NO782323L - Sprengstoff av typen vann-i-olje. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår vann-i-olje-emulsjonssprengstoff er. I en spesifikk utførelsesform angår oppfinnelsen forbedrede vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer som er detonerbare med en nr. 6 fenghette og er laget av ikke-eksplosive bestanddeler.

Vann-i-olje-emulsjonstypen av sprengstoffer ble først om-talt av Bluhm i U.S. patent nr. 3 447 978- Denne emulsjonstype av sprengstoffer inneholder en vandig oppløsning av.uorganisk oxydasjonsmiddelsalt som er emulgert som den disperse fase i en kontinuerlig carbonholdig brennstoff-fase, og en jevnt fordelt gassformig bestanddel. Slike sprengstoffer av emulsjonstypen har mange fordeler over sprengstoff er . av vannoppsleinningst ypen, men de er ikke fenghettefølsomme. Slike materialer krever derfor en overdrager for å bevirke deres detonasjon.

I U.S. Reissue patent 28 o6o angies tilsetningen av visse amin-nitratforbindelser til de vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer for å sikre at når disse først er detonert,•vil eksplosjonen forplante seg i et 5 eller 7,5 cm borehull. Bare tilsetningen av aminnitrater til de konvensjonelle sprengstoffer av vann-i-olje-emulsjonstypen vil imidlertid ikke gjøre slike materialer feng-hettefølsomme. U.S. patent 3 770 522 foreslår at tilsetningen av materialer som trinitrotoluen, pentaerythritol-tetranitrat og lignende til konvensjonelle vann-i-olje-sprengstoffer vil gjøre dem fenghettefølsomme. Det er imidlertid vel kjent at slike materialer er eksplosiver og er dyrere enn konvensjonelle.bestanddeler som inngår i vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer, og de erholdte produkter virker ikke tilfredsstillende ved borehull med liten diameter, og er uønskelige fra andre synspunkter.

U.S. patenter 3 715 247 og 3 765 964 angir at vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer kan fremstilles som bibeholder alle fordelene ved de ovenfor beskrevne emulsjonssprengstoffer, men er

fenghéttefølsomme uten anvendelse av noen eksplosiv bestanddel. Disse to patenter angir tilsetningen av en detonasjonssensibili-sator eller katalysator, som en uorganisk metallforbindelse av atom nr. 13 eller høyere, og strontiumforbindelser .

Derfor har hittil vann-i-olje-emulsjonstypen av sprengstoffer vært gjort fenghéttefølsomme ved tilsetning av en eksplosiv bestanddel eller en. spesifikk detonasjonskatalysator.'

I henhold til foreliggende oppfinnelse fremskaffes forbedrede vann-i-olje—sprengstoffer som kan detoneres med en nr. 6 fenghette i diametre på 32 mm og mindre og som ikke inneholder en eksplosiv bestanddel eller en detonasjonskatalysator. De forbedrede fenghéttefølsomme vann-i-olje-emulsjoner ifølge foreliggende oppfinnelse består i det vesentlige av fra ca. 3,5% til ca. 8 vekt% av et hydrocarbonbrensel innbefattende en eraulgator^ fra ca. 10% til ca. 22 vekt%,vann; fra ca. 0,25% til ca. 15 vekt% av lukketcelle-hulromholdige materialer tilstrekkelig til å gi

en densitet fra ca. 0,90 til ca. 1,35 g/ cm° 3 til sprengstoffet;

fra ca. 65% til ca. 85 vekt% uorganisk oxydasjonsmiddelsalt; og eventuelt opptil ca. 15 vekt% av et hjelpebrensel som aluminium. Det uorganiske oxydasjonsmiddelsalt omfatter først og fremst ammoniumnitrat og kan inneholde andre uorganiske nitrater og/eller et uorganisk perklorat.

Det har således vist seg at vann-i-olje-emulsjonssprengstoffer kan fremstilles og detoneres med en nr. 6 fenghette i diametre på 32 mm og mindre ved å anvende hydrocarbonbrennstoffer, vann, oxyderende salter, lukketcellerom-holdige materialer, og eventuelt aluminium eller lignende i de ovenfor angitte prosent - mengder, og i fravær av eksplosive bestanddeler eller detonasjonskatalysatorer. Det er nødvendig at mengdene av bestand-delene holdes innenfor de ovenfor angitte områder, og at lukketcellerom-holdige materialer anvendes.

De vann-i-olje-eksplosive emulsjoner ifølge oppfinnelsen bør fortrinnsvis som den kontinuerlige fase inneholde fra ca.

