NO300538B1 - Eksplosiv vanngelsammensetning egnet for pakking i patronhylser av papir, samt fremgangsmåte til fremstilling derav - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en eksplosiv vanngelsammensetning som er følsom for sprengkapsel med liten diameter og ved lave temperaturer, og egnet for pakking i patronhylser av papir, og inneholdende et oksideringssalt, et følsomhetsstoff, en fortykker, et fornetningsmiddel, et brennstoff og vann, hvor følsomhetskomponenten innbefatter med enn 50 vekt% av en eller flere vannoppløselige forbindelser av oksygenbalanse mer positiv enn -150%, utvalgt fra salter av salpeter-, klor- og perklorsyre med asykliske nitrogenbaser, med ikke over 2 hydrogenatomer bundet til det basiske nitrogenatom, eller hvert av disse, og opptil 3 karbonatomer pr. basisk nitrogenatom, og saltene av salpeter-, klor- og perklorsyre med fenylamin.

Watergel-eksplosiver, eller "slurry-eksplosiver" er meget brukt for ulike formål. De fungerer utmerket og frem-byr fordeler i form av økt sikkerhet under fremstilling, bruk og lagring, i forhold til konvensjonelle, nitroglyse-rinbaserte sprengstoffer.

Et vanngel-sprengstoff består i hovedsak av en væskeformet blanding av oksideringssalter, brennstoffer, fortykkere, følsomhetsstoffer og fornetningsmidler. Vanngel-sprengstoffer består vanligvis av 2-fase systemer (som kan tilbereder som en enkeltfase) med et vanninnhold av 10-30%. Således er en del av oksideringssaltene og iblant følestoffene oppløst i vannet og resten dispergert i løsningen. For å forbedre faststoffenes dispergering i løs-ningen, tilsettes fortykkere som øker systemets viskositet og derved sikrer et mer homogent sluttprodukt.

På grunn av sitt høye vanninnhold har produktet fra begynnelsen en flytende konsistens, og kan derfor lett innhelles direkte i sprengingshullene. Så lenge produktet er flytende, kan det imidlertid ikke pakkes i de vanlige papirpatroner som anvendes, eksempelvis for innpakking av nitroglyserinbasete sprengstoffer, fordi vanngelet fukter papiret som derved oppløses. Konsistensen av et vanngel nødvendiggjør derfor forpakking av produktet i hermetisk forseglede plasthylser, vanligvis av høy- eller lavdensi-tets-polyetylen. Vann i plastpatroner kan imidlertid ikke lades på tilfredsstillende måte i borehuller, fordi plast-hylsen ikke lar seg bryte, og derved forhindrer at sprengstoffet fyller borehullene på riktig måte. Selve plasthyl-sen er dessuten ikke egnet for anvendelse i mange gruver, f.eks. asbest- og diamantgruver.

De gelatinøse og de pulverformede sprengstoffer inneholdende nitroglyserin, nitroglykol eller andre nitrater av alkoholer eller blandinger av disse har den fordel at de lett kan pakkes i papirpatroner. Bruken av disse sprengstoffer medfører imidlertid problemer for brukeren, dels fordi følsomhetsstoffene er blodkarutviden-de og er årsak til hodepine og andre kretsløpsvanskelig-heter, og dels fordi detonasjonsrøyken inneholder en høy prosentdel av giftige gasser, såsom nitrogenoksid og karbonmonoksid.

I EP-patentskrift EP- 0187709 beskrives et forsøk på å avhjelpe vanskelighetene i forbindelse med forpakking av vanngel-sammensetninger, ved anvendelse av en papirbasert patron hvor minst en av sidene er belagt med en harpiks som er bestandig mot vannbaserte sprengstoffer. I nevnte patentskrift beskrives fremstillingen av en vanntett papirpatron som helt enkelt er tilvirket av plastbelagt papir og fremstilt på en spesialmaskin som er konstruert for dette formål. Sprengstoffet som er pakket i denne patron, er imidlertid av en vanlig vanngel-eller emulsjons-type. Forpakningens bestandighet mot fukting av vanngelet er helt avhengig av at plastlaget som befinner seg i kon-takt med vanngelet i forpakningen, er ubeskadiget. Patent-skriftene ES-2005367, US-4420440 og US-4756776 omhandler patenterte prosesser eller metoder, maskiner eller anord-ninger for pakking av eksplosive tilberedninger i patroner, uten at de spesielle produkter som skal fremstilles og forpakkes i overensstemmelse med de beskrevne prosesser, søkes patentbeskyttet.

