JP2004238235A - Bursting charge - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は爆薬に関する。更に詳しくは隧道掘進、採石、採鉱等の産業用爆破作業に利用される油中水滴型エマルション爆薬に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
爆破作業等に用いられる産業用爆薬としては、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、硝安油剤爆薬(以下ANFO爆薬と呼ぶ)等が良く知られている。これらの爆薬のうち含水爆薬は、組成物中に危険度の高い火薬成分が含まれていないことから従来のダイナマイトよりも比較的安全であり、産業用爆薬として広く用いられるようになっている。この含水爆薬はスラリー爆薬とエマルション爆薬の2つに大きく分類されるが、エマルション爆薬の方が成型性や耐候性に優れているという特徴がある。このエマルション爆薬は油中水滴型エマルション爆薬として特許文献1として公開されて以来、さまざまな改良が行われてきており、現在では耐水性、安全性の点で、従来の爆薬よりすぐれた性能を有しているものが得られている。
【0003】
他方発破現場においては、爆薬の装薬作業の簡便化や爆薬取扱時の安全性の確保という観点から、爆薬の装薬作業の機械化が要望されるようになってきている。爆薬の機械装填作業を行うためには、使用される爆薬がより安全である必要があり、ANFO爆薬をローダー等によって機械装填する方法が鉱山や採石場等で実用化されている。
【0004】
ところがANFO爆薬は、油中水滴型エマルション爆薬と比較すると、発破後の後の残留ガス組成が悪いために充分な排気装置を設ける必要がある。また、発破孔中に水が存在する場合、ANFO爆薬が水に溶解して所定の爆発性能が得られなくなるために、使用することが困難になる。このためため水が存在する発破孔や湧水孔においては、あらかじめ発破孔中の水を排出してからポリチューブ等を挿入した後、そのポリチューブ内にANFO爆薬を装薬するといった煩雑な方法が行われる場合がある。また油中水滴型エマルション爆薬については、例えば諸外国において、非特許文献1にあるように、バルクエマルション爆薬と呼ばれる油中水滴型エマルション爆薬を、エア駆動のモノポンプ等を利用して、直接発破孔に自動装填するバルクエマルション爆薬システムと呼ばれる方法が既に実用化されている。しかしバルクエマルション爆薬システムについては、高粘度の油中水滴型エマルション爆薬を使用するために、装薬作業後の清掃作業や残留爆薬の管理が繁雑になるため高コスト化を招く恐れがある。また、バルクエマルション爆薬を装填するためには、安全性の確保のためにも高価な装填用機械が必要となる。
【0005】
このため、空気装填機のように比較的簡単な機械で装填が可能で、比較的多くの水が存在する発破孔でも使用可能で、安全性の高い爆薬が要望されている。これらの問題を解決する爆薬としては、例えば特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5等に記載された、顆粒あるいは粒状の油中水滴型エマルション爆薬の開発が進められている。
【0006】
ところが上記の特許文献2や特許文献3に記載されている油中水滴型エマルション爆薬の顆粒あるいは粒状化の方法は、エマルション内の無機酸化剤水溶液を結晶化させ、エマルション構造を破壊させてから粒状化するというものである。
一般的に油中水滴型エマルション爆薬の酸化剤水溶液を結晶化させると、その結晶化部分からエマルションが崩壊するために、爆薬としての感度や性能を維持することができなくなることが知られている。このような使用形態の爆薬であっても、現地混合方式あるいはこれに近い方式であるならば、爆薬製造から使用までの時間が一般的に数時間ないし、数日と極めて短時間になるので、それほど大きな問題にはならない。しかしながら爆薬は、製造されてから使用するまでに通常でも数ヶ月、長い場合は6ヶ月から1年近くも経過する場合がある。したがって、顆粒あるいは粒状の油中水滴型エマルション爆薬についても、酸化剤水溶液を結晶化させることなく、かつ数ヶ月以上経時的に安定なものが要求される。特に、爆薬を機械装填に対応させるためにも長期間油中水滴型エマルション爆薬の性状が変わらないように安定しているものが望ましい。
また、粒状に成型した爆薬を長期間の貯蔵したのち、機械による装填等荷重がかかる条件下で使用する場合、薬が凝集し、薬がほぐれず、使い難い場合がある。したがって、粒状の油中水滴型エマルション爆薬は、長期貯蔵、機械による装填等、荷重がかかる場合でも薬が凝集しない、または凝集してもほぐれやすいものが望ましい。
【0007】
【特許文献1】
米国特許第3,161,551
【特許文献2】
特開平7−223888号公報(第2−3頁)
【特許文献3】
特開平11−278975号公報(第2−3頁)
【特許文献4】
特開2001−172096号公報(第2−3頁)
【特許文献5】
特開2001−206797号公報(第2−3頁)
【非特許文献1】
「効果的なトンネル技術に関する検討報告書」(社)日本トンネル技術協会発行
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、▲1▼経時安定性に優れ、▲2▼1年程度の長期保存においても、爆薬性能の低下や塊化を起こしにくく、▲3▼塊化を起こす場合でも容易に解きほぐすことのできる程度であり、▲4▼長期保存後においても、装填機で容易に装填が可能であり、かつ▲5▼優れた耐水性を有し、水孔での発破にも好適に使用できる爆薬を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、油中水滴型エマルション爆薬の表面に付着防止剤をまぶすことで、爆薬に荷重がかかる場合でも付着及び塊化し難い油中水滴型エマルション爆薬が得られる事を見出し、本発明を完成させたものである。