3,5 til ca. 8 vekt% av en carbonholdig brennstoffbestanddel innbefattende en emulgator. Den carbonholdige brenselsbestanddel som er anvendbar ifølge foreliggende oppfinnelse, kan innbefatte de fleste hydrocarboner , f.eks. paraffiniske, olefiniske,

naftheniske, aromatiske, mettede eller umettede hydrocarboner.

I alminnelighet er det carbonholdige brensel et med vann ublandbart emulgerbart brensel som er enten flytende eller kan gjøres flytbart ved en temperatur opptil 93°C, og fortrinnsvis mellom ca. 43°C og ca. 7l°C. Minst 2,5 vekt% av det totale sprengstoff bør være enten et voks eller en olje, eller en blanding derav. Det foretrekkes at det carbonholdige brensel innbefatter en kom-binasjon av et voks og en olje. Fortrinnsvis vil voksinnholdet ligge mellom ca. 2,5% og ca. 4,5 vekt%, og oljeinnholdet vil ligge fra ca. 0,5% til ca. 5,5 vekt% av den totale emulsjon.

Voks med smeltepunkter på minst 27°C, som petrolatumvoks, mikrokrystallinsk voks og paraffinvoks, mineralvokser som ozocerit- og montan-voks, animalske voks som spermacetvoks , og insektvokser som bivoks og kinesisk voks kan anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse. Foretrukne voks innbefatter voks identifisert ved varemerkene "Indra 1153", "Indra 5055-G",

"indra 4350-E" , "Indra 2126-E" og "Indra 2119" som selges av Industrial Raw Materials Corporation, og et lignende voks solgt av Mobil Oil Corporation under varebetegnelsen "Mobil 150". Andre egnede voks er "Witco 110X" og "Witco ML-445", som markeds-føres av Witco Chemical Co., Inc. De mest foretrukne voks er en blanding av mikrokrystallinske voksarter og paraffinsom vokset solgt under varebetegnelsen "Indra 2119" nevnt ovenfor. I

denne henseende har feltprøvning vist at mere lagringsstabile emulsjoner kan erholdes ved å anvende en blanding av mikrd-krystallinsk voks og paraffin istedenfor mikrokrystallinsk eller paraffinvoks alene.

Eksempler på egnede oljer innbefatter de forskjellige petroleumoljer, vegetabilske oljer og forskjellige kvaliteter, åv dinitrotoluen; en høyt raffinert mineralolje solgt au Atlantic Refining Company under varebetegnelsen "Atreol" ; en hvit mineralolje solgt av Witco Chemical Company, Inc. under varebetegnelsen "Kaydol"; og lignende.

Den carbonholdige brenselsbestanddel vil også innbefatte emulgatoren som anvendes ifølge oppfinnelsen. Emulgatoren er en vann-i-olje-emulgator som dem som fåes av sorbitol ved forestring under fjernelse av et molekyl vann, som sorbitan-fettsyreestere, f.eks. sorbitan-monolaurat, sorbitan-monooleat, sorbitan-mono- palmitat , sorbitan-monostearat og sorbitan-tristearat . Andre nyttige materialer omfatter mono- og diglycerider av fettdannende fettsyrer, såvel som polyoxyethylen-sorbitolestere, som poly-ethylen-sorbitol-bivoksderivatmaterialer og polyoxyethylen-(4)-laurylether,. polyoxyethylen-(2)-ether, polyoxyethylen-(2)-stearylether, polyoxyalkylenoleat, polyoxyalkylenlaurat, oljesyre-fosfat , substituerte oxazoliner og fosfatestere, blandinger derav og lignende.' I alminnelighet bør einulgatorene være tilstede i en mengde fra ca. 0,5% til ca. 2,0 vekt% av totalpreparatet, og fortrinnsvis fra-ca. 0,8% til ca. 1,2 vekt% av totalpréparatet .

Skjønt dets nærvær ikke er nødvendig, kan emulsjonene ifølge oppfinnelsen også inneholde opptil ca. 15 vekt% av et hjelpebrensel, som aluminium, aluminiumlegeringer, magnesium og lignende. Partikkelformig aluminium er det foretrukne hjelpebrensel .

Den diskontinuerlige vandige fase av foreliggende emulsjon bør inneholde uorganiske oxyder.ende salter oppløst i fra ca. 10% til ca. 22% vann, beregnet på vekten av den totale emulsjon.

Det uorganiske oxyderende salt utgjør i alminnelighet fra ca. 65% til ca. 85 vekt% av emulsjonen. Det uorganiske oxyderende salt bør bestå hovedsakelig av ammoniumnitrat, skjønt opptil ca.

