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La présente invention est relative aux explosifs à oxygène liquide (ci-après désigrés sous l'abréviation EOL ) el, a irait, particulièrement 'ci la composition de la charge combustible de ces explasifs.
La demanderesse a déjà proposé, suivant sa demande de brevet Belge du 12 Novembre 1955, @lilisation d'empois sec d'amidon, provenant de préférence de tubercules plutôt que de grains, sous forme de poudre ou d'agglomérés obte nus par compression.
L'empois sec d'amidon permet d'obtenir une sécurité aux chocs très nettement supérieure à celle que procurent les explosifs à oxygène liquide utilisant les combustible:; générale- ment en usage, c'est-à-dire des déchets végétaux composés prin.- cipalement de sciures de bois, tourbes,etc... et des charbons divers, en particulier les noirs de fumée.
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Toutefois les amidons et a fortiori les empois u-ami- dons séchés et pulvérisés ou comprimés présentent l'inconvénient d'être beaucoup plus chers que les sciures et autres matières d'origine végétale en usage, tels que ourbes, pailles,etc..
Selon la présente @avention, la charge combustible d'un explosif à oxygène liquide est constituée en totalité ou en partie par les pulpes de végétaux, c'est-à-dire les parties les moins fibreuses de la plante, à forte proportion dthémicellu- @ es. La présente invention vise donc la mise en oeuvre, pour constituer la charge combustible d'un EOL, des pulpes de tous les végétaux desquels on tire les amidons et fécules, les grains et les sucres, telles plus particulièrement, la pulpe de pomme de terre et la pulpe de betterave.
Ces pulpes sont des sous-produits des industries d'ex- traction des amidons, fécules, sucres, etc.. Elles ont donc en général l'avantage d'être extraites avant tout processus chimiqui ce qui assure une grande constance de la pureté (pureté originel- le de la plante), ce qui est une caractéristique importante pour une fabrication d'explosifs.
Les essais de sensibilité aux chocs d'explosifs à oxygène liquide constitués avec de telles pulpes, ont fourni des résultats identiques à ceux déjà obtenus avec les empois secs de tubercules, qui ont été indiqués dans la demande de brevet précitée du Novembre 1955, c'est-à-dire que les pulpes four- nissent une sécurité aux chocs considérablement supérieure à celle que l'on obtient dans les EOL à base, soit de produits végétaux, tels que les sciures, actuellement utilisés dans les mines souterraines, soit de charbons (noirs de fumée, charbons végétaux,etc..).
Ces pulpes, résidus d'industries importantes, sont disponibles en tonnages considérables et à un prix relativement
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très bass de sorte que cette nouvelle catégorie de combustibles, destinée à la constitution d'EOL, réunit les avantages de haute sécurité aux chocs et de très bas prix de revient, ce qui consti- tue en la matière une nouveauté remarquable.
Il sera en outre exposé dans ce qui suit que les EOL, à base de pulpes sont susceptibles de présenter d'exceptionnelles qualités de brisance.
EXEMPLE I- On a préparé une cartouche dont la charge a été constituée de pulpe de pommes de terre séchée et pulvéri- sée, ayant la granulométrie ci-après : refus au tamis 30 - oe5 % " " 50 - 35 % " " 100 - 37,5 % " " 150 - 10 % - Densité d'ensachage - 460 grammes par litre correspondant à une d@@sité de chargement de 915 gr/litre, l'humidité contenue étant (le 10 à 15 %, le coefficient d'utilisation pratique de 1,52 environ. Ce coefficient correspond à une puissance volumétrique considérable, comparable à celle de la dynamite-gomme.
La cartou- che avait un diamètre extérieur de 35 mm, et une longueur de
300 mm; ces dimensions correspondent à un type de cartouche cou- ramment utilisé dans les mines souterraines. L'enveloppe de la cartouche était en papier ordinaire.
- Temps disponible entre sortie du bain d'oxygène liquide et moment du tir aux conditions stoechiométriques de la reaction de com@@stion totale : ll' 24" ; délai qui est largement suffisant en pratique minière habituelle.
- Dépense d'oxygène liquide, c'est-à-dire quantité LotaJe de liquide contenu dans la cartouche au moment de la sortie du bain de saturation :
825 grammes par litre -
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EXEMPLE II - En vue d'accroître la porosité de la pulpe de pomme de terre utilisée dans l'Exemple 1, on a provoqué sa dispersion par cuisson, selon une technique analogue à celle qui fournit l'empois d'amidon à partir de l'amidon cru.
Il y a lieu de ne pas perdre de vue que l'extraction de l'amidon de la pulpe porteuse est une opération entachée d'un rendement de l'ordre de 75 à 80 % seulement, de sorte que la cuisson dispersante de la pulpe-résidu permet en partie de donner à cette dernière les qualités de porosité de l'empois d'amidon.
On est ainsi arrivé, par cuisson, à réaliser une car- touche, identique comme dimensions et aspect, à celle de l'Exem- ple 1 et conduisant aux résultats suivants:
Densité de chargement - 808 gr/litre
Dépense d'oxygène liquide - 920 gr/litre
Temps disponible avant tir - 14t 8" l'accroissement du temps disponible de 11' 24" à 14' 8" entre l'Exemple T et l'Exemple II étant dû uniquement au traitement par dispersion de la pulpe d'origine.