【0010】
すなわち本発明は、
(1)油中水滴型エマルション爆薬の表面に、平均粒度が500μm以下の粉体を付着させたことを特徴とする爆薬、
(2)粉体の使用量が、爆薬中で0.01〜10重量%を占める割合である上記(1)記載の爆薬、
(3)一粒あたりの重量が、0.03〜5gである上記(1)または(2)に記載の爆薬
に関する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明において、油中水滴型エマルション爆薬粒子の表面に特定の粒度を有する粉体を付着させる。以下、この粉体を付着防止剤という。本発明に使用される付着防止剤は、滑剤として物質間のスリップ性、ブロッキング防止性を良くするためのもので、平均粒度は500μm以下、好ましくは平均粒度が300μm以下の粉体が使用される。使用しうる粉体の具体例を挙げると、炭酸カルシウム・炭酸マグネシウム等の金属塩類、酸化珪素・アルミナ等の金属酸化物類、タルク・カオリン等の鉱物類、ガラス粉体、脂肪酸アミド・樹脂中空体等の有機粉体などが挙げられ、化学的に安定でありエマルションを破壊しない場合が多いため無機粉体が好ましい。
【0012】
本発明に使用される付着防止剤の量は、添加量が少なすぎると付着及び塊化の防止効果が十分でなく、多すぎると爆薬性能を低下させる恐れがある。用いる粉体の比重により変化するため一概には言えないが、本発明の爆薬中に通常0.01〜10重量%、好ましくは0.03〜5重量%付着される。
【0013】
本発明の爆薬は、油中水滴型エマルション爆薬の表面に前記付着防止剤を付着させて得ることができる。油中水滴型エマルション爆薬に特に制限はなく、例えば酸化剤、油類、乳化剤及び水を含有する油中水滴型エマルション爆薬が使用できる。
前記油中水滴型エマルション爆薬に含有される油類の具体例としては、軽油、灯油、ミネラルオイル、潤滑油、重油等の石油系油類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス類、その他疎水性の植物油、植物性ワックス、動物油、動物性ワックス類が挙げられ、これらは単独または2種以上混合して用いることができる。油類は油中水滴型エマルション爆薬中で通常0.1〜20重量%、好ましくは1〜10重量%を占めるの割合で含有される。
【0014】
また前記油中水滴型エマルション爆薬において油類の一部又は全部を油溶性または油類と相溶性を示す樹脂に置換して使用することが出来る。用いる樹脂の特性としては、熱により硬化または粘度が低くなるような性質をもち、油中水滴型エマルション爆薬を射出成型できるような樹脂であれば良く、一般的には熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、合成ゴム等が挙げられる。具体的には、加硫ゴム、石油樹脂、フェノール樹脂、AAS樹脂、ABS樹脂、PET樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられるが、油中水滴型エマルションの安定性を保つために他の成分と反応しない方が好ましい。
【0015】
また、常温で液体または低融点の熱硬化性樹脂や常温では固体で加熱すると流動性を示す熱可塑性樹脂が好ましい。具体的な例としてはフェノール樹脂、水添石油樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。また製造においては溶融させた樹脂を用いるため、JIS K7210に記された「熱可塑性プラスチックの流れ試験法」に基づき測定されたメルトフローレートが10g/10min.以上、好ましくは15g/10min.以上であるものを使用することが好ましい。本発明の成形された爆薬においては、油溶性の樹脂は爆薬中に0.1〜10重量%、好ましくは0.1〜7重量%の範囲で含有される。また、これらの樹脂は、酸化剤、油類、乳化剤からなるエマルション基材中に含まれる油類の一部として混合して用いることもできるし、油中水滴型エマルション爆薬に添加物として混合することもできる。
【0016】
本発明の爆薬に使用される乳化剤としては、通常油中水滴型エマルション爆薬に使用される乳化剤、例えば、ステアリン酸アルカリ金属塩、ステアリン酸アンモニウム塩、ステアリン酸カルシウム塩、ポリオキシエチレンエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル類等が挙げられ、これらは1種又は2種以上の混合物として使用される。本発明における油中水滴型エマルション爆薬においては、乳化剤は爆薬中に0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%の範囲で含有される。
【0017】
本発明の爆薬に使用される酸化剤はその水溶液として用いるのが好ましい。使用しうる酸化剤の具体例としては硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウムのようなアルカリ金属硝酸塩類、硝酸カルシウムのようなアルカリ土類金属硝酸塩類、塩素酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩類、塩素酸カルシウムのようなアルカリ土類金属塩素酸塩類、過塩素酸カリウムのようなアルカリ金属過塩素酸塩類、過塩素酸カルシウムのようなアルカリ土類金属過塩素酸塩類、過塩素酸アンモニウム等が挙げられ、これらは単独または混合して使用することができる。これらの酸化剤のうち特に好ましいものは硝酸アンモニウム及び硝酸ナトリウムである。