For å gi vanngel en bedre konsistens og vannbestan-dighet, og derved unngå at saltene utlutes av utvendig vann med derav følgende tap av eksplosiv ytelse, er gelet fornettet. I denne form får produktet etter et visst tids-rom en elastisk konsistens som umuliggjør forming og til-rettelegging for pakking i patroner, hvilket derfor gjenn-omføres mens materialet fremdeles er flytende. Likevel vil imidlertid det fornettede produkt fukte papiret som derfor blir uegnet som embaleringsmateriale for kjente typer av vanngel.

De eksplosive sammensetninger som er tilsatt følsom-hetsstoffer i form av monometylaminnitrat eller andre alkylamin- eller alkanolaminnitrater, utgjør mengden av følsomhetsstoff vanligvis atskillig mer enn 15% og ofte mer enn 20%. I US-patentskrift 4096003 er det foreslått en fremgangsmåte for fremstilling av et vanngel ved bruk at bare 8% monometylamin eller monoetanolaminnitrat og å be-nytte et kjent følsomhetsstoff for vanngel, nemlig pig-mentaliminum, som supplerende følsomhetsstoff. (Pigmentaluminium er findelt aluminium, ofte i form av flate spon som anvendes som følsomhetsstoff i vanngel-sammensetninger. Det har ofte en spesifikk overflate av mer enn 5.000 cm<2>/g.) De vanngel som er beskrevet i US-4096003, inneholder imidlertid samtlige mer enn 10 volum% vann.

Den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet av at vanninnholdet utgjør mindre enn 5 vekt% av sammensetningen.

Det vannløselige følsomhetsstoff kan bestå av alkylaminnitrat eller alkanolaminnitrat. Som foretrukne eksempler kan nevnes monometylaminnitrat, etanolaminnitrat, dietanolaminnitrat, triktanolaminnitrat, dimetylaminnitrat, heksaminnitrat, etylendiamindinitrat, laurylaminnitrat og blandinger av disse.

Den eksplosive vanngel-sammensetning inneholder fortrinnsvis monometylaminnitrat i en mengde under 14 volum% av sammensetningen.

Den eksplosive vanngel-sammensetning kan inneholde et andre og forskjellig følsomhetsstoff. Sistnevnte kan være vannuoppløselig og bestå av pigmentaluminium.

Oksideringssaltet består fortrinnsvis av et nitrat eller perklorat av ammoniakk eller av alkali eller alkalisk jordmetall eller blandinger av disse.

Den eksplosive vanngel-sammensetning kan også inneholde et halogenid eller karbonat av alkali eller alkalisk jordmetall, typisk natrium eller kalium eller kalsium, talkum eller et saltpar bestående av ammoniumhalogenid og natrium- eller kaliumnitrat. Tilsetningen av disse best-anddeler gjør den eksplosive vanngel-sammensetning særlig egnet for anvendelse i kullgruver, fordi den kan oppfylle de forskjellige, nasjonale reguleringsmyndigheters krav til testing.

Brennstoffet kan være et vegetabilsk produkt såsom en stivelse, f.eks. mel, sagmugg, gummi, kull eller sukker eller en vegetabilsk olje. Det kan alternativt være i form av et produkt som er avledet fra råolje eller organisk brensel. Som foretrukne eksempler på organisk brensel kan nevnes hydrokarboner, glykolvoks og gummi. Alternativt kan det også bestå av metallisk brensel, såsom aluminium.

