【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル、砕石、採鉱等の産業発破に用いられる爆薬組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポーラスプリル硝安を含む爆薬としては硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯと略記）が代表的であるが、ＡＮＦＯは、ポーラスプリル硝安と軽油などを混合した爆薬であり、簡単な装置で容易に製造できることから安価であること、また流動性に優れているため発破孔への直接流し込みやＡＮＦＯローダーによる装填が可能であること、さらに衝撃感度が低く安全であることなどから広い分野で使用されている。
【０００３】
トンネルや坑内掘進の鉱山などでは、掘削後の内壁安定のためにコンクリートを内壁に吹き付けているが、このコンクリートとＡＮＦＯ中の硝安が接触し、アンモニアガスが発生する。アンモニアは人体に有毒であり、刺激臭を伴うため作業環境を悪化させるが、これに対応するため、ＡＮＦＯがコンクリートと接触してもアンモニアガスの発生を抑制する目的で、有機酸を添加した有機酸入りＡＮＦＯが開発され、現在使用されている。
【０００４】
しかしながら、燃料となり得る有機酸は粉末であるため酸化剤と燃料との混合性が悪いこと、更に、アンモニア発生抑制効果は有機酸添加量に比例しており、大きな抑制効果を得る場合には添加量を多くするため燃料過剰となること、などの理由から発破後の後ガス中の有毒ガス濃度が高くなり、作業者の待避時間が長くなるという問題があった。
また、ＡＮＦＯを坑内で使用する場合は、ＡＮＦＯローダーを用いて発破孔に密充填するために、含水爆薬やダイナマイトなどに比べ火薬原単位が増大するという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ポーラスプリル硝安と有機酸を含む爆薬の後ガスを改良すると同時に、火薬原単位を低下させることができる爆薬組成物を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特定の嵩比重を有するポーラスプリル硝安を用いることにより、後ガスが良く、原単位を低下させることができる爆薬組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
【０００７】
１．嵩比重が０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３であるポーラスプリル硝安と有機酸を含むことを特徴とする爆薬組成物。
２．ポーラスプリル硝安の吸油率が１５〜３０重量％であることを特徴とする１．に記載の爆薬組成物。
３．ポーラスプリル硝安の硬度が３〜１５重量％であることを特徴とする１．または２．に記載の爆薬組成物。
【０００８】
４．ポーラスプリル硝安の平均粒径が０．８〜３ｍｍであることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載の爆薬組成物。
５．さらに、液状の燃料を含んでなることを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の爆薬組成物。
６．爆薬１００ｇ当たりの酸素バランスが−１０から１０ｇであることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載の爆薬組成物
７．さらに、ポーラスプリル硝安よりも嵩比重の低い低嵩比重物質を含むことを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の爆薬組成物。
【０００９】
８．有機酸が、フマル酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸のいずれか、もしくはそれらの混合物であることを特徴とする１．〜７．のいずれかに記載の爆薬組成物。
９．有機酸の含有量が、爆薬組成物全体の１〜２０重量％であることを特徴とする１．〜８．のいずれかに記載の爆薬組成物。
１０．硝安油剤爆薬であることを特徴とする１．〜９．のいずれかに記載の爆薬組成物。
１１．さらに、金属粉を添加することを特徴とする１．〜９．のいずれかに記載の爆薬組成物。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、特にその好ましい態様を中心に、具体的に説明する。
