DE2605632C3

DE2605632C3 - Ammonsalpetersprengstoff

Info

Publication number: DE2605632C3
Application number: DE19762605632
Authority: DE
Inventors: Karl 4408 Duelmen Bernemann; Hartmut Dipl.-Chem. Preller; Raimund Dipl.-Chem. Dr. Schaap
Original assignee: WASAG-CHEMIE AG 4300 ESSEN
Current assignee: WASAG-CHEMIE AG 4300 ESSEN
Priority date: 1976-02-12
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2605632A1; DE2605632B2

Description

75 bis 90 % Ammonsalpeter einer Korngröße mindestens 50% kleiner als 100 μπι, 7 bis 10% Dinitrotoluol technisch,
1,5 bis 10 % Lackaluminium einer Teilchengröße von 99% kleiner als 160 μη und einer Wasserspreitung von 6000 bis 33 000 cnr/g, 0 bis 8,5 % Aluminiumfoliengrieß einer Korngröße kleiner als 500 μπι,

0,8 bis 1,5 % Kohlenstaub einer Korngröße kleiner als 150 am und
1,0 bis 3% Guarmehl.

2. Ammonsalpeter-SprengstofTgemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine SauerstofTbilanz von -8,0 bis+1,0%.

3. Ammonsalpeter-SprengstolT gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er bei Temperaturen bis zu -20°C mit einer 12-g-Nitropentasprengschnur ohne Einschluß detonierbar ist

4. Ammonsalpeter-SprengstolT gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Patronendichte von 1,05 bis 1,12 g/cm³.

Die Erfindung bezieht sich auf einen von explosiven Einzelbestandteilen freien, pulverformigen, patronier- so baren, zündempfindlichen, wasserfesten Ammonsalpeter-Sprengstoff mit Aluminium, Dinitrotoluol, Kohlenstaub und Guarmehl.

Ein von flüssigen Salpetersäureestern freier, pulverförmiger Ammonnitrat-Sprengstoffhoher Wasserfestig- j5 keit und einer Sprengstoffdichte von mindestens 1,2 g/cm³ ist aus der DE-OS 2116353 bekannt. Dieser enthält neben Ammonnitrat 1 bis 10% Dinitrotoluol, 5 bis 40 % Alkali- und/oder Erdalkalinitrat, 1 bis 12 % Sensibilisierungsmittel sowie 0,1 bis 0,8% hydrophobierende Mittel bzw. bis zu 7% wasserlösliche Quellmittel und als Sensibilisierungsmittel neben oder statt Aluminium- und/oder Magnesiumpulver Brisanzsprengstoffe. Die darin enthaltenen, grobkörnigen Alkali- oder/und Erdalkalinitrate dienen der Dichteerhöhung. Derartige Metallnitrate verbrennen jedoch nicht vollständig, sondern unter Hinterlassung von Metalloxiden. Die Beispiele dieser Druckschrift nennen als Sensibilisierungsmittel mindestens 4 % brisanter bis hochbrisanter Sprengstoffe. Zur Hydrophobierung dient das zwar nur in kleinen Mengen (0,5%) vorhandene Calciumstearat, das aber erfahrungsgemäß einige Sprengeigenschaften, wie Sensibilität und Detonationsübertragung, merklich herabsetzt.

Die DE-OS 2243192 beschreibt eine explosivstofffreie Sprengstoffzusammensetzung. Diese besitzt zwar hohe Dichte und Wasserfestigkeit, weist jedoch eine unzureichende Zündempfindlichkeit auf, wie unten näher ausgeführt wird.

Die Erfindung besitzt die Aufgabe, einen Sprengstoff vorzuschlagen, der nicht nur völlig frei von Explosivstoffen, sondern auch frei von Alkali- und Erdalkalinitraten und Stearaten ist und dennoch hohe Kältesensibilität sowie die erforderliche Eignung zur Verwendung in wasserführenden Bohrlöchern und keine _h-, schlechtere Leistung als brisanzsprengstoffhaltige Sprengstoffe besitzt.

Überraschenderweise konnte gefunden werden, daß sich durch optimale Bedingungen hinsichtlich der gewählten Komponenten, ihrer Anteile und besonders ihrer Partikelfeinheit Sprengstoffe großer Kältesensibilität, Wasserfestigkeit und Dichte hestellen lassen.

