FI890522A - Foerfarande och anordning foer multidirektionell taendning av spraengaemnen. - Google Patents

Description

Menetelmä ja laitteisto räjähdysaineiden monisuuntaiseen sytyttämiseen Tämä keksintö liittyy räjähdysaineiden avulla tapahtuvaan räjäyttämiseen. Erityisesti keksintö liittyy nallilla sytytettävien emulsio- ja vesihyytelötyyppisten tai pneumaattisesti ladattavien ANFO-tyyppisten räjähdys-ainetankojen räjäytysmenetelmään, jossa porausreikään asetettu räjähdyspanos sytytetään täysin niin, ettei mitään räj ähdysainet ankojen herkkyyden vähentymistä tapahdu, eikä porausreikään jää osittain käytettyä tai käyttämättömiä räj ähdysainej äänteitä.

Keksintö sisältää myös edellä mainitussa menetelmässä käytettävän sytytinlaitteiston ja tässä laitteessa käytettävän muovista puristetun pitimen.

"Nobelin turvallisuuspulverin" tai dynamiitin keksiminen teki nitroglyseriinissä olevan energian käyttämisen mahdolliseksi. Jäljelle jäi tarve käytännöllisen ja turvallisen sytyttämiskeinon löytämiseen juuri keksitylle dynamiitille. Dynamiitti voitiin yleensä sitoutuneena sytyttää kipinällä tai ruutiputkella, mutta nämä menetelmät eivät olleet yleisesti tyydyttäviä. Ongelma ratkesi Nobelin keksittyä nallin. Hän käytti hyväksi primääristen räjähdysaineiden, kuten elohopeafulminaatin, räjähtämistä sitä lämmitettäessä ja niiden kykyä räjäyttää niiden viereen asetettuja sekundäärisiä räjähdysaineita, kuten dynamiittia.

Nallien valmistus ja käyttö on pysynyt kutakuinkin muuttumattomana sitten Nobelin keksittyä ne 1860-luvun lopulla, ja nallit muodossa tai toisessa tulevat säilymään tärkeimpänä välineenä sekä herkkien että vakaiden räjähdysaineiden sytyttämisessä.

Kuten C H Johansson ja P A Persson tekstissään "Detonics of High Explosives" (Academic Press, London and New York) ovat kuvanneet, nalli levittää räjähtäessään sivuiltaan metallisiruja säteittäisesti ja aksiaalisuun-nassa eteenpäin perusräjäytysainepanoksen sisältävän hylsyn päästä. Nallin räjähdys aiheuttaa täten säteit-täisen ja eteenpäin suuntautuvan voimakkaan energia-sysäyksen, eikä nallin hylsyn räjähdysaineettomassa päässä ole havaittavissa paljoakaan räjähtämistä. Käytettäessä joko dynamiittipanoksen viereen asetettua tai sen sisään asetettua nallia, dynamiittipanoksen sytyttämiseen ei tarvitse paljoakaan kiinnittää huomiota nallin räjäh-dyssysäyksen säteittäisyyteen ja suuntautumiseen eteenpäin. Tämä johtuu siitä, että dynamiitin sisältämän nitroglyseriinin herkkyys on niin suuri, että sytyttyään dynamiittipanos saavuttaa erittäin korkean räjähdysno-peuden panoksen kaikkiin aksiaalisiin suuntiin. Poikkeuksen voivat muodostaa nitroglyseriiniherkistetyt varmuus-räjähdysaineet, joiden nitroglyseriinimäärä on minimoitu. Porausreikään asetettu dynamiittitanko voidaan sytyttää panoksen keskikohtaan asetetulla nallilla, jolloin nalli räjähtäessään vuorostaan sytyttää dynamiittipanostangon keskikohdan, mikä saa aikaan dynamiittipanoksen täydellisen räjähtämisen molempiin suuntiin nallista. On siis toisin sanoen olemassa riittävät edellytykset nallin räjähtävän pään ympärillä, jotta dynamiittitangossa oleva räjähdysaalto leviää itsestään kaikkiin suuntiin. Jopa tilanteissa, joissa täysin kehittynyttä räjähdysnopeutta ei saavuteta, dynamiittitangossa on kuitenkin olemassa riittävästi vapautunutta energiaa, joka kuluttaa käytännössä kaiken porausreikään asetetun räjähdysaineen, eikä jätä reikään mitään jäännöksiä, jotka voivat aiheuttaa vaaratilanteita. Juuri dynamiittiräjähteiden laatu ja niiden räjähdyksen itseleviämiskyky matalalla energiatasolla aiheuttavat turvallisuusongelman, sillä ne ovat herkempiä iskuille ja kitkalle, ja niitä tulee sen takia käsitellä erityisen huolellisesti.