本発明の爆薬組成物に用いるポーラスプリル硝安の嵩比重は０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３であり、好ましくは０．５５〜０．６５ｇ／ｃｍ３である。これに対して、従来の製品の硝安は０．７ｇ／ｃｍ３を越えるものであったが、嵩比重が０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内であれば、爆薬の反応性が向上して後ガスが良くなり、原単位が低下することを新たに見出した。この範囲より嵩比重が小さいと更に後ガスが良くなり、原単位が低下するが、ポーラスプリル硝安の硬度が低下して粉化することや、一発破孔に装填する爆薬量が減少しすぎることから、発破孔の数が増加し、削孔時間が増大してしまう。
【００１１】
ポーラスプリル硝安の嵩比重は、以下の測定方法により得られる値である。
まず、下端にダンパーを備え、上端の口径が９３ｍｍ、下端の口径が１５．５ｍｍ、高さが１２０ｍｍのホッパーを、内径４０ｍｍ、深さ８０ｍｍ、容積１００ｃｍ３の容器の上に、容器の上端とホッパーの下端の間隔が３６．５ｍｍとなるよう配置する。
次いで、約１２０ｃｍ３のポーラスプリル硝安をホッパーに仕込み、ダンパーを引き抜いて容器内へ自然流下させる。容器上端より上に盛り上がったポーラスプリル硝安を定規でスリ落とし、容器内のポーラスプリル硝安重量を上皿天秤で秤量する。秤量後、以下に示す式より嵩比重を算出する。
【００１２】
嵩比重（ｇ／ｃｍ３）＝Ｗ／Ｖ
この式におけるＷは容器内のポーラスプリル硝安の重量（ｇ）、Ｖは容器の容積（１００ｃｍ３）である。
本発明の爆薬組成物に使用される有機酸はフマル酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸などが好ましく、単体もしくはそれらの混合物が用いられる。より好ましくはクエン酸やリンゴ酸が良い。有機酸の添加量は、爆薬全体の１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは４〜１５重量％、更に好ましくは６〜１２重量％、更に好ましくは６〜９重量％である。
【００１３】
ポーラスプリル硝安の吸油率は１５〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１８〜２５重量％である。
ポーラスプリル硝安の吸油率は、以下の測定方法により得られる値である。
まず、予め重量を秤量しておいた直径４０ｍｍ、内容量６０ｃｃのブフナーロート型ガラスフィルターにフィルター板上面から４０ｍｍの高さまでポーラスプリル硝安を入れて全体重量を秤量する。
【００１４】
次いで、ガラスフィルターの先にピンチコックで穴を塞いだゴム管を装着し、ポーラスプリル硝安が完全に沈むまで２号軽油を加えて５分間放置する。
放置後、ゴム管を外して２号軽油を２分間自然落下させ、真空ポンプをつないで５分間吸引する。
吸引終了後、真空ポンプから取り外して全体重量を秤量し、以下に示す式より吸油率を算出する。
【００１５】
吸油率（重量％）＝（Ｗ２−Ｗ１−０．１）／（Ｗ１−Ｗ０）×１００
この式におけるＷ０はガラスフィルターの重量（ｇ）、Ｗ１はポーラスプリル硝安仕込み後の全体重量（ｇ）、Ｗ２は真空ポンプ吸引後の全体重量（ｇ）であり、０．１はガラスフィルターの壁面に付着する軽油の補正値である。
ポーラスプリル硝安の硬度は３〜１５重量％が好ましい。より好ましくは３〜１０重量％、更に好ましくは４〜７重量％である。硬度の値が小さいほど、ポーラスプリル硝安は崩れ難い。これらの範囲のものであれば、製造時、運搬時、貯蔵時、消費現場において粉化を起こし難い。
【００１６】
ポーラスプリル硝安の硬度は、硬度測定装置を用いて測定される値である。
硬度測定装置は、水平に固定されたポーラスプリル硝安を乗せておく受け皿、及びそれと同じ中心軸でポーラスプリル硝安を押さえながら回転する挽き皿によって構成され、受け皿はステンレス製で直径２００ｍｍ、挽き皿はステンレス製で、直径１９０ｍｍ、重量１７１５ｇである。挽き皿は上下方向への固定がなく、その重量がそのままポーラスプリル硝安への荷重となって電気モーターにより０．５回転／ｓの速度で回転する。
【００１７】
測定手順は以下の通りである。
まず、目開き１．４０ｍｍと１．００ｍｍの篩を用いてポーラスプリル硝安を篩い分ける。
篩は目開きが小さな方を下にして重ね、ポーラスプリル硝安を入れて振とう機で５分間振とうする。
次いで、目開き１．００ｍｍの篩に残るポーラスプリル硝安から５０ｇ秤量して硬度測定装置の受け皿に均一に広げ、その上に挽き皿を重ねる。
【００１８】
装置を起動し、１０秒間挽き皿を回転させてポーラスプリル硝安を磨り潰す。
受け皿からポーラスプリル硝安を取り出して目開き１．００ｍｍの篩に入れ、振とう機を用いて１分間振とうする。
篩を通過するポーラスプリル硝安の重量を秤量して以下の式により硬度を算出する。
