DE1646301A1 - Process for the production of explosives with a very high level of security against mine gas and coal dust explosions, with increased explosive power and explosives produced according to the process - Google Patents

Process for the production of explosives with a very high level of security against mine gas and coal dust explosions, with increased explosive power and explosives produced according to the process

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DE1646301A1
DE1646301A1 DE19671646301 DE1646301A DE1646301A1 DE 1646301 A1 DE1646301 A1 DE 1646301A1 DE 19671646301 DE19671646301 DE 19671646301 DE 1646301 A DE1646301 A DE 1646301A DE 1646301 A1 DE1646301 A1 DE 1646301A1
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explosive
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Description

Verfahren zur Herstellung von Sprengstoffen mit sehr hoher Sicherheit gegen Grubengas-und Kohlenstaubexplosionen, mit verstärkter Sprengkraft, sowie nach dem Verfahren hergestellte Sprengstoffe. Sprengstoffe mit sehr hoher Sicherheit gegen Schlagwetter und Kohlenstaub, wie sie z.Zt. in die deutsche Klasse III oder gleichwertig damit in den belgischen Typ IV eingeordnet werden, haben bekanntlich chemische Zusammerisetzuiir; mkt nannten "ausgetauschten Ionen" und bestehen: a) aus Nitroglycerin, Nitroglycol oder einer Mischung dieser beiden flüssigen, sehr empfindlichen Bestandteile (explosives Ö1) in einem mäßigen Verhältnis, welches nicht über 1o Gew.% hinaus geht: b) feuchtigkeitsabweisende Zusätze in einem Betrag von 1 bis 3 %, die dazu bestimmt sind, die explosive Substanz vor den Auswirkungen von Feuchtigkeit zu schützen, so daß das Zusammenbacken der Masse und das Aushärten der Kartuschen und allgemein alle der Jetonatioa abträglichen Änderungen des Gefüges vermieden werden; c) zusätzlich aus zwei Mineralsalzen, von denen das eine oxydierend (Natriumnitrat oder Caliumnitrat) und das andere brennbar ist (Ammoniumchlorid), und die beide miteinander reaktionsfähig sind.Process for the production of explosives with very high security against mine gas and coal dust explosions, with increased explosive power, as well as after explosives produced using the process. Explosives with very high security against firedamp and coal dust, as they are currently in German class III or As is well known, they have to be classified as equivalent to the Belgian type IV chemical composition; mkt called "exchanged ions" and consist of: a) nitroglycerin, nitroglycol or a mixture of these two liquid, very sensitive components (explosive oil) in a moderate ratio, which does not exceed 10% by weight: b) moisture-repellent additives in one Amount of 1 to 3% that are intended to protect the explosive substance from the effects to protect from moisture, so that the caking of the mass and hardening of the cartridges and, in general, all changes in the structure that are detrimental to the jetonatioa be avoided; c) in addition from two mineral salts, one of which is oxidizing (Sodium nitrate or potassium nitrate) and the other is flammable (ammonium chloride), and both of which are reactive with each other.

Die Sprengstoffe, um die e:; s Lch hier _ handelt, und die gegenwärtig in industrieLlem Maßstab in den deutschen, belgischen und nLederländischen Zechen verwendet werden, sind tiberdies noch dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ml.nerEitsalze im äqu.Lmonekularen Verhältnis vorhanden sind, A i 1- d.h., daß bei den Sprengstoffen sehr hoher'Sicherhelt im Gebrauch - die sich übrigens untereinander nur durch die unterschiedlichen Verhältnisse von explosivem Öl und feuchtigkeitsabstoßendem Zusatz unterscheiden - daß bei diesen Sprengstoffen jeweils 1 Mol des Alcaliignitrates immer zumindest annähernd einem Mol Ammoniumchlorid entspricht. Dies hat zur Folge, daß das Sauerstoffgleichgewicht der Zusammensetzung sich auf einen positiven Wert festlegt, der in der Größenordnung von 8 bis 9 % liegt, d.h., daß im Falle einer Zersetzung durch vollständige Verbrennung die Explosionsgase eine Menge von 8 bis 9 des Sprengstoffgewichtes an freiem, nicht chemisch gebundenem Sauerstoff enthalten.The explosives to the e :; What I am dealing with here, and which are currently used on an industrial scale in the German, Belgian and Dutch mines, are also characterized by the fact that the two minerals are present in an equivalent molecular ratio, A i 1- that is to say that there is a very high level of security in the case of explosives Use - which, by the way, differ from one another only in the different proportions of explosive oil and moisture-repellent additive - that with these explosives 1 mole of the alcaline nitrate always corresponds to at least approximately one mole of ammonium chloride. This has the consequence that the oxygen balance of the composition is fixed at a positive value, which is in the order of 8 to 9%, that is, in the event of decomposition by complete combustion, the explosive gases free an amount of 8 to 9 of the weight of the explosive , do not contain chemically bound oxygen.

Es ist ferner bekannt, daß das Sauerstoffgleichgewicht prinzipiell gesenkt werden kann, auch wenn immer noch lediglich die beiden komplementären Mineralsalze verwendet werden, und zwar dadurch, daß man von dem äquimonekularen Verhältnis abweicht und in der Mischung je einem Mol des Alcaliyinitrates mehr als ein Mol Ammoniumchlorid zuordnet. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Sprengkraft des Explosivstoffes erhöht wird, so daß dieser pro Gewichtseinheit mehr Gas und mehr Wärme freisetzt als es bei der entsprechenden Mischung mit einem äquimonekularen Verhältnis zwischen den beiden komplementären Mineralsalzen der Fall wäre. Die Lösung hat jedoch den Nachteil, daB Explosionsgase erzeugt werden, welche freies. Chlorwasserstoffgas enthalten, und zwar werden diese Oase in einer Menge entwickelt, die dent Überschuß an Ammoniumchlorid proportional ist: Auch ohne einen Überschuß an Ammoniumehlorid zu verwenden, ist es leicht möglich, das Sauerstoffgleichgewicht zu senken,. indem man in die Zusammensetzung als neuen Bestandteil einen nicht chlorhaltigen, brennbaren Stoff einführt (Holzmehl, Stärkemehl, Harnstoff, Rizinusöl, Glycol, Mannitol, od.dgl.). Jedoch verträgt sich eine sehr hohe Sicherheit gegen Schlagwetter nicht mit dem Zusatz eines derartigen organischen brennbaren Stoffes. Eine derartig zusammengesetzte Explosivsubstanz, auch wenn sie nur einen sehr geringen Anteil des zusätzlichen Bestandteiles aufweist, genügt nicht den Prüfbestimmungen gegen Schlagwetter entsprechend der deutschen Klasse III oder dem belgischen Typ IV.It is also known that the oxygen equilibrium is in principle can be lowered, even if only the two complementary mineral salts are still used can be used by deviating from the equimonecular ratio and one mole of the alkali nitrate in the mixture contains more than one mole of ammonium chloride assigns. This solution has the advantage that the explosive force of the explosive is increased so that it releases more gas and more heat per unit weight than is the case with the corresponding mixture with an equimonecular ratio between the two complementary mineral salts would be the case. The solution has the disadvantage, however, that explosion gases are generated which are free. Hydrogen chloride gas contained, namely, these oases are developed in an amount that dent excess of ammonium chloride is proportional: Even without an excess of ammonium chloride using, it is easily possible to lower the oxygen balance. by doing a non-chlorine-containing, flammable component is added to the composition as a new component Introduces substance (wood flour, starch, urea, castor oil, glycol, mannitol, or the like.). However, a very high level of security against firedamp does not go well with the Addition of such an organic combustible substance. Such a compound Explosive substance, even if it is only a very small proportion of the additional Component does not meet the test provisions against firedamp the German class III or the Belgian type IV.

Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dat3 man das Sauerstoffgleichgewicht eines Sprengstoffes weit unter 8 oder 9 % des Sprengstoffgewichtes senken kann, ohne daß man einen Überschuß des Ammoniumehlorids über das Alcalinitrat anwenden muß - so daß man keine gesundheitsschädlichen Explosionsdämpfe erhält - und daß man auf diese Weise auch Sprengstoffe mit sehr hoher Sicherheit erhalten kann, die sowohl hinsichtlich der Schlagwettersicherheit als auch hinsichtlich der Kohlenstaubsicherheit den Prüfbestimmungen der deutschen Klasse III oder des belgischen Typs IV genügen und auch hinsichtlich der Sprengkraft den bisher bekannten Sprengstoffen überlegen sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man den beiden komplementären Mineralsalzen als nicht chlorierte, verbrennungsfähige Komponente eine Menge von bis 15 % von Ammoniumoxalat hinzufügt.The present invention is based on the knowledge that the oxygen equilibrium is achieved of an explosive can reduce the explosive weight to well below 8 or 9%, without having an excess of the ammonium chloride the alcaline nitrate must use - so that no harmful explosion vapors are obtained - and that in this way explosives can also be obtained with a very high degree of safety can, which both in terms of firedamp safety and in terms of Coal dust safety the test regulations of the German class III or the Belgian Type IV suffices and also with regard to the explosive power of the previously known explosives are superior. This is achieved according to the invention in that one of the two complementary Mineral salts as non-chlorinated, combustible components a lot of adds up to 15% of ammonium oxalate.

