DE2219249B2

DE2219249B2 - Gashaltige sprengstoffmischung

Info

Publication number: DE2219249B2
Application number: DE19722219249
Authority: DE
Inventors: Melvm A Udy Lex L Salt Lake City Hagmann Mark J East Midvale Jessop Harvey A Murray Utah Cook (V St A )
Original assignee: Ireco Chemicals Salt Lake City Utah V St A
Current assignee: Ireco Inc
Priority date: 1971-06-01
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1973-08-02
Also published as: CA982823A; DE2219249C3; DE2219249A1; AU4149372A; ZA722094B; GB1344566A; BR7203513D0; US3787254A; AU469995B2

Description

etwa 0,05 ⁰/₀, um dem Sprengstoff eine Dichte von etwa 1,0 bis etwa 1,3 g/cm³ zu verleihen.

Wenn Guarangummi zur Verdickung verwendet wird, wirkt das Calziumion. das aus der Lösung des Calziumnitrats herrührt, überraschenderweise teilweise bereits als Vernetzungsmittel. Zusätzlich kann man gen:.ge Mengen, beispielsweise etwa 0,05 bis etwa 0,2%. einer wäßrigen Lösung von Ferrinitrat und !'.'atriumbichromat oder anderen Vernetzungsmitteln anwenden.

Die Mitvenvendung von Natriumnitrat gestattet eine gewisse Regelung des Erstarrungspunktes. Vorteilhaft enthält die Masse daher etwa 3 bis etwa 5°/₀ Natriumnitrat.

Feinverteiltes Aluminium, Magnesiumlegierungen oder feste Kohlenwasserstoffe können den Massen zugesetzt werden; weiterhin kann Thioharnstoff in sehr geringen Mengen, beispielsweise etwa 0,05°/₀, angewe/utet werden, um dip Geschwindigkeit zu regeln, mit der das gaserzeugende Natriumnitrit wirkt. Ferner können Äthylenglykol oder Formamid zugesetzt werden.

Zur Gewinnung eines Sprengstoffgemisches gemäß der Erfindung mischt man beispielsweise 3% Natriumnitrat, 30% technisches Calziumnitrat, 30°/
to/

Ammoniumnitrat und 3% zusätzliches Wasser miteinander. Die Lösung wird bei etiva 60°C hergestellt. Dann werden etwa 0,1 bis 0,2% eines Verdickungsmittel» zugesetzt. Die entstandene Oxydations alzlösung wird dann beispielsweise mit 7% eines Biennöls emulgiert. Zu der so erhaltenen Dispersion werden Vernetzungsmittel und zusätzliche Mengen von festem Ammoniumnitrat und feinverteiltem Aluminium sowie ein gasbildendes Mittel zugesetzt.

Die Masse kann bereits nach etwa 10 Minuten abgeschossen werden. Nach etwa 10 bis 14 Stunden wird die Masse fest, bleibt aber geschmeidig. Nach etwa 24 Stunden wird die Masse unter gewöhnlichen Bedingungen hart und scheidet im wesentlichen das freie Wasser aus. Die Tröpfchen des flüssigen Kohlenwasserstoffs bleiben gleichmäßig dispergiert.

Die folgende Tabelle I zeigt beispielsweise einige Sprengstoffmischungen gemäß der Erfindung und ihre Eigenschaften.

Tabelle 1

Masse

A I B j C

Bestandteile in Gewichtsprozent

Lösung, enthaltend Ammoiurnnitrat

Calziumnitrat (technisches)

Natriumnitrat

Wasser

Verdickungsmittel¹)

Thioharnstoff

Brennöl

Trockenes, festes Ammonnitrat

Gasbildendes Mittel²)

Vernetzungsmittel³)

Eigenschaften

Lösungstemperatur

Brennöltemperatur

Dichte beim Laden des Bohrlochs⁴)

Beschaffenheit (12 Stunden nach dem Beschicken des bohrlochs)

Schießergebnisse (in Kartonröhren, deren Länge das 6fache des Durchmessers betrug, unter Verwendung einer gegossenen Hilfsladung von 7,6 cm Durchmesser und 5,1 cm Länge

bei 2O⁰C und 7.6 cm Durchmesser

bei 5°C und 10,2 cm Durchmesser

bei 5°C und 12,7 cm Durchmesser

F
F
D

29,4	35,5	35,5
23,5	28,4	28,4
3,5	4,3	4,3
3,5	5,3	5,3
0,12	0,14	0,14
0,06	J 07	0,07
7,0	7,5	7,5
33,0	20,0	20,0
0,2	0,2	0,2
0,2	ο,ι	0,05
70⁰C	7O⁰C	70° C
1O⁰C	10⁰C	10 ⁰C
1,20	1,19	1,19
hart	hart	hart
fest	fest	fest