硬度（重量％）＝Ｗ１（ｇ）／Ｗ０（ｇ）×１００
この式におけるＷ０は受け皿のポーラスプリル硝安の重量（例えば５０ｇ）、Ｗ１は磨り潰し後に篩を通過するポーラスプリル硝安の重量（ｇ）である。
【００１９】
ポーラスプリル硝安の平均粒径は０．８〜３ｍｍが好ましい。より好ましくは１〜２．５ｍｍ、更に好ましくは１〜１．６ｍｍ、更に好ましくは１〜１．３ｍｍである。これらの範囲であれば、有機酸との混合性が良好で反応性が増大する。
本発明におけるポーラスプリル硝安の平均粒径はＤ５０（質量基準５０％径）の値であり、目開き４．００ｍｍ、３．３５ｍｍ、２．８０ｍｍ、２．３６ｍｍ、１．７０ｍｍ、１．１８ｍｍ、０．８５ｍｍ、０．４２５ｍｍの篩でポーラスプリル硝安１００ｇを篩い分けて、その結果から求める。なお、篩は目開きの小さいものから順に重ねてポーラスプリル硝安を入れ、振とう機を使用して５分間振とうする。
【００２０】
本発明の爆薬組成物に用いる燃料は液状の燃料が好ましい。液状の燃料であると、硝安内部への浸透により良好な混合性が得られ、固体燃料を用いるよりも反応性が高くなる。
液状の燃料としては、例えば炭化水素系燃料、アルコール系燃料、ニトロ化合物系燃料などがあり、いずれも使用できるが、軽油、灯油、重油、シリコン油、スピンドル油等は安価で容易に入手できるなどの利点があり好ましく、特に軽油は低粘度で硝安への浸透性が良く、しかも最も安価であるためより好ましい燃料である。
【００２１】
本発明の爆薬組成物は、硝安油剤爆薬であることが望ましい。硝安油剤爆薬はＪＩＳ Ｋ ４８０１で規定されているように、硝安及び引火点５０℃以上の軽油を成分とし、火薬、爆薬又は鋭感剤となる金属粉等を含まない粒状または粉状のものであって、カートン紙筒試験、または塩ビ雨樋試験において６号雷管１本で完爆せず、さらにＪＩＳ Ｋ ４８１０で規定される爆速試験において２５００ｍ／ｓ以上の爆速を示すものである。本発明の爆薬組成物が硝安油剤爆薬であれば、産業爆薬の主力製品である硝安油剤爆薬の製造設備を容易に転用することができ、更にその重袋をそのまま使用することができる。更に、フレキシブル中型容器による包装も可能であり、消費における取り扱いを容易にすることができ、コストも低くすることができる。
【００２２】
本発明の爆薬組成物の酸素バランスは、爆薬１００ｇ当たり−１０〜１０ｇであることが好ましい。より好ましくは、−７〜２ｇであり、更に好ましくは−３〜１ｇであり、更に好ましくは０である。酸素バランスが０に近いほど後ガスが良くなる。
酸素バランスとは、例えば、「エネルギー物質ハンドブック」（共立出版株式会社、１９９９年３月１日）に記載されているように、その系における完全酸化反応生成物を与えるのに必要な酸素に対するその系が含む酸素の割合を、試料１００ｇ当たりの酸素のグラム数で表したもので、酸素過剰の場合は正、不足の場合は負の値となる。
【００２３】
本発明の爆薬組成物には、嵩比重調整剤としてポーラスプリル硝安よりも嵩比重の低い低嵩比重物質を添加できる。低嵩比重物質の粒径はポーラスプリル硝安と同程度であることが好ましく、粒度の範囲がポーラスプリル硝安の粒度以内であることが好ましい。嵩比重は０．１〜０．６５ｇ／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは０．１５〜０．４ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。このような粒径と嵩比重であると、ポーラスプリル硝安との混合性が良好で分離し難い。低嵩比重物質としては、例えば発泡スチロール、木粉、もみ殻、シラスバルーン、パーライト、アタパルジャイト、バーミキュライト等があり、何でも使用できるが、後ガス、吸湿性や硬度を考慮し、シラスバルーンが好ましい。
【００２４】
本発明の爆薬組成物には、アルミニウム粉末、アルミニウム合金、マグネシウム合金などの発熱剤を添加することができる。これらには、例えば、ＥＣＫＡＲＴ社の「ＦＧ」、「ＦＫ」、「ＧＲ」、「ＭＦ」、「ＰＦ」、「ＰＫ」、「ＭＸ」、「ＡＳ」、「ＡＮ」、「ＡＫ」，「ＧＬ」、「ＧＮ」（それぞれ商品名）シリーズやＵ．Ｓ．ＧＲＡＮＵＬＥＳ社製の「ＡＬＭＥＧＸＸ」、「ＥＸＯＦＩＮＥＨ−３０」、「ＥＸＯＦＩＮＥ２１００」（それぞれ商品名）などの粉末状物や、これらよりも更に細かい東洋アルミニウム（株）や旭化成メタルズ（株）製のアルミペーストなどがある。添加量は海外で一般的にＡＮＦＯ（１００重量部）に加えられる添加量でよく、１〜１５重量部が好ましく、より好ましくは１〜１０重量部、更に好ましくは３〜６重量部である。これらを添加することにより、それ自身の燃焼熱や爆薬の反応性を増大させ爆薬の爆発エネルギーを増大させることができる。