Som fortykker kan anvendes et produkt som er avledet fra en kim, såsom guargummi eller galactomannan. Alternativt kan det benyttes et biosyntetisk produkt, såsom zantangummi, stivelse og tilhørende derivater, såsom karboksylmetylcellulose. Videre kan syntetisk polymer, f.eks. polyakrylamid, alternativt komme til anvendelse. Den eksplosive vanngelsammensetning kan også inneholde et densitetsreduserende middel, f.eks. i form av et fast og hulrom-holdig materiale, såsom perlitt, glass- eller plastmikrokuler eller ekspandert polystyren, eller en kjemisk tilsetning som kan utvikle gass på stedet.

Ifølge et annet særtrekk ved oppfinnelsen er det angitt en fremgangsmåte for tilbereding av en eksplosiv vanngel-sammensetning ifølge oppfinnelsen, med prosesstrinn som omfatter: Tilbereding av en fortykket, vandig fase bestående av en fortykket, vandig løsning av i hvert fall noen av de ingredienser som omfatter oppløsbart følsomhetsstoff, fortykker og eventuelt en del av oksideringssaltet,

tilbereding av en tørr fase bestående av hele mengden eller resten av oksideringssaltet, fortykkeren, fornetningsmiddelet, brennstoffet, eventuelt vannuoppløselig følsomhetsstoff og eventuelt gjenværende, vannoppløselig følsomhetsstoff, separat,

sammenblanding av de to faser, og

redusering av blandingens intensitet ved tilblanding av sammensetningen slik at den blir gassholdig, eller ved tilsetting av et densitetsreduserende middel.

Ifølge et annet særtrekk ved oppfinnelsen er det angitt en fremgangsmåte for tilbereding av en eksplosiv vanngel -sammensetning ifølge oppfinnelsen, og med prosesstrinn som omfatter sammenblanding av oksideringssalt, eventuelt, vannuoppløselig følsomhetsstoff, fortykker, fornetningsmiddel, og brennstoff og tilsetting av det vannoppløselige følsomhetsstoff i vandig løsning, og sammenblanding til det dannes en pasta.

Ifølge et annet særtrekk ved oppfinnelsen omfatter en eksplosiv patron et papirhylster som inneholder en eksplosiv vanngel-sammensetning ifølge oppfinnelsen.

Ifølge et ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen et det angitt en fremgangsmåte for pakking i patroner av en eksplosiv vanngel-sammensetning og med prosesstrinn som omfatter fylling av et papirhylster med en eksplosiv vanngel-sammensetning ifølge oppfinnelsen under anvendelse av en patronfremstillingsmaskin av den type som anvendes for pakking i patroner av følsomhetsstoff-tilsatte nitroglyserin-sprengstoffer.

I beskrivelsen er papir definert som hvilket som helst cellulosemateriale som er stort sett uten plasttil-setninger.

Ifølge oppfinnelsen er det frembrakt eksplosive

vanngel-sammensetninger som kan bringes til detonasjon ved bruk av en tenner av styrke nr. 6 i patroner av liten diameter (også under 26mm) og som kan forpakkes i papirpatroner. Det er også angitt en fremgangsmåte for tilberedning

av nevnte sammensetninger.

De eksplosive vanngelsammensetninger har lavt vanninnhold, hvilket resulterer dels i et produkt med forbed-ret, eksplosiv egenskap og dels i et produkt med meget liten klebrighet og med plastisk reologi og meget liten tendens til å utskille vann, slik at den ferdige pasta kan gies sylindriske utforminger og forpakkes på vanlig brukte maskiner for pakking i papirpatroner. Foruten at de funk-sjonsmessige egenskaper hos vanngel derved forbedres ytterligere grunnet lavt vanninnhold, kan sammensetningene ifølge oppfinnelsen pakkes i papirpatroner på vanlige maskiner av den type som anvendes for pakking i patroner av reaktive, eksplosive sammensetninger med følsomhetsstoff-innhold i form av nitroglyserin, såsom ROLLEX<®->maskiner som er konstruert med tanke på sikkerhet.