D
F
D

') Verdickungsmittel = 4 Teile eines Guarangummis und 1 Teil eines anionischen Heteropolysaccharids, hergestellt durch Gärung

eines Kohlenbydrates mit Hilfe einer Xanthomcmas-Bakterien enthaltenden Masse.
*» Gasbildendes Mittel = 1 Teil Natriumnitrit und 4 Teile Wasser,

^eifetSufigMiRet==! Teil Na»CrttV2H»0vmdl TM Wässer üedl Teil Fe(NO₄), * 9HiO; ' ' ^:

*)'= Dichte bei Atmosphärendruck.
F => versagt.
P = detoniert.

Die Ergebnisse lassen erkennen, daß die Massen Tabelle II zeigt weitere Beispiele Von Spreng·-

gemäß der Erfindung mit Erfolg bei Temperataren bis 65 mischungen nach der Erfindung mit verschiedenen

herunter zu 5⁰C zur Detonation gebracht werden flüssigen Kohlenwasserstoffen, Tabelle IH eine Mi-

können, wenn sie in offener Ladung mit einem Durch- schling mit Aluminiumgehalt,
messer von 12,7 cm gezündet werden.

Tabelle IΓ

	E	Masse	G	H
D	4,2	F	4,2	4,2
4,2	2,8	4,2	2,8	2,8
2,8	30,8	2,8	30,8	30,8
30,8	32,2	30,8	32,2	32,2
32,2	0,1	32,2	0,1	0,1
0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
0,1	0.2	0,1	0,2	0,2
0,2	22,0	0,2	22,0	22,0
22,0	0,4	22,0	0,4	0,4
0,004	0,3	0,4	0,3	0,3
0,3	2,6	0,3	—	—
7,8	5,2		—	—
—				—
—		7,8	7,8	—
—				7,8
—	1,12		1,17	1,18
1,17	versagt	1,15	versagt	versagt
ν rsagt	detoniert	versagt	detoniert	detoniert
detoniert	—	detoniert	—	—
versagt	—	—	versagt	versagt
detoniert	—	versagt	versagt	versagt
detoniert	versagt	versagt	detoniert	detoniert
—	detoniert	detoniert

Natriumnitrat

Wasser

Calziumnitrat (technisches)

Ammoniumnitrat

Thioharnstoff

Verdickungsmittel*)

Äthylengiykol

Trockenes Ammoniumnitrat

Gasbildendef Mittel**)

Vernetzungsmittel***)

Brennöl Nr. 2

Brennöl Nr. 6

Toluol

Benzol

Xylol

Dichte bei 20⁰C****)

Schießergebnisse (unter Verwenuung einer Hilfsladung von 7,6 cm Durchmesser und 5,1 cm Länge)
bei 20⁰C und 7,6 cm Durchmesser

10,2 cm Durchmesser

bei 5⁰C und 7,6 cm Durchmesser

10,2 cm Durchmesser

12,7 cm Durchmesser

15,2 cm Durchmesser

*) Guarangummi der Firma Stein Hall. **) Gasbildendes Mittel wie in Tabelle I.

***) Vernetzungsmittel: 9 Teile Dimethylformamid auf 1 Teil Titanchlorid. ****) Dichte bei Atmosphärendruck.

Tabelle III Masse Gewichtsprozent

Natriumnitrat 3,6

Wasser 2,4

Calziumnitrat (technisches) 23,8

Ammoniumnitrat 29,7

Thioharnstoff 0,12

Verdickungsmittel*) 0,12

Äthylengiykol 0,24

Trockenes Ammoniumnitrat 25,3

Gasbildendes Mittel**) 0,05

Vernetzungsmittel***) 0,3

*) Vergl. Tabelle II.

**) Vergl. Tabelle II.

***) Vergl. Tabelle II.

♦*·*) Vergl. Tabelle II.