【００２５】
さらに本発明の爆薬組成物には耐ブロッキング剤、及び流動性向上剤として炭酸カルシウム、シリカ、タルク、カーボンブラック、またはグラファイト、金属酸化物などが添加できる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２６】
【実施例１】
嵩比重０．６４ｇ／ｃｍ３、吸油率２０．１重量％、硬度５．５重量％、平均粒径１．２ｍｍのポーラスプリル硝安９４．０重量部とクエン酸（扶桑化学工業（株）製「クエン酸Ｍ」）７．０重量部を均一に混合した後、２号軽油６．０重量部を添加して均一に混合した。
その後、この爆薬組成物を用いて試験１と２に示す試験を実施した。表１にそれらの試験結果を示す。
【００２７】
【実施例２】
嵩比重０．６４ｇ／ｃｍ３、吸油率２０．１重量％、硬度５．５重量％、平均粒径１．２ｍｍのポーラスプリル硝安９４．０重量部とクエン酸（扶桑化学工業（株）製「クエン酸Ｍ」）７．０重量部を均一に混合した後、２号軽油３．９５重量部を添加して均一に混合した。
その後、この爆薬組成物を用いて試験１と２に示す試験を実施した。表１にそれらの試験結果を示す。
【００２８】
【実施例３】
嵩比重０．６４ｇ／ｃｍ３、吸油率２０．１重量％、硬度５．５重量％、平均粒径１．２ｍｍのポーラスプリル硝安９４．０重量部と嵩比重が０．２３ｇ／ｃｍ３で粒径が１．１ｍｍのシラスバルーン１０重量部を均一に混合し、クエン酸（扶桑化学工業（株）製「クエン酸Ｍ」）７．０重量部を加えてよく混合した後、２号軽油６．０重量部を添加して均一に混合した。
その後、この爆薬組成物を用いて試験１と２に示す試験を実施した。表１にそれらの試験結果を示す。
【００２９】
【実施例４】
嵩比重０．６４ｇ／ｃｍ３、吸油率２０．１重量％、硬度５．５重量％、平均粒径１．２ｍｍのポーラスプリル硝安９４．０重量部とアルミペースト３重量部を均一に混合し、クエン酸（扶桑化学工業（株）製「クエン酸Ｍ」）７．０重量部を加えてよく混合した後、２号軽油６．０重量部を添加して均一に混合した。その後、この爆薬組成物を用いて試験１と２に示す試験を実施した。表１にそれらの試験結果を示す。
【００３０】
【比較例１】
嵩比重０．７５ｇ／ｃｍ３、吸油率１０．７重量％、硬度７．８重量％、平均粒径１．２ｍｍのポーラスプリル硝安９４．０重量部とクエン酸（扶桑化学工業（株）製「クエン酸Ｍ」）７．０重量部を均一に混合した後、２号軽油６．０重量部を添加して均一に混合した。
その後、この爆薬組成物を用いて試験１と２に示す試験を実施した。表１にそれらの試験結果を示す。
【００３１】
【試験１】嵩比重測定
下端にダンパーを備え、上端の口径が９３ｍｍ、下端の口径が１５．５ｍｍ、高さが１２０ｍｍのホッパーを、内径４０ｍｍ、深さ８０ｍｍ、容積１００ｃｍ３の容器の上に、容器の上端とホッパーの下端の間隔が３６．５ｍｍとなるよう配置する。
次いで、約１２０ｃｍ３の比較例または実施例の爆薬組成物をホッパーに仕込み、ダンパーを引き抜いて容器内へ自然流下させる。容器上端より上に盛り上がったポーラスプリル硝安を定規でスリ落とし、容器内の爆薬組成物重量を上皿天秤で秤量する。秤量後、以下に示す式より嵩比重を算出する。
嵩比重（ｇ／ｃｍ３）＝Ｗ／Ｖ
この式におけるＷは容器内の爆薬組成物の重量（ｇ）、Ｖは容器の容積（１００ｃｍ３）である。
【００３２】
【試験２】後ガス測定
５０ｍｍφ×長さ１５０ｍｍのブリキ缶に比較例及び実施例の爆薬組成物２００ｇとブースターとして３０ｇの２号榎ダイナマイトを装填し６号電気雷管をセットした。その爆薬を径５７ｍｍφ×深さ６００ｍｍの孔を持つ臼砲に雷管が孔底側となるよう装填し、臼砲を容積が１３ｍ３の後ガス坑道に側面より密着させ、爆薬を起爆して後ガスを打ち込んだ。起爆１分後、坑道内に北川式検知管を持ち込み、一酸化炭素、アンモニア、窒素酸化物を測定した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１より、本発明の爆薬組成物は嵩比重が低下していることが分かり、このことから火薬原単位が下がることが分かる。また、後ガスが改良されていることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の爆薬組成物は、後ガスを改良すると同時に、火薬原単位を低下させることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an explosive composition used for industrial blasting such as tunnels, crushed stones, mining, and the like.
