NO170835B - Automatisk injeksjonsanordning - Google Patents

Description

Sprengstoff.

Foreliggende oppfinnelse angår vandige sprengstoffoppslemminger, nærmere bestemt vandige sprengstoffoppslemminger som er følsomme for initiering i ladninger med små diametre og som allikevel er frie for selveksploderende stoffer.

Sprengstoffer bestående av et anorganisk oksygenleverende salt, såsom ammoniumnitrat, og en brenselbestanddel, såsom et karbonholdig materiale eller brenselolje, er nå velkjente, og de brukes i stor utstrekning for sprengning. Likeledes kjennes og brukes i stor utstrekning sprengstoffer i form av en tykk, vandig oppslemming, bestående av et oksygenleverende salt, vann, et fortykningsmiddel og et sensibiliseringsmiddel, såsom findelt lettmetall.

Skjønt et ammoniumnitrat/brensel-sprengstoff lar seg billig fremstille og bruke på enkel måte, har det imidlertid en rekke ulemper som hindrer et utstrakt bruk derav. Det har f.eks. bare liten eller ingen motstand mot den desensibiliserende virkning av fuktig-het i borehullet, og må derfor lukkes i vanntette pakninger. På

grunn av den lave sensibilitet av ammoniumnitrat-bestanddeler må

det normalt brukes i ladninger med store diametre og krever en initiering ved hjelp av en betydelig tennladning for å sikre forplant-ning. I tillegg dertil er detonasjonsvirkningen av et ammoniumnitrat/brensel-sprengstoff på grunn av den lave massetetthet i borehullet mindre enn ønsket.

På lignende måte, skjønt bruken av sprengstoffer i vandig oppslemming til en viss grad eliminerer de problemer som er forbundet med mangelen på vannmotstand og med den lave massetetchet av tørre ammoniumnitrat-brenselsprengstoffer, krever denne spren ,toff-oppslemming en betydelig tenning for å sikre en detonasjon og _orplatning,

og den kan normalt bare brukes i ladninger med store diametre.

Sensibiliteten av begge de to ovennevnte sprengstoffer kan

om mulig økes ved å tilsette til dem et selveksploderende stoff, så-

som f.eks. partikkelformet TNT, PETN og røkfritt krutt. Tilsetningen av slike selveksploderende stoffer øker lettheten med hvilken en lad-

ning kan detoneres, og tillater at sprengstoffene kan brukes i bore-

hull med mindre diametre. Tilsetningen av slike selveksploderende stoffer øker imidlertid prisen av sprengstoffblandinger og øker risi-

koen forbundet med deres fremstilling, transport, lagring og bruk.

I U.S.-patent 3 184 351 ble det foreslått å øke sensibilite-

ten av ammoniumnitrat-brensel-sprengstoffer ved å tilsette til dem en sensibiliseringsblanding omfattende en flytende klorert organisk forbindelse. Bruken av et slikt sensibiliseringsmiddel i de foreslåt-

te mengder øker lettheten med hvilken sprengstoffene kan detoneres.

De i ovennevnte U.S.-patent beskrevne blandinger eliminerer imidler-

tid ikke de ulemper som er forbundet med den lave massetetthet i borehullet og med mangelen av vannmotstanden. Dessuten har disse blandinger en rekke ulemper som gjør dem mindre egnet for kommersiell bruk. Disse ulemper omfatter f.eks. a) lav flyteevne sammenlignet med vanlige ammoniumnitrat/brenselolje-sprengstoffer på grunn av kleb-righeten av blandinger som resulterer fra de forholdsvis store meng-

der av den nødvendige klorerte hydrokarbonvæske, hvilket, som ventet,

vil forårsake vanskeligheter under chargeringen av borehullet, b) flyk-tigheten av sensibilisatorblandingen forlanger at sprengstoffene bru-

kes nesten med én gang etter at de er fremstilt, da en pause vil forårsake at sensibilisatorblandingen fordamper,hvorved sensibiliteten av sprengstoffet minsker, c) den kjemiske reaksjon av den flytende sensibiliserende blanding med ammoniumnitrat-bestanddelen under de-tonasjonen av sprengstoffer kan forårsake dannelsen av giftige hydro-genkloriddamper som er ubehagelige for arbeiderne, d) når de brukes med et pnevmatisk borehull-chargeringsapparat, vil den flyktige sen-sibilisatorblanding danne giftige damper som utgjør et særlig risi-komoment under gruvearbeidet og resulterer i et betydelig tap av den sensibiliserende blanding.

