DE1917321C3 - Ladungsanordnung - Google Patents

Description

4. Ladungsanordnung gemäß Anspruch3, da- worden (z.B. deutsche Patentschriften 10 72 526, durch gekennzeichnet, daß der detonierbare gela- 11 70 297). Der Vorteil derartiger Sprengmittel liegt tinierte Strang durch Hüllenmaterial und/oder 30 in deren ausgeprägter Unempfindlichkeit und AnUmspinnung geschützt ist. wendbarkeit in nichtpatronierter Form; sie werden

5. Ladungsanordnung gemäß den Ansprüchen 1 vielfach auf einem Pumpwagen erst kurz vor ihrer bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere An- Verwendung endgültig gemischt und über eine Pumpe regungsladungen parallel durch das Bohrloch ge- durch einen Schlauch in das Bohrloch gepumpt (z. B. führt sind. 35 USA.-Patentschrift 33 03 738).

6. Ladungsanordnung gemäß den Ansprüchen 1 Komponenten wie Trinitrotoluol und/oder Alumibis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die An- nium kommen als Bestandteile von Wettersprengregungsladung durch auf ihr angebrachte Ab- stoffen mit der oben geschilderten hohen Beansprustandselemente vor dem Befüllen des Bohrlochs chung auf Zündsicherheit gegenüber Methan-Luftmit dem schlammförmigen Wettersprengstoff an- 40 Gemischen nicht in Betracht, auch wenn ihre Wirknähernd zentral im Bohrloch gehalten ist. samkeit durch Gegenwart von Wasser in der Sprengstoffzusammensetzung etwas gemildert wird. Alle mit den genannten Komponenten zusammenhängenden

Reaktionen sind langkettig und daher auch lang-

45 dauernd. Es schien also so gut wir ausgeschlossen, die anwendungstechnischen Vorteile der Sprengmittel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsanord- auf Basis wäßriger Lösungen (Schlamm-Sprengstoffe, nung mit geometrisch getrennter Anregungs- und Slurries) auch für das Gebiet der Wettersprengstoffe Hauptladung, wobei eine oder mehrere Anregungs- nutzbar zu machen. Dies zu ermöglichen ist Aufgabe entladungen koaxial zur Hauptladung angeordnet 50 der Erfindung. Sie wurde gelöst, indem das am Beisind, spiel der Salzpaar-Sprengstoffe erläuterte Prinzip der

Sprengmittel, die in Kontakt mit entflammbaren »selektiven Detonation« auf schlammartige Spreng-Gasgemischen, besonders Methan-Luft-Gemischen, mittel in der Weise angewandt wird, daß man Ananwendbar sein sollen, müssen die Bedingung erfül- f mg und Folgereaktion geometrisch trennt. Die len, keine länger dauernden Reaktionsabläufe neben 55 Anregung geht bei den Salzpaar-Sprengstoifen von der eigentlich nur sehr kui7zeitigen Detonation auf- der Beimischung des sensibilisierenden Sprengöls aus. zuweisen. Bei den »klassischen« Wettersprengstoffen Bei wäßriger Bindung der Sprengstoffkomponenten unter Zusatz erheblicher Mengen Kochsalz hat man ist dies mit dem in Wasser praktisch unlöslichen neben der »Verdünnung« der Sprengwirkung und Sprengol nicht möglich, und die anderen erwähnten Herabsetzung der Detonationstemperatur vom »Ab- 60 Sensibilisierungsmittel sind, wie bereits bemerkt, in bruch der Kettenreaktion« gesprochen. Die modernen ihrem Reaktionsablauf zu langkettig.
Abbaumethoden, welche das Abtun großer Schuß- Bei der Lösung der Aufgabe wird daher die deto-

Serien in einem Zündgang, wenn auch unter zeitlicher native Anregung in das geometrische Zentrum des Steuerung durch Zeitzünder oder Millisekundenzün- Sprengvorgangs verlegt: in ein Ende von detonieder, erfordern, stellen erheblich höhere Anforderun- 65 render Schnur, welche für den detonativen Ablauf gen. Sie gipfeln in der Erfüllung des Prüftests im so- verantwortlich ist und die zur Arbeitsleistung nötige genannten Kantenmörser, bei dem in der Nut eines Folgereaktion auslöst. Diese Folgereaktion wird nun Stahlstücks mit quadrantenartiger Ausnehmung eine einem Schlamm-Sprengstoff im oben beschriebenen