[0002]
[Prior art]
A typical example of explosives containing porous prill nitrate is an ammonium nitrate explosive (hereinafter, abbreviated as ANFO). However, ANFO is an explosive that is a mixture of porous prill nitrate and light oil, and is inexpensive because it can be easily manufactured with a simple device. Because of its excellent fluidity, it can be directly poured into a blast hole and can be loaded by an ANFO loader, and has a low impact sensitivity and is safe.
[0003]
In tunnels and underground mines, concrete is sprayed on the inner wall to stabilize the inner wall after excavation, but this concrete comes in contact with ammonium nitrate in ANFO and ammonia gas is generated. Ammonia is toxic to the human body and accompanies the irritating odor, thus deteriorating the work environment. To cope with this, an organic acid added with an organic acid has been added for the purpose of suppressing the generation of ammonia gas even when ANFO comes in contact with concrete. Acid-containing ANFOs have been developed and are currently in use.
[0004]
However, since the organic acid that can be used as a fuel is a powder, the mixing property between the oxidizing agent and the fuel is poor. Further, the effect of suppressing the generation of ammonia is proportional to the amount of the organic acid added. There is a problem that the concentration of toxic gas in the gas after blasting becomes high after the blasting because of an excessive amount of fuel due to an increase in the amount, and the evacuation time of the operator becomes long.
Further, when ANFO is used in a mine, there is a problem that the explosive unit consumption is increased as compared with hydrous explosives, dynamite, etc., because the blast holes are densely filled using an ANFO loader.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an explosive composition capable of improving the post-explosive gas containing porous prill nitrate and an organic acid, and at the same time, reducing the explosive basic unit.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-described problems, and as a result, by using porous prill nitrate having a specific bulk specific gravity, the post-gas is good, and an explosive composition that can reduce the basic unit is obtained. The inventors have found that they can be obtained, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
[0007]
1. Explosive composition bulk density characterized in that it comprises a porous prill ammonium nitrate and an organic acid is 0.5~0.7g / cm 3.
2. Porous prill nitrate has an oil absorption of 15 to 30% by weight. An explosive composition according to claim 1.
3. The hardness of porous prill nitrate is 3 to 15% by weight. Or 2. An explosive composition according to claim 1.
[0008]
4. The average particle size of porous prill nitrate is 0.8 to 3 mm. ~ 3. The explosive composition according to any one of the above.
5. Further, it comprises a liquid fuel. ~ 4. The explosive composition according to any one of the above.
6. 1. The oxygen balance per 100 g of explosive is -10 to 10 g. ~ 5. 6. Explosive composition according to any one of Further, it contains a substance having a low bulk specific gravity which is lower in bulk specific gravity than porous prill nitrate. ~ 6. The explosive composition according to any one of the above.
[0009]
8. The organic acid is any of fumaric acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, or a mixture thereof. ~ 7. The explosive composition according to any one of the above.
9. The content of the organic acid is 1 to 20% by weight of the whole explosive composition. ~ 8. The explosive composition according to any one of the above.
10. It is a nitrate oil explosive. ~ 9. The explosive composition according to any one of the above.
11. Further, a metal powder is added. ~ 9. The explosive composition according to any one of the above.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with particular emphasis on its preferred embodiments.
The bulk specific gravity of the porous prill ammonium nitrate used in the explosive composition of the present invention is 0.5 to 0.7 g / cm 3 , preferably 0.55 to 0.65 g / cm 3 . In contrast, although ammonium nitrate conventional products was greater than 0.7 g / cm 3, bulk density is within the range of 0.5~0.7g / cm 3, the reactivity of the explosive It was newly found that the gas improved and the post-gas improved, and the basic unit decreased. If the bulk specific gravity is smaller than this range, the after gas is further improved, and the basic unit is reduced, but the hardness of the porous prill ammonium nitrate is reduced and powdered, and the amount of explosive charged in the single blast hole is excessively reduced. Therefore, the number of blast holes increases, and the drilling time increases.
[0011]
The bulk specific gravity of porous prill nitrate is a value obtained by the following measuring method.