Erfindungsgemäß besteht ein solcher Sprengstoff aus 75 bis 90% Ammonsalpeter einer Korngröße von mindestens 50% kleiner als 100 μπι, 7 bis 10% Dinitrotoluol technisch, 1,5 bis 10% Lackaluminium einer Teilchengröße von 99% kleiner als 160 μπι und einer Was3erspreitung von 6000 bis 33000 cmVg, 0 bis 8,5% Aluminiumfoliengrieß kleiner als 500 μηι, 0,8 bis 1,5% Kohlenstaub einer Korngröße kleiner als 150 μπι und 1,0 bis 3% Guarmehl.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt die Sauerstoffbilanz des Sprengstoffs -8,0 bis + 1,0%.

Im erfindungsgemäßen Sprengstoff ist als einziges Oxydationsmittel Ammonsalpeter enthalten. Dieser setzt sich bei der Detonation vollständig in gasförmige Zerfallsprodukte um und trägt somit zur Erhöhung der spezifischen Energie bei.

Das Dinitrotoluol ist von technischer Qualität, d. h, es kann bis zu 40% andere aromatische Nitroverbindungen, wie Nitroxylole, sowie auch bicyclische Nitroverbindungen, z.B. Nitronaphthalin, enthalten. Vorzugsweise wird Dinitrotoluol mit einem Erstarrungspunkt von < 20⁰C verwendet.

Als Sensibilisator dient ausschließlich in bekannter Weise passiviertes Lackaluminium, welches gleichzeitig als Brennstoff wirkt. Bei der Auswahl der Qualität des Lackaluminiums wird die Naßsiebung nach DIN 53196 und die Wasserspreitung nach DIN 55923 zugrunde gelegt. Ein Teil des Lackaluminiums kann durch billigere andere Aluminium-Sorten, wie z.B. Foliengrieß, ersetzt sein.

Als weiterer Brennstoff, insbesondere aber als Lockerungsmittel zur Einstellung der Dichte und zur Einstellung der SauerstolTbilanz, findet Kohlenstaub Verwendung. Dieser Bestandteil besitzt gegenüber anderen festen organischen Brennstoffen, wie Holzmehl, Cellulose und Pllanzenmehl, keine kapillare Saugfähigkeit,

welche die Wasserfestigkeit des Sprengstoffe nachteilig beeinflussen würde.

Die Anwesenheit von Guannehl als Hydrokolloid in Sprengschlämmen ist bekannt. Auch ist es bekannt, Guarmehl in Kombination mit Stearaten als Hydrophobierungsmittel in pulverförmigen Sprengstoffen einzusetzen, um Wasserfestigkeit zu erreichen. Wider Erwarten wurde gefunden, daß Guarmehl in Zusammenwirken mit den erfindungsgemäßen Mengen an Dinitrotoluol und passiviertem Lackaluminium dem Sprengstoff auch ohne Zusatz von hydrophobierenden Stoffen eine genügend hohe Wasserfestigkeit verleiht

Der Sprengstoff nach der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß er bei Temperaturen bis zu -20⁰C mit einer ^-g-Nitropentasprengschnurohne Einschluß detonierbar ist. Somit ist der Sprengstoff für einen Einsatz im Winter hervorragend geeignet, wenn bei Lagerung, Transport oder vor Verwendung am Einsatzort erhebliche Kältegrade auftreten können. Pulverförmige Sprengstoffe, die frei von Explosivstoffen sind und dennoch ausreichende Kältesensibilität besitzen, sind bisher nicht beschrieben worden.

Nach einem anderen Merkmal besitzt der Sprengstoff eine Patronendichte von 1,05 bis 1,12 g/cm .

Die Erfindung wird durch die Beispiele 1 bis 3 (Tabelle I) erläutert. Die darin angegebenen Werte Tür die Wasserfestigkeit wurden an polyäthylenumhüllten Sprengpatronen (50 mm Durchmesser und 580 mm Länge) mit mehrfachen, 2 cm tiefen Längsschnitten, an die - der Praxis im Bohrloch entsprechend - eine 12-g-Nitropentasprengschnur angelegt wird, nach Sstündiger Lagerung in 20 cm Wassertiefe ermittelt. Daneben wurde die Wasserfestigkeit von papierumhüllten Sprengpatronen (30 mm Durchmesser, 125 mm Länge) nach den amtlichen Prüfvorschriften, d.h. als angeschnittene Ladesäule von 4 Patronen, die durch Sprengzünder gezündet werden, geprüft.