Sinne zugeordnet, welche jedoch kein zusätzliches Sensibilisiennittel mehr enthält, um die Gefahr Langkettiger Folgereaktionen auszuschließen. Das so aufgebaute Sprengmittel ist daher kein »selbständiges« Sprengmittel mehr, es bedarf der laufenden Anregung durch die zentral durch die Ladung führende Sprengschnur. Der sicherbeitlict«; Vorteil der Salzpaar-Sprengstoffe durch die selektive Detonation findet sich bei dem geschilderten System aus anregender Mittel-Ladung (der Sprengschnur) und dem nicht selbständig detonierbaren schlammförmigen Füllstoff in ähnlicher Weise wieder. Befindet sich ein solches System ohne Einschluß, wie bei der Kantenprüfung, oder in einem durch einen vorhergehenden Schuß aufgerissenen Bohrloch (»Cutt off«), so detoniert nur die Mittel-Ladung. Der Schlammstoff wird nur mechanisch zerspritzt, obgleich er reaktionsfähige Komponenten wie Ammoniumnitrat enthalten kann. Berindet sich das System dagegen im Einschluß, wird der Schlammstoff unter Arbeitsleistung umgesetzt.

Ein Verfahren zum Zünden eines schlammartigen Sprengstoffes, bei dem ein oder mehrere »Procorebooster« verwendet werden, ist in der Zeitschrift IND. AND ENG. CHEM., 60 (1968), 48, beschrieben. Jeder »Procore-booster«, aber auch jeder andere Booster zündet einen — wenn auch schwer — detonierbaren Sprengstoff. Der Sprengstoff — in diesem Falle handelt es sich sogar um einen durch Trinitrotoluol sensibilisierten — detoniert anschließend auf beliebige Entfernung vom Booster weiter; somit liegt hier ein selbständiges Sprengmittel vor.

Bei den seit langem bekannten Mantelsprengstoffen (früher Wettersprengstoffe der Klasse II) ist ein sprengkräftiger Kern von einem wettersicheren Übertragungssprengstoff umgeben. Beide Komponenten sind also selbständige Sprengstoffe.

Erfindunpsgegenstand ist eine Ladungsanordnung mit geometrisch getrennter Anregungs- und Hauptladung, wobei eine oder mehrere Anregungsladungen koaxial zur Hauptladung angeordnet sind. Kennzeichnend ist, daß ein in ein Bohrloch geförderter, zur Umsetzung einer laufenden Anregung bedürfender schlammförmiger Wettersprengstoff aus wäßrigen Lösungen von Ammoniumnitrat und Natriumchlorid und gegebenenfalls hydroph :n Gelier- oder Weichmachungsmitteln als Hauptladi ng dient.

Die Ladungsanordnung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungsladung aus einer an sich bekannten Sprengschnur aus einer umsponnenen und wasserdicht umspritzten Schnur mit einer Seele aus einem hochbrisanten Sprengstoff, gegebenenfalls mit anorganischen Salzzusätzen, bestent.

Nach einem anderen Merkmal besteht die Anregungsladung aus einem detonierbaren gelatinierten Strang von etwa 3,5 mm Durchmesser aus Nitrocellulose, Nitroglycerin, Nitropenta und einem inerten Salz, wobei der detonierbare gelatinierte Strang durch Hüllenmaterial und oder Umspinnung geschützt ist.

Weitere Varianten der Erfindung beziehen sich darauf, daß mehrere Anregungsladungen parallel durch das Bohrloch geführt sind und daß die Anregungsladung durch auf ihr angebrachte Abstandselemente vor dem Befüllen des Bohrlochs mit dem schlammförmigen Wettersprengstoff annähernd zentral im Bohrloch gehalten ist.

Abgesehen von den dargelegten Vorteilen ist ein weiterer Vorzug der beschriebenen Ladungsanordnung darin zu sehen, daß der Übergang einer Detonation in eine Deflagration als ausgeschlossen gelten muß.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert, ohne jedoch auf diese begrenzt zu sein.