20 vekt% av preparatet kan utgjøres enten av et annet uorganisk

nitrat som et alkali- eller jordalkalimetallnitrat, eller et uorganisk perklorat som ammoniumperklorat eller et alkali- eller jordalkalimetall-perklorat, eller en blanding derav. Fortrinnsvis vil det uorganiske oxyderende salt innbefatte opptil 10% av et annet uorganisk nitrat og opptil ca. 10% av et uorganisk perklorat, beregnet på vekten av det totale preparat.' Ammonium-nitratet bør fortrinnsvis utgjøre fra ca. 50% til ca. 70 vekt% av det.totale preparat, og vil fortrinnsvis utgjøre fra ca. 57% til ca. 70 vekt% av det totale preparat. Videre kan også relativt mindre mengder av andre oxyderende salter være tilstede i emulsjonene ifølge oppfinnelsen. Når et annet uorganisk nitrat er tilstede i oxydasjonsmidlet, foretrekkes det at nitratet er natriumnitrat , skjønt kaliumnitrat og calciumnitrat. f .eks. , kan _også anvendes. Når et perklorat er tilstede, foretrekkes det at ammonium- eller natriumperklorat anvendes selv om f.eks. kalium-og calcium-perklorat kan anvendes.

I sprengstoffpreparatene ifølge foreliggende oppfinnelse i hvilke det oxyderende salt utgjøres av ammoniumnitrat og annet uorganisk nitrat uten noe perklorat, foretrekkes det at minst ca. 2,5% og opptil ca. 20 vekt% av hele emulsjonen er det annet nevnte uorganiske nitrat. I slike tilfelle er det mest fordelaktig at fra ca. 5% til ca.. 10 vekt% av hele emulsjonen utgjøres av det annet uorganiske nitrat. I dette tilfelle foretrekkes det også at forholdet av ammoniumnitrat til annet uorganisk nitrat er i området fra ca. 5:1 - 7:1-: Når dessuten det oxyderende salt består av ammoniumnitrat og et perklorat, foretrekkes det at perkloratet er tilstede i-en mengde i området fra ca. 3%"til ca.

20 vekt% av den-totale emulsjon og fortrinnsvis fra ca. 5% til

ca . 10 vekt% av den totale emulsjon. Igjen foretrekkes det at forholdet av ammoniumnitrat til perklorat er i området fra ca. 5:1 - 7:1- I de mest foretrukne emulsjoner ifølge oppfinnelsen foretrekkes det at ammoniumnit rat ,' annet nitrat (fortrinnsvis natriumnitrat) og et perklorat er tilstede i relative mengder på ca. 5-6:1:1 til ca. 6-7:1:0,5.

Det lukketcellerom-holdige materiale som anvendes ifølge oppfinnelsen, er her ment å omfatte et hvilket som helst partikkel-forinig materiale som omfatter lukketcellede hulrom. Hver par-tikkel av materialet kan inneholde én eller flere lukkede celler, og cellene kan inneholde en gass, som luft, eller kan være evakuert eller delvis evakuert. Tilstrekkelig lukketcellerom-holdig materiale bør anvendes til å gi en densitet i den erholdte emulsjon på fra ca. 0,90 til ca. 1,35 g/cm^. I alminnelighet vil, for et hvilket som helst emulsjonssprengstoffpreparat fremstilt i henhold til områdene her beskrevet, den maksimale densitet variere fra ca. 1,35 til ca. 1,00 g/cm^ eftersom vanninnholdet varierer fra ca. 10% til ca. 22 vekt%. Hvis således innholdet av brennstoff og uorganisk oxydasjonssalt holdes kon-stant , vil den maksimale densitet avta fra ca. 0,01 til ca.

0,04 g/cm for hver 1% økning i vanninnholdet av emulsjonen i området fra ca. 10 vekt% til ca. 22 vekt% derav. Uttrykket "maksimal densitet" er her anvendt for å betegne den maksimale

densitet ved hvilken et emulsjonssprengstoffpreparat sammensatt "innen de foreskrevne områder, kan detoneres av en nr. 6 fenghette ved en patrondiameter på 32 mm ved 21 - 26°c og fra 18 til

24 timer efter at sprengstoffet er fremstilt. Videre vil for en

hvilken som helst angitt vannprosent innen det foreskrevne område, den maksimale densitet av emulsjonen også variere som en funksjon av innholdet av brensel og uorganisk oxydasjons salt. Skjønt emulsjonssprengstoffene ifølge foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis vil omfatte minst ca. 2,5 vekt% voks, vil erstatning av olje for voks i den carbonholdige brenselsfase nedsette den maksimale densitet av emulsjonene fra ca. 0,005 til ca.

0,015 g/cm<3>for hver vekt% olje som således erstattes.

Anvendelse av et uorganisk nitrat annet enn ammoniumnitrat istedenfor den uorganiske perkloratbestanddel av foreliggende emulsjoner vil nedsette deres maksimale densitet fra ca. 0,008 til ca. 0,01 g/cm for hver vekt% uorganisk nitrat som erstattes. Å anvende et uorganisk perklorat istedenfor det annet uorganiske nitrat vil øke den maksimale densitet frå ca. 0,008 til ca.

