1 Anvendelse av en sensibiliseringssammensetning for et eksplosiv BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN [0001] Denne oppfinnelsen vedrører generelt en sensibiliseringssammensetning for anvendelse med slurry- og emulsjonssprengstoff (heretter kollektivt omtalt som eksplosiver) for å muliggjøre sensibilisering gjennom densitetsreduksjon. [0002] Betegnelsen "basisemulsjon" anvendes for å henvise til en vann-i-oljeemulsjon omfattende en uorganisk oksideringsmiddelsalt-løsning, for eksempel ammoniumnitrat, som en diskontinuerlig fase og et organisk brennstoff som en kontinuerlig fase. [0003] En basisemulsjonskomponent i et emulsjonssprengstoff har typisk en densitet i et område fra 1,3 til 14 g/cm 3. Ved disse densitetene er ikke basisemulsjonen "tenner-/fenghettefølsom", dvs. at den er for kompakt, og derfor for ufølsom, til å utløses til å eksplodere av tennimpulsen som skapes av en fenghette/tenner. [0004] For å sensibilisere basisemulsjonen, til en tenner-/fenghettefølsom sammensetning, blir et densitetsreduserende middel tilsatt for å redusere densiteten, typisk til innenfor et område fra 0,9 til 1,1 g/cm 3. [000] Et densitetsreduserende middel kan være et kjemisk middel, for eksempel natriumnitritt, som reagerer kjemisk med basisemulsjonen og genererer densitetsreduserende gassbobler, det kan være et mekanisk middel, så som en hul eller massiv mikrokule, eller det kan være en kombinasjon av et kjemisk og et mekanisk middel. [0006] Et eksempel på mikrokuler som anvendes i forbindelse med densitetsreduksjon er mikroballonger innkapslet i isobutanplast, hver med en partikkeldiameter i området -0 μm. [0007] Mikrokuler har en fordel, fremfor gassbobler dannet av et kjemisk middel, i at de ikke koaleserer og med det reduserer emulsjonens følsomhet, og deres densitetsreduserende virkning kan predikeres mer nøyaktig som følge av deres forholdsvis regulære enhetsdimensjoner. Denne fordelen reduseres imidlertid noe av vanskelig håndtering, som følge av deres lille partikkelstørrelse. Mikrokulene kan således lett bli luftbårne og med det skape et støvproblem, som forverres nede i undergrunnen, og irritere luftveiene. [0008] Oppfinnelsen løser i det minste delvis de ovennevnte problemer. 3 SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN [0009] Betegnelsene "surfaktant" og "emulgator" (i det følgende anvendes betegnelsene om hverandre) anvendes for å beskrive en organisk forbindelse som
2 3 fremviser amfibiske trekk, dvs. har både hydrofobe og hydrofile egenskaper, noe som setter en surfaktantforbindelse i stand til å skape en grenseflate mellom en hydrofob organisk forbindelse og en vandig løsning og med det danne en emulsjon. [00] Oppfinnelsen tilveiebringer anvendelse av en sensibiliseringssammensetning for å sensibilisere en basisemulsjon som inkluderer en bæreremulsjon, av et flytende, ikke-polart organisk brennstoff, en surfaktant og en vandig løsning, og et flertall mikrokuler suspendert i bæreremulsjonen. Sensibiliseringssammensetninger som anvender gassdannende midler (gassing agents) er kjent fra WO 08/026124 og WO 89/02881. [0011] Det organiske brennstoffet kan være en mineralolje, en vegetabilsk olje eller en voks. [0012] Surfaktanten kan være et hvilket som helst passende surfaktant, for eksempel en SMO-(Sorbitane Mono Oleate)-basert eller PIBSA-(PolyIsoButylene Succinic Anhydride)-basert surfaktant. [0013] Den vandige løsningen kan inkludere én eller flere forbindelser valgt fra en gruppe av uorganiske salter bestående av ammonium-, alkali- og jordalkalimetallnitrater, -klorater og -perklorater og en gruppe av organiske forbindelser bestående av organiske nitrater, for eksempel MMAN (monomethyl ammonium nitrate) og organiske klorider. [0014] Den vandige løsningen kan inneholde i hvert fall kalsiumnitrat. Fortrinnsvis er den vandige løsningen en løsning av kalsiumnitrat og et perkloratsalt, for eksempel natriumperklorat. [00] Sensibiliseringssammensetningen kan inneholde følgende bestanddeler i følgende konsentrasjonsområder: (a) kalsiumnitrat: 40-80 % (m/m); (b) vann: - 4 % (m/m); og (c) bæreremulsjon og surfaktant: 4 - % (m/m). [0016] Mikrokulene kan være enten massive, for eksempel polystyrenkuler eller perler av vermikulitt, eller hule, for eksempel gassfylte mikroballonger av glass, plast, et harpiksholdig materiale eller et karbonholdig materiale. Fortrinnsvis er mikrokulene isobutanfylte plast-mikroballonger av typen som produseres av Akzo Nobel. [0017] Mikrokulene kan forefinnes i sensibiliseringssammensetningen i en andel på fra 0,% - %. Fortrinnsvis er andelen fra 1 % - 4 % (m/m). Mer foretrukket omfattes 2 % (m/m) av sensibiliseringssammensetningen av mikrokuler. [0018] Mikrokulenes gjennomsnittsdiameter kan være i området -160μm. Fortrinnsvis er variasjonsområdet 60-80μm.