Den eksplosive sammensetnings vanninnhold må være under 10%. Det kan fremstilles pastaer med en reologi som er utmerket for pakking i papirpatroner ved et vanninnhold ned til 3%. Det er kjent, at vann i eksplosive vanngel-sammensetninger har energiforringende virkning og bør holdes på et minimum. Hittil vanlig kjente vanngel med vanninnhold under 8% og lite eller intet uoppløselig, eks-plosivt følsomhetsstoff har imidlertid ikke vist seg å være tennhette-sensitive i liten diameter. Det var derfor uventet at de eksplosive sammensetninger ifølge oppfinnelsen med markert redusert vanninnhold, under 5 volum%, ville være effektive. Dette meget lave vanninnhold resul-terte imidlertid i vanngel av den riktige konsistens til å kunne pakkes i papirpatroner uten å fukte disse, og som ikke var klebrige, hvilket ellers hurtig ville medføre klebriggjøring av en patronfremstillingsmaskin, og uten noe som helst behov for modifisering av standardmaskin. Ved bruk av vann i mengder vesentlig over 5 volum%, eksempelvis 6%, ble der ferdige vanngel for klebrig til å forpakkes i vanlig vokspapir ved anvendelse av en standardmaskin for pakking i papirpatroner.

Forpakkingen av eksplosive vanngelsammensetninger ved bruk av slike maskiner er meget sikker i motsetning til pakking i patroner ved hjelp av konvensjonelle patron-fremstillingsmaskiner av form/fyll/klem-typen, f.eks. KARTRIDGEPAK<®->maskinen hvori det forekommer metall-mot metallkontakt i betydelig grad, og som derfor nødvendigvis er mindre sikker. Ifølge oppfinnelsen vil fabrikksikker-heten økes grunnet anvendelsen av en sikker, eksplosiv sammensetning i form av vanngel i kombinasjon med en sikker pakkings- eller patronfremstillingsprosess, nemlig papirpatron-fremstillingsprosess.

De papiremballerte, eksplosive vanngel i sammensetningen er imidlertid betydelig lettere å lade, enn plast-emballert vanngel, i horisontale og oppadhellende borehuller, som ofte forekommer i underjordiske gruver. På grunn av sin plastiske natur er sprengstoffet lett å lade. Dette medfører at produktet som innpresses, tar form av borehullet. Denne egenskap forbedrer koplingsforholdet i sprengningshullet, og minsker sannsynligheten for at sprengstoffet ved et uhell faller ut av hullet.

En første fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen omfatter :

(i) separat tilberedning av:

a) en fortykket, vandig løsning av høy viskositet, den såkalte fortykningsfase, og b) en blanding av de to faser for frembringelse av en pasta med lavt vanninnhold og en plastisk struktur som

muliggjør pakking av blandingen i papirpatroner.

Den fortykkede fase tilberedes i en beholder som er utstyrt med en omrører og et oppvarmingssystem, og fremstilles av en konsentrert, vandig løsning av ihvertfall noen av de vannløselige følsomhetsstoffer, enten alene eller med noen av oksideringssaltene, og fortykkes med ihvertfall en del av fortykkeren. Denne løsning kan holdes på en temperatur av 20-85°C, avhengig av løsningens kry-stalliseringstemperatur. Denne varierer generelt mellom 30 og 60°C. Ved omrøring oppnås en perfekt løsning av saltene, samt hydrering og oppløsing av fortykkerne, hvorved det fremkommer gel med en viskositet av 5-150 Pa.s.

Tørrfasen tilberedes i en blander, generelt ved om-givelsestemperatur, og består av en blanding av oksideringssaltene, eller rester av disse, enten alene eller med en løsning av resten av et eller flere vannoppløselige følsomhetsstoffer som er absorbert på saltene, fortykker-resten, fornetningsmiddelet samt brennstoffer som kan være i fast eller flytende form og eventuelt vannuoppløselig følsomhetsstoff. Enhver væskekomponent som tilsettes i tørrfasen, adsorberes på oksideringssaltene, slik at denne fase bevares tørr. Den fortykkede vandige fase og tørrfas-en sammenblandes deretter i en blander, generelt ved omgi-velsestemperatur .

Et fast og hulrominneholdende, intensitetsreduser-ende materiale kan tilsettes i blandingen. Alternativt kan et kjemikalium for gassutvikling på stedet, eksempelvis natriumnitrit, tilsettes i blandingen, eller gass kan helt enkelt innføres mekanisk i blandingen under blandingspro-sessen, hvorved det fremkommer en pasta med en egenvekt av 0,9-1,3 g/cm<3>, som er tennhettefølsom og kan formes og pakkes som patroner i papirhylser.