Aivan viime aikoina herkkiä nitroglyseriinityyp- pisiä räjähdysaineita on suuressa määrin korvattu iskuja ja kitkaa kestävillä vesihyytelö- tai emulsiotyyppisillä räjähdysaineilla tai ammoniumnitraatti/polttoöljy (ANFO)-räjähdysaineilla, jotka ladataan pneumaattisesti poraus-reikiin. Viimeksi mainitut seokset, vaikka ovatkin sytytettävissä nallilla, eivät ole herkkiä syttymään kitkasta tai iskuista. Näiden sietokyky aiheuttaa kuitenkin vaikeuksia niiden sytyttämisessä ja tangossa tapahtuvan räjähdyksen ylläpitämisessä. Sytytettäessä nallilla puristettuja vesihyytelö- tai emulsioräjähdysainetankoja, erityisesti pienihalkaisijäisiä, räjähdys pyrkii etenemään täysitehoisena lähinnä nallin räjähtävän pään aiheuttamien radiaalisten/aksiaalisten energiasysäysten suuntaan. Nallin radiaalisesta/aksiaalisesta päästä kaukana tangossa olevat räjähdysaineet eivät yleensä kykene pitämään yllä täysitehoista räjähdystä ja voivat joissakin tapauksissa jäädä käyttämättöminä porausrei-kään. Itseasiassa nallin radiaalisesta/aksiaalisesta päästä kaukana oleva räjähdysaine tiivistyy lisää ja tulee täten vielä vakaammaksi. Tässä tilassa tiivistynyt räjähdysaine ei kykene ylläpitämään räjähdystä. Syntynyt työskentelyn alla olevassa kiviaineksessa oleva käyttämätön räjähdysaine aiheuttaa seuraavissa porauksissa turvallisuusriskin.

On esitetty, että vastakkaissuuntaan tapahtuvan sytytyksen puuttumisen aiheuttama ongelma nalleissa voitaisiin poistaa käyttämällä voimakkaampia nalleja, eli asettamalla nalliin suurempi tai tehokkaampi lataus perinteisiä räjähdysaineita. Voidaan kuitenkin osoittaa, että tällaisen voimakkaan nallin käyttö ainoastaan lisää painepulssin kestoa vastakkaiseen suuntaan suuremmin voimistamatta pulssia. Tämä toimenpide aiheuttaa ainoastaan enemmän porausreiässä olevan räjähdysaineen vakaantumista ja täten pahentaa ongelmaa.

On täten toivottavaa, että kehitettäisiin pieni- halkaisijäisten nallilla sytytettävien vesihyytelö- ja emulsioräjähdysaineiden ja ANFO-räj ähdysaineiden räjäy-tysmenetelmä, jonka sytytysjärjestelmällä saadaan aikaan porausreiässä olevassa räjähdysainetangossa kaikkiin suuntiin etenevä täydellinen räjähtäminen.

Vastaavasti keksinnön tarkoituksena on esittää menetelmä nallilla sytytettävien porausreikään asennettujen emulsio-, vesihyytelö- tai pneumaattisesti ladattujen AMFO-räjähdysainetankojen räjäyttämiseen niin, että täydellinen räjähdys etenee räjähdysaineessa tasaisesti ja yhtäaikaisesti kaikkiin suuntiin.

Lisäksi keksintö sisältää sytytyslaitteiden tällaisessa menetelmässä käytettävän kokoonpanon, ja vielä tämän lisäksi keksintö sisältää välineet, joilla voidaan helposti toteuttaa useiden sytyttimien asentaminen vaaditun aseman omaavaksi kokoonpanoksi.

Tämä keksintö käsittää menetelmän rajoitettuun tilaan asennettujen nallilla sytytettävien vesihyytelö-, emulsio- tai pneumaattisesti ladattujen ANFO-räjähdys-ainet ankojen räjäyttämiseksi, joka menetelmä sisältää edellämainitun räjähdysainetangon sytyttämisen siten, että saavutetaan täysitehoinen tasaisella nopeudella etenevä räjähdysaalto, joka etenee sytytyskohdasta samanaikaisesti edellämainitun tangon molempia päitä kohti. Vaadittu räjähdysaalto voidaan saada aikaan sytyttämällä tanko nallikokoonpanolla tai muista vastaavista sytyt-timistä muodostetulla kokoonpanolla, joka sytytettäessä antaa samanaikaisesti räjähdysainetangon pituussuunnassa molempiin suuntiin etenevät räjähdysimpulssit.