In den folgenden Ausführungsbeispielen sind die Möglichkeiten der neuen Sprengstoffe, mit denen der alten Sprengstoffe verglichen. Die Werte der Explosivkraft wurden hierbei erhalten: a) theoretisch durch Berechnung des spezifischen Volumens v o der Explosionsrauchgase (bei-Normalbedingungen 00C und 76o mmHg) und der Explosionswärme Qv bei konstantem Volumen, bezogen auf ein Kilogramm des Sprengstoffes; b) im Laboratorium durch den klassischen Bleiblockversuch nach der Methode von Trauzl mit einem konstanten Ge- -wicht (1o g), wobei als Resultat die Nettoausweitung in cm3 angegeben ist; c) in der Praxis durch Hohlraumsprengung (tir de pochage) in plastischem Ton, wobei man das Nettovolumen des Hohlraumes mißt, der durch Detonation einer Kartusche von 1o g erzeugt wird, die am Boden einer zylindrischen, eire Meter tiefen Bohrung angeordnet wurde, welche mittels eines Erdbohrers senkrecht in den zähen Boden gebohrt und vor der Zündung vollständig mit Wasser gefüllt wurde (Verdämmung, bourrage). Es wurde der Mittelwert von zehn Sprengungen, ausgedrückt in Litern, genommen.In the following exemplary embodiments, the possibilities of new explosives compared with those of the old explosives. The values of the explosive power were obtained: a) theoretically by calculating the specific volume v o the explosion flue gases (under normal conditions 00C and 76o mmHg) and the explosion heat Qv at constant volume, based on one kilogram of the explosive; b) in the laboratory by the classic lead block test according to the Trauzl method with a constant Weight (1o g), with the result being the net expansion in cm3 is specified; c) in practice through cavity blasting (tir de pochage) in plastic Sound, which measures the net volume of the cavity caused by the detonation of a Cartridge of 10 g is produced, which at the bottom of a cylindrical, one meter deep Hole was arranged, which by means of an auger vertically in the tough The ground was drilled and completely filled with water before the ignition (damming, bourrage). The mean value of ten explosions, expressed in liters, taken.

In der folgenden Tabelle sind außerdem für jeden Sprengstoff zunächst seine Zusammensetzung in Gewichtsprozent, das Sauerstoffgleichgewicht in Gewichtsprozent (% 02) und der Wert des Kolverhältnisses zwischen dem in der Zusammensetzung vorhandenen Ammoniumchlorat und Alcalinitrat angegeben (r größer als 1 bedeutet einen Übersehuß an Chlorid). bekannt j neu k Sprengstoff I II III IV V VI VII ' VIII explosives Ö1 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9s5 wasserabstoßende Zusätze 2,2 1,2 2,25 2,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Ammoniumchlorid 30 34,3 38,7 28 3o,6 3o 29,4 26,75 Kaliumnitrat 58,2 - 49,5 55,2 - - - - Natriumnitrat - - 55 - - 48,6 47,7 47,4 47,55 Amrnoniumoxalat - - - 5 1o 11, 12,5 15 r 0,91 0,9 1, 0, 9 1 1 0,9 . o,89 96 02 8 8,8 0,6 595 3 2, 1,8 1,9 v. (Liter/kg) 523 581 581 543 62o 626 628 1 627 (k.cal/kg) 332 348 4o2 371 433 446 45o 450 Trauzl-Versuch (00/10 g) 85 9o 12o 115 112,5 12o 125 125 Hohlraum- Sprengung (Liter/loo g) 13,9 14,3 15,9 16-,5 22 22 32 31 Aus der Tabelle geht deutlich hervor, daß die neuen Zusammensetzungen IV bis YIII gemäß der Erfinding insbesondere im praktischen Sprengversuch eine größere Explosivkraft aufweisen als die bisher bekannten hochsicheren Sprengstoffe I bis III und daß die Explosivkraft von dem verwendeten Gehaltan Ammoniumoxalat abhängt.The following table also shows for each explosive its composition in percent by weight, the oxygen balance in percent by weight (% 02) and the value of the col ratio between the ammonium chlorate and alcaline nitrate present in the composition (r greater than 1 means an excess of chloride). known j new k Explosives I II III IV V VI VII 'VIII explosive oil1 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 9s5 water repellent Additions 2.2 1.2 2.25 2.2 1.2 1.2 1.2 1.2 Ammonium chloride 30 34.3 38.7 28 3o.6 3o 29.4 26.75 Potassium nitrate 58.2 - 49.5 55.2 - - - - Sodium nitrate - - 55 - - 48.6 47.7 47.4 47.55 Ammonium oxalate - - - 5 1o 11, 12.5 15 r 0.91 0.9 1, 0 , 9 1 1 0.9 . o, 89 96 02 8 8.8 0.6 595 3 2, 1.8 1.9 v. (Liter / kg) 523 581 581 543 62o 626 628 1 627 (k.cal/kg) 332 348 4o2 371 433 446 45o 450 Trauzl attempt (00/1 0 g) 85 9o 12o 115 112.5 12o 125 125 Cavity- Demolition (Liters / loo g) 13.9 14.3 15.9 1 6- , 5 22 22 32 31 The table clearly shows that the new compositions IV to YIII according to the invention have a greater explosive power than the previously known high-security explosives I to III, especially in practical blasting tests, and that the explosive power depends on the ammonium oxalate content used.

