DE1195213B

DE1195213B - Zuendladung fuer zuendunwillige Sprengstoffe

Info

Publication number: DE1195213B
Application number: DED41752A
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Lingens; Dr Clemens Franze; Dr Adolf Berthmann
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1963-06-12
Filing date: 1963-06-12
Publication date: 1965-06-16
Also published as: CH450257A; BE649085A; AT260753B; US3369944A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C06c

Deutsche Kl.: 78 e - 2

Nummer: 1195 213

Aktenzeichen: D 41752 VI b/78 e

Anmeldetag: 12. Juni 1963

Auslegetag: 16. Juni 1965

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Mischungen auf der Basis von brisanten Sprengstoffen bzw. deren Mischungen und Wasser bzw. wäßrigen Lösungen als Zündladungen.

Es gibt Sprengstoffe (z. B. Gemische aus Ammonnitrat—Trinatrotoluol—Wasser, Gemische Ammonnitrat—Dieselöl und gegossene Sprengladungen aus TNT), für die man an Stelle von Sprengkapseln oder Sprengschnur brisante Zündladungen (booster, primer) zur Auslösung der Detonation verwendet. Als Zündladungen werden meist gegossene oder gepreßte Körper aus festen brisanten Sprengstoffen (z. B. gegossene Ladungen aus TNT und Hexogen [Cyclotrimemylentrinitramin], gepreßte Körper aus phlegmatisiertem Nitropenta [Pentaerythrittetranitrat] oder Tetryl [Tetranitromethylanilin] usw.) oder von Salpetersäureestern und Ammonnitrat benutzt. Die bekannten Zündladungen sind jedoch gegen Schlag und Stoß äußerst empfindlich. Beim Anbohren von sitzengebliebenen Ladungen in Bohrlöchern besteht z. B. die Gefahr, daß eine Detonation ausgelöst wird. In langen Bohrlöchern mit nur relativ geringem Querschnitt sind feste, starre Zündladungen wegen der Möglichkeit des Verkantens mitunter schwierig einzubringen. Gelatinöse Gesteinssprengstoffe als Zündladungen können nicht mit Sicherheit durch eine anliegende Sprengschnur auf ihre obere Detonationsgeschwindigkeit gebracht werden, sondern kommen meist nur mit ihrer unteren Detonationsgeschwindigkeit, die für eine Initiierung der Sprengladung nicht immer ausreichend ist.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man an sich bekannte Mischungen von brisanten Sprengstoffen bzw. Sprengstoffmischungen und Wasser bzw. wäßrigen Lösungen oder Suspensionen anorganischer Salze sowie gegebenenfalls von Quellmitteln und/oder Metallpulvern in solchen Mengenverhältnissen, daß sie bei Zündung mit einer Sprengschnur mit einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 5000m/Sek. detonieren, als Zündladung für zündunwillige Sprengstoffe verwenden kann. Die erfindungsgemäß verwendbaren Mischungen auf der Basis von brisanten Sprengstoffen und Wasser oder wäßrigen Lösungen sind in der Literatur (M.A.Cook, Science of High Explosives, Reinhold Publishing Corp., 1958, S. 316 ff.) beschrieben worden. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der bekannten Mischungen als Zündladungen müssen sie in ihrer Zusammensetzung empirisch so abgestimmt sein, daß sie mit anliegender Sprengschnur mit Sicherheit auf eine ausreichend hohe Detonationsgeschwindigkeit (z. B. >■ 5000 m/Sek.) Zündladung für zündunwillige Sprengstoffe

Anmelder:

Dynamit Nobel Aktiengesellschaft,

Troisdorf (Bez. Köm)

Als Erfinder benannt:

Dr. Paul Lingens, Köln-Marienburg;

Dr. Clemens Franze,

Dr. Adolf Berthmann, Leverkusen

gebracht werden können. Besonders geeignet zur Herstellung der Zündladungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise brisante Sprengstoffe, wie Cyclotrimethylentrinitramin, Pentaerythrittetranitrat, Tetranitromethylanilin, Trinitrotoluol u. a. Auch die Mischungen der angeführten brisanten Sprengstoffe können eingesetzt werden. Die unterste Grenze für den brisanten Anteil liegt etwa bei 50 Gewichtsprozent. Diese Grenze ist im wesentlichen bestimmt durch die Forderung nach einer bestimmten Detonationsgeschwindigkeit (> 5000 m/Sek.).

An Stelle' von Wasser können erfindungsgemäß auch wäßrige Lösungen eingesetzt werden, die neben Salzen (Salze, die an der Detonation teilnehmen, z.B. Nitrate der Alkali- und Erdalkalimetalle usw., und solche, die nicht an der Detonation teilnehmen, z. B. Chloride der Alkali- und Erdalkalimetalle usw.) auch Quellmittel enthalten können. Der Wassergehalt bzw. der Gehalt an wäßriger Lösung der Zündladung soll zweckmäßigerweise die untere Grenze von 5 Gewichtsprozent nicht unterschreiten.

