NO125970B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av et

vannholdig sprengstoff.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av sådanne sprengstoffer som består av en vannholdig blanding av oksygenavgivende salter og brennbare stoffer av forskjellig art, og som utgjør en viskøs dispersjon av faste partikler i en fortykket vandig saltoppløsning.

Sprengstoffer av denne art fremstilles i dag på to klart forskjellige måter, nemlig enten ved en fabrikkmessig fremstilling av den fullstendige sprengstoffblanding, som først efter en even-tuell lagringstid og påfølgende transport til forbruksstedet bringes på plass i borhullet, eller ved at sprengstoffets komponenter, eventuelt i form av visse forblandinger og tilberedte oppløsninger, blandes på forbruksstedet umiddelbart i forbindelse med at spreng-

stoffet pumpes ned i borhullene.

Den førstnevnte metode omfatter både den praksis å frem-stille spesielt formgitte ladningsenheter, patroner, fortrinnsvis i plastemballasje og i dimensjoner tilpasset de borhull de skal brukes i, og den praksis å la lagring og transport foregå i vesentlig større enheter eller transportbeholdere, hvorfra sprengstoffet tappes eller pumpes ned i borhullene.

Denne metode har den fordel at sprengstoffets sammensetning og dets kvalitetsdata lettere kan overvåkes og kontrolleres før det tas i bruk. En viss ulempe består i at sprengstoffet under lagring kan gjennomgå endringer i ugunstig retning hva angår såvel dets sprengtekniske kvaliteter som endringer av konsistensmessig art. Det siste kan være av vesentlig betydning for en rasjonell og riktig gjennomføring av pumpingen og ladearbeidet på forbruksstedet. En annen ulempe ved den fabrikkmessige fremstillingsmeto-de er at hele sprengstoffmengden foreligger som detonerbart sprengstoff under lagring og transport, med dertil hørende strenge sik-kerhetsmessige reglementer.

Den annen metode har som regel den klare fordel at det under transport og lagring ikke foreligger noe ferdig, detonerbart sprengstoff, idet dette først etableres i umiddelbar nærhet av de borhull hvor det skal brukes, og umiddelbart før det blir fylt i borhullene. Dette gjelder fullt ut når ingen av komponentene i og for seg har sprengstoffkarakter, og selv om så er tilfelle, vil mengden av dette, som altså er underlagt spesielle transport- og lagringsrestriksjoner, være vesentlig mindre enn om den førstnevn-te metode med fabrikkmessig fremstilling var benyttet.

Den sistnevnte metode, med fremstilling på forbruksstedet , har imidlertid den ulempe at sprengstoffets sammensetning, og derved dets egenskaper, er avhengig av en omhyggelig og nøyaktig utført doserings- og blandeoperasjon på selve forbruksstedet.

Det er kjent å forhåndsfremstille en fortykket oppløsning eller dispersjon som i det vesentlige består av sprengstoffets oksygenavgivende komponenter, for så å blande denne med sprengstoffets brennbare, oksygenforbrukende og eventuelt i og for seg eksplosive komponenter. Hittil har imidlertid de sistnevnte komponenter inngått i blandeoperasjonen som et fast, pulverformig stoff.

Nøyaktig dosering av tørre komponenter i meget bestemte forhold til en væskestrøm er ikke lett. Den er spesielt vanskelig dersom de tørre komponenter er meget finpulveriserte, da både deres romvekter og flyteegenskaper i så fall er sterkt avhengig såvel av pulvermaterialets luftinnhold som av pulverpartiklenes egenskaper forøvrig. Ved sprengstoffer av den art som her omtales,

er det av stor betydning at de tørre komponenter nettopp er meget finpulveriserte, og man har ofte måttet gripe til forskjellige tiltak, såsom vibrering av silovegger, mekanisk agitering inne i siloene, eller luftinnblåsning for å motvirke svikt i utmatningen av de tørre komponenter gjennom skruetransportører eller andre do-seringsinnretninger. Under ugunstige forhold, såsom høy luftfuk-tighet eller høye temperaturer har pulvermaterialet kunnet oppvise en slik tendens til sintring og klumpdannelse, at selv de nevnte tiltak ikke har kunnet sikre det ønskede resultat av materialdo-seringen.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å oppnå den fordel

som den sistnevnte metode byr på, idet det ferdige sprengstoff først etableres umiddelbart før bruken på forbrukerstedet, samti-dig som ulempene ved håndtering og nøyaktig dosering av tørre pul-verkomponenter elimineres.

Det karakteristiske ved fremgangsmåten i henhold til fo-religgende oppfinnelse er at også de oksygenforbrukende komponenter tilføres blandeoperasjonen i form av en viskøs eller fortykket oppløsning hvori de faste og uløselige brennbare komponenter er dispergert.