En andre fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, som også gir en pasta med de ovennevnte egenskaper omfatter tilbereding av blandingen i en enkelt beholder av eltingstype, hvorved de faste komponenter sammenblandes først og de vannoppløselige følsomhetsstoffer deretter tilsettes i vann og blandes, til det er frembrakt en pasta av ønsket utseende.

Oksideringssaltene er de samme som normalt benyttet i vanngelsprengstoffs-teknologien. Av disse kan nevnes nitrater eller perklorater av ammoniakk og alkalimetaller samt alkaliske jordmetaller. Særlig kan saltene være i form av ammoniumnitrat eller -perklorat, natriumnitrat eller -perklorat, kaliumnitrat eller -perklorat, litium-nitrat eller -perklorat, magnesiumnitrat eller -perklorat, kalsiumnitrat eller -perklorat og dessuten blandinger av disse. Den totale konsentrasjon av oksideringssalter varierer mellom 30% og 90% og fortrinnsvis mellom 40% og 75% av vanngelvolumet.

Det vannoppløselige følsomhetsstoff er et vannopp-løselig nitrat av alkylamin eller alkanolamin, såsom monometylaminnitrat, etanolaminnitrat, dietanolaminnitrat, trietanolaminnitrat, dimetylaminnitrat, samt nitrater av andre, vannoppløselige aminer, såsom heksamin, dietylen-triamin, etylendiamin, laurylamin og blandinger av disse. Den totale konsentrasjon av vannoppløselige følsomhets-stoffer kan variere mellom 1 og 40 vekt% av tilberedingen og fortrinnsvis mellom 2% og 30%.

Selv om de eksplosive sammensetninger ifølge oppfinnelsen er følsomme uten behov for supplerende tilsetting av følsomhetsstoff, slik det fremgår av eksemplene, kan en liten mengde, typisk under 6%, av et andre supplerende følsomhetsstoff tilsettes for å gi sammensetningen ekstra energi og ekstra sensitivitet, særlig ved meget lave temperaturer. Dette er i motsetning til andre vannholdige sammensetninger, f.eks. som kjent fra patentskrift 882,555 til de Wilde, som krever en betydelig mengde av en supplerende, eksplosiv sammensetning, for at det i det hele tatt skal oppnås sensitivitet. Slike supplerende følsomhetsstoffer må være uoppløselige i vann og inneholde pigmentaluminium og/eller supplerende eksplosiver, såsom TNT, PETN etc.

De supplerende følsomhets- og/eller sprengstoffer tilsettes i tilberedningens tørrfase. Aluminiumkonsentra-sjonen kan variere mellom 0,1% og 10% og fortrinnsvis mellom 1% og 5%. Den totale konsentrasjon av uoppløselige følsomhetsstoffer vil generelt variere mellom 1% og 25% og fortrinnsvis mellom 1% og 2 0%. Det påpekes at tilsetningen av disse supplerende følsomhets- og sprengstoffer reduser-er sikkerheten under fremstilling av sammensetningen ifølge oppfinnelsen og at det i overensstemmelse med oppfinnelsen kan tilberedes et effektivt vanngel som er tenn-hettesensitivt i patroner av 26mm diameter, ved bruk bare av monometylaminnitrat som følsomhetsstoff i en konsentrasjon ned til eller endog under 14%, uten behov for ekstra følsomhetsstoffer.

Fortykkerne er produkter som er avledet fra kimer, såsom guargummi, galaktomanin eller biosyntetiske stoffer, f.eks. xantangummi, stivelse og derivater av disse, såsom karboksylmetylcellulose eller syntetiske polymerer, såsom polyakrylamid. Fortykkerkonsentrasjonen kan variere mellom 0,1 og 5% og fortrinnsvis mellom 0,5 og 2%. Om ønskelig, og for å gi produktet en bedre konsistens og vannbestandig-het, kan sammensetningen fornettes ved bruk av f omet-ningsmidler som er egnet for hver enkelt type av fortykker. Blant disse er antimonforbindelser, f.eks. kaliumpyroantimonat, kromforbindelse såsom kromsyre, kaliumdi-kromat eller kaliumkromat for guargummier, titanforbindel-ser såsom titanlaktat og aluminiumforbindelser såsom aluminiumsulfat for polyakrylamid. Konsentrasjonen av for-netningsmidlene kan variere mellom 0,01 og 5% og fortrinnsvis mellom 0,01 og 2%.