U.S.-patent 3 264 151 beskriver et sprengstoff med stor

tetthet og med en bøyelig, gummiaktig konsistens, som består av en

blanding av alkalimetallnitrat og ammoniumnitrat oppløst i vann, en forholdsvis stor mengde av et halogenert hydrokarbon, et brensel, et ytterligere oksygenleverende salt og partikkelformet aluminium. Skjønt en slik blanding har de fordelaktige sensibiliserende egenskaper av halogenerte hydrokarboner, kan, den ikke helles eller pumpes, hvilket er nødvendig for vandige oppslemmede sprengstoffer. Ennvidere har sprengstoffblandingen ifølge ovennevnte U.S.-patent en meget høy tetthet, vanligvis større enn 1,5 g/cm"<*>, hvilket muligens skyldes den "avluftende og avskummende virkning av halogenert hydrokarbon. En slik blanding vil normalt øke sin tetthet ved henstand. Dessuten, selv

om større mengder av halogenert hydrokarbon brukes i blandingen iføl-ge ovennevnte U.S.-patent for å tilveiebringe en pumpbar sprengstof f.-oppslemming, vil bestanddelene i blandingen ha en tendens til å skil-le seg fra hverandre på grunn av at det halogenerte hydrokarbon er uforenlig med den vandige fase. En slik adskillelse forårsaker et tap av sensibiliteten i sprengstoff-blandingen.

Det er nå funnet at den fordelaktige sensibiliserende egenskap av flytende klorerte hydrokarboner kan brukes i en hellbar og pumpbar, vandig, oppslemmet sprengstoff-blanding og derved elimineres de ovenfor nevnte ulemper.

Den pumpbare, vandige, oppslemmede sprengstoffblanding som er fri for selveksploderende stoffer, har allikevel en bedre sensibilitet.

Den vandige oppslemmede sprengstoffblanding kan detoneres

i ladninger med liten diameter og mister ikke sin sensibilitet under lagringen.

Den oppslemmede sprengstoffblanding ifølge oppfinnelsen omfatter i det vesentlige i det minste et anorganisk oksygenleverende salt, vann, et fortykningsmiddel, et karbonholdig brensel og en flytende klorert organisk forbindelse og det særegne ved det nye sprengstoff er at det oppviser et ytterligere innhold av gassboblestabilisator, Gassboblestabilisatoren stanser vandringen av eventuelle små luftbobler utviklet under den mekaniske blanding av ingredienser. Nærværet av en slik innesluttet gass øker fordelaktig sensibilise-ringsvirkningen av deri flytende klorerte organiske forbindelse. Den kombinerte virkning av nærværet av både den flytende klorerte organiske forbindelse og det materiale som stanser utviklingen av gassbob-ler på sensibiliteten av det oppslemmede sprengstoff er betydelig stør-re enn addisjonsvirkningen som oppstår når hver av disse ingredienser brukes separat.

Egnede flytende klorerte organiske forbindelser omfatter f.eks. karbontetraklorid, trikloretylen, perkloretylen, heksakloretan,

kloroform og deres blandinger.

Egnede midler som stanser utviklingen av gassh^ler, eller stabilisatorer, omfatter f.eks. vannoppløselige salter gnosulfon-:;yr<;- eller vannoppløselige poly f lavonoider , såsom f.eks ^ayf lo-C" ,

et handelsprodukt av Rayonier Inc., Nev York. Disse komplekse organiske salter har enestående luft- eller gassboblestansende eller sta-biliserende egenskaper.

Sprengstoffer ifølge oppfinnelsen kan også f. elaktig in-neholde findelt lettmetall, f.eks aluminium eller en legering derav, snm ytterligere energiutviklendr bestanddel. Aluminium eller en Ir-.ie-j ing derav kan utgjøre opp til .0 vekt-% av blandingen. Som tidlige-

re nevnt, har tilsetning av en flytende klorert organisk forbindelse sammen med et gassboblestansende middel, eller stabilisator, til en fortykket pumpbar, vandig sprengstoff-oppslemming som er fri for selveksploderende stoffer den fordelaktige virkning at den betydelig og uventet øker sensibiliteten av sprengstoff-blandingen.