0,01 g/cm<3>for hver vekt% uorganisk perklorat som utbyttes.

Å anvende ammoniumnitrat istedenfor enten det annet uorganiske nitrat eller den uorganiske perkloratbestanddel av sammen-setningene vil nedsette dens maksimale densitet fra ca. 0,002 til ca. 0,01 g/cm<3>for hver vekt% ammoniumnitrat som erstattes. På den annen side vil anvendelse av ammoniumnitrat for både den,, annen uorganiske nitrat- og den uorganiske perklorid-bestanddel la den maksimale densitet av det dannede emulsjonssprengstoff i det vesentlige uforandret, skjønt sprengkraften og lavtempera-turfølsomhéten av emulsjonen vil nedsettes.

Den maksimale densitet for en hvilken som helst sammensetning ifølge foreliggende oppfinnelse kan lett. bestemmes. Egentlig kan alle utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse detoneres med en nr. 6 fenghette i 32 mm diametere ved densiteter på

0,9 g/cm<J>og høyere. Den maksimale densitet vil imidlertid variere som generelt beskrevet ovenfor. Denne maksimale densitet kan bestemmes ved bare å øke densiteten av en hvilken som helst utførelsesform ifølge oppfinnelsen ved å variere innholdet av lukketcelletomrom-holdig materiale inntil detonasjon ikke inntrer

med en nr. 6 fenghette i en patron med diameter på 32 mm. for prøver

- med densiteter fra 0,01 til ca. 0,02 g/cm3 fra hverandre. Ved å følge ovenstående rettesnorer trenges ikke mere enn 2 til 4 prøver å fremstilles fra hver matriks for å bestemme den maksimale densitet for den spesielle sammensetning.

De foretrukne preparater ifølge oppfinnelsen har densiteter i området fra ca. 1,1 til ca. 1,3 g/cmJ. I ..alminnelighet kan vann-i-olje-emulsjonene ifølge oppfinnelsen inneholde fra ca. 0,25% til ca. 15 vekt% av det lukketcelletomrom-holdige materiale. De foretrukne lukketcelletomrom-holdige materialer som kan anvendes ifølge oppfinnelsen, er adskilte glasskuler med en par-tikkelstørrelse i området fra ca. 10 til ca. 175 M-m. I alminnelighet kan volumdensiteten av slike partikler være i området fra ca. 0,1 til ca. 0,4 g/cm . Noen foretrukne glass-mikrobobler som kan anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse, er mikroboblene solgt av 3M Company og som har en partikkelstørrelsesfordeling i området fra ca. 10 til ca. l6o Lim, og en nominalstørrelse i området fra ca. 6o til 70 Lim, og densiteter i området fra ca. 0,1 til ca. 0,4 g/ cm3. De mest foretrukne av slike mikrobobler solgt av 3M Company, selges under varebetegnelsen "B15/250". Andre foretrukne slike glass-mikrobobler selges under varebetegnelsen "Eccospheres" av Emerson & Cumming, Inc., og har i alminnelighet et partikkelstørrelsesområde fra ca. 44 til ca. 175 Lim ved en volumdensitet på ca. 0,15 til ca. 0,4 g/cm<3>. Andre egnede mikrobobler innbefatter de uorganiske mikrokuler solgt under varebetegnelsen "Q-Cel" av Philadelphia Quartz Company. I alminnelig-, het kan vann-i-olje-emulsjonene ifølge foreliggende oppfinnelse inneholde fra ca. 0,9% til ca. 15 vekt% av glass-mikroboblene.

Det lukketcelletomrom-holdige materiale kan fremstilles av inerte eller reduserende materialer. F.eks. kan fenol-formaldehyd-mikroballonger anvendes ved foreliggende oppfinnelse. Det bemerkes imidlertid at hvis fenol-formaldehyd-raikroballongene anvendes, er selve mikroballongene en brennstoffbestanddel av sprengstoffet, og deres brennverdi må taes i betraktning ved sammensetning av et vann-i-olje-emulsjonssprengstoffpreparat.

Et annet lukketcelletomrom-holdig materiale som kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse, er "Såran"-mikrokulene solgt av Dow Chemical Company. "Såran"-mikrokulene har en diameter på ca.

30 Lim og en pa rt ikkeldensit et på ca.0,032 g/cm<3>. På grunn av den lave volumdensitet av "Såran"-mikrokulene foretrekkes det at bare fra ca. 0,2.5% til ca. 1 vekt% derav anvendes i vann-i-olje-

emulsjonene ifølge foreliggende oppfinnelse.

