PL93162B1 - - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 31.12.1977 93162 MKP C06b 1/00 I Mr.Twórcawynalazku: Uprawniony z patentu: Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf Re¬ publika Federalna Niemiec) Bezpieczny powietrzny material wybuchowy o duzej energii Wynalazek dotyczy bezpiecznych powietrznych materialów wybuchowych o duzej energii na pod¬ stawie skladników uczulajacych i odwracalnej pa¬ ry SiOli z dodatkiem mieszaniny zlozonej z niepro¬ porcjonalnie duzej ilosci palnych substancji nie majacych charakteru soli i z weglanów metali.Wiadomo, ze energia zawarta w ukladach ma¬ terialów wybuchowych, które zawieraja ciekle ma¬ terialy wybuchowe oraz pare. soli azotan metalu alkalicznego — chlorek amonu, nie jest calkowi¬ cie wykorzystywana. Zaproponowano rózne sposo¬ by podnoszenia energii calkowitego ukladu. Waz¬ nym czynnikiem jest przy tym wiazanie nadmiaru tlenu, który powstaje w wyniku reakcji pary so¬ li, przez dodatek zwiazków palnych. Jednakze do¬ swiadczenie wykazalo, ze nie jest; latwe spelnienie wymagan dobrego bezpieczenstwa wobec gazów kopalnianych, jesli tlen z reakcji pary soli wyko¬ rzystuje sie do reakcji spalania substancji zawie¬ rajacych wegiel lub wodór. Jako takie substancje wchodza w gre glównie substancje organiczne o stosunkowo duzym ujemnym bilansie tlenowym, jak np. maczka drzewna, maczka z gumy Guar, maka roslinna. Jednakze, poniewaz ich wplyw na bezpieczenstwo wobec gazów kopalnianych jest znaczny, stosowanie ich w powietrznych materia¬ lach wybuchowych bezpiecznych wobec gazów ko¬ palnianych jest ograniczone do nieznacznych ilos¬ ci.Jesli substancje te stosuje sie jednakze dotych- czas w mieszankach wybuchowych, a to w ilos¬ ciach do maksymalnie 2e/e w stosunku do mie¬ szanki wybuchowej, to w pierwszym rzedzie nie ze wzgledów energetycznych, lecz w celu nadania' waznych wlasnosci z punktu widzenia techniki wybuchowej, jak np. trwalosci przy przechowy¬ waniu, odpornosci na dzialanie wody, zdolnosci przenoszenia detonacji.Zadanie zwiekszenia energii powietrznych ma¬ terialów wybuchowych z jednoczesnym zachowa¬ niem dobrego bezpieczenstwa wobec gazów kopal¬ nianych wybuchowych pozostalo nierozwiazane: Obecnie stwierdzono, ze bez utraty bezpieczen¬ stwa wobec gazów kopalnianych, mozna dodac organiczne substancje nie majace charakteru soli w znacznie wiekszej niz dotychczas ilosci, w celu zwiekszenia energii mieszanek wybuchowych, je¬ sli te organiczne substancje nie. majace charakte¬ ru soli dodawac nie same, lecz zawsze lacznie z weglanami metali.Przedmiotem niniejszego wynalazku sa wiec po¬ wietrzne materialy wybuchowe o duzej energii na podstawie skladników uczulajacych, odwracalnych par soli i palnych substancji organicznych, które zawieraja ponadto powyzej 2% wagowych orga¬ nicznych soibstancji nie imajacych charakteru soli, o bilansie tlenowym od —80 do —200%, korzyst¬ nie od —100 do —lSO^/o, oraz weglanów metali.Nieoczekiwanie okazalo sie, ze stopien bezpie¬ czenstwa wobec gazów kopalnianych w obecnosci 