Beispiel 1

In eine Reihe von Bohrlöchern in einem Streb, welche zur Auflockerung der verspannten aastehenden Kohle bestimmt sind und eine Länge von je

xo 1,60 m aufweisen, werden 1,20 m lange Sprengschnurstücke einer wettersicheren Spezialschnur (mit einer Seele aus 80% Nitropenta und 20%Kochsalz der Korngröße von 50 bis 500 μ) geladen. Die Stücke sind mit je einem elektrischen Millisekundenzünder versehen.

Zur Bohrlochfüllung ist ein Salzgemisch, bestehend aus 70,0%Ammoniumnitrat-Prills, 20,7% Natriumchlorid, 9,0% Wasser und 0,3% Guarmehl vorgesehen.

ao Die sprengtechnische Prüfung dieses Salzgemisches — unter Verwendung einer Wasacord-Sprengschnur 80 20 als Anregungsladung — lieferte folgende Ergebnisse:

a) Bleibockausbauchung

Bei einer Füllung mit 42 g Substanz ( = 75 mm Füllhöhe in der Bleibockbohrung) — unter Verwendung einer Wasacord-Sprengschnur, bei Sandverdämmung und Zündung mit einer Kupferkapsel 8 — wird eine Ausbauchung von 410 cm³ erzielt.

b) Schlagwettersicherheit nach Klasse III

Das beschriebene Salzgemisch wird als 2 m lange Ladung (etwa 3000 g) im Polyäthylenschlauch

(Durchmesser 40 mm) unter Verwendung einer 2 m langen, zentrisch angeordneten Wasacord-Sprengschnur mit Kupferkapsel 8 initiiert. Bei einem Auftreffwinkel von 90 und 15 cm Wandabstand erweist sich das erfindungsgemäße Wettersprengmittel in

einem Methan-Luft-Gemisch 9,5 :90,5 als sicher.

c) Detonationsfähigkeit im Einschluß

In einem Eisenrohr (40 mm Durchmesser, 3 mm Wandstärke und 500 mm Länge) wird das beschriebene Salzgemisch mit einer zentrisch angeordneten Wasacord-Sprengschnur versehen. Bei Zündung mit einer Kupferkapsel 8 detoniert das Sprengmittel durch; das Eisenrohr wird dabei zerlegt.

Das wie beschrieben geprüfte Salzgemisch wird mittels Schlauch und Laderohr in die Bohrlöcher gefüllt, die dann mit Wasserbesatzampullen besetzt werden. Es wird aus dem Tiefsten gezündet. Nach Zündung tritt eine Sprengwirkung ein, welche etwa derjenigen entspricht, die mit patroniertem Wettersprengstoff der Klasse III erhalten wird.

Beispiel 2

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch eine Mischung aus 70% Ammoniumnitrat, 21%Natriumchlorid und 9% Wasser verwendet. Die in gleicher Weise und mit gleichen Mengen wie im Beispiel 1 durchgeführte sprengtechnische Prüfung lieferte eine Bleiblockausbauchung von 390 cm³; die Schlagwettersicherheit und die Detonationsfähigkeit im Einschluß entsprachen dem Ergebnis des Beispiels 1.

Die Herstellung der im Bohrloch benötigten Anregungsladung war wie folgt vorgenommen worden. In einer Pulverknete wird eine Mischung aus

18 Teilen Nitrocellulose (12,0 bis 12,8 Vo N) und 12 Teilen Nitroglyzerin unter Zusatz üblicher Lösungsmittel (Alkohol/Äther oder Aceton) hergestellt und in die entstandene Gallerte 45 Teile Nitropenta und 25 Teile Natriumchlorid einer bevorzugten Korngröße von 50 bis 500 μ eingetragen. Nach Homogenisieren in der Knete werden aus dem Knetgut in der Strangpresse gemäß üblichem Pulverherstellungsverfahren Pulverstränge geformt. Nach dem Trocknen werden diese Stränge mit ein oder zwei Einlauffolien umhüllt und in üblicher Weise mit Fäden umsponnen.