Generelt har det vist seg at bare å gi den samme densitet til preparater som ellers ville falle utenfor rammen av oppfinnelsen, ved å innføre luftbobler eller ved porøse glassagglomer-ater og lignende, istedenfor det lukke teel let om rom-holdige rnateri-ale, vil ikke gi nr. 6 fenghéttefølsomme eksplosiver som vil detonere i patroner av 32 mm eller mindre diameter. Det er således ganske uventet at anvendelsen av de ovenfor beskrevne glass-mikrobobler i vann-i-olje-emulsjonspreparatene ifølge oppfinnelsen ville bidra til å danne et fenghéttefølsomt sprengstoff, særlig i lys av det forhold at glass-mikroboblene og andre lukketcelletomrom-holdige materialer har vært anvendt i konvensjonelle vanngelsprengstoffer og at de ikke gir den samme virkning i slike vanngeler som de gjør i foreliggende sprengstoffpreparat e r .

Det generelle kriterium på fenghettesensibilit.et er at sprengstoffet er følsomt overfor en nr. 6 fenghette ved en patrondiameter på 32 mm under normale temperaturbetingelser. De feng-héttef ølsomme eksplosive emulsjoner ifølge foreliggende oppfinnelse er lagringsstabile, hvilket betyr at de oppviser lagringsstabilitet på minst 6 måneder og typisk 1 år eller mere. Eks-plosivene ifølge foreliggende oppfinnelse bør ikke desensibilisere under normal anvendelse, f.eks. under uheldige værbetingelser, og bør ikke lett utsettes for dødpressing. Dødpressing inntrer når sjokkbølgen forplantet fra en eksplosjon i et borehull presser sammen sprengstoffet i et nærliggende borehull slik at dets densitet økes i en slik grad at det ikke lenger er detonerbart.

Dessuten er sprengstoffer ifølge foreliggende oppfinnelse ikke så følsomme at de vil bevirke hull-til-hull-forplantning." Hull-til-hull-forplantning inntrer når et hull går av og detona-sjonsbølgen fra eksplosjonen setter av et sprengstoff i et nærliggende borehull. Når dette inntrer, får man en samtidig eksplosjon i alle borehull. De samtidige eksplosjoner som skyldes hull-til-hull-forplantning, kan bygge opp store sjokkbølger og

intense vibrasjoner som er skadelige for bygninger, veier, broer og andre konstruksjoner som ofte er beliggende nær ved spreng-ningsområdet.

De fenghettefølsomme ekspolsive emulsjoner ifølge oppfinnelsen overlever derfor anvendelse i en rekke forskjellige omgiv-elser innbefattende gruber som ef kolde og fuktige, våte og tørre borehull, grøfteoperasjoner i utviklede områder, undervanns-anvendelse som grøfting av elver og innsjøer, og dagbruddopera-sjoner.

I alminnelighet er de vann-i-olje-emulsjonssprengstoffpreparater ifølge oppfinnelsen følsomme ved -7°C og lavere og har utmerket lagringsstabilitet. Emulsjoner fremstilt for å anvendes under kolde betingelser eller for lagring i mere enn 6 måneder, bør fortrinnsvis inneholde det uorganiske perklorat som en bestanddel av den uorganiske oxydasjonssaltdel'av emulsjonen .

De forbedrede emulsjoner ifølge oppfinnelsen fremstilles fortrinnsvis ved å forblande vannet og de uorganiske oxydasjons-salter i en forblanding, og det carbonholdige brensel og emulger-ingsmiddel i en annen forblander. De to forblandinger oppvarmes om nødvendig. Den første forblanding oppvarmes i alminnelighet inntil saltene er fullstendig oppløst (ca. 49 til 96°C), og den-annen. forblanding oppvarmes, om nødvendig ,. innt il det carbonholdige brensel er flytende (i alminnelighet ca. 49°C eller mere hvis voksmaterialer anvendes). Forblandingene blandes så sammen og emulgeres, og derefter tilsettes glass-mikroboblene.inntil densiteten er senket til det nødvendige område: Ved kontinuerlig fremstilling av emulsjonspreparatene er det fordelaktig å fremstille en vandig oppløsning inneholdende oxydasjonsmidlene i et kar og å fremstille en blanding av de organiske brenselsbestand-deler (unntatt emulgatoren) i et annet kar. De to flytende blandinger og emulgatoren pumpes så separat inn i en blandeanordning hvor de emulgeres. Emulsjonen pumpes derefter til en blander hvor glass-mikroboblene og eventuelt hjelpebrensel tilsettes, og blandes jevnt for å fullstendiggjøre vann-i-olje-emulsjonen. Den dannede emulsjon behandles så med en Bursa filler eller annen konvensjonell anordning til pakker av ønsket diameter. Eksempelvis

kan emulsjonssprengstoffene pakkes i spiralviklede eller sammen-rullede polymerlåminerte papirpatroner.