Det er derfor mulig å bruke den sensibiliserende egenskap av en flytende klorert, organisk forbindelse i en sprengstoffblanding u-ten de hittil kjente begrensninger og ulemper. Det er likeledes mulig å fremstille hellbare eller pumpbare oppslemminger av sprengstoffblandinger som er frie for selveksploderende materialer og som allikevel har de sensibiliserende egenskaper som karakteriserer oppslemminger inneholdende selveksploderende stoffer.

Foretrukne oppslemmede sprengstoffblandinger ifølge oppfinnelsen inneholder 50 til 88 vekt-% av minst ett anorganisk oksygenle-vovimIc rja.lt, 4 til ;?<> vckl;-% var- ., ' : i 1 20 vekt-% av et karbonholdig brensel, 1 til 10 vekt-% av en flytende klorert, organisk forbindel-

se og 0,3 til 10 vekt-% av en gassboblestabilisator og 0,2 til 5 vekt-% av et fortykningsmiddel.

Et foretrukket anorganisk oksygenleverende salt til bruk i sprengstoffblandinger ifølge oppfinnelsen r r ammoniumnitrat. I visse tilfelle kan det være fordelaktig å erstatte en del eller hele ammo-niumnitratet med andre metallnitrater, såsom natrium-, kal.i nm-, barium-og kalsiumnitrat. Partikkelstørrelsen av det anorganiske 1 >,q< eleve-rende saJt kan være i form av pulver, granuler oller tablt f 1 . og en del av saltene kan være oppløst i vaniibestanduelen.

Det karbonholdige brensel er fortrinnsvis et oijeaktig hydrokarbon, såsom breir ;<•■. I ol je eller dieselolje. Imidlertid kan man bruke andre karbonholdige materialer, :-:åsom pulverisert kull, stivelse, cel-lulosematerialer, sukkere, urinstoff, formamid og delvis nitrerte hydrokarboner .

Aluminium eller aluminiumlegeringskomponenten må dersom den skal brukes, være i findelt form, og dens størrelse bør fortrinnsvis være fra fint støv til en kornstørrelse som kan passere gjennom en Tyler-sikt nr. 6.

Foretrukne fortykningsmidler for bruk i sprengstoffblandingen er geldannende polysakkarider, særlig mannogalaktaner, såsom guar-gummi eller karobfrø. Det kan brukes både vanlige og selv-kryssbinden-de mannogalaktaner.

Det er nevnt tidligere at gassboblestabiliserende midler som er egnet for oppfinnelsen, omfatter vannoppløselige lignosulfona-

ter eller vannoppløselige polyflavonoider. Skjønt alle vannoppløseli-

ge salter av ligninsulfonsyre kan brukes, foretrekkes kalsium-, natrium- og ammoniumlignosulfonater. Egnede polyflavonoider er poly-fenolekstrakter fra tre eller bark som forekommer i handelen som nat-riurnsalter og selges under handelsnavnet "Rayflo-C av Rayonier, Inc., New York.

Den flytende klorerte organiske forbindelse som er egnet

som sensibiliseringsmiddel er fortrinnsvis trikloretylen.

Sprengstoffblandingen kan fremstilles ved hjelp av velkjen-

te metoder ved å bruke enkle blandingsmetoder. Fortrinnsvis tilset-

tes først vann til de tørre bestanddeler med unntagelse av det partikkelformede ammoniumnitrat og det valgfrie findelte aluminium eller aluminiumlegering. Den klorerte organiske forbindelse og eventuelt brukt oljeoppløselig brensel blandes sammen på forhånd og innføres i den vandige fase, og deretter tilsettes det partikkelformede ammoniumnitrat og valgfritt partikkelformet aluminium eller aluminiumlegering, idet det hele blandes til den ønskede endelige tetthet. Sprengstoffblandingen ifølge oppfinnelsen egner seg for preparering på sprengnings-

stedet ved hjelp av den nå velkjente oppslemmingsblandingsvogn.

De følgende eksempler og tabeller illustrerer sprengstoffblandinger ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1

Det ble fremstilt et oppslemmet sprengstoff inneholdende

som vrsentlige bestanddeler ■iinmoniumnitrat, vann og et brensel sammen med et fortykningsmiddel oy en gassboblestabilisator. Til en del av denne blanding ble tilsatt en mengde av karbontetraklorid. En patron med en diameter på 3 0 cm av blandingen som var fri for karbontetraklorid kunne ikke initieres med 160 g av et pentolitt-efennstoff. Når man brukte det samme tennstoff, ble en patron med en diameter på 10 cm av en karbontetrakloridholdig sprengstoffblanding fullstendig detonert.