Masse Gewichtsprozent

Brennöl 4,4

Aluminiummetall (ein überzogenes,

fein zerkleinertes Aluminium) 10,0

Dichte bei 2O⁰C****) 1,20

Schießergebnisse (mit einer gegossenen
Hilfsladung von 7,6 cm Durchmesser
und 5,1 cm Länge)
bei 5° C und 7,6 cm Durchmesser versagt

10,2 cm Durchmesser detoniert bei 0⁰C und 15,2cm Durchmesser detoniert

Die Sprengstoffmischungen gemäß der Erfindung können gewünschtenfalls unmittelbar nach dem Einführen in das Bohrloch zur Detonation gebracht werden. Sie können selbst dann zur Detonation gebracht werden, wenn in dem Bohrloch. Was$er vorhanden ist liÄd/ödif wenn sie mehrere tage im Bohrloch geblieben sind.

Man kann die Ladungen auch in Säcke aus Plastik oder in Kartonröhren verpacken und in dieser Form am Sprengort zur Detonation bringen.

Die Massen lassen sich sicher durch einen Schlauch von unterkritischem Durchmesser pumpen. Eine Masse, deren kritischer Durchmesser 12,7 cm beträgt, läßt sich z. B. in ein Bohrloch von 15,2 cm Durchmesser oder mehr mit Hufe eines Schlaubhs» einpumpen, der

etwa einen Durchmesser Von 10,2 cm besitzt. Durch Begasung der Masse läßt sich eine Dichte von etwa 1,0 g/cm⁸ oder weniger bis etwa 1,3 g/cm³, vorzugsweise eine solche von 1,2 g/cm³, erzielen.

Claims

1 2 niedrigen Temperaturen, ζ. B. 5=C und darunter, Patentansprüche: zur Detonation gebracht werden. Das gemäß vorliegender Erfindung verwendete

1. Gashaltige Sprengstoffmischung auf der Calziumnitrat wirkt überraschenderweise als Emulgier-Basis von mindestens einem anoiganischen Nitrat, 5 mittel und gleichzeitig aJs Oxydationsmittel. Prakeinem flüssigen Kohlenwasserstoff, geringen Men- tischerweise verwendet man technisches Calziumgen Wasser, einem Verdickungsmittel und CaI- nitrat, wie es vornehmlich für Düngezwecke angeboten ciumnitrat, dadurch gekennzeichnet, wird. Dieses zeigt etwa folgende Zusammensetzung: daß der Gehalt an Calciumnitrat 20 bis 30% der

Gesamtmasse beträgt. io Bestandteil Gewichtsprozente

2. Sprengstoffmischung nach Anspruch 1, da- Ca(NO₃)₂ (wasserfrei) 80,4 bis 81,4

durch gekennzeichnet, daß sie einen kleineren Wasser (Hydratwasser) 13 bis 14

Anteil eines quervernetzbaren Verdickungsmittels NH₄NO₃ 4,8 bis 5,4

aufweist. Mg(NO₃). 0,5 bis "1,0

3. Sprengstoffmischung nach Anspruch 2, da- 13

durch gekennzeichnet, daß sie ein Querver- Teilchengröße

netzungsmittel aus etwa gleichen Teilen Wasser, (Maschen nach Tyler)

Natriumbichromat und Ferrinitrat enthält.

Nr. 10 (2,00 mm) zurück bleiben .. 4,5 °/₀

_2O Nr. 20 (0,84 mm) zurück bleiben .. 78,0 %

Nr. 40 (0,42 mm) zurück bleiben .. 97,0%

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gashaltige Nr. 60 (0,25 mm) zurück bleiben .. 99,7%

Sprengstoffmischungen, die Calziumnitrat enthalten.

Aus der USA.-Patentschnit 3 201 291 sind bereits Natürlich kann auch wasserfreies Calciumnitrat

Sprengstoffmischungen bekannt, die als Mittel zur 25 oder Calziumnitrat mit anderem Hydratgehalt verHerabsetzung des Erstarrungspunktes, also der Gelier- wendet werden. Unter den Arbeitsbedingungen liegt oder Kristallisationstcmperatur, Calciumnitrat ent- jedenfalls ein Teil des Calziumnitrats in fester, hydratihalten. Nach dieser Patentschrift können in den sierter Form vor.