9316293162 weglanów metali nie zmniejsza sie mimo znaczne¬ go dodatku organicznych zwiazków nie majacych charakteru soli. Stosunek wagowy substancji or¬ ganicznej do weglanu metalu jest w zakresie od :1 do 1:5, korzystnie od 2:1 do 1:2. Organicz¬ ne, zwiazki nie majace, charakteru soli powinny miec bilans tlenu w zakresie od —80 do —200%, ikorzyistaiie od —100 do —150%.W przeciwienstwie do znanych materialów wy¬ buchowych, materialy wybuchowe wedlug wyna¬ lazku zawieraja ponad 2% organicznych substancji nie majacych charakteru soli. Ich udzial w calej mieszaninie materialu wybuchowego nie powinien w miare moznosci przekraczac 8% wagowych, ko¬ rzystnie znajduje sie on w zakresie od 3—5% wa¬ gowych w przeliczeniu na mieszanine wybucho¬ wa.Jako organiczne zwiazki nie majace charakteru soli mozna np. stosowac (w nawiasach podano bi¬ lanse tlenowe): galaktomanniany, jak maczka z gumy Guar (—114%), maczka drzewina (—138%), torf <^141%), celuloza (—119%), lub pochodne ce¬ lulozy, jak metyloceluloza (—lao%) lub karboksy- imetyloceluloza (—1,10%), maczka korkowa (—190%), maki roslinne, jak maka pszenna (—132%), skro¬ bia kartoilana (—119%), jak równiez drobno spro¬ szkowane polimery, jak polichlorek winylu (—142%) i zywice mocznikowo-formaldehydowe (^111%).Jako weglany metali mozna np. stosowac: we¬ glany metali alkalicznych i metali ziem alkalicz¬ nych, jak kwasny weglan sodowy, weglan magne¬ zowy, weglan wapniowy, dolomit, weglan barowy, jak równiez weglan metali ciezkich, jak weglan cynlkowy lub weglan zelaza.Skladnikami uczulajacymi stosowanymi wedlug wynalazku sa estry kwasu azotowego i gliceryny, glikolu i pentaerytrytu lub ich mieszanin. W sta¬ nie cieklym mozna estry kwasu azotowego zage¬ szczac znanym sposobem. Ilosc skladnika uczulaja¬ cego wynosi miedzy 6,5 a 15% wagowych, korzy¬ stnie miedzy 8 i 12% wagowych.Odwracalne pary soli sa to znane pary zlozone z azotanów potasu lub sodu lub ich mieszanin i z chlorku amonowego. Chlorek amonowy nie mu¬ si wystepowac w równomolowym stosunku do azo¬ tanów. Stosunek molowy chlorku amonowego do azotanu metalu alkalicznego wynosi 0,6—1,6 ko¬ rzystnie 0,9—1,13.Obok azotanów metali alkalicznych mozna tak¬ ze dodawac w znany sposób inne sole oddajace (tlen, jaik azotan amonowy. Korzystne jest przy tym stosowanie azotanu amonu w postaci granulek lub ziam. Jego zawartosc w materiale wybucho¬ wym moze wynosic do 40% wagowych, korzystnie 4^20% wagowych.Powietrzne materialy wybuchowe moga zawie¬ rac obok organicznych substancji nie majacych charakteru soli, takze w znany sposób inne zwiaz¬ ki palne, jak sole amonowe kwasów organicznych, jak szczawian amonowy (bilans tlenowy — 45%) lub nieznaczne ilosci mydel metali, jak stearynian wapnia (bilans tlenowy — 274%). Ponadto mozna w znany sposób dodawac do powietrznych ma¬ terialów wybuchowych takze inne substancje nie* organiczne, jak tlenek glinowy, dwutlenek krzemo¬ wy lub tlenek magnezowy.Zaleta powietrznych materialów wybuchowych wedlug wynalazku jest to, ze dodatek ponad 2% wagowych