First, a damper is provided at the lower end, a hopper having an upper end diameter of 93 mm, a lower end diameter of 15.5 mm, and a height of 120 mm is placed on a container having an inner diameter of 40 mm, a depth of 80 mm, and a volume of 100 cm 3. The hopper is arranged so that the interval between the lower ends is 36.5 mm.
Next, about 120 cm 3 of porous prill nitrate is charged into the hopper, and the damper is pulled out and allowed to flow naturally into the container. The porous prill nitrate raised above the upper end of the container is slipped off with a ruler, and the weight of the porous prill nitrate in the container is weighed with a precision balance. After weighing, the bulk specific gravity is calculated from the following equation.
[0012]
Bulk specific gravity (g / cm 3 ) = W / V
In this equation, W is the weight (g) of the porous prill nitrate in the container, and V is the volume of the container (100 cm 3 ).
The organic acid used in the explosive composition of the present invention is preferably fumaric acid, citric acid, malic acid, tartaric acid, or the like, and a single substance or a mixture thereof is used. More preferably, citric acid and malic acid are good. The addition amount of the organic acid is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 4 to 15% by weight, further preferably 6 to 12% by weight, and still more preferably 6 to 9% by weight of the whole explosive.
[0013]
The oil absorption of porous prill nitrate is preferably 15 to 30% by weight, more preferably 18 to 25% by weight.
The oil absorption of porous prill nitrate is a value obtained by the following measuring method.
First, porous prill nitrate is put into a Buchner funnel type glass filter having a diameter of 40 mm and a content of 60 cc, which has been weighed in advance, from the upper surface of the filter plate to a height of 40 mm, and the total weight is weighed.
[0014]
Then, a rubber tube whose hole was closed with a pinch cock was attached to the end of the glass filter, and No. 2 light oil was added until the porous prill nitrate completely settled, and the mixture was allowed to stand for 5 minutes.
After standing, remove the rubber tube and let No. 2 light oil fall naturally for 2 minutes, and connect it with a vacuum pump and suck it for 5 minutes.
After the suction is completed, it is detached from the vacuum pump, the total weight is weighed, and the oil absorption is calculated by the following equation.
[0015]
Oil absorption (% by weight) = (W2-W1-0.1) / (W1-W0) × 100
In this equation, W0 is the weight (g) of the glass filter, W1 is the total weight (g) after charging the porous prill nitrate, W2 is the total weight (g) after suction of the vacuum pump, and 0.1 is the wall surface of the glass filter. This is a correction value for light oil adhering to the.
The hardness of the porous prill nitrate is preferably 3 to 15% by weight. More preferably, it is 3 to 10% by weight, further preferably 4 to 7% by weight. The smaller the hardness value, the more difficult it is for porous prill nitrate to collapse. Within these ranges, pulverization hardly occurs at the time of production, transportation, storage, and consumption.
[0016]
The hardness of porous prill nitrate is a value measured using a hardness measuring device.
The hardness measuring device is composed of a horizontally fixed porous prill tray on which the nitrile is placed, and a grinding plate that rotates while holding the porous prill nitrate on the same central axis.The tray is made of stainless steel and has a diameter of 200 mm. It is made of stainless steel and has a diameter of 190 mm and a weight of 1715 g. The grinding plate is not fixed in the vertical direction, and its weight is directly used as a load on the porous prill nitrate, and is rotated at a speed of 0.5 rotation / s by an electric motor.
[0017]
The measurement procedure is as follows.
First, porous prill ammonium nitrate is sieved using sieves having openings of 1.40 mm and 1.00 mm.
The sieve is placed on top with the smaller opening, and the porous prill nitrate is put in and shaken with a shaker for 5 minutes.
Next, 50 g of porous prill nitrate remaining on a sieve having an opening of 1.00 mm is weighed and uniformly spread on a saucer of a hardness measuring device, and a grinding dish is placed thereon.
[0018]
Turn on the device and spin the grinding dish for 10 seconds to grind the porous prill nitrate.
Take out the porous prill ammonium nitrate from the pan, put it in a sieve with a mesh opening of 1.00 mm, and shake it for 1 minute using a shaker.
The weight of the porous prill nitrate passing through the sieve is weighed, and the hardness is calculated by the following equation.
Hardness (% by weight) = W1 (g) / W0 (g) × 100
In this formula, W0 is the weight of the porous prill nitrate in the saucer (for example, 50 g), and W1 is the weight (g) of the porous prill nitrate that passes through the sieve after being ground.
[0019]
The average particle size of the porous prill ammonium nitrate is preferably 0.8 to 3 mm. It is more preferably 1 to 2.5 mm, still more preferably 1 to 1.6 mm, and still more preferably 1 to 1.3 mm. Within these ranges, the mixing property with the organic acid is good and the reactivity increases.