De følgende eksempler er gitt for å lette, forståelsen av foreliggende oppfinnelse, men er ikke beregnet på å begrense dens omfang.

Eksempel 1

Preparatene angitt i tabell 1, ble fremstilt ved å blande en forblanding av vann og de uorganiske oxydasjonsmidler ved 71°C, og en annen forblanding av det carbonholdige brensel og emulgator ved 54°C . Den første forblanding ble så langsomt tilsatt til den annen forblanding under omrøring for å få en vann-i-ol je-emuls jon . Derefter ble glass-mikroboblene og aluminium (når ønsket) blandet til emulsjonen for å danne sluttpreparatet.

Alle preparatene i tabell 1 ble ekstrudert eller pakket i - papirrør av 13 mm diameter, forseglet og ble derpå detonert med en konvensjonell nr. 6 elektrisk fenghette. Videre er emulsjoner med de samme sammensetninger som preparater 1-4 blitt lagret i perioder opptil 2 år uten tap av følsomhet.

Eksempel 2

Preparatene angitt, i. tabell 2 ble fremstilt på samme måte som ved fremstilling av preparatene 1-4 i tabell 1.

Preparatene 5 og 6 i tabell 2 ble ekstrudert eller pakket i papirrør med diametere på 32 ram, preparatene 7 og. 8 ble ekstrudert eller pakket i papirrør med 25 ram diameter, og alle ble forseglet og detonert med en konvensjonell nr. 6 elektrisk fenghette.

Eksempel 3

En serie emulsjonssprengstoffpreparat er ble fremstilt ved

å tilsette forskjellige mengder av "B15/250" mikrobobler beskrevet i eksempel 2, og vann til en emulsjonsmatrikssammensetning som angitt i tabell 3.

Prøvene ble fremstilt under anvendelse av ovenstående bestanddeler, men vanninnholdet ble variert fra 10% til 22 vekt%. Emulsjonene ble pakket i 32 x 203 mm papirpatroner og prøvet med en nr. 6 fenghette ca. 18 - 24 timer efter fremstilling. Maksi-mumdensitet ble så bestemt for hvert vanninnhold ved å variere innholdet av de ovenfor beskrevne mikrobobler for å variere densiteten inntil en detonasjon eller svikt inntrådte for prøver, med densiteter 0,01 til 0,02 g/cm<3>fra hverandre. Resultatene av disse forsøk er angitt i tabell 4-

Eksempel 4

En serie emulsjonssprengstoffpreparater ble fremstilt med forskjellige voks:olje-forhold i den carbonholdige brenselsfase og ammoniumnit rat : nåtriumnit rat : nat riumperklorat-forhold i den diskontinuerlige vandige fase. 5 forskjellige mat rikser inneholdende den samme mengde vann ble først fremstilt ved å blande en forblanding av vann og de uorganiske oxydasjonsmidler ved 71°C, og en annen forblanding av det carbonholdige brensel og emulgator ved 54°C. Den første forblanding ble så langsomt tilsatt til den annen forblanding under omrøring for å få en vann-i-olje-emulsjon. Derefter ble de maksimale densiteter for hver matriks bestemt på samme måte som angitt i eksempel 3' Preparatene og de maksimale densiteter av de fem grunnmatrikser er angitt- i tabell 5.

De ovenstående eksempler viser at meget følsomme sprengstoffer som fremstilles i form av vann-i-olje-typen av emulsjoner kan fremstilles i henhold til foreliggende oppfinnelse. Vann-i-ol je-emuls jonene ifølge foreliggende oppfinnelse er følsomme overfor konvensjonelle nr. 6 fenghetter og er egnet for detonering i små diametre på ca. 32 mm og mindre. Videre er sprengstoffene egnet som primere for andre mindre følsomme sprengstoffer.

Foreliggende vann-i-olje-emulsjoner er følsomme uten anvendelse av konvensjonelle høyeksplosiver og uten anvendelse av spesielle initierings- eller detonasjons-katalysatorer, men har allike-vel alle fordelene ved konvensjonelle vann-i-olje-typer av eraul-sjonssprengstoffer. De vil ikke skape hodepine; de har vann-.bestandighet som en iboende egenskap av sin fysikalske form;

de er sikre fra initiering av varme, geværkule, slag, friksjon

eller statisk elektrisitet ; de egner som for kontinuerlig fremstilling og kan ekstruderes under fremstilling; og de er ikke-korroderende, dvs. de er ikke sterkt sure eller alkaliske.