3 [0019] Sensibiliseringssammensetningens densitet kan være i området fra 0,3 til 1,0 g/cm 3. [00] Eventuelt kan sensibiliseringssammensetningen inneholde et kjemisk gassdannende middel, for eksempel natriumnitritt, for å skape gassbobler i sammensetningen som supplerer mikrokulenes funksjon. [0021] Oppfinnelsen tilveiebringer videre en fremgangsmåte for fremstilling av en eksplosiv sammensetning, som inkluderer de trinn å: (a) tilveiebringe en basisemulsjon; (b) tilveiebringe en sensibiliseringssammensetning som inkluderer en bæreremulsjon, av et flytende, ikke-polart organisk brennstoff, en surfaktant og en vandig løsning, og et flertall mikrokuler suspendert i bæreremulsjonen; og (c) blande basisemulsjonen med sensibiliseringssammensetningen i et respektivt masseforhold i området fra 90: til 0: 0 for å danne den eksplosive sammensetningen. [0022] Betegnelsen "eksplosiv sammensetning" anvendes i det følgende for å henvise til en sammensetning som har blitt fortynnet til innenfor et densitetsområde fra 0,4-1,3 g/cm 3, og således er sensibilisert til å detonere når den initieres, enten av en tennladning eller en fenghette/tenner. [0023] Basisemulsjonen kan ha en densitet på over 1,28 g/cm 3. [0024] Fortrinnsvis er masseforholdet mellom basisemulsjon og sensibiliseringssammensetning 80:. [00] Det organiske brennstoffet i basisemulsjonen og det organiske brennstoffet i sensibiliseringssammensetningen kan være det samme. [0026] Fortrinnsvis inkluderer den uorganiske oksiderende salt-løsningen i basisemulsjonen ammoniumnitrat (AN), mens den vandige løsningen i sensibiliseringssammensetningen inkluderer minst ett salt eller én forbindelse fra følgende: et ammonium-, alkali- eller jordalkalimetall-nitrat, -klorat eller -perklorat, et organisk nitrat og en organisk klorid. [0027] Fortrinnsvis inkluderer den vandige løsningen kalsiumnitrat. AN kan utelates fra den vandige løsningen for å gjøre løsningen termodynamisk stabil relativt basisemulsjonen. 3 KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGEN [0028] Oppfinnelsen vil bli beskrevet nærmere kun som et eksempel med støtte i den vedlagte tegningen, som skjematisk illustrerer prosesstrinnene ved fremstilling av en eksplisov blanding fra kombinasjonen av en basisemulsjon og en sensibiliseringssammensetning som er i samsvar med foreliggende oppfinnelse.