The average particle size of the porous prilled ammonium nitrate in the present invention is a value of D50 (50% diameter based on mass), and is 4.00 mm, 3.35 mm, 2.80 mm, 2.36 mm, 1.70 mm, 1.18 mm, Porous prill ammonium nitrate (100 g) is sieved with 0.85 mm and 0.425 mm sieves, and the results are obtained from the results. In addition, the sieves are stacked in ascending order of the size of the openings, and porous prill nitrate is put therein, and shaken for 5 minutes using a shaker.
[0020]
The fuel used in the explosive composition of the present invention is preferably a liquid fuel. In the case of a liquid fuel, good mixing properties can be obtained by permeation into the interior of the nitric acid, and the reactivity becomes higher than when a solid fuel is used.
Examples of the liquid fuel include hydrocarbon fuels, alcohol fuels, and nitro compound fuels, all of which can be used, but light oil, kerosene, heavy oil, silicon oil, spindle oil, and the like are inexpensive and easily available. In particular, light oil is a more preferable fuel because it has low viscosity and good permeability to ammonium nitrate, and is the least expensive.
[0021]
The explosive composition of the present invention is desirably an ammonium nitrate explosive. As specified in JIS K 4801, nitrate oil explosives are composed of ammonium nitrate and light oil with a flash point of 50 ° C or higher, and are in the form of granules or powder which do not contain explosives, explosives, or metal powders used as sensitizers. In addition, in the carton paper tube test or the PVC rain gutter test, a single No. 6 primer did not completely detonate, and the detonation speed test specified by JIS K 4810 showed a detonation speed of 2500 m / s or more. If the explosive composition of the present invention is an ammonium nitrate explosive, the manufacturing equipment for the industrial explosive's main product, a nitrate oil explosive, can be easily diverted, and the heavy bag can be used as it is. Furthermore, packaging with a flexible medium-sized container is also possible, and handling during consumption can be facilitated, and costs can be reduced.
[0022]
The oxygen balance of the explosive composition of the present invention is preferably -10 to 10 g per 100 g of explosive. More preferably, it is -7 to 2 g, further preferably -3 to 1 g, and further preferably 0. The closer the oxygen balance is to 0, the better the post gas.
Oxygen balance is defined as the oxygen to oxygen required to provide the complete oxidation reaction product in the system, as described in, for example, "Energy Materials Handbook" (Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., March 1, 1999). The ratio of oxygen contained in the system is represented by the number of grams of oxygen per 100 g of the sample. The value is positive when oxygen is excessive and negative when insufficient.
[0023]
To the explosive composition of the present invention, a low bulk specific gravity substance having a lower bulk specific gravity than porous prill nitrate can be added as a bulk specific gravity adjuster. The particle size of the low bulk specific gravity substance is preferably about the same as that of porous prill nitrate, and the range of the particle size is preferably within the particle size of porous prill nitrate. The bulk specific gravity is preferably 0.1~0.65g / cm 3, it is preferable and more preferably 0.1 to 0.5 g / cm 3, more preferably from 0.15~0.4g / cm 3. With such a particle diameter and a bulk specific gravity, the mixture with porous prill ammonium nitrate is good and it is difficult to separate. Examples of the low-bulk specific gravity substance include styrofoam, wood flour, rice hull, shirasu balloon, pearlite, attapulgite, vermiculite, etc., and any material can be used, but shirasu balloon is preferable in consideration of post-gas, hygroscopicity and hardness.
[0024]
Exothermic agents such as aluminum powder, aluminum alloys, and magnesium alloys can be added to the explosive composition of the present invention. These include, for example, “FG”, “FK”, “GR”, “MF”, “PF”, “PK”, “MX”, “AS”, “AN”, “AK”, “ GL "," GN "(trade names) series and U.S.A. S. Powders such as "ALMEGXX", "EXOFINEH-30" and "EXOFINE2100" (trade names) manufactured by GRANLES, and finer aluminum pastes manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd. and Asahi Kasei Metals Co., Ltd. There is. The addition amount may be an addition amount generally added to ANFO (100 parts by weight) overseas, preferably 1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, and still more preferably 3 to 6 parts by weight. By adding these, the heat of combustion of the explosive itself and the reactivity of the explosive can be increased, and the explosive energy of the explosive can be increased.
[0025]
Further, to the explosive composition of the present invention, calcium carbonate, silica, talc, carbon black, graphite, metal oxide and the like can be added as a blocking resistance agent and a flowability improver.
Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to only these examples.