Claims (3)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Explosivstoffen mit sehr hoher Schlagwetter- und Kohlenstaubsicherheit, welche den Prüfbedingungen für Schlagwetter der deutschen Klasse III oder des belgischen Typs IV genügen, mit verstärkter Explosivkraft, dadurch g e k e n n z e i e h n e t, daß man außer den folgenden, bekannten Bestandteilen: -.a) eine Explosivkomponente von sehr hoher Empfindlichkeit (Nitroglycerin, Nitroglykol oder eine Mischung von beiden); b) ein oder mehrere feuchtigkeitsabstoßende Zusätze; e) zwei komplementäre Mineralsalze, die miteinander reaktionsfähig sind (Kalium-oder Natriumnitrat, Ammoniumchlorid),als zusätzlichen Bestandteil Ammoniumoxalat in einer Menge von 4 bis 15 Gew.%`des Sprengstoffs verwendet. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Process for the manufacture of explosives with very high firedamp and coal dust resistance, which meets the test conditions for firedamp of the German class III or the Belgian type IV suffice, with increased explosive power, by not noting that one besides the the following, known components: -.a) an explosive component of very high Sensitivity (nitroglycerin, nitroglycol, or a mixture of both); b) a or more moisture repellant additives; e) two complementary mineral salts, which are reactive with each other (potassium or sodium nitrate, ammonium chloride), as additional constituent ammonium oxalate in an amount of 4 to 15% by weight of the explosive used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die salzartigen Bestandteile (Alealinitrat, Ammoniumehlorid, Ammoniumoxalat) in solchem Verhältnis zueinander verwendet werden, daß sieh ein Sauerstoffgleichgewicht der Explosivsubstanz ergibt, das unter einet positiven Wert von 7 % bezüglich auf das Gewicht der &xglosiveubetanz liegt. 2. The method of claim 1, characterized labeled in -zeichn e t in that the salt-like ingredients (Alealinitrat, Ammoniumehlorid, ammonium oxalate) are used in such proportions to each other that check results in an oxygen balance of the explosive substance, the relative under Ainet positive value from 7% to the weight of the & xglosiveubetanz is. 3. Explosivsubstanz, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2.3. explosive substance; produced by the process according to claim 1 or 2.
DE19671646301 1967-01-31 1967-10-12 Process for the production of explosives with a very high level of security against mine gas and coal dust explosions, with increased explosive power and explosives produced according to the process Pending DE1646301A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2709037A1 (en) * 1977-03-02 1978-09-07 Dynamit Nobel Ag FIRM-WEATHER-PROOF DRIVE KIT FOR BOLT DRIVE CARTRIDGES
DE4204442C1 (en) * 1992-02-14 1993-08-19 Wasagchemie Sythen Gmbh, 4358 Haltern, De Explosive esp. permissible explosive - contg. fine high explosive powder and additive for safety in fire-damp, which is more powerful than nitroglycerin and esp. economical in coal mining

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DE2709037A1 (en) * 1977-03-02 1978-09-07 Dynamit Nobel Ag FIRM-WEATHER-PROOF DRIVE KIT FOR BOLT DRIVE CARTRIDGES
DE4204442C1 (en) * 1992-02-14 1993-08-19 Wasagchemie Sythen Gmbh, 4358 Haltern, De Explosive esp. permissible explosive - contg. fine high explosive powder and additive for safety in fire-damp, which is more powerful than nitroglycerin and esp. economical in coal mining

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