JPH1179878A

JPH1179878A - 爆薬組成物

Info

Publication number: JPH1179878A
Application number: JP25268097A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Taniguchi; 弘幸谷口; Hideaki Sugihara; 秀明杉原
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JP3862828B2

Abstract

(57)【要約】【課題】塩基性物質と接触したときにアンモニアガスの
発生を抑制することが出来る爆薬組成物を開発するこ
と。【解決手段】粒状硝酸アンモニウム、燃料油と特定の粒
径を有する有機酸を混合してなる爆薬組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は採石、採鉱、採炭、
ずい道掘進等の産業用爆破用途に広く利用されうる爆薬
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業用爆破作業に用いられる爆薬として
は、硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯ爆薬と呼ぶ）、含水爆
薬、ダイナマイト、硝安爆薬などがよく知られている。
これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は細孔を有した粒状
の硝酸アンモニウム（以下ポーラスプリル硝安と呼ぶ）
に軽油を混合した粒状爆薬であり、原料物質が安価で、
製造方法が簡便なことから、安価な爆薬として市販され
ている。また、ＡＮＦＯ爆薬は、雷管１本では起爆でき
ない爆薬であり、他の産業用爆薬に比較して鈍感で、安
全性の高い爆薬として知られている。さらに、ＡＮＦＯ
爆薬は粒状でも供給する事ができる為、装填機を用いて
機械的に穿孔内に装填したり、縦孔に直接流し込むこと
ができるので、装薬作業が簡便であるという利点があ
る。これらの理由から、ＡＮＦＯ爆薬は国内で極めて広
範に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＡＮＦＯ爆薬は上記の
ように安全な爆薬であることから、日本では唯一重袋包
装が認められており、又諸外国においては使用現場での
製造が認められている国もある。また、上述のように安
全かつ安価で装薬作業が簡便であることから、トンネル
現場や坑内の鉱山など、密閉された空間内での発破にも
用いられるようになってきている。

【０００４】しかしながら、ＡＮＦＯ爆薬はダイナマイ
トや含水爆薬のように包装されずに、バルクで使用され
ることから、爆薬の成分が直接周囲の環境にさらされ、
ＡＮＦＯ爆薬中に含まれる硝酸アンモニウム（硝安）が
分解することがある。特に、トンネル現場や坑内の鉱山
のような発破現場においては、発破後の岩盤の補強剤と
してセメントやコンクリートが用いられているが、ＡＮ
ＦＯ爆薬がそれらの塩基性物質と接触すると、人体に有
毒なアンモニアガスが発生することがある。アンモニア
ガスが発生すると、その毒性及び刺激臭により、周辺で
の作業の継続が困難になる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ＡＮＦＯ
爆薬の利点である装薬作業中の流動性、製造工程の簡便
さをできるだけ生かして、装薬作業中にアンモニアガス
が発生するのを抑制しようと鋭意研究した結果、硝酸ア
ンモニウム、燃料油、有機酸からなる爆薬組成物が、従
来のＡＮＦＯ爆薬と同等の流動性や発破効果を保ちなが
ら、かつ上記の爆薬組成物が、アンモニアガスの発生を
抑制することが出来ることを見いだし、本発明を完成さ
せたものである。

【０００６】すなわち本発明は、（１）硝酸アンモニウ
ム、燃料油及び平均粒径が０．０１〜３．０ｍｍである
有機酸を含有することを特徴とする爆薬組成物、（２）
有機酸の含量が爆薬全体の０．１〜２０重量％である前
記１項に記載の爆薬組成物、（３）有機酸がジカルボン
酸である前記１項又は２項に記載の爆薬組成物、（４）
追加燃料として金属粉末が加えられた前記１、２又は３
項に記載の爆薬組成物、に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明の爆薬に使用されるポーラスプリル硝安は、通常の
ＡＮＦＯ爆薬に用いられる粒状硝酸アンモニウムであ
り、通常、平均粒径が０．５〜３．０ｍｍ、吸油率が７
〜２４％の範囲の粒状硝安が使用され、これを粉砕した
ポーラスプリル硝安も使用可能である。また、ポーラス
プリル硝安は、爆薬全体に対して７０〜９７重量％、好
ましくは８０〜９５重量％の範囲で使用される。