In Tabelle II sind Vergleichsbeispiele aufgeführt Das Beispiel 4 entspricht dem Beispiel 3 der eingangs erwähnten DE-OS 22 43 192. Der unter den gleichen Bedingungen wie die erfindungsgemäße Zusammensetzung geprüfte Sprengstoff wies zwar günstige Werte

ίο für Dichte, spezifische Energie und Wasserfestigkeit auf, zeigte aber trotz ähnlicher Zusammensetzung wie der Sprengstoff der Erfindung, dadurch, daß ¹Ii des Ammonsalpeters als Prills vorliegen, eine - nicht nur bei Minustemperaturen - ungenügende Zündempfindlichkeit In Spalte 4 dieser Druckschrift wird erwähnt, daß zur Zündung der Sprengstoffe dieser Entgegenhaltung trotz Stahlrohreinschluß eine Verstärkerladung benötigt wird.
Demgegenüber bedingen dieaufeinanderabgestimmten Feinheitsgrade der Komponenten im vorliegenden Sprengstoff die selbst bei -20^uC noch vorhandene Detonationsfähigkeit mit 12-g-Sprengschnur bei Patronen ohne Einschluß.
Die Beispiele 5, und 6 sind Variationen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. So ist in Beispiel 5 der Gehalt an Lackaluminium auf 1 % gesenkt worden. Dadurch resultierten eine unzureichende Wasserfestigkeit und eine verringerte Sensibilität. Die Zusammensetzung nach Beispiel 6 mit einem höheren Anteil an

jo Dinitrotoluol als erfindungsgemäß vorgesehen führte zu einer hohen Dichte und zu ungenügender Kältesensibilität.

Tabelle I

Ammonsalpeter, gemahlen 87,0%

(50%, <100μιπ)
Techn. Dinitrotoluol, flüssig
Lackaluminium
Aluminium-Foliengrieß
Guarmehl
Kohlenstaub

Technische Daten

O₂-WeIt (%)
Spez. Energie (mt/kg)
Patronendichte (g/cm³)
Detonation mit 12-g-Sprengschnur

a) bei Normaltemperatur

b) bei -20⁰C

Wasserfestigkeit

a) Palronendurchmesser 50 mm

b) Patronendurchmesser 30 mm
Übertragung, frei hängend,

Patronendurchmesser 30 mm

Bleiblockausbauchung (cm¹) 81,2%

79,0%

9,0%	10,0%	1,5%	8,0%
1,5%	6,0%	1,3%	2,0%
-	-	100,0%	8,0%
1,5%	-6,7	2,0%
1,0%	112	1,0%
100,0%	1,10	100,0%
+ 0,4	-8,0
104	116
1,08	1,12

gut	gut	gut
gut	gut	gut
2,5 cm	2,5 cm	3 cm

380

400

Tabelle 11 (Vergleichsbeispiele)

Ammonsalpeter-Prills (90%: 0,8 bis 2,5 mm, Rest<0,8mm)

Ammonsalpeter, gemahlen (50%<100|xm)

Techn. Dinilrotoluol, flüssig Lackaluminium Calciumslearat Guarmehl Kohlenstaub

Technische Daten

O₂-Wert (%) Spez. Energie (mt/kg) Patronendichte (g/cm³) Detonation mit 12-g-Sprengschnur

a) bei Normaltemperatur

b) bei -20 C

Wasserfestigkeit

a) Patronendurchmesser 50 mm

b) Patronendurchmesser 30 mm

Übertragung, frei hängend,

Patronendurchmesser 30 mm Bleiblockausbauchung (cm³)

55,5%	87,5%	—
31,0%	9,0%	83,5%
5,0%	1,0%	i2,0%
5,0%	-	2,0%
0,5%	1,5%	-
1,0%	1,0%	1,5%
2,0%	100,0%	1,0%
100,0%	+ 1,0	100,0%
-0,15	102	-4,0
111	1,08	107
1,10	1,15

gut	mangelhaft	gut
gut	mangelhaft	gut
nicht deton.	nicht deton.	gut

350

370

Claims

Patentansprüche:

1. Von explosiven Einzelbestandteilen freier, pulverförmiger, patronierbarer, zündempfindlicher, wasserfester Ammonsalpeisr-SprengstofTmit Aluminium, Dinitrotoluel, Kohlenstaub und Guarmehl, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung