

Taulukko 2 __Painoprosenttia

Hapettava liuos1__93,4_

Syttyvän aineen liuos2__6^0_

Muoviset mikropallot__0I6_ • · • · · « · · • " ' I “

Nalliherkkyystiheys (g/cc)__1,13 - 1,16_ .···. Kuuma viskositeetti (cP) 13 000 .·. : (+/- 1 000 cP, nro 6 akseli, 50 kierr/min.) • ·· — " - * - I.

• · • ·· • · *·*·’ 1 Hapettava liuos: AN SN Η?0 69,5 13,0 17',5 10

.···. Liukenemispiste: 57 - 59 °C

’ pH: 4,5-5,0

V\. Lämpötila: 72 - 75 °C

··· • · *·· * 7 ‘ Syttyvän aineen liuos: Polymeerinen Sorbitaani- Raskas • · ** · emulgointiaine mono-oleaatti polttoöljy Mineraaliöljy 20,0 5,0 37,5 37,5 • ·

Lämpötila: 60 °C

9

Esimerkki 2

Emulsioräjähdysaine muodostettiin taulukossa 2 esitetyn muodosteen mukaisesti. Emulsioräjähdysaine pumpattiin astiaan, jonka ulostuloaukkoon oli liitetty pumppu.

Pumpun ulostuloaukkoon oli sijoitettu vedenruiskutuslaite, jonka avulla energiaa 5 vähentävä aine (tässä esimerkissä vesi) lisättiin. Pumpun ulostuloaukkoon oli lisäksi liitetty myös laite kaasunmuodostusaineiden lisäämiseksi ennen vedenruiskutuslai-tetta. (Käytetyt kaasunmuodostusaineet olivat tässä esimerkissä natriumnitraatin, natriumtiosyanaatin ja veden 20/30/50-seos sekä veden ja sitruunahapon 50/50-seos. Molempia aineita käytettiin noin 0,4 % emulsioräjähdysaineen painosta.) 10 Emulsioräjähdysaineen pumppua ja energiaa vähentävän aineen ja kaasunmuodos-tusaineen paineistettuja syöttösäi 1 iöitä käytettiin yhtä aikaa ja komponenttien yhdistynyt virta kulki sekoituslaitteen (sumutussuuttimen) läpi, joka oli kiinnitetty 20 jalkaa pitkään sisähalkaisijaltaan 3/4 tuuman panostusletkuun. Täten emulsio, energiaa vähentävä aine ja kaasunmuodostusaineet sekoitettiin tasaisesti ja yhtenäisesti.

15 Tätä menetelmää käytettiin muodostamaan kaksi seosta, joissa oli energiaa vähentävää ainetta (vettä) vastaavasti noin 9 % ja 14 %. Seokset panostettiin (tyhjiin) pahviputkiin, joiden halkaisija oli 1 1/4-3 tuumaa ja joiden annettiin kaasuuntua 1,42 g/cc:n alkutihevdestä vastaavasti noin 0,85, 0,75 ja 0,70 g/cc:n tiheyteen. . Seokset tarvitsivat 20 - 30 minuutin ajan kaasuuntuakseen kokonaan. 20 °C lämpö- ;. ** 20 tilassa mitatut räjäytystulokset esitetään taulukossa 3.

• · · • ·

Taulukko 3 • · · • · I I " - I - — • *

Seos nro Vesiprosentti Halkaisija Tiheys (g/cc) Nopeus __(tuumaa)__(jalkaa/s) • · • ·· 1 __94)__1,25___puuttuu _1__94)__2^0___8215 _J__94)__2^5__0^85__8010 :·! 1 9.0 3,0 9375 • *· --- — — - .···. 2__14,0_ 2.0__puuttuu _2__14,0 i 2.5__075__7680 2 14.0 I 3.0 8460 • · "" ” -- ~" 1 • · i » · · • ·

Esimerkki 3 10

Taulukko 4 esittää sarjan seoksia, jotka sisälsivät vaihdellen 0 - 20 % vettä emulsion painosta (jolla oli sama muodoste kuin on esitetty taulukossa 2). Räjäytystulok-set (tyhjissä) pahviputkissa osoittavat huomattavaa kriittisen halkaisijan ja aloite-5 panoksen lisäystä, kun vesiprosenttia lisättiin. Räjäytystulokset (rajatuissa) luokan 40 mukaisissa "teräsputkissa” osoittavat, että kaikki seokset, paitsi seos 8, johon oli lisätty vettä 20 %, räjähtivät 38 mm:ssä, ja niiden nopeus vaihteli 5,4 km/s:stä, kun vettä ei ollut lisätty, 3,6 km/s:iin, kun vettä oli 17,5 %.

Vaikka esillä oleva keksintö on kuvattu viittaamalla tiettyihin havainnollistaviin 10 esimerkkeihin ja edullisiin suoritusmuotoihin, monet muunnokset ovat ilmeisiä alan ammattimiehille, ja mikä tahansa tällainen muunnos kuuluu keksinnön piiriin liitteenä olevien patenttivaatimusten puitteissa.

• · • · ··· • · ··· • · • » < ··· • · • · ··· • · * · · • · · • · • ·· • · • ♦ ··· • · • · · • ·· • · ··· • · ·♦1 ·· • · • ♦· • ·· • ♦ • · ··· • · • ♦ · • · · ··· · · • 1 · • · · • · 11 oo '2 2 Μ (Ν ο ^ ^ μ ,3 2 — β ΟΌ η” ^ ' 3 1 1 1 1 1 (Μ 3 1 1 1 .....

3 Γ". Ο ^ ° 3 ^3 .Λ Λ.

_______S1_______________ ^ 2 00 pv. ι/·\ _ i/-s »Λ Ό 3 »—· Γ-*. /-s οο r- 53 - ι , ι </ί O oo S . , ι ι , , ® Γ? Ο 2 S' Γ- 3 1 1 ' Ο ΐι ΙΛ -0 1 .ιι.ι, rS 00 ^ ^°(Ν3 3- m <-> Ο Ά CL Ον I s oil S Lr S- ^ Γτ S owe . . ^00^2 , .....

2 3^0^ S' ιό m 3 1 3- o r- C

4»00 — '-'w-i o <N <N 3 3- m m o i f/3 I CU, <n i » μ νΊ ^ n’ - (N 3- Ό O' 3 rt ^ ^ in os oo 5 ,/ ,/ oo O oo vi « S . ^· m n N oo O 3- . . Cl: O S ίΊ o *- 'tn«M3 '00>00^1 _·> 3- Ό ‘ 3 00 ·— O <3 rl <3 <N 3 ro cn ro mcN .

5*2 Oh Ό! . ; cb · .

! 2 2 οβ o£n \ « 2 2 S- Γ- ^ oo ,M3O\oSS .oo ,m!N ^ — o . . C1 s «- 3 5 2 ° o °S S 3- — onss'o'o^ _r oo « ' 1 a υ .3 -- « 00 — in O Γ3 Γ3 (N 3 3 3" r^i Ο r-i (N 34 3 2 ^ a. I a- o 0 g Q- ----------------------— oo ~ c oo — -< mf*, 3 ¢3 "Cm <— O · ^

00 CN KNO^i'-^t fvj (N -- 3" ; «SO

2 - ^ - oo j— <T) <— oe m ö on Ό =tfc oo — oo m , C1 S w .2

S^Tr^or^ ^ mr-i<NO'oo3O3-r--'?>, _r n 3 oo -->3 C

«<^ Ό O Uj-r^r^cNCNSmr^f^®0 O 3· cn ¢3 ~ C£) 3 ω 6 t a* cn 'c· ö p a -------I-----------------3 .2 3 <U u 3 I _3 -—* «ι 1 00 oc , C —1 3i 3 r3 _ o n !(N»o\noo(N«NOft <3 o =ä n u '5 2 - °, ^ ~r S Or300OC><3i/-> — 3" >; oo 00. . ,-- O „2

9 3 O t S ^103-^(300(3/(33-^ V- <3 ' *3 ϋ 3 E

• ,ϊ O' ° nMmnnMtS'l'S' ° m — ~y r^. —1 • ^ =8=

• W U

·· es O C

• s v s 3 ·—* ·;·, 2 S o —r 00 ^νοίΛΟ’ίονοοοο* oo c . <o r: >, >.3.o .:: S2°oP _r iS'OOOOCt^-OOr^O'r-lSc ^-r 00 O 3 SI 33·^ • rSi®3 ^ O mns-r, O t*~. 3·3 — S—'λγ.