opisanych organicznych zwiazków nie majacych charakteru soli umozliwia zwiekszenie energii do 40% przy zachowaniu niezmienionego stopnia bezpieczenstwa wobec gazów kopalnianych. io Jesli wymienione organiczne zwiazki, nie majace charakteru soli skladaja sie ze srodków pecznie¬ jacych, jak np. karboksymetylocelulozy lub maczki z gumy Guar, to uzyskuje sie ponadto zwiekszona odpornosc na dzialanie wody. Jesli jako orgainicz- ne zwiazki nie majace charakteru soli stosuje sie takie materialy, które dzialaja spulchniajaeó i/lub maja dzialanie wiazania wody w proszkowym ma¬ teriale wybuchowym, jak np. drobno sproszkowa¬ na krzemionka lub tlenek glinu, to uzyskuje sie lepsza trwalosc przy przechowywaniu.Powietrzne imaterialy wybuchowe wedlug wyna¬ lazku wytwarza sie znanymi sposobami. Skladni¬ ki nieorganiczne, za wyjatkiem ziarn azotanu amo¬ nowego, rozdrabnia sie tak aby 30—.100% przecho- dzilo przez sito o wielkosci oczek 0,1 mm. Naste¬ pnie miesza^ sie stale skladniki z cieklymi sklad¬ nikami uczulajacymi. Dla przedstawienia wynalaz¬ ku podaje sie ponizej przyklady. Przyklady te nie ograniczaja zakresu wynalazku.Przyklad I—IV. Mieszanki wybuchowe przy¬ gotowuje sie w znany, zwykle stosowany sposób.Sklady mieszanek podano w tabelach. Tabele za¬ wieraja ponadto obliczone wartosci bilansu tleno¬ wego oraz energie wlasciwa (iloczyn liczby moli gazowych skladników gazów odstrzalowych przez temperature wybuchu i stala gazowa), jak równiez wydecia bloku olowianego wedlug metody Federal¬ nego Zakladu Badan Materialów oraz wyniki ba¬ dania. 40 Bezpieczenstwa wobec gazów kopalnianych we¬ dlug niemieckich warunków badan powietrznych materialów wybuchowych klasy HI (patrz H.Ahrens, Nobel Hefte, 1959 maj.). Ponadto podano stosunek wagowy organicznych substancji nie ma¬ jacych charakteru soli do weglanu wapniowego.Sklad materialu wybuchowego 1 odpowiada zna¬ nym mieszaninom wybuchowym bezpiecznym wo¬ bec gazów kopalnianych niemieckiej klasy III. Je¬ sli zwiekszyc zawartosc organicznej substancji nie majacej charakteru soli (tutaj maczki z giumy Gu¬ ar), tó traci sie bezpieczenstwo wobec gazów ko¬ palnianych (material wybuchowy 2). W ten sposób nie mozna wykocnzystac nadmiaru tlenu odwracal¬ nej pary soli do podniesienia energii.Dopiero zastosowanie wedlug wynalazku wegla¬ nów metali razem ze stosunkowo duzym udzia¬ lem organicznej substancji nie majacej charakteru soli, daje pozadane zwiekszenie energii wlasciwej 60 przy zachowaniu bezpieczenstwa wobec gazów ko¬ palnianych (imaterialy wybuchowe 3. i 4). Zysk energii materialów wybuchowych 3 i 4 wedlug wy¬ nalazku w porównaniu z dotychczasowym mate¬ rialem wybuchowym 1 wyraza sie odpowiednio w 65 'doswiadczalnie oznaczonych wydeciach bloku olo- 45 50 55dsló2 Wlanego. Podczas gdy przy uzyciu materialu ,wy¬ buchowego 2 uzyskano trudne zapalenie gazu ko¬ palnianego w chodniku doswiadczalnym, to wy¬ starczyl juz nieznaczny dodatek weglanu metalu do materialu wybuchowego 3 (stosunek organiczna substancja nie majaca charakteru soli — weglan wapnia = 2:1) do zapobiezenia zapaleniu gazu kopalnianego.Tab Sklad Trójazotan gliceryny Dwuazotan glikolu Tlenek glinowy Azotan potasowy Chlorek amonowy Maczka z gumy Guair Weglan wapniowy Bilans tlenowy, % Energia wlasciwa m/to/kg Wydecie bloku olowia¬ nego, om8 Bezpieczenstwo wobec gazów kopalnianych Stosunek, substancja organiczna : weglan wapniowy ela 1 Material wybuchowy 1 °/o ,4 3,e 0,5 58,8 ,9 1,0 — +1 8,3 33,6 85 brak zapa¬ lenia —¦ 2 •/• ,4 3,6 0,3 56,7 ,0 4,0 — + 4,6 — — zapa¬ lenie —'. 3 0/0 ,4 3,6 0,3 54,0 ,7 4,0 2,0 + 3,2 40,5 110 brak zapa¬ lenia 2:1 4 »/o ,4 3,6 0,3 50,0 31,7 .4,0 ,0 + M 40,8 112 brak zapa¬ lenia 1:1,25 Przyklad V—VII W tabeli 2 zestawiono dalsze materialy wybu¬ chowe wedlug wynalazku bezpieczne wobec gazów kopalnianych i o duzej energii. Zamiast azotanu potasowego- materialów wybuchowych z tabeli 1, materialy wybuchowe 5 i 6 zawieraja azotan so¬ dowy. W materiale wybuchowym 6 zastosowano obok maczki z gumy Guar inna organiczna sub¬ stancje nie majaca charakteru soli, make pszenna.Do materialu wybuchowego 7 dodano azotan amo¬ nowy w postaci ziarn o srednicy od 0,5 do 1,5 mm. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Bezpieczny powietrzny material wybuchowy o duzej energii na podstawie skladników uczula¬ jacych, odwracalnych par soli i palnych substancji 10 15 20 25 50 55 Tabela 2 i • Sklad Trójazotan gliceryny Dwuazotan glikolu Tlenek glinowy Azotan potasowy Azotan sodowy Chlorek amonowy Azotan amonowy Maczka z gumy Guar Maka pszenna Weglan wapniowy -Bilans tlenowy % Energia wlasciwa, mto/kg ¦Wydecie bloku olowianego, cm3 Bezpieczenstwo wobec gazów kopalnianych Stosunek substancja orga¬ niczna : weglan wapniowy Material 1 5 % 5,4 3,6 0,3 — 47,2 35,0 '—i 3,5 — • 5,0 + 2,7 41,8 118 brak zapa¬ lenia 1 :1,43 6 % 5,4 3,6 0,3 '•— 47,5 35,2 . — 2,0 1,0 5,0 + 3,3 41,1 109 brak zapa¬ lenia 1:1,67 7 ?/• 5,4 3,6 0,3 44,7 — 28,9 10,0 2,1 4—1' -5,0 + 4,5 40,7 120 brak zapa¬ lenia 1:2,38 organicznych, znamienny tym, ze zawiera dodatek powyzej 2% w.agowyoh maczek roslinnych, celu¬ lozy lub pochodnych celulozy o bilansie tlenowym 35 od -^80 do ^200%, korzystnie od ^100 do *--150°/p, ii weglanów, lub kfwasnyoh weglanów metali alka¬ licznych lub metali ziem alkalicznych jak równiez weglanów metali ciezkich, przy czym zawartosc iwagowa maczek roslinnych lub celulozy, ewentu- 40 alnie pochodnych celulozy do weglanów lub kwa¬ snych weglanów wynosi 5 :1—1 : 5 korzystnie 2 : —1 : 2.
2. 2. Majterial wybuchowy wedlug zastrz, 1, zna¬ mienny tym, ze zawiera do 40% wagowych, ko- 45 irzystnie 4—20% wagowych azotanu amonowego, korzystnie w postaci ziarn lub granulek.
3. 3. Material wybuchowy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze zawiera obok organicznych sub¬ stancji nie majacych charakteru soli, takze inne palne zwiazki, jak szczawian amonowy i/lub my¬ dla metali.
4. 4. Material wybuchowy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze zawiera substancje obojetne, jak tlenek glinowy, krzemionka lub tlenek magnezo¬ wy. PL