Mischungen auch Brennstoffe verwendet werden, die Der Kohlenwasserstoff ist in Form einer homogenen

nicht mit Wasser mischbar sind, wie z. B. Dieselöl. 30 Dispersion von flüssigen Tröpfchen anwesend, die Ferner können bei nahezu ausgeglichener Sauerstoff- einen Durchmesser von etwa 0,01 mm oder weniger oilanz Ammoniumnitrat, Wasser und ein Quellmittel besitzen. Vorzugsweise weisen die dispergierten Kehlenanwesend sein. Die Sprengstoffmischung besteht Wasserstofftröpfchen eine Größe zwischen 5 und etwa hierbei aus einer wäßrigen Lösung der wasserlöslichen 5000 Ä auf.

Komponenten, in welcher die festen oder flüssigen, 35 Bei^r, .eie sind Benzol, Toluol und Xylole oder nicht mit Wasser mischbaren Komponenten dispergiert Erdöldestillate, wie Benzin, Petroleum und Dieselöl, sind. Als Verdickungsmittel verwendet man Guaran-

Die Erfindung betrifft nun eine gashaltige Spreng- gummi oder Stärke oder auch synthetische, anionische Stoffmischung auf der Basis von mindestens einem Heteropolysaccharid-Polymere.
anorganischen Nitrat, einem flüssigen Kohlenwasser- 40 Weiterhin dienen zur Herstellung des Sprengstoffstoff, geringen Mengen Wasser, einem Verdickungs- gemisches anorganische oxydierende Salze, wie Ammittel und Calziumnitrat. Sie ist dadurch gekenn- mon'umnitrat und Natriumnitrat, oder anorganische zeichnet, daß der Gehalt der Masse an Calziumnitrat Chlorate und Perchlorate, wL Natriumperchlorat. 20 bis 30 % der Gesamtmasse beträgt. Das Ammoniumnitrat kann granuliert oder geschmol-

Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, 45 zen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt daß Calziumnitrat in Mengen von 20 bis 30% in ein Teil des verwendeten Salzes in wäßriger Lösung, derartigen Sprengstoffmischungen als Emulgator für ein anderer Teil in fester Form vor.
den im Brennstoff enthaltenen flüssigen Kohlen- Die anorganischen Salze lieger, abgesehen vom

Wasserstoff wirkt. Dieser Effekt ist auch überraschend, Calziumnitrat, etwa in Mengen von 25 bis ^7S%, da nicht angenommen werden konnte, daß das 50 vorzugsweise etwa 60 bis 70 % der Masse vor.
anorganische Calziumnitrat als Emulgator für einen Die Brennstoffmenge wird so gewählt, daß der

flüssigen Kohlenwasserstoff in wäßriger Lösung dienen Sauerstoffgehalt der Sprengstoffmischung innerhalb könnte. eines Gebietes von -f-10% bis etwa —20% der

Die Verwendung von Calziumnitrat in Mengen von Sauerstoffbilanz liegt. Bevorzugte Mischungen ent-20 bis 30 % beschleunigt das Festwerden oder Erstarren 55 halten etwa 6 bis etwa 12% flüssigen Kohlenwasserdes Schlamms, nachdem dieser an Ort und Stelle stoff in emulgierter Form.

gebracht oder in das Sprengloch eingesetzt ist. Dabei Im allgemeinen wird eine Menge von 1 bis 10%,

wird eine Abtrennung und ein Absetzen suspendierter ,vorzugsweise 3 bis etwa $%, Wasser bsi der Her-Teilchen te ScWafflm verhindert, die Wasserbeständig- Stellung verwendet,' außerdem benutzt man etwa keit und Empfindlichkeit der Masse verbessert, indem 60 0,05 bis etwa 0,50%, vorzugsweise etwa 0,1%, eines ursprünglich eingefangene oder in anderer Weise in üblichen Verdickungsmittels. '

die Mischung einverleibte Gasblasen gegen Abwandern Ferner enthält die Sprengstoffmischung ein gas- j ,, oder Entweichen gesichert sind. Dabei enthalten die bildendes Mittel, wie Natriumnitrit, und ein Ver- »_> Massen vorzugsweise noch feste, feinverteilte Brenn- netzungsmittel, um eine Gelatinierung des}Verdiekungs- [ ' stoffe oder Sensibilisatoren, wie Aluminium, Gilsonit- 65 mittels zu bewirken. _t,j

Asphalt, Schwefel oder Trinitrotoluol. Die Gasbildungsmittel wie Natriumnitrit und Was- Λ^

Solche Massen haben eine außerordentliche Emp- serstoffperoxyd verwendet man in geringer Menge, Endlichkeit, sie können selbst bei verhältnismäßig beispielsweise etwa 0,01 bis etwa 0,2%, vorzugsweise *""^;