Menetelmässä käytettävä suositeltava sytytinlait-teisto sisältää, esimerkiksi, kaksi nallia, jotka kumpikin sisältävät primäärisistä räjähdysaineista muodostetun sytytyspanoksen ja sekundäärisistä räjähdysaineista muodostetun alkupanoksen, ja jotka nallit on kiinnitetty toisiinsa vierekkäin niin, että ensimmäisen nallin alku- panospää on laitteiston toisessa päässä ja toisen nallin alkupanospää on laitteiston vastakkaisessa päässä, ja sytytyspanokset ovat laitteiston pituudella vierekkäin niin, että ensimmäisen nallin sytytyspanoksen syttyminen aiheuttaa toisen mallin sytytyspanoksen samanaikaisen syttymisen. Sytyttämällä laitteiston toinen nalli viereinen toinen nalli syttyy käytännöllisesti katsoen samanaikaisesti, jolloin laitteisto aiheuttaa lähes yhtäläiset ja vastakkaiset radiaaliset/aksiaaliset räjäytysener-giasysäykset tangon etelä- ja pohjoissuuntiin.

Laitteiston nallit voidaan kiinnittää toisiinsa esimerkiksi normaalilla eristysnauhalla. Tämän sijasta voidaan käyttää muovista tai vastaavasta materiaalista puristettua pidikettä, joka on suunniteltu pitämään nallit vierekkäin vastakkaissuuntaisina.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja sen toiminnan ymmärtämisen helpottamiseksi viitataan liitteenä oleviin piirustuksiin ja selityksiin, joissa kuvataan esimerkin avulla yksi keksinnön mukainen kokoonpano.

Kuvio 1 on pystysuuntainen osaleikkaus keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävästä pidäkkeestä, joka on suunniteltu pitämään kahta nallia vierekkäin; ja

Kuvio 2 on suoraa A-A pitkin otettu poikkileikkaus kuviossa 1 kuvatuista nalleista ja pidäkkeestä.

Kuvioissa samoille osille on annettu samat viitenumerot .

Viitaten piirustuksiin, numero 1 osoittaa perinteisen sähköisen tai sähköttömän hidastenallin, jolla on metallinen ulkokuori. Kuoren sisällä on sekundäärisestä räjähdysaineesta, esimerkiksi PETNrstä, muodostettu alkupanos 2, primäärisestä räjähdysaineesta, esimerkiksi lyijyatsidista, muodostettu sytytyspanos 3 ja siihen kosketuksessa oleva hidasteputki 4. Nalli 1 on asennettu muovista puristetun pidäkkeen 6 ylempään lähinnä sylinte-rimäiseen tunneliin tai onteloon 5. Pidäke 6, jonka poikkileikkaus on kuvatussa rakenteessa lähinnä kahdeksikon muotoinen, muodostuu edellämainitusta ylemmästä ontelosta tai tunnelista 5 ja vastaavanlaisesta alemmasta ontelosta tai tunnelista 7, joka sisältää muunnetun nallin tai sytyttimen 8. Sytytin 8 muodostuu metallikuo-resta 9, joka sisältää alkupanoksen 10, esimerkiksi PETNriä, ja sytytyspanoksen 11, esimerkiksi lyijyatsidia. Lopun tilan kuoresta 9 täyttää muovinen tai kuminen pysäytin 12. Sytytin 8 on asennettu alempaan tunneliin tai onteloon 7 siten, että sen alkupanos 10 on uloimpana, eli alkupanos 10 osoittaa "pohjoissuuntaan", kun taas tunnelissa 5 olevan nallin alkupanos 2 on asennettu niin, että sen alkupanos 2 osoittaa "eteläsuuntaan". Puristettu muovipidike on hyödyllistä muotoilla niin, että siinä on terävä kärki 13, joka helpottaa vesihyytelö- tai emul-sioräjähdysainetta sisältävän paketin lävistämistä sallien läheisen kontaktin räjähdysaineeseen.

Käyttöolosuhteissa, jossa esimerkiksi syvyydeltään 305 mm:nen halkaisijaltaan 51 mm:nen porausreikä tulee räjäyttää, keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa seuraavan esimerkin mukaisesti. Pakattuja halkaisijaltaan n. 50 mm:siä emulsioräjähdysainepanoksia asetetaan ensin porausreikään, kunnes porausreikä on noin puoleen väliin asti täytetty räjähdysaineella. Tämän jälkeen seuraavaan räjähdysainepanokseen asetetaan kuvion 1 mukainen nal-lipidike, jossa on nallit 1 ja 8. Nalliin 1 on yhdistetty riittävän pitkät porausreiän suulle yltävät sähköiset lyijyvaippajohtimet tai sytytystuli lanka. Sytytyspanok-sella varustettu panos työnnetään porausreikään niin pitkälle, että se koskettaa siellä olevia puoliväliin ylettyviä räjähdysaineita. Loppuosa porausreiästä täytetään 50 mm:sillä räjähdysainepanoksilla ja porausreiän suu suljetaan alan normaalin käytännön mukaisesti. Räjäytettäessä nalli 1 tapahtuu hyvin samanaikaisesti nallin 8 räjähdys. Nallin 1 energia on suunnattu lähinnä alaspäin kohti porausreiän pohjaa, kun taas nallin 8 energia on suunnattu lähinnä ylöspäin kohti porausreiän suuta. Porausreiässä oleva räjähdyspanos sytytetään täten yhtäaikaisesti suurella nopeudella kaikkiin suuntiin, jolloin saadaan aikaan suurin mahdollinen räjähdysenergia ja räjähtämättömän aineen jäännökset porausreiässä jäävät minimiinsä.