Die Zeichnungen erläutern das Wettersprengmittel gemäß der Erfindung, und zwar zeigt

F i g. 1 das Sprengmittel mit einer Anregungsladung,

Fig. 2 das Sprengmittel mit zwei Anregungsladungen und

F i g. 3 a die Abstandselemente in der Ansicht und F i g. 3 b in der Draufsicht.

Gemäß diesen Zeichnungen wird das Salzgemisch 1 mit einer oder mehreren Anregungsladungen 2, die gegebenenfalls durch Abstandselemente 3 zentrisch gehalten werden, und der Sprengkapsel 4 versehen. Das Bohrloch wird durch den Besatz 5 verschlossen.

Beispiel 3

Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch werden je Bohrloch zwei 1,20 m lange Sprengschnurstücke im Abstand von 2 mm zentrisch und parallel geladen; zur Füllung wird das gleiche Salzgemisch ίο wie im Beispiel 1 verwendet.

Prüfung des Salzgemisches mit doppelter Anregungsladung auf Schlagwettersicherheit nach Klasse III

Das Salzgemisch wird in einen 2 m langen PoIyäthylenschlauch (30 mm Durchmesser) gefüllt. Die Ladung enthält zwei parallel im Abstand von 2 mm zentrisch angeordnete 2 m lange Wasacord-Sprengschnüre.

Initiierung durch Kupferkapsel Nr. 8
ao Beim Prüfbeschuß im Kantenmörser (Auftreffwinkel 90°, Wandabstand 20 cm) wird ein Methan-Luft-Gemisch 9,5 :90,5 nicht gezündet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

V·.

Claims (3)

1. 2 m lange Patronenkette bei Abtun in höchstempfindlicher GasmischuBg (9,5 °/o CHJ keine Zündung er-

   Patentansprfiche: Beber Gasmiscfauog (9,5·/« CHJ keine Zündung er-

   ^H folgen darf. Bislang war die Erfüllung einer so hoch

   kennzeichnet, daß ein in ein Bohrloch ge- von Salzpaaren aus Natrium-bzw Kaliumnitrat und förderter, zur Umsetzung einer laufenden An- Ammoniumchlond beruht. Die Salzpaar-Umsetzung regung bedürfender schlammförmiger Wetter- io findet ahne Einschluß nur in geringem Umfang statt, sprengstoff aus wäßrigen Lösungen von Ohne Einschluß detoniert also nur das Sprengol. Der Ammoniumnitrat und Natriumchlorid und gege- ReaktionsabJauf ist extrem kurz. Liegt dagegen ein benenfalls hydrophüen Gelier- oder Weich- guter Einschluß in einem unverletzten Bohrloch vor, machungsmitteln als Hauptladung dient so besteht kein Kontakt mit dem zundfahigen Gas-
2. 2. Ladungsanordnung gemäß Anspruch 1, da- 15 gemisch, und die Salzpaarumsetzung kann gefahrlos durch gekennzeichnet, daß die Anregungsladung vollständig vor sich gehen. Dieser reaküonskmetische aus einer an sich bekannten Sprengschnur aus Verhalt ist als »selektive Detonation« bekanntgeumsponnener "rd wasserdicht umspritzter Schnur worden.

   mit einer Seele aus einem hochbrisanten Spreng- Andererseits sind in der letzten Zeit Sprengmittel

   stoff, gegebenenfalls mit anorganischen Salzzu- so bekanntgeworden, welche als wesentliche Komposätzen besteht. nente wäßrige Lösungen wirksamer Sprengstoff-
3. 3. Ladungsanordnung gemäß Anspruch 1, da- bestandteile, z.B. von Ammoniumnitrat, enthalten, durch gekennzeichnet, daß die Anregungsladung Solche Lösungen können weitere wirksame Bestandaus einem detonierbaren gelatinierten Strang von teile (weiteres Ammoniumnitrat oder andere Nitrate etwa 3,5 mm Durchmesser aus Nitrocellulose, as oder andere Oxydantien) und Sensibihs-ermittel ent-Nitroglycerin, Nitropenta und einem inerten Salz halten. In erster Linie sind bisher als Sensibilisierbesteht. mittel Trinitrotoluol und/oder Aluminium verwendet