【０００８】ポーラスプリル硝安の吸油率は、一定量の
試料硝安を、軽油に一定時間浸しておいた後、吸引ろ過
し、試験前後の重量差より軽油の吸着量を見ることによ
って測定される。詳しくは試料ポーラス硝安５０ｇを直
径４０ｍｍ、深さ５０ｍｍのガラスフィルター（１１Ｇ
−１）に入れ、上皿直示天秤で秤量し、これを真空装置
にセットする。ついでガラスフィルター中に軽油４０ml
を注入し、細い棒でよく攪拌し、硝安と軽油の混合接触
を図る。５分間放置後、ガラスフィルターに付属した外
部のコックを開放し、２分間軽油を自然流下させる。引
き続き真空ポンプにて５分間吸引（流速：約３０ｌ／ｍ
ｉｎ）した後、軽油を吸着した試料ポーラスプリル硝安
の入ったままのガラスフィルターを、上皿直示天秤で秤
量する。ここで増量分が軽油の吸着分である。以上の測
定を終えた後、元の試料ポーラスプリル硝安５０ｇに対
する軽油吸着分（ｇ）の比率（％）を、吸油率（％）と
して表示する。以上は工業火薬協会法に準拠したもので
あり、計算式は下記の通りである。

【０００９】吸油率（％）＝軽油吸着分（ｇ）／ポーラ
スプリル硝安試料５０（ｇ）×１００

【００１０】ポーラスプリル硝安の吸油率は、主として
粒子の内部に分布する細孔の容積や有効径によって左右
されるものであり、例えば細孔容積が大きければ、粒子
内部に軽油を保持し得る空間が大となるので、吸油率が
大となる。細孔容積と吸油率がほぼ正比例の相関関係に
あることは、一般的に知られた事実である。

【００１１】ポーラスプリル硝安の平均粒径は、一定量
のポーラス硝安プリルを篩目の異なる各種篩を通し、各
篩目毎の重量分布から測定される。

【００１２】本発明の爆薬に用いられる燃料油として
は、混合時に液体である燃料油が用いられる。使用しう
る燃料としては軽油、灯油等の鉱物油、植物油、動物油
等が挙げられる。この他、用途によってアルコール類、
ワックス類、ニトロ化合物などを燃料油として単独又は
混合して用いることができる。

【００１３】本発明の爆薬に用いられる燃料油は、通常
爆薬全体の１〜２０重量％、好ましくは２〜８重量％の
範囲で使用される。

【００１４】本発明の爆薬に用いられる有機酸は、ポー
ラスプリル硝安を分解してアンモニアガスの発生を抑制
させる有機酸であれば、使用可能であるが、作業者が直
接触れたり、装填機などの機械に使用することを考慮す
れば、弱酸性のものが好ましい。また、爆薬全体の酸素
バランスを考慮すれば、有機酸の炭素数は少ない方がよ
く、１〜１０のものが好ましい。使用しうる有機酸の具
体例を挙げれば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、クエン
酸、リンゴ酸、酒石酸、グルカル酸等のジカルボン酸類
がある。本発明の爆薬に用いられる有機酸としては、上
記のものは全て使用可能であるが、経済性を考慮すれ
ば、安価なものが好ましく特にフマル酸、クエン酸、リ
ンゴ酸、酒石酸が好ましい。

【００１５】本発明の爆薬に用いられる有機酸は、粒子
径が大きすぎると十分な効果を示さず、また小さすぎる
と取扱性が困難になるという問題があるため、好ましく
は０．０１〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜
１．０ｍｍの平均粒径のものが用いられる。

【００１６】本発明の爆薬に用いられる有機酸の量は、
少なすぎると効果が現れず、また多すぎると爆薬の性能
低下を生じたり、爆薬のコストが上がるなどの問題が生
じるため、好ましくは爆薬全体の０．１〜２０重量％、
より好ましくは１．０〜１５重量％の範囲で使用され
る。

【００１７】本発明の爆薬は必要によって、静電気発生
防止の措置を施すことができる。例えば水溶性及び油溶
性の静電気防止剤や、デンプン類及び化工デンプン等の
添加剤を加えることができる。

【００１８】本発明の爆薬には、当業者が周知の如く、
必要によってポーラスプリル硝安以外の酸化剤、例えば
硝酸カリウムや過塩素酸塩、さらには、木粉、アルミニ
ウム粉のような粉末燃料あるいは、他の添加剤を加える
ことが可能である。