Den neuen Zündladungen können auch Metallpulver zugesetzt werden. Präparierte Al-, Mg-Pulver bzw. Pulver aus den Legierungen des Aluminiums und Magnesiums konnten als geeignete Zusätze ermittelt werden.

Die neuen Zündladungen können zur Initiierung von Detonationen in solchen Mengen angewendet werden, wie sie in der Sprengindustrie bisher auch für andere Zündladungen üblich sind.

Die Zündmasse wird zweckmäßigerweise patroniert verwendet. Ein nicht unerheblicher Vorteil dieser Massen besteht darin, daß man die Masse in

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größeren Quantitäten an den Ort der Sprengung bringen kann und dort die für eine Sprengung erforderliche Menge abfüllen kann; abgefüllt kann werden unter Anderem in Kanister aus Metall oder Kunststoff. Auch kann die »Patronierung« in Schlauchen, Beuteln oder ähnlichen Behältnissen aus Kunststoff oder wasserfestem Papier, welches in der Sprengstoffindustrie üblicherweise verwendet wird, erfolgen.

Die Verwendung der Zündladungen gemäß der vorliegenden Erfindung hat gegenüber den zur Zeit üblichen noch weitere Vorteile. Im Vergleich zu gepreßten oder gegossenen Ladungen aus brisanten, festen Sprengstoffen und im Vergleich zu gelatinösen Sprengstoffen auf der Basis von Salpetersäureestern ist die Handhabungssicherheit bedeutend erhöht. Während Pentolit (Gemisch aus Trinitrotoluol und Pentaerythrittetranitrat) und Ammongelite unter dem Fallhammer schon bei 1 kg Fallgewicht und einer Fallhöhe von 50 cm jedesmal bei sechs Versuchen zur Detonation gebracht werden, detoniert die im Beispiel 1 angeführte Zündladung bei der gleichen Fallhöhe sowie unter den gleichen Versuchsbedingungen erst mit 5 kg Fallgewicht. Weiterhin besitzen die oben beschriebenen Sprengladungen as infolge ihres Wassergehaltes eine herabgesetzte Entflammbarkeit. Trotz ihrer großen Handhabungssicherheit werden die neuen Zündladungen jedoch durch eine anliegende Sprengschnur ohne weiteres auf eine hohe Detonationsgeschwindigkeit gebracht (vgl. Beispiel 1). Bedingt durch ihre Plastizität kann man die beschriebenen Zündladungen überall dort anbringen, wo die Verwendung von starren Sprengkörpern auf Schwierigkeiten stößt.

Im folgenden werden die Zusammensetzung, die Eigenschaften und die Verwendung dieser Zündladungen an Hand einiger Beispiele beschrieben:

Beispiel 1
Zusammensetzung

70 Gewichtsprozent Pentolit (50/50),
Korngröße <C 1 mm

30 Gewichtsprozent angedickte Lösung aus
10,4 Teilen Ca (NO₃),,
11,9 Teilen NH₄NO₃

7,5 Teilen H₂O

0,2 Teilen Guarmehl

Sprengstoffeigenschaften

Dichte 1,52 g/cm³

Bleiblockausbauchung

(nach Trauzl) 325 cm^s

Detonationsgeschwindigkeit 6600 bis 6800 m/Sek.

Die hohe Detonationsgeschwindigkeit wurde überraschenderweise erreicht, obwohl die Initiierung der Sprengstoffladesäule durch eine Nitropentaschnur aus einem Abstand von einem halben Zentimeter erfolgte. Der Sprengstoff befand sich hierbei in einem Kunststoffschlauch von 0,15 mm Wandstärke.

Verwendung

Bei Großbohrlochsprengungen in massivem Basalt mit Ammonnitrat-TNT-Wasser-Mischungen wurde der oben beschriebene Sprengstoff als Zündladung mit Erfolg eingesetzt. Die Zündladung befand sich

40

45 in einer Patrone aus Kunststoffschlauch (Länge = 200 mm, Durchmesser = 50 mm) und ließ sich wegen ihrer Flexibilität sehr gut in das Bohrloch einbringen. Unter den gleichen Bedingungen durchgeführte Sprengungen mit einem gelatinösen Gesteinssprengstoff (Ammongelit 3) als Zündladung brachten dagegen eine bei weitem geringere Sprengwirkung.

Beispiel 2
Zusammensetzung

65 Gewichtsprozent Pentolit (50/50),
Korngröße < 1 mm

35 Gewichtsprozent angedickte Lösung aus
12,2 Teilen Ca (NO₃).,
14 Teilen NH₄NO₃

8,6 Teilen H₂O

0,2 Teilen Guarmehl

Sprengstoffeigenschaften

Dichte 1,55 g/cm³

Bleiblockausbauchung

(nach Trauzl) 300 cm³

Detonationsgeschwindigkeit 6300 bis 6400m/Sek.