™ 1 ^ ^ 2 3 f? ·...· _______:-----------------u ^ > 3 3 ce .·. : -· > a—« • · ^ — c .Ξ c ··· 55 ·—· Ctf 5 3 « ^ £ ä i. 1..2-1 ! ^ > *-·

ϊ’·.: S , |E E E E E fi » J359I E E E E ί '3) g. I

...* :ΕΕΕΕΕΕίίΪ2 * ££££= Ö f" § • .u->r-iOOC(Nuo — — — 33 ^ Μ (N iO - ··· <sr3 r-Ou^mr^racccss {^γογ^γί.^, f-, “ S ^ Ξ' £ £ £ ^ s ^ ^ ^ i J2 ^ :···· 2S ?8S' ε ; 2 *·· ϊ o .£ "so i- ^ 10 n oo 6 = > -^ —: ·· £ w :55 w- — iSw i rsc^wC3

·· *2 S " ·/ C“"c/3! r'WMC

··* C3 ·-L ^ cfl 3; rr C V* U

·· 3 h C) ϋ r. ^ r Ί ^ CL 1 '*X

··· - S Ϊ U 3 si I C — 0 > *·*· Tt ^-αωο^Ζι ,s^z; I < 3 = ® **· *e > O £ (S r?^ i 33^° • · id :c« 2 £ rV- £ -C.il, ^•Spc-sX' ο. * ι 3300 ®i2:<^3£3S ΪΓ^3 ~

“ ,C 51 -£ P <N

55 £ -. c3 "s ! £ ! «31 CA 2r*~ H ^^y:c£i:-i ; <iH _ 1 1 ! 1_ I---:_I_ 1 .--1 ! I _--1

Claims (19)

1. Tarkkuuslouhintamenetelmä, johon sisältyy seuraavat vaiheet: a) valitaan emulsioräjähdysaine, joka sisältää epäorgaanisen hapettavan suolan vesiliuoksen, joka muodostaa pisaroina olevan epäjatkuvan faasin, sekä or- 5 gaanisen nestemäisen polttoaineen, joka muodostaa jatkuvan faasin; b) saatetaan emulsioräjähdysaine syöttö virtaukseksi; tunnettu siitä, että c) lisätään emulsioräjähdysaineeseen sen syötön yhteydessä energiaa vähentävää ainetta, joka valitaan veden ja vesipitoisten liuosten joukosta; d) sekoitetaan energiaa vähentävä aine yhtenäisesti ja homogeenisesti emul- 10 sioräj ähdysaineeseen toisen epäj atkuvan faasin muodostamiseksi; e) lisätään emulsioräjähdysaineeseen kaasua muodostavia aineita sen tiheyden alentamiseksi ja sen herkkyyden lisäämiseksi; ja f) ladataan syötetty emulsioräjähdysaine porareikään tarkkuuslouhintaa varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa vä-15 hentävää ainetta lisätään noin 5 - noin 22,5 % emulsioräjähdysaineen painosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa vä-hentävää ainetta lisätään noin 7,5 - noin 17,5 % emulsioräjähdysaineen painosta. • · • · : 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoiset liuokset sisältävät liuotettuja aineita ryhmästä, joka sisältää epäorgaanisia hapettavia • · · 20 suoloja, urean, glykoleja ja epäorgaanisia happoja. • · • · · • ··

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emulsioräjäh- • · dysaine sisältää lisäksi ammoniumnitraattia tai prillattua ANFOa enintään 50 % emulsioräjähdysaineen painosta. • · • » ·;··· 6. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasua 25 muodostavia aineita lisätään sellainen määrä, että se riittää pienentämään emulsiorä- • · * \#*’ jähdysaineen tiheyden noin 0,60 g/cm3 - noin 1,30 g/cm3:n vaihteluvälille. • ♦ • · ···

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emulsion • · « ' ' * . syöttö tapahtuu pumppaamalla. • ·