Skjønt foreliggende oppfinnelse er beskrevet i relasjon til dens foretrukne utførelsesformer, vil det forståes at forskjellige modifikasjoner derav vil være åpenbare for. fagfolk fra foreliggende beskrivelse, og det er hensikten å dekke alle slike modifikasjoner som faller innenfor rammen av kravene.

Claims (41)

1. Et vann-i-olje-sprengstoffpreparat som er detonerbart av en nr. 6 fenghette i patrondiametre på ca. 32 mm og mindre,karakterisert vedat det består av: a) en kontinuerlig fase av et carbonholdig brensel; b) en diskontinuerlig vannfase inneholdende et uorganisk dxyda-sjonsmiddel bestående hovedsakelig av ammoniumnitrat; c) fra 0,5% til 2"vekt% av preparatet, av en emulgator valgt fra sprbitan-f ettestere , glycerider av f ettdannende "fettsyrer ,' polyoxyethylen-sorbitolestere, polyoxyethylenethere, polyoxyalkylenoleat, polyoxyaIkylenlaurat, oljesyre-fosfat, substituerte-oxazoliner og fosfatestere derav; d) opptil 15 vekt% derav av et hjelpebrensel; og e) tilstrekkelig lukketcelletomrom-holdig materiale til å gi en densitet på sprengstoffpreparatet i området fra 0,90 g/cm<3>til 1,35 g/cm<3>.

2. Sprengstoffpreparat ifølge krav 1, karakterisert vedat fra 2,5% til 20 vekt% av preparatet er et uorganisk nitrat forskjellig fra ammoniumnitrat.

3« Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat fra 5% til 10 vekt% av preparatet er et uorganisk nitrat forskjellig fra ammoniumnit rat .

4-Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 - 3,karakterisert vedat det uorganiske nitrat er valgt fra alkalimetall- og jordalkalimet all-nitrater.

5. Sprengstoffpreparat ifølge krav 4,karakterisert vedat det uorganiske nitrat er nat r iumnit rat .

6. Sprengstoffpreparat ifølge krav 1, karakterisert vedat det inneholder fra 3% til 20vekt% av et uorganisk perklorat.

7- Sprengstoffpreparat ifølge krav 6, karakterisert vedat det inneholder fra 5% til 10 vekt% av et uorganisk perklorat.

8. Sprengstoffpreparat ifølge krav 6 eller 7, karakterisert vedat det uorganiske perklorat er valgt fra ammonium-, alkalimetall- og jordalkalimetall-perklorater.

9. Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 - 85karakterisert vedat det carbonholdige brensel omfatter et vann-ublandbart emulgerbart materiale valgt fra gruppen bestående av petrolatum, mikrokrystallinsk paraffin-, mineral-, animalsk og insektvoks, petroléumoljer og vegetabilske oljer .

10. Sprengstoffpreparat ifølge krav 9>karakterisert ved,at opptil 5, 5 vekt% derav er en olje,

11. Sprengstoffpreparat ifølge krav 9>-karakterisert vedat opptil 4, 5 vekt% av dette er et voks.

12. Sprengstoffpreparat ifølge krav 11,karakterisert vedat vokset omfatter en blanding av mikrokrystallinsk voks og paraffinvoks.

13. Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 - 12,karakterisert vedat hjelpebrenselet er partikkelformig aluminium.

14- Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 - 13,karakterisert vedat det lukketcelletomrom-holdige materiale er tilstede i en mengde på fra 0,25% til 15 vekt% av preparatet .

15. Sprengstoffpreparat ifølge krav 14,karakterisert vedat det lukketcelletomrom-holdige materiale er glass-mikrobobler i en mengde på fra 0,9% til 15 vekt% av det totale preparat.

16. Sprengstoffpreparat ifølge krav 14,karakterisert vedat det lukketcelletomrom-holdige materiale er "Såran"-mikrokuler i en mengde fra 0,25% til 1 vekt%av det totale preparat.

17. Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 - l6,karakterisert vedat den diskontinuerlige vannfase utgjør fra 10% til 22 vekt% av totalpreparatet.

18-Sprengstoffpreparat ifølge krav 1 - 17,karakterisert vedat den kontinuerlige fase av carbonholdig brensel innbefattende emulgatoren er fra 3,5% til 8 vekt% av sprengstoffpreparatet.

