Bergsprengningskurs for geologer og kontrollingeniører rer Sprengstoffer, Tennmidler og Ladesystemer av Bjørn Petterson, Jan Vestre og Lars Meinseth
Bergsprengningskurs for geologer og kontrollingeniører rer Sprengstoffer Tennmidler Leveringsystemer
Sprengstoffer Definisjoner Sprengstoffer HMS (Helse Miljø Sikkerhet)
Sprengstoff -definisjoner Eksplosiv / sprengstoff-kjemisk forbindelse eller stoffblanding hvis reaksjon under egnede betingelser fører til eksplosjon / detonasjon. Eksempler: krutt, dynamitt, TNT etc Eksplosjon En kraftig kjemisk eller fysisk reaksjon som gir en ekstrem hurtig ekspansjon av gasser, vanligvis forbundet med frigjøring av varme. Eksempler: gasseksplosjon, krutt, pyrotekniske blandinger.
Sprengstoff -definisjoner Detonasjon -En eksplosiv reaksjon som forplanter seg gjennom et eksplosivt stoff med en hastighet som er større enn lydgjennomgangshastigheten i stoffet. Eksempler Dynamitter, Anfo, Emulsjonsprengstoffer etc. Detonasjonshastighet, VOD (velocity of detonation) m/s -Hastigheten som en detonasjon forplanter seg med gjennom et sprengstoff. ( 1500 7500 meter/sekund)
Sprengstoff -definisjoner Reaksjonssone Sjokkbølge Detonasjonsfront Ekspanderende gasser
Sprengstoff-definisjoner Densitet, (Tetthet, Egenvekt) D (kg/l eller g/cc) angir sprengstoffets vekt pr. volumenhet eller egenvekt. Eksempler: 0,7 1,65 kg/l Eksplosjonsenergi, E (MJ/kg) angir teoretisk beregnet kjemisk energi for et sprengstoff. Eksempler: 1,3 6 MJ/kg. ANFO med en energi på3,9 MJ/kg brukes ofte som en referansesatt til 100%
Sprengstoff-definisjoner Relativ vektstyrke (%) 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Anfo (0,90 g/cc) Emulsjon (1,26 g/cc) Dynamitt (1,45 g/cc)
Sprengstoff -definisjoner Gassvolum, V (l/kg) angir teoretisk beregnet gassvolum ved detonasjon av et gitt sprengstoff i liter pr. kg sprengstoff. Eksempler: 300 1000 l/kg Detonasjonstrykk, P (kbar) teoretisk beregnet trykk i detonasjonsfronten. Eksempler: 10 270 kbar
Sprengstoff -definisjoner Vannbestandighet angir sprengstoffets løslighet i vann. Ingen entydige definisjoner, men mer som : meget god, god, dårlig. Bulkstyrke er et mål for kjemisk energi pr. volumenhet. Regnes ofte som prosent av et kjent referansesprengstoff. ANFO brukes ofte som referanse og settes lik 100%.
Sprengstoff-definisjoner Relativ volumstyrke (%) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Anfo (0,90 g/cc) Emulsjon (1,26 g/cc) Dynamitt (1,45 g/cc)
Sprengstoff -definisjoner Kritisk diameter Angir minste diameter for kontinuerlig detonasjon i et gitt sprengstoff. Kan variere fra noen fåmm til flere cm.
Sprengstoff -definisjoner Kritisk tetthet, (kg/l ) angir øvre tetthetsgrense for et sprengstoffs funksjonalitet. Overskrides denne grensen vil sprengstoffet omsettes med sterkt redusert effekt eller ikke detonere i det heletatt. Kritisk tetthet for emulsjonssprengstoffer ligger påca 1,35 kg/l!!!
Sprengstoff Kritisk tetthet Målt Energi (%) Measured energy (%) 1 1 0,0 1 0 0,0 9 0,0 8 0,0 7 0,0 6 0,0 Measured energy (%) E n e r g y v s d e n s it y Energi vsdensitet M e a s u r e d e n e r g y Energy vs density Measured energy 110,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45 1,5 Density 1 1,0 5 1,1 1,1 5 1,2 1,2 5 1,3 1,3 5 1,4 1,4 5 1,5 Densitet D e n s y (g/cc)
Sprengstoff -Oksygenbalanse Positiv Oksygenbalanse ( for litefuel ): Dramatisk tap i Eksplosjonsenergi. Dramatisk økning påutvikling av nitrøse gasser, NO x Negativ oksygenbalanse ( for myefuel ): - Fare for åflegmatisere sprengstoffet. Dvs. gjøre sprengstoffet såufølsomt at det ikke lar seg initiere og detonere tilfredstillende. - Dramatisk økning på utvikling av karbonmonoksid, CO => Oksygenbalansen bør oftest være svakt negativ!