【0018】
また本発明において使用される酸化剤水溶液には、所望により硝酸モノメチルアミン、硝酸モノエチルアミン、硝酸ヒドラジン、二硝酸ジメチルアミン等の水溶性アミン硝酸塩類、硝酸メタノールアミン、硝酸エタノールアミン等の水溶性アルカノールアミン硝酸塩類及び水溶性の一硝酸エチレングリコール等を補助鋭感剤として添加する事が可能である。
【0019】
本発明に使用される酸化剤水溶液中における水の含有量は、酸化剤水溶液の結晶析出温度が30〜90℃になるような量だけ使用される事が好ましく、酸化剤水溶液中で、通常5〜40重量%、好ましくは7〜30重量%の範囲で使用される。酸化剤水溶液中には結晶析出温度を下げる為にメチルアルコール、エチルアルコール、ホルムアマイド、エチレングリコール、グリセリン等の水溶性有機溶剤が補助溶媒として使用可能である。本発明における油中水滴型エマルション爆薬においては、酸化剤水溶液は爆薬中に50〜95重量%の範囲で含有される。
【0020】
本発明における油中水滴型エマルション爆薬は、適切な量の微小中空体を含有させることによって該爆薬の感度性能を雷管起爆性からブースター起爆に至る広範囲に調整することができる。微小中空体としては、例えば、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン等の無機質中空球体、発泡スチレン、樹脂マイクロバルーン等の有機質中空球体の1種又は2種以上の混合物が使用され、ガラスマイクロバルーン、樹脂マイクロバルーンが好ましく、ガラスマイクロバルーンが特に好ましい。微小中空球体の量は、当該爆薬の用途に応じ広い範囲で変化し、また微小中空球体の比重にもよるので一概には言えないが、通常、当該爆薬の比重を1.4g/cc以下、好ましくは1.3g/cc以下になるような量が使用される。
【0021】
本発明における油中水滴エマルション爆薬にはアルミニウム粉、マグネシウム粉等の金属粉末、木粉、澱粉等の有機粉末の添加も可能である。添加する物質の種類及び添加の目的にもよるが、通常爆薬中に0.5〜10重量%の範囲で含有される。
【0022】
本発明において油中水滴型エマルション爆薬を製造する方法としては、一般によく使われる押し出し成型機によって柱状化する方法や、造粒機等で球状化する方法等が挙げられる。
【0023】
本発明の爆薬は例えば次のようにして製造される。
即ち、前記の酸化剤及び、必要により、前記の補助鋭感剤を約85〜95℃で水に溶解させ酸化剤水溶液を得る。次いで約85〜95℃に加熱された油溶性または油類との相溶性を示す樹脂及び他の油類と乳化剤の混合物に、十分撹拌しながら前述の酸化剤水溶液を徐々に添加する。できあがった油中水滴型エマルションに微小中空体、必要に応じて他の添加剤、油溶性または油類との相溶性を示す樹脂を加えて、捏和機で混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得る。次いでこの油中水滴型エマルション爆薬を押し出し成型機等の成型機で成型した後、付着防止剤としての粉体を混合し、油中水滴型エマルション爆薬の表面に該粉体を付着させて本発明の爆薬を得ることができる。
【0024】
なお、上記の成型工程において、油中水滴エマルション爆薬の形状については取扱易い粒状であれば特に限定されるものではなく、球形、円柱、円盤状、角柱状等いずれでもよく、成型に使用する成型機によって任意な形に成型される。
また、本発明の爆薬においては、あまり成型物を大きくすると爆薬を発破孔に装填した際に、空隙率が大きくなり、爆薬としての伝爆性が低下するため、爆薬の一粒あたりの平均重量が0.03〜5gとなる大きさに成型することが好ましい。
【0025】
本発明の爆薬は、油中水滴型エマルション爆薬で構成されているが、粒状を呈しているので、空気装填等の装填機を用いて、容易に発破孔に装填することができる。また本発明の爆薬は耐水性が高く、かつ比重が1よりも大きいので、縦穴の水孔に装填された場合でも、乾燥孔と同様に支障なく使用することができる。従って、本発明の爆薬によれば、従来の油中水滴型エマルション爆薬と同等の爆発性能及び長期経時安定性能を維持し、かつ比較的簡略な機械で製造できることから、製造時において安全であり、また、優れた耐水性を有しているため水孔においても使用することができ、発破後の残留ガスもANFO爆薬と比較して低毒性である。さらに形状が粒状を呈していることから機械による装填が容易で、装薬時の作業および発破作業を簡略にしかつ短縮することができる。
【0026】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明を更に詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【0027】
実施例1
硝酸アンモニウム74.3重量部、硝酸ナトリウム4.8重量部、水10.5重量部からなる90℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス2.8重量部、ソルビタンモノオレエート2.8重量部の混合物に加え、十分撹拌混合して油中水滴型エマルションを得た。これに微小中空粒子としてガラスマイクロバルーン3.8重量部を加えて撹拌混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得た。このエマルション爆薬の比重は1.190g/ccであった。この油中水滴型エマルション爆薬をダイスが8mm径の押出し成型機で成型し、10mmの長さになるようにナイフで切断した後、タルク(富士タルク工業社製 商品名:DS−34)1.0重量部を加えて混合し、本発明の爆薬を得た。得られた爆薬の比重は1.196g/cc、一粒あたりの平均重量は1.0gであった。