[0026]
Embodiment 1
94.0 parts by weight of porous prill nitrate having a bulk specific gravity of 0.64 g / cm 3 , an oil absorption of 20.1% by weight, a hardness of 5.5% by weight, and an average particle diameter of 1.2 mm, and citric acid (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) After mixing 7.0 parts by weight of "citric acid M"), 6.0 parts by weight of No. 2 light oil was added and mixed uniformly.
Thereafter, the tests shown in Tests 1 and 2 were performed using this explosive composition. Table 1 shows the test results.
[0027]
Embodiment 2
94.0 parts by weight of porous prill nitrate having a bulk specific gravity of 0.64 g / cm 3 , an oil absorption of 20.1% by weight, a hardness of 5.5% by weight, and an average particle diameter of 1.2 mm, and citric acid (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) After uniformly mixing 7.0 parts by weight of "citric acid M"), 3.95 parts by weight of No. 2 light oil was added and uniformly mixed.
Thereafter, the tests shown in Tests 1 and 2 were performed using this explosive composition. Table 1 shows the test results.
[0028]
Embodiment 3
94.0 parts by weight of porous prill nitrate having a bulk specific gravity of 0.64 g / cm 3 , an oil absorption of 20.1% by weight, a hardness of 5.5% by weight and an average particle diameter of 1.2 mm, and a bulk specific gravity of 0.23 g / cm 3 . 10 parts by weight of a shirasu balloon having a particle size of 1.1 mm are uniformly mixed, and 7.0 parts by weight of citric acid ("Citric acid M" manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) is added and mixed well. 6.0 parts by weight were added and mixed uniformly.
Thereafter, the tests shown in Tests 1 and 2 were performed using this explosive composition. Table 1 shows the test results.
[0029]
Embodiment 4
94.0 parts by weight of porous prill nitrate having a bulk specific gravity of 0.64 g / cm 3 , an oil absorption of 20.1% by weight, a hardness of 5.5% by weight, and an average particle diameter of 1.2 mm, and 3 parts by weight of aluminum paste are uniformly mixed. And 7.0 parts by weight of citric acid (“Citric acid M” manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed well, and then 6.0 parts by weight of No. 2 light oil was added and mixed uniformly. Thereafter, the tests shown in Tests 1 and 2 were performed using this explosive composition. Table 1 shows the test results.
[0030]
[Comparative Example 1]
94.0 parts by weight of porous prill nitrate having a bulk specific gravity of 0.75 g / cm 3 , an oil absorption of 10.7% by weight, a hardness of 7.8% by weight, and an average particle diameter of 1.2 mm, and citric acid (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) After mixing 7.0 parts by weight of "citric acid M"), 6.0 parts by weight of No. 2 light oil was added and mixed uniformly.
Thereafter, the tests shown in Tests 1 and 2 were performed using this explosive composition. Table 1 shows the test results.
[0031]
[Test 1] Bulk specific gravity measurement A damper was provided at the lower end, a hopper having an upper end diameter of 93 mm, a lower end diameter of 15.5 mm, and a height of 120 mm was placed on a container having an inner diameter of 40 mm, a depth of 80 mm, and a volume of 100 cm 3. The distance between the upper end of the container and the lower end of the hopper is 36.5 mm.
Next, about 120 cm 3 of the explosive composition of Comparative Example or Example was charged into a hopper, and the damper was pulled out and allowed to flow naturally into the container. Porous prill nitrate raised above the upper end of the container is slid down with a ruler, and the weight of the explosive composition in the container is weighed with a precision balance. After weighing, the bulk specific gravity is calculated from the following equation.
Bulk specific gravity (g / cm 3 ) = W / V
In this formula, W is the weight (g) of the explosive composition in the container, and V is the volume of the container (100 cm 3 ).
[0032]
[Test 2] Post-gas measurement A tin can having a diameter of 50 mmφ and a length of 150 mm was charged with 200 g of the explosive composition of the comparative example and the example and 30 g of No. 2 dynamite as a booster, and a No. 6 electric detonator was set. Loaded to detonator the explosives mortars with diameters 57Mmfai × depth 600mm hole is hole bottom, the mortar volume into close contact from the side into the gas tunnel after 13m 3, a rear gas detonated explosives I typed it in. One minute after the detonation, a Kitagawa-type detector tube was brought into the tunnel and carbon monoxide, ammonia, and nitrogen oxides were measured.
[0033]
[Table 1]
[0034]
From Table 1, it can be seen that the explosive composition of the present invention has a reduced bulk specific gravity, which indicates that the explosive unit consumption is reduced. Also, it can be seen that the post gas has been improved.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the explosive composition of the present invention can improve the post-gas and at the same time reduce the explosive unit consumption.