19. Sprengstoffpreparat ifølge krav 1-18,karakterisert vedat det uorganiske oxydasjons-middel er tilstede i en mengde på fra 65% til 85 vekt% av emulsjonen v

20. Vann-i-olje-sprengstoffpreparat som ikke inneholder eksplosive forbindelser eller detonasjonskatalysatorer, men er detonerbart med en nr. 6 fenghette i patrondiametre på 32 mm og lavere,karakterisert vedat det i det vesentlige best år av : a) en kontinuerlig fase av et carbonholdig brensel; b) en diskontinuerlig vannfase inneholdende et uorganisk oxyda-sjonsmiddel bestående hovedsakelig av ammoniumnitrat; c) fra 0,5% til 2 vekt% av preparatet av en vann-i-olje-type emulgator i stand til å danne preparatet; d) fra 0 til 15 vekt% derav av et h jelpebrensel; og e) tilstrekkelig lukketcelletomrom-holdig materiale til å gi sprengstoffpreparatet en densitet i området fra 0,9 g/cm<3>til 1,35 g/cm<3>.

21. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20,karakterisert vedat den kontinuerlige fase" av et carbonholdig brensel innbefattende emulgatoren, er tilstede i en mengde i området fra 3,5% til 8 vekt% av preparatet.

22. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20,karakterisert vedat vannet i den diskontinuerlige vannfase er tilstede i en mengde i området fra 10% til 22 vekt% av preparatet.

23. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20, karakterisert vedat det uorganiske oxydasjons-middel er tilstede i en mengde i området fra 65% til 85 vekt% av preparatet.

24- Sprengstoffpreparat ifølge krav 20, karakterisert vedat det carbonholdige brensel omfatter et med vann ublandbart materiale valgt fra gruppen bestående av petrolatum, mikrokrystallinsk voks, paraffin-, mineral-, animalsk og insekt-voks, petroleumoljerbg vegetabilske oljer. '

25. Sprengstoffpreparat ifølge krav 24,karakterisert vedat fra 0,5% til 5,5 vekt% derav er en olje.

26. Sprengstoffpreparat ifølge krav 24, karakterisert ved- at fra 2,5% til 4,5 vekt%' derav er et voks.

27. Sprengstoffpreparat ifølge krav 24, karakterisert vedat vokset omfatter en bland- . ing av mikrokrystalli'nsk voks og paraf f invoks .

28- Sprengstoffpreparat ifølge krav 20-27, karakterisert vedat hjelpebrenselet er valgt fra aluminium, aluminiumlegeringer og magnesium.

29. Sprengstoffpreparat ifølge krav 28, karakterisert vedat hjelpebrenselet er aluminium.

30. ■ Sprengstoffpreparat ifølge krav .20 - 29, karakterisert vedat emulgatoren er valgt fra sorbitan-fettestere, glycerider av fettdannende fettsyrer, polyoxyethylen-sorbitolestere, polyoxyethylenethere, polyoxyalkylenoleat, polyoxyalkylenlaurat, oljesyre-fosfat, substituerte oxazoliner og fosfatestere derav.

31. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20 - 30, karakterisert vedat det uorganiske oxydasjons-middel er ammoniumnitrat og et uorganisk nitrat valgt fra alkalimetall- og jordalkalimetallnitratene.

32. Sprengstoffpreparat ifølge krav 31, karakterisert vedat forholdet av ammoniumnitrat til det nevnte uorganiske nitrat er i området 5:1 til y :1 .

33- Sprengstoffpreparat ifølge krav 20, karakterisert vedat det uorganiske oxydasjons - middel er ammoniumnitrat og et uorganisk perklorat valgt fra ammonium-, alka limet all - og jordalkalimet all -perklo.rater .

34- Sprengstoffpreparat ifølge krav 33, karakterisert vedat forholdet av ammoniumnitrat til uorganisk perklorat er i området fra 5'-1 til 71 • •

35. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20, karakterisert vedat det uorganiske oxydasjons-middel er ammoniumnitrat og et annet uorganisk nitrat valgt fra alkalimetall- og jordalkalimetallnitrater, og et uorganisk perklorat valgt fra ammonium-, alkali- og jordalkalimetall-perklorater.

36. Sprengstoffpreparat ifølge krav 35, -karakterisert vedat forholdet mellom ammoniumnit rat, det nevnte uorganiske nitrat og det nevnte uorganiske perklorat er i området fra 5-6:1:1 til 6-7:1:0,5.

37. Sprengstoffpreparat ifølge krav 35, karakterisert vedat det annet uorganiske nitrat er nat riumnit rat .

38. Sprengstoffpreparat ifølge krav 35, karakterisert vedat det uorganiske perklorat er aramoniumperklorat.

39. Sprengstoffpreparat ifølge krav 35,karakterisert vedat det uorganiske perklorat er natriumperklorat.

40. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20,karakterisert vedat det lukketcelletomrom - holdige materiale er glass-mikrobobler i en mengde fra 0,9% til 15 vekt% av totalpreparat et.

41. Sprengstoffpreparat ifølge krav 20, karakterisert vedat det lukketcelletomrom-holdige materiale er "Såran"-m ikrokuler. i en mengde fra 0,25% til vekt% av tot alprepa rat et .