Resultatene er angitt i tabell I, idet de viste mengder er angitt som vektprosent beregnet på hele blandingen.

Eksempel 2

Det ble fremstilt en oppslemmet sprengstoffblanding inneholdende som vesentlige bestanddeler oksygenleverende salter, tetra-kloretylen, dieselolje, vann, et fortykningsmiddel og en stabilisator. Det ble fremstilt en annen lignende blanding, unntatt at diesel-oljen ble erstattet med findelt aluminium som brensel. Begge blandinger ble detonert uten vanskelighet i ladninger med små diametre. Resultatene og egenskapene er angitt i tabell II, idet mengdene er gitt i vektprosent beregnet på hele blandingen.

Eksempel 3

Det ble fremstilt et oppslemmet sprengstoff inneholdende føl-gende bestanddeler, idet mengdene er angitt i vektprosent beregnet på hele blandingen: 45,2 % kornet ammoniumnitrat, 20,0 % knust (prilled) ammoniumnitrat, 12,3 % kornet natriumnitrat, 8,0 % trikloretylen,

3,0 % dieselolje, 0,5 % guar-fortykningsmiddel, 8,0 % vann og 3,0 % ammoniumlignosulfonat. Blandingen ble detonert i en patron med 8,25

cm diameter ved en detonasjonshastighet (ikke innestengt) på 2970 m/sek. under bruk av 40 g pentolitt-tennstoff. Tettheten av blandingen var 1,25 g/cm og den hadde en oksygenbalanse på - 3,2.

Eksempel 4

Det ble fremstilt et oppslemmet sprengstoff inneholdende føl-gende bestanddeler, idet mengdene er angitt i vektprosent beregnet på hele blandingen: 33,2 % kornet ammoniumnitrat, 20,0 % knust ammoniumnitrat, 12,3 % kornet natriumnitrat, 8,0 % trikloretylen, 15,0 % luft-forstøvet aluminium, 0,5 % guar-fortykningsmiddel, 8,0 % vann og 3,0 % ammoniumligndsulfonat. Blandingen ble detonert i patroner med en diameter på 5 cm ved hjelp av 120 g pentolitt-tennstoff og kunne detoneres ved hjelp av 3 detonatorer nr. 8. Detonasjonshastigheten av et ikke innestengt sprengstoff var 2370 m/sek. Blandingen hadde en tetthet på 1,31 g/cm 3 og en oksygenbalanse på - 7,3.

Eksempel 5

For å demonstrere sensibiliseringseffekten av klorerte hydrokarboner, ble to oppslemmede sprengstoffer fremstilt på lignende må-te som blanding 1, tabell II, men de var frie for klorerte hydrokarbon-sensibiliseringsmidler. Ingen av disse blandinger kunne detoneres ved hjelp av 160 g pentolitt-tennstoff. Egenskapene og resultatene er angitt i tabell III, idet mengdene er angitt i vektprosent beregnet på

hele blandingen.

Eksempel 6

For å demonstrere den sensibiliserende virkning av gassboblestabilisator ble fremstilt tekoppslemmede sprengstoffer inneholdende ammoniumnitrat, natriumnitrat, brensel, fortykningsmiddel, vann og trikloretylen, men frie for boHestabilisatorer. Blandingen ble pakket i patroner med 10 cm diametre og utsatt for detonasjon ved hjelp av 160 g pentolitt-tennstoff. Ingen av blandingene kunne detoneres. Bestanddelene, egenskapene og resultatene er angitt i tabell IV, ide" mengdene er angitt ;i vektprosent beregnet på hele blandingen. 2. Sprengstoff som angitt i krav 1, karakterisert ved at gassboblestabilisatoren er valgt fra gruppen bestående av vannoppløselige lignosuifonater, vannoppløsei ' °- polyflavonoider og blandinger herav.

Claims (1)

1. Hellbart, oppslemmet sprengstoff som omfatter i det vesentlige et anorganisk oksygenleverende salt, vann, et fortykningsmiddel,, et karbonholdig brensel og en flytende, klorert: organisk forbindelse, karakterisert ved et vtt<p>*ligere innhold av en gassboblestabilisator.