【0028】
実施例2
硝酸アンモニウム74.8重量部、硝酸ナトリウム4.8重量部、水10.5重量部からなる90℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス2.9重量部、ソルビタンモノオレエート2.9重量部の混合物に加え、十分撹拌混合して油中水滴型エマルションを得た。これに微小中空粒子としてガラスマイクロバルーン3.8重量部を加えて撹拌混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得た。このエマルション爆薬の比重は1.192g/ccであった。この油中水滴型エマルション爆薬をダイスが8mm径の押出し成型機で成型し、10mmの長さになるようにナイフで切断した後、脂肪酸アミド(花王社製 商品名:脂肪酸アマイドS)0.3重量部を加えて混合し、本発明の爆薬を得た。得られた爆薬の比重は1.193g/cc、一粒あたりの平均重量は0.8gであった。
【0029】
実施例3
硝酸アンモニウム74.8重量部、硝酸ナトリウム4.8重量部、水10.5重量部からなる90℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス1.9重量部、エチレン酢酸ビニルコポリマー(東ソー(株)社製、商品名:ウルトラセン727)0.8重量部、ソルビタンモノオレエート2.9重量部の混合物に加え、十分撹拌混合して油中水滴型エマルションを得た。これに微小中空粒子としてガラスマイクロバルーン3.8重量部を加えて撹拌混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得た。このエマルション爆薬の比重は1.188g/ccであった。この油中水滴型エマルション爆薬をダイスが8mm径の押出し成型機で成型し、10mmの長さになるようにナイフで切断した後、炭酸カルシウム(和光純薬工業社製 試薬)1.0重量部を加えて混合し、本発明の爆薬を得た。得られた爆薬の比重は1.194g/cc、一粒あたりの平均重量は0.9gであった。
【0030】
比較例1
硝酸アンモニウム75.0重量部、硝酸ナトリウム4.8重量部、水10.6重量部からなる90℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス2.9重量部、ソルビタンモノオレエート2.9重量部の混合物に加え、十分撹拌混合して油中水滴型エマルションを得た。これに微小中空粒子としてガラスマイクロバルーン3.8重量部を加えて撹拌混合し、油中水滴型エマルション爆薬を得た。この油中水滴型エマルション爆薬をダイスが8mm径の押出し成型機で成型し、10mmの長さになるようにナイフで切断して比較例用の油中水滴型エマルション爆薬を得た。
【0031】
表1に実施例1、実施例2、実施例3及び比較例1で得られた爆薬の組成比を示す。
【0032】
試験例1
成型体の荷重による付着性、塊化性を調べるために簡易的な荷重試験を実施した。試験方法は、内径80mmの一方に栓をした円筒管に試験用の爆薬300gをいれ、開放端からピストンにより2.34kgfの一定荷重を掛け続けたまま35℃に設定した恒温槽内に放置し、1週間後に取り出して爆薬の状態を評価した。また、20kgの爆薬を実包装して(袋に入れてダンボールに収函)、室温で6ヶ月及び1年貯蔵した。6ヶ月及び1年貯蔵後の爆薬の状態を観察し評価した。実施例1、実施例2、実施例3及び比較例1の試験結果を表2に示す。
【0033】
試験例2
実施例1、実施例2、実施例3及び比較例1で得られた爆薬を、内径48mm、長さ1m、肉厚5mmの鋼管中に空気装填機を用いて装薬し、ブースターとして日本化薬(株)製の含水爆薬(商品名:アルテックス)50gを用いて起爆し、ドートリッシュ法により爆轟速度を測定した。また、同じ鋼管中に予め水を満たした後、上記と同様に空気装填機を用いて各爆薬を装填し、水孔中での爆轟速度も測定した。さらに、経時試験として、室温で6ヶ月及び1年貯蔵しておいたものを上記と同様の方法で爆轟速度を乾燥孔及び水孔において測定した。その結果を表3に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
なお、表2の「解れ易さ」は、容易は袋を軽くゆする程度の振動で解れる程度を、比較的容易は手で軽く力を加えると簡単に解れる程度をそれぞれ示す。
【0037】
【表3】
【0038】
表2及び表3の結果から明白なように、本発明の爆薬は荷重により塊化し難く、かつ装填機で装填が可能で、1年程度貯蔵したものでも、爆薬としての性能を十分維持していることが明白である。
【0039】
【発明の効果】
本発明の爆薬は、油中水滴型エマルション爆薬の爆薬性能を低下させることなく、容易に機械装填できる粒状の爆薬であり、更には荷重により塊化し難く、塊化しても容易に解す事ができ、長期経時安定性があり、水孔でも使用可能であるため極めて有用である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to explosives. More particularly, the present invention relates to a water-in-oil emulsion explosive used for industrial blasting operations such as tunnel excavation, quarrying, and mining.