Sprengstoffer AnB Olje CH 26 AN Ikke eksplosiver halvfabrikata SME SSE HNO3 NH 3 Glykol Produksjon eksplosiver Patronerte produkter
Sprengstoffer -Nitroglyserinbaserte DYNAMITT Leveres i plastpølser og papirpatroner
Sprengstoffer -Nitroglyserinbaserte Dynamitt leveres ogsåplastrør med lengder opp til 1 m
Sprengstoffer Sprengstoffer -Nitroglyserinbaserte + Meget høy energi Høy tetthet God overføringsevne Meget god vannbestandighet Godt all round sprengstoff - Følsomt for slag og friksjon Giftig Sprenggasser som er giftige
Sprengstoff -ANFO ANFO: Ammonium Nitrate + Fuel Oil 94% ANPP ( Ammonium Nitrate Porous Prill) + 6% diesel (fuel oil)
Sprengstoff -ANFO Eksplosjonsenergi (Q) og det.hastighet (VOD) som funksjon av oljemengde i ANFO 900 800 Q OB=0 Q (cal/g) 700 600 VOD VOD (m/s)0 500 400 0 2 4 6 8 10 % Olje
Sprengstoff -ANFO ANFO + Meget godt all round sprengstoff + Høy sikkerhet + Velegnet for mekanisert lading + Billig - Dålig vannbestandighet - Giftige sprenggasser
Sprengstoff -Emulsjon Olje Emulgator Vann Prinsipiell fremstilling av emulsjon Fuel Hot spots AN Varm Oppløsning w/o emulsjon Gassing Klasse 5.1 Klasse 1.1
Sprengstoff -Emulsjon prengstoffkjemi-sprengstoffer Mikroskopbilde av en EMULSJON Oppløsningen er emulgert til små dråper på ca 1µm som ikke krystalliserer. Dråpene er beskyttet mot vanninntegning av en oljefilm.
Sprengstoff -Watergel Prinsipiell fremstilling av Watergel Olje Olje Hot spots Vann Gum AN Varm Oppløsning o/w emulsjon Gassing Klasse 5.1 Klasse 1.1
Sprengstoff -Emulsjoner Emulsjonsprengstoffer + Meget godt all round sprengstoff + Høy sikkerhet + HMS( Sprenggasser og miljø) + Velegnet for mekanisert lading + Kostnadseffektivt + Meget god vannbestandighet + Automatisk Topp-og Bunnladning (gasset produkt) - Kritisk tetthet kan overskrides i dype borhull - Logistikk / lagring ( pumping, rengjøring av tanker og øvrig utstyr)
Sprengstoff -Emulsjoner Gasset Emulsjon har Automatisk Topp- og Bunnladning 0,90 16 m pallhøyde 1,26
Sprengstoff -HMS Alle sprengstoffer er gjenstand for omfattende sikkerhetstester. Noen eksempler: BAM fallhammer BAM friksjonstest VOD Kritisk diameter Minimum booster Könen branntest GAP test Modified Vented Pipe Test
Sprengstoff -HMS BAM Fallhammer Lodd Steel tube Sprengstoff
Sprengstoff -HMS Uønskede reaksjoner: Utilsiktet gassereaksjon. F.eks hvis nitrittholdig gassereagens kommer i berøing med batterisyre eller andre syrer. Kraftig utvikling av nitrøse gasser (NO 2 ) Korrosjon. Ammoniumnitrat er sterkt korroderende. Bruk syrefast stål, aluminium eller plast. Kobber, messing og sink må ikke benyttes!!! Kobber kan danne eksplosive salter med ammonimnitrat!!!
Sprengstoff -HMS Spenggassmåling % Formørkelse liter gass/kg sprengstoff 12 10 8 6 4 2 0 Emulsjon Anfo 100 80 60 40 20 Sikt NO2 CO sikt
Sprengstoff -HMS Eksponering for CO gass: Administrativ norm for CO er på25 ppm som gjennomsnitt over en 8 timers arbeidsdag. Eksponering for høyere CO konsentrasjoner kan medføre kraftig hodepine og i verste fall døden.
Sprengstoff -HMS Eksponering for NO2 gass (rød gass): Administrativ norm for NO2 er på0,6 ppm som gjennomsnitt over en 8 timers arbeidsdag. Eksponering for høyere NO2 konsentrasjoner kan medføre lungeødem og mulig død. Ved eksponering for høyere NO2 konsentrasjon skal alltid lege konsulteres, da symptomer kan opptre mange timer etter eksponering.
Sprengstoff -HMS Brann i sprengstoff???
Brann i sprengstoff Evakuer området Sett ut vakter Forsøk ikke å slukke Fornuftig lagring reduserer faren for brann!