4 BESKRIVELSE AV FORETRUKKET UTFØRELSESFORM [0029] Med henvisning til figur 1 blir en eksplosiv blanding fremstilt fra en kombinasjon av en basisemulsjon 12 og en sensibiliseringssammensetning 14 som er i samsvar med foreliggende oppfinnelse. [00] Basisemulsjonen 12, som definert generelt over, kan være en hvilken som helst kombinasjon av en uorganisk oksideringsmiddelsalt-løsning 16 og et organisk brennstoff 18, med en densitet i området fra 1,3 til 1,4 g/cm 3, emulgert med en passende emulgator. [0031] Sensibiliseringssammensetningen 14 omfatter en bæreremulsjon 22 med en brennstoff-fase 24 og en vandig fase 26 til hvilken det er tilsatt mikroballonger 28 av plast eller glass. [0032] Brennstoff-fasen 24 er en blanding av et organisk hydrokarbonbrensel, for eksempel en mineralolje, og surfaktant 32, så som PIBSA og/eller SMO. [0033] Den vandige fasen 26 er en vandig løsning av kalsiumnitrat. Eventuelt kan et annet oksideringsmiddelsalt, for eksempel natriumperklorat, innlemmes i den vandige løsningen. [0034] Sensibiliseringssammensetningen 14 inneholder følgende bestanddeler i de følgende konsentrasjoner: (a) kalsiumnitrat: 64 % (m/m); (b) vann: % (m/m); (c) brennstoff-fase: 14 % (m/m); og (d) mikroballonger: 2 % (m/m). [003] Sensibiliseringssammensetningen 14 blandes med basisemulsjonen 12, in situ, i et masseforhold (sensibiliseringssammensetning til basisemulsjon) på :80, for å fremstille en eksplosiv blanding som har en densitet innenfor området 0,9 til 1,1 g/cm 3.
P a t e n t k r a v 1. Anvendelse av en sammensetning i form av en emulsjon som inneholder følgende bestanddeler i de følgende konsentrasjonsområder: (a) kalsiumnitrat: 40-80 % (m/m); (b) vann: - 4 % (m/m); (c) flytende, ikke-polart organisk brennstoff og surfaktant: 4 - % (m/m); (d) mikrokuler: 0, % (m/m); idet (a) og (b) er tilstede som en vandig løsning og har en densitet i området 0,3 til 1,0 g/cm 3 som en sensibiliseringssammensetning for å sensibilisere en basisemulsjon omfattende en vann-i-olje-emulsjon omfattende en uorganisk oksideringsmiddelsalt-løsning som en diskontinuerlig fase og et organisk brennstoff som en kontinuerlig fase. 2. Anvendelse ifølge krav 1, hvor det organiske brennstoffet er en mineralolje, en vegetabilsk olje eller en voks. 3. Anvendelse ifølge krav 1 eller 2, hvor surfaktanten er en sorbitanmonooleat- (SMO)-basert eller polyisobutylen-ravsyreanhydrid-(pibsa)-basert surfaktant. 4. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, hvor den vandige løsningen inkluderer, i tillegg til kalsiumnitrat, én eller flere forbindelser valgt fra en gruppe av uorganiske salter bestående av ammonium-, alkali- og jordalkalimetallnitrater, -klorater og -perklorater og en gruppe av organiske forbindelser bestående av organiske nitrater og organiske klorider.. Anvendelse ifølge krav 4, hvor den vandige løsningen inkluderer en løsning av kalsiumnitrat og et perkloratsalt. 6. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til, hvor mikrokulene er enten massive eller hule. 7. Anvendelse ifølge krav 6, hvor de massive mikrokulene er polystyrenkuler eller perler av vermikulitt. 3 8. Anvendelse ifølge krav 6, hvor de hule mikrokulene er gassfylte mikroballonger av glass, plast eller et harpiksholdig eller karbonholdig materiale.
6 9. Anvendelse ifølge krav 8, hvor mikrokulene er isobutanfylte mikroballonger av plast.. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, hvor mikrokulenes gjennomsnittsdiameter er i området -160μm. 11. Fremgangsmåte for fremstilling av en eksplosiv sammensetning, omfattende de trinn å: (a) tilveiebringe en basisemulsjon; (b) tilveiebringe en sensibiliseringssammensetning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til ; og (c) blande basisemulsjonen med sensibiliseringssammensetningen i et respektivt masseforhold i området 90: til 0:0 for å danne den eksplosive sammensetningen. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor basisemulsjonen har en densitet på over 1,28 g/cm 3. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, hvor masseforholdet mellom basisemulsjon og sensibiliseringssammensetning er 80:. 14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 11 til 13, hvor basisemulsjonen inkluderer ammoniumnitrat (AN) og den vandige løsningen i sensibiliseringssammensetningen inkluderer kalsiumnitrat.
7