[0002]
[Prior art]
As industrial explosives used for blasting operations and the like, dynamite, hydrous explosives, nitrite explosives, and nitrate oil explosives (hereinafter referred to as ANFO explosives) are well known. Among these explosives, hydrous explosives are relatively safer than conventional dynamite because they do not contain a high-risk explosive component in the composition, and have been widely used as industrial explosives. These water explosives are broadly classified into two types, slurry explosives and emulsion explosives. Emulsion explosives are characterized by being more excellent in moldability and weatherability. Since this emulsion explosive was published as Patent Document 1 as a water-in-oil type emulsion explosive, various improvements have been made. At present, it has better performance than conventional explosives in terms of water resistance and safety. What you have is obtained.
[0003]
On the other hand, at the blasting site, there is an increasing demand for mechanized explosive charging work from the viewpoints of simplifying explosive charging work and ensuring safety when handling explosives. In order to carry out the mechanical loading operation of explosives, it is necessary that the explosives used are safer, and a method of mechanically loading the ANFO explosives with a loader or the like has been put to practical use in mines and quarries.
[0004]
However, since the ANFO explosive has a poor residual gas composition after blasting as compared with a water-in-oil emulsion explosive, it is necessary to provide a sufficient exhaust device. Further, when water is present in the blast hole, the ANFO explosive dissolves in water and a predetermined explosive performance cannot be obtained, so that it becomes difficult to use the explosive. For this reason, in a blast hole or a spring hole where water exists, a complicated method such as discharging the water in the blast hole in advance, inserting a polytube or the like, and then loading an ANFO explosive into the polytube. May be performed. As for the water-in-oil emulsion explosive, for example, in various countries, as described in Non-Patent Document 1, a water-in-oil emulsion explosive called a bulk emulsion explosive is directly blasted using an air-driven monopump or the like. A method referred to as a bulk emulsion explosive system for automatic loading into a container has already been put to practical use. However, with respect to the bulk emulsion explosive system, a high-viscosity water-in-oil emulsion explosive is used, so that cleaning work after charging and management of residual explosives become complicated, which may lead to an increase in cost. In addition, in order to load a bulk emulsion explosive, an expensive loading machine is required to ensure safety.
[0005]
For this reason, there is a demand for a highly safe explosive that can be loaded by a relatively simple machine such as an air loading machine and can be used even in a blast hole where a relatively large amount of water exists. As explosives for solving these problems, for example, granular or granular water-in-oil emulsion explosives described in Patent Literature 2, Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, and the like have been developed.
[0006]
However, the method of granulating or granulating a water-in-oil emulsion explosive described in Patent Documents 2 and 3 described above involves crystallizing an aqueous solution of an inorganic oxidizing agent in the emulsion, breaking the emulsion structure, and then forming a granule. It is to become.
In general, it is known that when an oxidizing aqueous solution of a water-in-oil emulsion explosive is crystallized, the emulsion disintegrates from the crystallized portion, so that the sensitivity and performance as an explosive cannot be maintained. . Even for explosives of this type of use, if it is a local mixing method or a method similar to this, the time from explosive production to use is generally several hours to several days, so it is extremely short, It doesn't matter much. However, explosives can typically last several months, from as long as six months to nearly a year from manufacture to use. Therefore, a granulated or granular water-in-oil emulsion explosive is also required that does not crystallize an aqueous oxidizing agent solution and is stable over time for several months or more. In particular, it is desirable that the explosive is stable so that the properties of the water-in-oil type emulsion explosive do not change for a long period of time so that the explosive can be loaded into a machine.
In addition, when a granulated explosive is stored under a load such as mechanical loading after being stored for a long period of time, the drug may coagulate, the drug may not be loosened, and it may be difficult to use. Therefore, it is desirable that the granular water-in-oil emulsion explosive does not agglomerate even when subjected to a load such as long-term storage, mechanical loading, or the like, or that the agglomerate is easily loosened.
[0007]
[Patent Document 1]
U.S. Pat. No. 3,161,551
[Patent Document 2]
JP-A-7-223888 (page 2-3)
[Patent Document 3]
JP-A-11-278975 (pages 2-3)
[Patent Document 4]
JP 2001-172096 A (pages 2-3)
[Patent Document 5]
JP 2001-206797 A (pages 2-3)
[Non-patent document 1]
"Review Report on Effective Tunneling Technology" Published by Japan Tunneling Technology Association [0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides (1) excellent stability over time, (2) hardly causes deterioration of explosive performance and agglomeration even during long-term storage for about one year, and (3) easy unraveling even when agglomeration occurs. (4) Explosives that can be easily loaded with a loading machine even after long-term storage, and (5) have excellent water resistance and can be suitably used for blasting in water holes The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve such problems, and as a result, spraying an anti-adhesive agent on the surface of a water-in-oil type emulsion explosive causes adhesion and agglomeration even when a load is applied to the explosive. It has been found that a difficult water-in-oil emulsion explosive can be obtained, and the present invention has been completed.
[0010]
That is, the present invention
(1) an explosive characterized in that powder having an average particle size of 500 μm or less is attached to the surface of a water-in-oil emulsion explosive;
(2) The explosive according to (1), wherein the amount of the powder used is 0.01 to 10% by weight in the explosive.