Det vesentlige trekk ved oppfinnelsen består således i å la også sprengstoffets brennbare komponenter tilføres den endelige blandeoperasjon i en pumpbar form. I en sådan viskøs eller pastøs komponentblanding må det inngå en væskefase som er blandbar med den saltoppløsning som utgjør væskefasen i den annen pumpbare komponentblanding. Som egnet dispergeringsmedium for forskjellige faste brennstoffkomponenter er det funnet forskjellige flytende medi-er, som har det til felles at de omfatter bare eller betraktelige mengder brennbare stoffer, og at de har en relativt høy viskositet som forhindrer at uløselige brennstoffpartikler sedimenterer i dem. Som eksempler på sådanne egnede dispergeringsvæsker for faste brenn-stof fkomponenter kan nevnes etylenglykol fortykket med små mengder spesielle fortykningsmidler, såsom "Polyhall", type 295, og "Kelzan" og videre melasse og inndampet sulfittlut fra en sulfittcelluloseprosess.

Blant de brennbare komponenter som skal dispergeres i en sådan væske, må det vanligvis være minst én som bibringer den

endelige sprengstoffblanding en fornøden grad av initierbarhet.

Som sådanne sensibiliseringsmidler kommer først og fremst enten

et fast stoff med sprengstoffkarakter, fortrinnsvis trinitrotolu-en, eller finfordelt, fortrinnsvis flakformet, aluminium på tale. Det er et trekk ved oppfinnelsen at initierbarheten, respektive lettantenneligheten av disse sensibiliseringsmidler blir betrakte-lig nedsatt ved at de er dispergert i en væskefase, men at de alli-kevel bibringer den endelige sprengstoffblanding, hvor også de oksygenavgivende salter er tilstede, en tilstrekkelig initierbarhet.

Utover disse sensibiliseringsmidler kan den viskøse eller pastøse komponentblanding omfatte en rekke andre brennbare stoffer, som ved å delta i omsetningen bidrar til utvikling av varme og forbrenningsgasser. En gruppe sådanne brennbare stoffer er pulvere av kull, asfalt, bek, torv, tre, kork, bark o.l., en annen gruppe er pulvere av metaller som aluminium, magnesium, silisium, bor eller legeringer av disse.

Foruten disse komponenter som utgjør vesentlige bestanddeler av det endelige sprengstoff, kan såvel brennstoffkomponent-blandingen som blandingen av de oksygenavgivende salter omfatte bestanddeler som influerer på eller stabiliserer de to komponent-blandingers eller den endelige sprengstoffblandings konsistens, såsom fortykningsmidler og tverrbindingsreagenser for disse fortykningsmidler, eller på blandingenes innhold av dispergert luft, såsom dispergeringsmidler eller andre overflateaktive stoffer. Sådanne stoffer kan også tilsettes separat under den endelige blan-deoperas jon hvis det finnes hensiktsmessig.

Ved utøvelse av denne oppfinnelse er for det første en nøyaktig dosering av de to komponentblandinger, og for det annet en omhyggelig blanding av dem, av betydning.

Det er et trekk ved oppfinnelsen at den volumetriske dosering av komponentblandingene er langt lettere å utføre nøyaktig og reproduserbart enn den tidligere praktiserte dosering av tørre komponenter. Som hensiktsmessig pumpeinnretning kommer fortrinnsvis tannhjulspumper av forskjellig konstruksjon på tale. En foretrukken anordning er videre et arrangement hvor to tannhjulspumper, en for hver av komponentblandingene, drives av en felles motor, og hvor forholdet mellom pumpenes turtall kan varieres for innstilling av det ønskede blandingsforhold, mens produksjonshastigheten for det ferdige sprengstoff kan varieres ved en turtallsvariator for den felles motor. Et alternativt arrangement består i å pumpe den ene komponentblanding med variabel hastighet, og la en strømnings-måler i denne materialstrøm styre pumpehastigheten i den andre materialstrøm i et innstillbart, men under varierende pumpehastig-heter stabilt forhold. Sådanne arrangementer er hensiktsmessige både for opprettholdelse av riktig sammensetning på sprengstoffet og for tilpassing av produksjonshastigheten til gjennomføringen av ladearbeidet og forholdene forøvrig på arbeidsstedet.

Uansett hvilke pumpearrangementer som velges for riktig og stabil dosering av de to komponentblandinger i et bestemt forhold, må den endelige blanding av disse to materialstrømmer være fullstendig før sprengstoffet bringes inn i borhullet. Denne endelige blanding kan forenkles ved hensiktsmessig utforming av det parti hvor materialstrømmene bringes sammen, f.eks. ved at den ene materialstrøm bringes til å flyte gjennom en dyse med et stort antall åpninger inn i den annen materialstrøm. Efter denne sammen-føring av komponentblandingene må det sørges for fullstendig blanding av dem. Dette kan skje ved hjelp av mekanisk bevegede blande-organer, såsom skovler eller røreblader som arbeider i et blande-kammer, men en foretrukken utførelse av denne blandeoperasjon omfatter bruken av en såkalt "static mixer", hvor den totale material-strøm bringes til å gjennomløpe et større antall oppsplittinger og retningsforandringer bare på grunn av den strømningsbevegelse som pumpene opprinnelig har bibragt de to komponentblandinger.