Verwendung

In ein einseitig geschlossenes Eisenrohr (Länge = 700 mm, Durchmesser = 65 mm, Wandstärke = 4 mm) wurde eine Mischung aus 44% Nitrocellulosepulver (Stäbchen mit 4,8 mm Durchmesser, 11,8 mm Länge), 24% NH₄NO₃, 31,9% mit Ca(NO₃)₂ und NH₄NO₃ gesättigter Salzlösung und 0,1% Guarmehl gegossen. 400 g der beschriebenen Zündmasse wurden in einer Patrone aus Kunststoffschlauch (Durchmesser = 50 mm) in das Eisenrohr gegeben und mit anliegender Sprengschnur zur Detonation gebracht. Das gesamte Eisenrohr wurde brisant zerlegt. Unter den gleichen Versuchsbedingungen, aber mit verschiedenen Gesteinssprengstoffen (Ammongelit 1 und 3, Seismogelit 2) als Zündladung blieb das Eisenrohr erhalten. Nur das Stück, in dem die Zündladung gelegen hatte, war zerstört. Bei Initiierung mit anliegender Sprengschnur detonierten die Zündladungen aus Sprengstoffen auf der Basis von Salpetersäureestern mit einer Geschwindigkeit von 2000 bis 3000m/Sek., während die Zündladung aus Pentolit und wäßriger Lösung eine Detonationsgeschwindigkeit von 6300 m/Sek. besaß.

Beispiel 3
Zusammensetzung

61 Gewichtsprozent Pentolit (50/50),
Korngröße < 0,1 mm

8,7 Gewichtsprozent Al
30,3 Gewichtsprozent angedickte Lösung aus
10,5 Teilen Ca(NO₃)₂
12,0 Teilen NH₄NO₃
7,6 Teilen H₂O
0,2 Teilen Guarmehl

Sprengstoffeigenschaften

Dichte 1,60 g/cm³

Bleiblockausbauchung

(nach Trauzl) 350 cm³

Detonationsgeschwindigkeit 6500 bis 6800 m/Sek.

Verwendung

In ein Eisenrohr (Länge = 1 m, Durchmesser = 50 mm, Wandstärke=4 mm) wurden eine Mischung aus Ammonsalpeter—Dieselöl (94 Teile und 6 Teile), die mit einer Sprengkapsel nicht zur Detonation zu bringen ist, und 100 g der beschriebenen Zündladung gegeben. Die Initiierung erfolgte mit einer Al-Sprengkapsel Nr. 8. Das Eisenrohr wurde in seiner gesamten Länge brisant zerlegt.

Beispiel 4

Zusammensetzung

76,5 Gewichtsprozent einer Mischung aus
60 Teilen Hexogen und 40 Teilen TNT
(Korngröße < 1 mm)

23,5 Gewichtsprozent angedickte Lösung aus

8,1 Teilen Ca (NO₃)₂
9,3 Teilen NH₄NO₃
5,9 Teilen H₂O
0,2 Teilen Guarmehl

Sprengstoffeigenschaften

Dichte 1,58 g/cm³

Bleiblockausbauchung

(nach Trauzl) 350 cm³

Detonationsgeschwindigkeit 7100 m/Sek.

Verwendung

Diese Zündladung wurde benutzt, um gemahlenes Nitrocellulosepulver in Patronen aus Kunststoffschläuchen (Länge=700 mm, Durchmesser=65 mm) in einem Bohrloch (Länge= 10 m, Durchmesser= 80 mm) in massivem Kalkstein zur Detonation zu bringen. Die Sprengung verlief erfolgreich. Das Haufwerk lag nach der Sprengung in günstiger Form vor.

Beispiele 5 bis 8

Die Wirkung weiterer Zündladungen (Länge = 50 mm, Durchmesser = 30 mm) wurde an gegossenen TNT-Körpern (Länge = 200 mm, Durchmesser = 50 mm) untersucht. In allen Fällen wurde eine Detonation der TNT-Körper erreicht. Die Zusammensetzungen und Sprengstoffeigenschaften der Zündladungen werden in der Tabelle aufgeführt.

Zusammensetzung (Gewichtsprozent)	5	Zündl Be 6	adungen ispiel 7	8
Pentolit (Korngröße <C 0,1 mm) .. Nitropenta Hexogen Ca(NO₃)₂ NH₄NO,	72,3 27,5 0,2 1,32 260 5800 bis 6000	61 10,6 20,6 7,6 0₃2 1,50 325 6000 bis 6100	74,3 8,9 10,2 6,4 0,2 1,64 350 7700 bis 7800	70
CaCl,	11,9 17,9 0,2 1,57 330 6600 bis 6800
H₂O
Guarmehl Sprengstoffeigenschaften Dichte, g/cm³ Bleiblockausbauchung (nach Trauzl), cm³ Detonationsgeschwindigkeit, m/Sek

Claims

Patentanspruch:

Die Verwendung an sich bekannter Mischungen von brisanten Sprengstoffen bzw. Spreng-Stoffmischungen und Wasser bzw. wäßrigen Lösungen oder Suspensionen anorganischer Salze sowie gegebenenfalls von Quellmitteln und/oder Metallpulvern in solchen Mengenverhältnissen, daß sie bei Zündung mit einer Sprengschnur mit einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 5000 m/Sek. detonieren, als Zündladung für zündunwillige Sprengstoffe.