(3) The explosive according to the above (1) or (2), wherein the weight per one grain is 0.03 to 5 g.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, a powder having a specific particle size is attached to the surface of the water-in-oil emulsion explosive particles. Hereinafter, this powder is referred to as an adhesion inhibitor. The anti-adhesion agent used in the present invention is used as a lubricant to improve slipping property between substances and anti-blocking property, and powder having an average particle size of 500 μm or less, preferably an average particle size of 300 μm or less is used. . Specific examples of powders that can be used include metal salts such as calcium carbonate and magnesium carbonate, metal oxides such as silicon oxide and alumina, minerals such as talc and kaolin, glass powder, fatty acid amide and resin hollow. Organic powders such as powders are preferred, and inorganic powders are preferred because they are chemically stable and often do not destroy emulsions.
[0012]
If the amount of the antiadhesive used in the present invention is too small, the effect of preventing adhesion and agglomeration is not sufficient, and if it is too large, the explosive performance may be reduced. Although it cannot be said unconditionally because it varies depending on the specific gravity of the powder used, it is usually 0.01 to 10% by weight, preferably 0.03 to 5% by weight, attached to the explosive of the present invention.
[0013]
The explosive of the present invention can be obtained by adhering the antiadhesive to the surface of a water-in-oil emulsion explosive. The water-in-oil type emulsion explosive is not particularly limited, and for example, a water-in-oil type emulsion explosive containing an oxidizing agent, oils, an emulsifier, and water can be used.
Specific examples of oils contained in the water-in-oil emulsion explosive include petroleum oils such as light oil, kerosene, mineral oil, lubricating oil, heavy oil, paraffin wax, and microcrystalline wax, and the like. Other examples include hydrophobic vegetable oils, vegetable waxes, animal oils, and animal waxes, and these can be used alone or in combination of two or more. Oils are contained in the water-in-oil type emulsion explosive in a proportion of usually 0.1 to 20% by weight, preferably 1 to 10% by weight.
[0014]
Further, in the water-in-oil type emulsion explosive, a part or all of the oils may be replaced with a resin having oil solubility or compatibility with oils. As the characteristics of the resin used, any resin can be used as long as it has a property of being hardened or its viscosity is reduced by heat, and can be injection-molded with a water-in-oil type emulsion explosive, and is generally a thermosetting resin, a thermoplastic resin. Resins, synthetic rubbers and the like can be mentioned. Specifically, vulcanized rubber, petroleum resin, phenol resin, AAS resin, ABS resin, PET resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide Examples thereof include a resin, a polyimide resin, and a polyethylene resin, but it is preferable that the resin does not react with other components in order to maintain the stability of the water-in-oil emulsion.
[0015]
Further, a thermosetting resin which is liquid or low melting point at room temperature or a thermoplastic resin which is solid at room temperature and shows fluidity when heated is preferable. Specific examples include phenol resin, hydrogenated petroleum resin, polyethylene, polypropylene, polybutene, polyisobutylene, ethylene vinyl acetate copolymer, polybutadiene, styrene butadiene rubber and the like. In addition, since a melted resin is used in the production, the melt flow rate measured based on the “flow test method for thermoplastics” described in JIS K7210 is 10 g / 10 min. As described above, preferably 15 g / 10 min. It is preferable to use the above. In the molded explosive of the present invention, the oil-soluble resin is contained in the explosive in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.1 to 7% by weight. In addition, these resins can be used by mixing as a part of oils contained in an emulsion base composed of an oxidizing agent, oils, and an emulsifier, or mixed as an additive in a water-in-oil emulsion explosive. You can also.
[0016]
As the emulsifier used in the explosive of the present invention, emulsifiers usually used in water-in-oil emulsion explosives, for example, alkali metal stearate, ammonium stearate, calcium stearate, polyoxyethylene ethers, sorbitan fatty acid Examples thereof include esters, sorbitol fatty acid esters, and the like, and these are used as one kind or as a mixture of two or more kinds. In the water-in-oil emulsion explosive of the present invention, the emulsifier is contained in the explosive in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight.
[0017]
The oxidizing agent used in the explosive of the present invention is preferably used as an aqueous solution thereof. Specific examples of oxidizing agents that can be used include ammonium nitrate, alkali metal nitrates such as sodium nitrate, alkaline earth metal nitrates such as calcium nitrate, alkali metal chlorates such as sodium chlorate, and calcium chlorate. Such as alkaline earth metal chlorates, alkali metal perchlorates such as potassium perchlorate, alkaline earth metal perchlorates such as calcium perchlorate, and ammonium perchlorate. Can be used alone or as a mixture. Particularly preferred among these oxidants are ammonium nitrate and sodium nitrate.
[0018]
The aqueous solution of the oxidizing agent used in the present invention may include, if desired, water-soluble amine nitrates such as monomethylamine nitrate, monoethylamine nitrate, hydrazine nitrate and dimethylamine dinitrate; and water-soluble alkanols such as methanolamine nitrate and ethanolamine nitrate. Amine nitrates and water-soluble ethylene glycol mononitrate can be added as auxiliary sensitizers.