8. Menetelmä emulsioräjähdysaineen energian vähentämiseksi, kun sitä ladataan 30 porareikään, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää seuraavat vaiheet: a) valitaan emulsioräjähdysaine, joka sisältää epäorgaanisen hapettavan suolan vesiliuoksen, joka muodostaa pisaroina olevan epäjatkuvan faasin, sekä orgaanisen nestemäisen polttoaineen, joka muodostaa jatkuvan faasin; 5 b) saatetaan emulsioräjähdysaine syöttövirtaukseksi; c) lisätään emulsioräjähdysaineeseen sen syötön yhteydessä energiaa vähentävää ainetta, joka valitaan veden ja vesipitoisten liuosten joukosta; d) sekoitetaan energiaa vähentävä aine yhtenäisesti ja homogeenisesti emulsioräjähdysaineeseen toisen epäjatkuvan faasin, jonka määrä on 5-22 % 10 emulsioräjähdysaineen painosta, muodostamiseksi; e) lisätään emulsioräjähdysaineeseen kaasua muodostavia aineita sen tiheyden alentamiseksi ja sen herkkyyden lisäämiseksi; ja f) ladataan syötetty emulsioräjähdysaine porareikään.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa vä-15 hentävää ainetta lisätään noin 7,5 - noin 17,5 % emulsioräjähdysaineen painosta.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoiset liuokset sisältävät liuenneita aineita ryhmästä, joka sisältää epäorgaanisia hapettavia suoloja, urean, glykoleja ja epäorgaanisia happoja. • ·· ·· : 1·· 11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasua muo- ««« v : 20 dostavia aineita lisätään sellainen määrä, että se riittää vähentämään emulsioräjäh- dysaineen tiheyden noin 0,60 g/cm3 - noin 1,30 g/cm3:n vaihteluvälille. • ♦ • · ·

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että porareikä on • · ’···' reunareikä. .·2. 13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiaa vä- 25 hentävää ainetta ja kaasua muodostavia aineita lisätään vaihtelevia määriä, kun po- • · rareikää panostetaan siten, että ne luovuttavat emulsioräjähdysaineelle vaihtelevan : määrän energiaa ja antavat sille vaihtelevan tiheyden porareiän pituudella. • · · • φ • · 30 15. Vähäenergiainen emulsioräjähdysaine, joka sisältää

14. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emulsion 2 • « · 77 • · m ’·1 1 syöttö tapahtuu pumppaamalla. • · i a) epäorgaanisen hapettavan suolan vesiliuoksen, joka muodostaa emulsioräjäh-dysaineeseen pisaroina olevan epäjatkuvan faasin; b) orgaanisen nestemäisen polttoaineen, j oka muodostaa j atkuvan faasin; c) vesi-öljyssä-tyypin emulgaattorin; 5 d) kaasukuplia, jotka ovat jakautuneet hienojakoisesti koko emulsioräjähdysai-neeseen; tunnettu siitä, että e) energiaa vähentävä aine on lisätty erikseen ja sekoitettu yhtenäisesti ja homogeenisesti koko emulsioräjähdysaineeseen muodostaen siihen toisen epäjatkuvan faasin, jonka määrä on 5-22 % emulsioräjähdysaineen painosta.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen emulsioräjähdysaine, tunnettu siitä, että energiaa vähentävää ainetta on lisätty noin 7,5 - noin 17,5 % emulsioräjähdysaineen painosta.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen emulsioräjähdysaine, tunnettu siitä, että energiaa vähentävä aine on valittu ryhmästä, joka sisältää veden ja vesipitoisia liu- 15 oksia.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen emulsioräjähdysaine, tunnettu siitä, että vesipitoiset liuokset sisältävät liuenneita aineita, jotka on valittu ryhmästä, joka sisäl-tää epäorgaanisia hapettavia suoloja, urean, glykoleja ja epäorgaanisia happoja. : *·· 19. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen emulsioräjähdysaine, tunnettu siitä, • · · v ; 20 että kaasukuplia on sellainen määrä, että ne riittävät vähentämään emulsioräjähdys- :***: aineen tiheyden noin 0,60 g/cm3 - noin 1,30 g/cm3:n vaihteluvälille. • · • · · • ·· • · • · · • · *···* Patentkrav