En type av densitetsreduserende middel består av et fast, hulrominneholdende materiale. Som eksempler på slike densitetsreduserende midler kan nevnes perlitt, glass-eller plastmikrokuler eller ekspandert polystyren. Et densitetsreduserende middel av en annen type, f.eks. natrium-nitritt, forårsaker dannelse av små gassbobler som følge av en kjemisk reaksjon. Ved anvendelse av et fast densitetsreduserende middel kan den totale konsentrasjon variere mellom 0,1 og 3% og fortrinnsvis mellom 0,5 og 2%. Som tidligere omtalt, kan det ved mekanisk tilsetting under sammenblandingen av den fortykkede, vandige fase og den tørre fase, innføres luft- eller gassbobler i pastaen uten behov for tilsetting av et densitetsreduserende middel. Dette kan oppnås ved mekanisk elting, og som fortykker kan det i såfall benyttes substituert guargummi, såsom hydrok-sylpropylguar, som vil medvirke til gassinnblandingen.

Brennstoffene av vegetabilsk opprinnelse omfatter stivelse, mel, sagmugg, gummi, kull, sukker og olje. Av brennstoffer som er avledet fra råolje kan nevnes organisk brensel, såsom hydrokarbon, glykol, voks og gummi, og et foretrukket metallisk brensel bestående av aluminium. Den totale brennstoffkonsentrasjon vil generelt variere mellom 3 og 20% og fortrinnsvis mellom 3 og 7%.

Den eksplosive sammensetning kan også inneholde et flammehemmende middel, såsom et halogenid av alkali eller alkaliske jordmetaller, såsom natrium- og kaliumklorid, eller karbonater av de ovennevnte elementer, talkum eller et saltpar bestående av ammoniakkhalogenid og natrium-eller kaliumnitrat for anvendelse som tillater (eller til-latelige) sprengstoffer. Konsentrasjonen av flammehemmende middel kan variere mellom 5 og 35% og fortrinnsvis mellom 10 og 30%.

Det etterfølgende er illustrerende eksempler på sammensetninger som er tilberedt i overensstemmelse med de to forskjellige fremstillingsprosesser ifølge oppfinnelsen. Eksemplene er på ingen måte begrensende for oppfinnelsen. Det kan tilberedes mange andre sammensetninger som oppfyller kravene til sensitivitet of mulighet for pakking i patroner ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1.

I en blander med regulert temperatur med 60°C ble det innført 14 deler av en 80% løsning av monometylaminnitrat etterfulgt av 9 deler ammoniumnitrat, som ble om-rørt til det fremkom en klar løsning. Deretter ble det langsomt tilsatt en blanding bestående av 5 deler natriumperklorat med 0,6 deler guargummi. Blandingen ble omrørt kraftig i 2 minutter. Resultatet var en fortykket løsning med en viskositet av 57 Pa.s.

Og deretter 6 deler 80% monometylaminnitratløsning som var oppvarmet til 80°C, og sammenblandingen ble fortsatt til blandingen fikk et tørt utseende. Deretter ble det tilsatt 2,8 deler sagmugg, 1 del guargummi, 0,1 deler adipinsyre og 0,016 natriumpyroantimonat, og sammenblanding ble fortsatt til blandingen virket homogent. Til sist ble det tilsatt 2 deler glassmikrokuler etterfulgt av den tidligere tilberedte andre fase. Etter 2 minutters sammenblanding fremkom en pasta av slikt utseende at den virket egnet for pakking i papirhylser på en patronfremstillingsmaskin av den type som benyttes for pakking i patroner av eksplosiver tilsatt følsomhetsstoff i form av nitroglyserin.