[0019]
The content of water in the oxidizing agent aqueous solution used in the present invention is preferably such that the crystallization temperature of the oxidizing agent aqueous solution becomes 30 to 90 ° C. -40% by weight, preferably 7-30% by weight. In the oxidizing agent aqueous solution, a water-soluble organic solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, formamide, ethylene glycol and glycerin can be used as an auxiliary solvent in order to lower the crystal deposition temperature. In the water-in-oil emulsion explosive of the present invention, the oxidizing agent aqueous solution is contained in the explosive in a range of 50 to 95% by weight.
[0020]
The water-in-oil type emulsion explosive of the present invention can adjust the sensitivity performance of the explosive over a wide range from primer detonation to booster detonation by containing an appropriate amount of micro hollow body. As the minute hollow body, for example, one or a mixture of two or more kinds of inorganic hollow spheres such as glass microballoons and shirasu balloons, and organic hollow spheres such as foamed styrene and resin microballoons are used. Balloons are preferred, and glass microballoons are particularly preferred. The amount of the fine hollow spheres varies over a wide range depending on the use of the explosive, and also depends on the specific gravity of the fine hollow spheres, so cannot be specified unconditionally. Usually, the specific gravity of the explosive is 1.4 g / cc or less, Preferably, the amount used is 1.3 g / cc or less.
[0021]
The water-in-oil emulsion explosive of the present invention may contain metal powders such as aluminum powder and magnesium powder, and organic powders such as wood powder and starch. Depending on the type of the substance to be added and the purpose of the addition, it is usually contained in the explosive in the range of 0.5 to 10% by weight.
[0022]
In the present invention, as a method for producing a water-in-oil emulsion explosive, a method of forming a column by using a generally used extruder, a method of forming a spheroid by a granulator or the like are exemplified.
[0023]
The explosive of the present invention is manufactured, for example, as follows.
That is, the oxidizing agent and, if necessary, the auxiliary sensitizing agent are dissolved in water at about 85 to 95 ° C to obtain an oxidizing agent aqueous solution. Next, the above-mentioned oxidizing agent aqueous solution is gradually added to a mixture of an oil-soluble or oil-compatible resin and an oil and an emulsifier heated to about 85 to 95 ° C. with sufficient stirring. A water-in-oil emulsion explosive is added to the completed water-in-oil emulsion, adding a micro hollow body, and if necessary, other additives, a resin exhibiting oil solubility or compatibility with oils, and mixing with a kneading machine. Get. Then, after the water-in-oil type emulsion explosive is molded by a molding machine such as an extrusion molding machine, powder as an anti-adhesion agent is mixed, and the powder is adhered to the surface of the water-in-oil type emulsion explosive. You can get explosives.
[0024]
In the above-described molding step, the shape of the water-in-oil emulsion explosive is not particularly limited as long as it is easy to handle, and may be spherical, cylindrical, disk-shaped, prismatic, or the like. Molded into any shape by machine.
Further, in the explosive of the present invention, if the molded article is too large, the porosity increases when the explosive is charged into the blast hole, and the explosive charge as the explosive is reduced. Is preferably 0.03 to 5 g.
[0025]
Although the explosive of the present invention is composed of a water-in-oil type emulsion explosive, it has a granular shape and can be easily loaded into the blast hole using a loading machine such as air loading. Further, since the explosive of the present invention has high water resistance and a specific gravity of more than 1, even if the explosive is loaded in a vertical water hole, it can be used without any trouble similarly to a dry hole. Therefore, according to the explosive of the present invention, the explosive performance and long-term stability performance equivalent to that of the conventional water-in-oil emulsion explosive are maintained, and since it can be manufactured with a relatively simple machine, it is safe during manufacture, Further, since it has excellent water resistance, it can be used in water holes, and the residual gas after blasting is less toxic than the ANFO explosive. Furthermore, since the shape is granular, loading by a machine is easy, and the operation and the blasting operation at the time of charging can be simplified and shortened.
[0026]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0027]
Example 1
A 90 ° C. aqueous solution of an oxidizing agent consisting of 74.3 parts by weight of ammonium nitrate, 4.8 parts by weight of sodium nitrate and 10.5 parts by weight of water was mixed with 2.8 parts by weight of microcrystalline wax and 2.8 parts by weight of sorbitan monooleate. The mixture was added to the mixture and mixed well with stirring to obtain a water-in-oil emulsion. 3.8 parts by weight of glass microballoons as fine hollow particles were added thereto and mixed by stirring to obtain a water-in-oil type emulsion explosive. The specific gravity of this emulsion explosive was 1.190 g / cc. This water-in-oil type emulsion explosive is molded by an extruder having a die having a diameter of 8 mm, cut with a knife so as to have a length of 10 mm, and then talc (trade name: DS-34, manufactured by Fuji Talc Kogyo KK) 0 parts by weight were added and mixed to obtain the explosive of the present invention. The specific gravity of the obtained explosive was 1.196 g / cc, and the average weight per grain was 1.0 g.