【００１９】また、粉状の硝安、硝酸ナトリウム、過塩
素酸アンモニウム等のポーラスプリル硝安以外の酸化剤
を追加することもできる。

【００２０】本発明の爆薬は、ニーダーあるいは回転ミ
キサーのような混合機で、ポーラスプリル硝安と燃料
油、有機酸を均一に混合することによって、製造され
る。このとき燃料油は、ポーラスプリル硝安と有機酸を
混合した後に加えてもよいし、燃料油とポーラスプリル
硝安を混合した後に、有機酸を混合してもよい。また、
さらに金属粉末や添加物を加えることもできる。また、
攪拌、混合の機能を備えているならば、他の混合機も使
用可能である。

【００２１】本発明の爆薬は、本来のＡＮＦＯ爆薬とし
ての性能を失うことなく、周囲に塩基性物質が存在して
いても、爆薬組成物中の有機酸により、アンモニアガス
の発生を抑制し、爆薬取扱い周辺の作業環境を不快にし
ないという特徴を有する。

【００２２】

【実施例】本発明を実施例を挙げてさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。

【００２３】実施例１平均粒径が１．２ｍｍで吸油率が１２％のポーラスプリ
ル硝安８５重量部と、２号軽油５重量部を室温の回転ミ
キサー（コンクリートミキサー）で１分あたり６０回転
で２分間混合し、その後平均粒径が０．２ｍｍのフマル
酸１０重量部を同じ回転数で１分間で混合し、本発明の
爆薬組成物を得た。

【００２４】実施例２平均粒径が１．５ｍｍ、吸油率が２０％のポーラスプリ
ル硝安９１重量部と、平均粒径が０．３ｍｍのリンゴ酸
３重量部を室温で、シグマ翼を備えた横型ニーダーにチ
ャ−ジし、更に２号軽油６重量部を添加して、１分あた
り８０回転で５分間混合し、本発明の粒状の爆薬組成物
を得た。

【００２５】実施例３実施例１と同じポーラスプリル硝安８７重量部と、平均
粒径が０．３ｍｍのリンゴ酸１０重量部を、室温の回転
ミキサー（コンクリートミキサー）にチャ−ジし、１分
あたり８０回転の速度で回転させながら、２号軽油３重
量部を添加し、５分間混合し、本発明の粒状の爆薬組成
物を得た。

【００２６】比較例１実施例１と同じポーラスプリル硝安９４重量部と、軽油
６重量部を室温の回転ミキサー（コンクリートミキサ
ー）に移し、１分あたり８０回転で５分間攪拌し、比較
用の爆薬組成物（ＡＮＦＯ爆薬）を得た。

【００２７】性能試験（１）アンモニアガスの発生量の測定実施例１〜３及び比較例１で得られた各爆薬組成物を内
容量１リットルの密閉ガラス容器に１００ｇ充填し、そ
れぞれの容器中にセメント１００ｇを加えて密閉後、１
分間激しく容器を振って混合した。容器内に発生したア
ンモニアガスを１０分後１００ｍｌの蒸留水に吸着さ
せ、メチルオレンジを指示薬として１規定の塩酸で滴定
し、アンモニアガスの発生量を定量比較した。

【００２８】（２）爆速試験実施例１〜３及び比較例１で得られた各爆薬組成物を内
径３４ｍｍの鋼管に充填し、２０ｇのペントライトをブ
ースターとして起爆し、爆速を測定した。

【００２９】（３）流動性試験実施例１〜３及び比較例１で得られた各爆薬組成物を内
径６０ｍｍ、長さ１ｍの塩ビ管に直接流し込み、流動性
について観察を行い評価した。

【００３０】これらの試験結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】表１実施例１実施例２実施例３比較例１爆速２８００２８５０２８２０２８５０（ｍ／ｓｅｃ）アンモニア発生量４．０１．５０．５５０（ｍｏｌ／ｌ）流動性良好良好良好良好

【００３２】表１より比較例１の爆薬組成物に比べて、
本発明の爆薬組成物は、アンモニアガスの発生量が著し
く抑えられ、かつ、爆速及び流動性では従来のＡＮＦＯ
爆薬と同等の性能であることが明きらかである。

【００３３】

【発明の効果】塩基性物質と接触してもアンモニアの発
生量が抑えられ、かつ充分な流動性と爆薬性能をもった
爆薬組成物が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒状硝酸アンモニウム、燃料油及び平均粒
径が０．０１〜３．０ｍｍである有機酸を含有すること
を特徴とする爆薬組成物。
【請求項２】有機酸の含量が爆薬全体の０．１〜２０重
量％である請求項１に記載の爆薬組成物
【請求項３】有機酸がジカルボン酸である請求項１又は
２に記載の爆薬組成物
【請求項４】追加燃料として金属粉末が加えられた請求
項１、２又は３に記載の爆薬組成物