Den ferdige pasta hadde et totalt vanninnhold av 4% og ble pakket som patroner i papirhylser av henholdsvis 26 og 32mm diamteter, hvilket gav produkter med egenvekt av

1,14- 1,18 g/cm<3>. Flere patroner ble testet frittliggende med et donator a styrke nr. 6, for å bestemme den kritiske temperatur for hver diameter. Dette viser seg å være -5°C og 0°C for patroner av diameter henholdsvis 32mm og 26mm. Videre bestemtes detonasjonshastigheten ved 5°C for patroner av begge diametere. Resultatene var i dette tilfelle 2.855mm/s for 26mm-patronen og 3.241m/s for 32mm-patronen.

Eksempel 2.

I en blander ble det innført 65,7 deler ammoniumnitrat, 10 deler natriumnitrat, 3,4 deler mel og 1,6 deler guargummi og sammenblandet til blandingen var homogen. I en annen beholder ble det tilberedt en blanding av 19 deler 80%-monametylaminnitratløsning og 0,1 del tiourea. Disse ingredienser ble oppvarmet til 80°C og tilsatt i den forrige blanding. Sammenblanding ble fortsatt til det var dannet en velblandet pasta. På dette tidspunkt ble det tilsatt 0,2 deler 15%-natriumnitridløsning etterfulgt av 0,16 deler kaliumpyroantimonat. Den ferdige pasta hadde en lignende reologi som i det forrige eksempel, slik at produktet lot seg forpakke i papirhylser.

Ved forsøksavfyring ved 2 0°C av patroner av diameter 26 og 32mm som ble initiert med detonator nr. 6, ble det avlest detonasjonshastigheter av henholdsvis 1.984 og 2.841 m/s.

Eksempel 3.

Det ble i dette tilfelle tilberedt et fortykket preparat av utelukkende monometylaminnitratløsning, og i tørrfasen var det ikke tilsatt oppløselig følsomhetsstoff.

I en oppvarmet blander ble det innført 22 deler 80%-monometylaminnitratløsning og 12 deler tiourea. Blandingen ble oppvarmet til 65°C.

0,4 deler guargummi ble oppslemmet med 1 del glykol og tilsatt i den hurtig omrørte monometylaminnitratløsning og blandet i et minutt, for å oppnå god viskositet.

67,3 deler ammoniumnitrat, 6 deler natriumperklorat, 2,3 deler finmalt gummi, 1 del guargummi, 0,1 del adipinsyre og 0,014 deler kaliumpyroantimonat ble sammenblandet i en annen blander, til blandingen var homogen. Straks den tørre blanding var homogen ble den ovennevnte, viskøse

monometylaminnitratløsning tilsatt i den tørre blanding og sammenblandingen fortsatt. Når blandingen var sammenheng-

ende, ble det i denne tilsatt 0,2 deler 15%-natriumnitrid-løsning og sammenblandingen fortsatt til natriumnitridløs-ningen var opptatt i pastaen.

Pastaen hadde en egenvekt av l,22g/cm<3> og lot seg lett pakke til patroner i papirhylser.

Patroner av 22mm diameter var 5°C sensitiv for en detonator av styrke nr. 6.

Eksempel 4.

En sammensetning som beskrevet i eksempel 3 ble tilberedt ved bruk av 69,5 deler ammoniumnitrat og 4 deler pigmentaluminium i stedet for 6 deler natriumperklorat. Det fremkom en velegnet pasta.

Claims (21)

1. Eksplosiv vanngelsammensetning som er følsom for sprengkapsel med liten diameter og ved lave temperaturer, og egnet for pakking i patronhylser av papir, og inneholdende et oksideringssalt, et følsomhetsstoff, en fortykker, et fornetningsmiddel, et brennstoff og vann, hvor følsomhetskomponenten innbefatter med enn 50 vekt% av en eller flere vannoppløselige forbindelser av oksygenbalanse mer positiv enn -150%, utvalgt fra salter av salpeter-, klor- og perklorsyre med asykliske nitrogenbaser, med ikke over 2 hydrogenatomer bundet til det basiske nitrogenatom, eller hvert av disse, og opptil 3 karbonatomer pr. basisk nitrogenatom, og saltene av salpeter-, klor- og perklorsyre med fenylamin, karakterisert ved at vanninnholdet utgjør mindre enn 5 vekt% av sammensetningen.

2. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 1, karakteriser ved det vannløselige følsom-hetsstoff er et alkylaminnitrat eller alkanolaminnitrat.

3. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at det følsomme stoff består av monometylaminnitrat, etanolaminnitrat, dietanolaminnitrat, trietanolaminnitrat, demetylaminnitrat, heksaminnitrat, etylendiaminnitrat, laurylaminnitrat eller blandinger av disse.

4. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 4, karakterisert ved at følsomhetsstoffet er monometylaminnitrat.

5. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at sammensetningen inneholder mindre enn 14 vekt% monometylaminnitrat.

6. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det inneholder et andre, forskjellig følsomhetsstoff som er vannuoppløselig.

7. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 7, karakterisert ved at det andre følsom-hetsstoff er pigmentaluminium.

8 . Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at oksideringssaltet består av et nitrat eller perklorat av ammoniakk eller av alkali eller alkalisk jordmetall, eller blandinger av disse.

9. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at den inneholder et halogenid eller karbonat av alkali eller alkalisk jordmetall, talkum eller et ammoniumhalogenid, samt et natrium- eller kaliumnitrats- saltpar.

10. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 9, karakterisert ved at den inneholder et natrium-, kalium- eller kalsiumhalogenid eller kalsium-karbonat .

11. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at brennstoffet er et produkt av vegetabilsk opprinnelse, et produkt avledet fra råolje eller et organisk eller et metallisk brenstoff.

12 . Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 11, karakterisert ved at brennstoffet er et produkt av vegetabilsk opprinnelse og omfatter stivelse, sagmugg, gummi, kull, sukker eller vegetabilsk olje.

13 . Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 11, karakterisert ved at brennstoffet er organisk og består av hydrokarbon, glykol, voks eller gummi.

14 . Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 11, karakterisert ved at brennstoffet er metallisk og består av aluminium.

15. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at fortykkeren er et produkt som er avledet fra kimer, eller et biosyntetisk produkt eller syntetisk polymer.

16. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at den inneholder et densitetsreduserende middel som forårsaker dannelse av små gassbobler i sammensetningen.

17. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 16, karakterisert ved at det densitetsreduserende middel består av et fast og hulrominneholdende materiale eller en kjemisk tilsetning som kan forårsake gassdannelse i sammensetningen.

18. Eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med krav 17, karakterisert ved at det densitetsreduserende middel består av et fast og hulrominneholdende materiale som er utvalgt fra perlitt, glass-eller plastmikrokuler og ekspandert polystyren.

19. Fremgangsmåte for fremstilling av en eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av kravene 1-18, karakterisert ved prosesstrinn som omfatter : tilbereding av en fortykket vandig fase bestående av en fortykket vandig løsning av ihvertfall noen av de ingredienser som omfatter det vannoppløselige følsomhets-stoff, fortykkeren og valgfritt en del av oksideringssaltet , tilbereding av en tørrfase omfattende av alt eller eventuelt gjenværende oksideringssalt, fortykker, fornetningsmiddel, brennstoff, eventuelt, vannoppløselig følsom-hetsstoff og eventuelt gjenværende vannoppløselig følsom-hetsstoff, separat, sammenblanding av de to faser, og redusering av blandingens densitet ved tilblanding av sammensetningen på slik måte at det dannes gass i denne, eller ved tilsetting av et densitetsreduserende middel.

20. Eksplosiv patron, karakterisert ved en papripatronhylse som opptar en eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av kravene 1-18.

21. Fremgangsmåte for pakking i patronhylser av en eksplosiv vanngelsammensetning, karakterisert ved at en papirpatronhylse fylles med en eksplosiv vanngelsammensetning i samsvar med et av kravene 1-18, ved anvendelse av en patronfremstillingsmaskin av den type som benyttes for fremstilling av sprengstoff-patronér med følsomhetsstoff av nitroglysering.