[0028]
Example 2
A 90 ° C. aqueous solution of an oxidizing agent comprising 74.8 parts by weight of ammonium nitrate, 4.8 parts by weight of sodium nitrate and 10.5 parts by weight of water was mixed with 2.9 parts by weight of microcrystalline wax and 2.9 parts by weight of sorbitan monooleate. The mixture was added to the mixture and mixed well with stirring to obtain a water-in-oil emulsion. 3.8 parts by weight of glass microballoons as fine hollow particles were added thereto and mixed by stirring to obtain a water-in-oil type emulsion explosive. The specific gravity of this emulsion explosive was 1.192 g / cc. This water-in-oil type emulsion explosive is molded by an extruder having a die of 8 mm in diameter, cut with a knife so as to have a length of 10 mm, and then fatty acid amide (trade name: fatty acid amide S, manufactured by Kao Corporation) 0.3 The parts by weight were added and mixed to obtain the explosive of the present invention. The specific gravity of the obtained explosive was 1.193 g / cc, and the average weight per grain was 0.8 g.
[0029]
Example 3
A 90 ° C. aqueous solution of an oxidizing agent consisting of 74.8 parts by weight of ammonium nitrate, 4.8 parts by weight of sodium nitrate and 10.5 parts by weight of water was mixed with 1.9 parts by weight of microcrystalline wax, ethylene vinyl acetate copolymer (Tosoh Corporation) (Trade name: Ultracene 727), 0.8 parts by weight, and 2.9 parts by weight of sorbitan monooleate, and sufficiently stirred and mixed to obtain a water-in-oil emulsion. 3.8 parts by weight of glass microballoons as fine hollow particles were added thereto and mixed by stirring to obtain a water-in-oil type emulsion explosive. The specific gravity of this emulsion explosive was 1.188 g / cc. This water-in-oil emulsion explosive is molded by an extruder having a diameter of 8 mm with a die, cut with a knife so as to have a length of 10 mm, and then 1.0 part by weight of calcium carbonate (a reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Was added and mixed to obtain the explosive of the present invention. The specific gravity of the obtained explosive was 1.194 g / cc, and the average weight per grain was 0.9 g.
[0030]
Comparative Example 1
A 90 ° C. aqueous solution of an oxidizing agent consisting of 75.0 parts by weight of ammonium nitrate, 4.8 parts by weight of sodium nitrate and 10.6 parts by weight of water was mixed with 2.9 parts by weight of microcrystalline wax and 2.9 parts by weight of sorbitan monooleate. The mixture was added to the mixture and mixed well with stirring to obtain a water-in-oil emulsion. 3.8 parts by weight of glass microballoons as fine hollow particles were added thereto and mixed by stirring to obtain a water-in-oil type emulsion explosive. This water-in-oil type emulsion explosive was molded with an extruder having a die having a diameter of 8 mm and cut with a knife so as to have a length of 10 mm to obtain a water-in-oil type emulsion explosive for a comparative example.
[0031]
Table 1 shows the composition ratios of the explosives obtained in Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example 1.
[0032]
Test example 1
A simple load test was performed to examine the adhesion and agglomeration properties of the molded body under load. The test method was as follows. 300 g of explosive for testing was placed in a cylindrical tube having an inner diameter of 80 mm plugged in one end and left in a thermostat set at 35 ° C. while a constant load of 2.34 kgf was continuously applied by a piston from the open end. One week later, it was taken out and the condition of the explosive was evaluated. Further, 20 kg of explosives were actually packaged (put in a bag and stored in a cardboard box) and stored at room temperature for 6 months and 1 year. The state of the explosive after storage for 6 months and 1 year was observed and evaluated. Table 2 shows the test results of Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example 1.
[0033]
Test example 2
The explosives obtained in Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example 1 were charged into a steel pipe having an inner diameter of 48 mm, a length of 1 m, and a thickness of 5 mm using an air loading machine, and Nippon Kagaku was used as a booster. A detonation was initiated using 50 g of a water-containing explosive (trade name: ARTEX) manufactured by Yakuhin Co., Ltd., and the detonation speed was measured by the Doitlish method. Further, after the same steel pipe was previously filled with water, each explosive was loaded using an air loading machine in the same manner as described above, and the detonation velocity in the water hole was also measured. Further, as a time-lapse test, the detonation speed of those stored at room temperature for 6 months and 1 year was measured in the drying hole and the water hole by the same method as described above. Table 3 shows the results.
[0034]
[Table 1]
[0035]
[Table 2]
[0036]
In Table 2, "easiness of unraveling" indicates a degree that the bag can be easily loosened by lightly shaking the bag, and a relatively easy degree indicates that the bag can be easily loosened by applying light force by hand.
[0037]
[Table 3]
[0038]
As is evident from the results in Tables 2 and 3, the explosive of the present invention is hard to agglomerate under load, can be loaded by a loading machine, and maintains its performance as an explosive even if stored for about one year. It is clear that there is.
[0039]
【The invention's effect】
The explosive of the present invention is a granular explosive that can be easily loaded into a machine without lowering the explosive performance of the water-in-oil type emulsion explosive, and is further difficult to agglomerate by a load, and can be easily unwound even if agglomerated. It is extremely useful because it has long-term stability over time and can be used in water holes.
Claims (3)
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