Uansett hvilken blandeteknikk som anvendes, er det funnet hensiktsmessig at de to komponentblandinger har noenlunde samme viskositet eller konsistens, hvorved risikoen vesentlig minskes for at en av komponentblandingene skal opptre som ikke-dispergerte klumper eller lokale inhomogeniteter i den øvrige masse.

Nedenfor er gitt et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsen, men det vil fremgå av det her fremførte, at oppfinnelsen ikke er begrenset til dette eksempel, men at den omfatter enhver fremstilling av vannholdige sprengstoffer hvor to viskøse eller pastøse komponentblandinger bringes sammen for å danne det ferdige sprengstoff.

Eksempel 1

Komponentblanding A

En viskøs til pastøs dispersjon av oksygenavgivende salter fremstilles med følgende sammensetning, angitt i vektdeler:

Anm.: Den anvendte kalksalpeter inneholder omtrent 79 % kalsium-nitrat, 6 % ammoniumnitrat og 15 % vann.

De første 5 komponenter varmes under røring til ca. 65°C , hvorefter de to sistnevnte komponenter, fortykningsmidlene, dispergeres i etylenglykolen og tilsettes saltoppløsningen. Kjøling under omrøring gir begynnende saltutskillelse ved ca. 30°C, mens komponentblandingen beholder sin pumpbarhet og karakter av vis-køs dispersjon til mellom 10°C og 20°C. Denne komponentblanding vil efter dekomponering under en detonasjon gi til disposisjon for forbrenning av andre stoffer ca. 210 g oksygen pr. kg.

Komponentblanding B

En viskøs blanding av brennbare komponenter fremstilles med følgende sammensetning, angitt i vektdeler:

Fortykningsmiddelet dispergeres i glykolen, som oppvar-mes til ca. 80°C, hvorved det fremkommer en klar oppløsning som efter avkjøling har en viskositet på ca. 2000 cP. I denne dispergeres så de to sistnevnte komponenter. Denne komponentblanding trenger ca. 1400 g oksygen pr. kg for fullstendig forbrenning.

Fremstilling av sprengstoffet

Ved sammenblanding av

87 deler komponentblanding A, og

13 " B,

fåes et praktisk talt oksygenbalansert sprengstoff. Under denne blandeoperasjon tilsettes dessuten 0,3 del av en 50%-ig natriumbi-kromatoppløsning, hvorved det i sprengstoffblandingen utvikles en

gelaktig konsistens og forbedret vannresistens.

Eksempel 2

Komponentblanding A

På lignende måte som i eksempel 1 fremstilles en blanding med følgende sammensetning:

Denne blanding vil vise begynnende saltutskillelse ved ca. 35°C, men kan pumpes ved temperaturer ned til ca. 20°C. Den gir ca. 2 35 g disponibelt oksygen pr. kg.

Komponentblanding B

En viskøs blanding av brennbare komponenter fremstilles med følgende sammensetning:

Pr. kg av denne pasta tilsettes 2,5 ml av en oppløsning med sammensetning:

Den således fremstilte pasta vil forbruke ca. 820 g oksygen pr. kg for fullstendig forbrenning.

Fremstilling av sprengstoffet

fåes et praktisk talt oksygenbalansert sprengstoff.

Begge de her beskrevne sprengstoffer detonerer fullsten-

dig i en ca. 75 mm diam. ladesøyle ved ca. 10°C ved initiering med en "Pentolite"-tenner.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et vannholdig spreng-

stoff, hvorunder en på forhånd fremstilt, fortykket oppløsning eller dispersjon, i det vesentlige bestående av sprengstoffets oksygenavgivende komponenter, blandes med sprengstoffets brennbare, oksygenforbrukende og eventuelt i og for seg eksplosive komponenter , karakterisert ved at også de oksygenforbrukende komponenter tilføres blandeoperasjonen i form av en viskøs eller fortykket oppløsning hvori de faste og uløselige brennbare komponenter er dispergert.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes en oppløsning eller dispersjon av de oksygenforbrukende komponenter med tilnærmet samme konsistens eller viskositet som oppløsningen eller dispersjonen av de oksygenavgivende komponenter.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det som flytende komponent i den komponentblanding som omfatter de brennbare stoffer, anvendes vann eller en vannløse-lig brennbar væske eller en slik væske blandet med vann.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det som flytende komponent anvendes etylenglykol fortykket med en høymolekylær forbindelse til en viskositet som praktisk talt forhindrer sedimentasjon av deri dispergerte faste stoffer.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at der i den komponentblanding som omfatter de brennbare stoffer, i vesentlig grad anvendes melasse.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det i den komponentblanding som omfatter de brennbare stoffer, i vesentlig grad anvendes en inndampet sulfittlut fra en sulfittcelluloseprosess.

7. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av kra-vene 1 til 6, karakterisert ved at de to viskøse eller pastøse komponentblandinger anvendes i et slikt blandingsforhold at det ferdige sprengstoff tilnærmet blir oksygenbalansert.