Claims (10)

1. Menetelmä nallilla sytytettävien vesihyytelö-, emulsio- tai pneumaattisesti ladattavien ANFO-räjähdys-ainetankojen räjäyttämiseen, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää edellämainitun räjähdysainetangon sytyttämisen siten, että saavutetaan täysitehoinen tasaisella nopeudella etenevä räjähdysaalto, joka etenee sytytyskohdasta samanaikaisesti tangon molempia päitä kohden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää syty- tinryhmän (1,8), jossa mainitut sytyttimet osoittavat vastakkaisiin suuntiin, sijoittamisen määrättyyn kohtaan ja edellämainittujen sytyttimien (1,8) sytyttämisen hyvin samanaikaisesti niin, että niiden aiheuttama räjähdysim-pulssi etenee räjähdysainepanoksen pituussuunnassa samanaikaisesti molempiin suuntiin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä sytyttimet muodostuvat vähintään kahdesta nallista (1,8), jotka kumpikin sisältävät primäärisistä räjähdysaineista muodostetun sytytyspanoksen (3,11) ja sekundäärisistä räjähdysaineista muodostetun alkupanoksen (2,10), jotka ovat toistensa lähellä ja suunnatut panoksen pituusakselin suuntaisesti vastakkaisiin suuntiin niin, että yhden tällaisen nallin (1) sytyttäminen aiheuttaa toisen mainitun nallin (8) syttymisen lähes samanaikaisesti.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä nallit (1,8) on kiinnitetty toisiinsa vierekkäin muodostaen sytytyslait-teiston, jossa ensimmäisen nallin (1) alkupanospää on laitteiston toisessa päässä ja toisen nallin (8) alkupanospää on laitteiston vastakkaisessa päässä ja sytytyspa-nokset (3,11) ovat laitteiston pituudella vierekkäin niin, että ensimmäisen nallin (1) sytytyspanoksen (3) sytyttäminen aiheuttaa toisen nallin (8) sytytyspanoksen (11) samanaikaisen syttymisen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukaisessa menetelmässä käytettävissä oleva sytytinlaitteisto, tunnettu siitä, että se koostuu kahdesta nallista (1,8), jotka kumpikin sisältävät primäärisistä räjähdysaineista muodostetun sytytyspanoksen (3,11) ja sekundäärisistä räjähdysaineista muodostetun alkupanoksen (2,10), jotka nallit (1,8) on kiinnitetty toisiinsa vierekkäin niin, että ensimmäisen nallin (1) alkupanospää on laitteiston toisessa päässä ja toisen nallin (8) alkupanospää on laitteiston vastakkaisessa päässä ja sytytyspanokset (3,11) ovat laitteiston pituudella vierekkäin niin, että ensimmäisen nallin (1) sytytyspanoksen (3) sytyttäminen aiheuttaa toisen nallin (8) sytytyspanoksen (11) samanaikaisen syttymisen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sytytinlaitteisto, tunnettu siitä, että se koostuu yhdestä hidastenallista (1) ja yhdestä pakanallista (8).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sytytys-laitteisto, tunnettu siitä, että siinä kaksi vastakkaissuuntiin osoittavaa nallia (1,8) on kiinnitetty toisiinsa teipillä.

8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sytytys-laitteisto, tunnettu siitä, että siinä kaksi vastakkaissuuntiin osoittavaa nallia (1,8) on kiinnitetty toisiinsa muovista puristetulla pidäkkeellä (6).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukaisessa kokoonpanossa käytettävä muovista puristettu pidike (6), tunnettu siitä, että se koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta yhteydessä olevasta sylinterimäisestä ontelosta (5,7) muodostuneesta muovihylsystä, jonka ontelot on tarkoitettu pitämään kahta sylinterimäistä vastakkaissuuntaista nallia (1,8) kosketuksessa vierekkäin, joissa onteloissa on välineet nallien sijoittamiseksi niin, että nallien (1,8) sytytyspanokset (3,11) ovat vierekkäin osalla nallin pituutta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen pidike (6), tunnettu siitä, että siinä nallin sijoittamisvä-lineenä toimivat hylsyyn muodostettujen onteloiden päädyt, jotka ontelot (5,7) on pituussuunnassa siirretty niin, että saadaan aikaan nallien (1,8) vaadittu sijoittuminen asennettaessa ne onteloiden pohjaan.