EXEMPLE III- La pulpe de betterave a permis d'oble- nir desrésultats du même ordre que ceux observés dans les Exem pics 1 et II pour.cartouche de faible diamètre. Toutefois, la porosité étant moins élevée, on a été conduit à mélanger cette pulpe avec un corps plus absorbant, ce qui a été réalisé à titre d'exemple par un mélange de cette pulpe avec du carbonate de magnésie en poudre fine, dans les proportions pulpe - 82,5 % carbonate de magnésie - 17,5 %
Ce mélange, dans une cartouche de dimensions identi- ques à celle des Exemples 1 et II a permis d'observer les résul- tats suivants :
Densité de chargement actif au moment du tir - 840 gr/litre
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Dépense d'oxygène liquide - 825 gr/iitre
Temps disponible avant tir - 101 55"
On peut également Mélanger, par (,,3..(':'1;)le de la pulpe de betterave et de l'empois de fécule de pomme de terre, auxquels on ajoute 5 % en poids de carbonate de magnésie.
Ce mélange per- met d'obtenir une densité de chargement de plus de 1.000 gr/litre tout en disposant, avant tir, d'un temps de l'ordre de 12 minutes,
Le mélange qui. vient d'être cité est donc particuliè- rement intéressant, car il all.ie l'avantage d'une très forte den. site de chargement, de 25 à 30 % supérieure à celle qui est en usage dans les cartouches de mines couramment utilisées, aux autres qualités suivantes . dépense d'oxygène liquide de 950 gr/litre, soit 0,95 kg de liquide par kilo d'explosif, cequi est très faible; -prix avantageux de la pulpe entrant pour 50 % dans le poids total de l'explosif prêt à tirer ; - sécurité aux chocs beaucoup plus élevée que celle de toutes autres catégories d'EOL ;
- excellente brisance, donnant à l'appareil de Kast des écrase- menLs supérieurs de 15 % à ceux de l'acide picrique, c'est-à-dire du même ordre de grandeur que la dynamite-gomme,. La brisance est d'autant,, meilleure que la granulométrie est plus fine.
Pour résumer ce qui précède, on voit que l'utilisa- tion de pulpes, telles les pulpes de pomme de terre ou de bette- rave, permet de réaliser des cartouches de faible diamètre, c'est- à-dire 30 à 35 mm de diamètre, avec enveloppe du type courant en papier ordinaire, présentant par rapport aux cartouches similai- res actuellement en emploi dans les mines, les avantages suivants'
1 - Sécurité aux chocs considérablement plus élevée, l'éner- gie de choc admissible au coursdes essais entrepris ayant mon- tré que les pulpes peuvent absorber une énergie de 170 kgm sans
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,.i ". ,ilul", ql'" -, i tilti t':o v.l3s¯¯i I t 1(irlS égales par ailleurs-, Jus .-.-!')''s cuttr:,.n.:, rkt utilisées ne peuvent admettre qu'une élHr- tj 1 <1;
= 7 a II ) i i. 1.1 , 1"]. ïltrlsita de c!lU'(p"Lel1! de 800 à 1000 gr par litre,alors .'.j <.;; car! ouellé 0: CoülfJo':s,L;;::, de sciures de bois dépassent rarement 700 gi par litru.
'3"; EC01101llJ" Lee sensible de la dépense d'oxygène liquide, tlc.t l,Je 825 à 950 yrliitre ptoiir les pulpes non cuites, alors ,"- j > 1.5 .sciures exigent en général 1000 gr/Iilres ce qui re'pré- L'titc unc par kilo d'EOL une économie qui selon les cas repre- ,('n te 28 à 3.1 % de Ju dépense totale d'oxygène liquide.
3 1 i.¯ qualités de brisance très intéressantes. On sati <,J.' 1 ')'I:3iJIlCe d'un EOL varie selon le dosage exact d'oxygène 1 'lil je resent dans la cartouche au moment du tir. Avec les car- t.out:im, <<!uramment utilisées, la brisance maximum pour le dosage 1 11¯ir P:cCII11 Je (correspondant aux proportions stoechiométriques) <li"<:roit. de part et d'autre de ce maximum de façon extrêmement r,,!id". l n'est pas rare de con,!a.ter pour les noirs de fumée une 11;; r .r de 50 /; quand on passe du dosage 1 au dosage 1,1. , ce qui est un inconvénient très sérieux.
Les cartouches à base de pulpe ont fourni à l'appareil de Kasi des écrasements qui, très importants en valeur absolue. ont 1 1 J'vdl!tuçc remarriuable de présenter une très faible variation tIn:113t! le' dosage varie dans la zone pratiquement utilisée dans 1. l' i 1"F, CIC:3 l- il - d ire entre les valeurs 1 et 1.325 j ainsi qu'il l' C :; :- \1 l' ci t.'" expériences suivantes, effectuées avec l'appareil de E;l c 1 1 f, ''-!'"'' pu11't' de i.,:L\l:'l'(1\"(; '¯'1 empois de fécule de pommes de terre, en proposition 1/1 fournit un exemple typique des écra- sement eu 1:1C1 obtenus :
dosage 1,5 - 1,09 - 0,19 - 0,59 mm dosage 1,25 - 4,10 - 3,55 - 4,23
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dosage 1 - 4,42 4,25 4,61 dosage 0,9 - 3,73 - 3,75 - 3,92
La pulpe de,pommes de terre seule fournit au dosa- ge 1 un écrasement de 3,8 à 4 mm lequel baisse lentement pour être encore de 2,5 à 2,6 mm au dosage,1,5.
Il est donc possible, au mineur, en effectuant son tir à un temps donné, d'être certain d'avoir une efficacité voi- sine du maximum, malgré que toutes les cartouches n'aient pas toujours été extrailes du bain d'ovygène au même moment ce qui peut être le cas principalement dans le cas du tir en carrière, par grosses mines. ll y a lieu de noter que les valeurs de temps disponibles avant dir énumérées au cours des exemples cités plus haut ont trait à l'utilisation des cartouches en position voisine de 3'horizon taie.
Dans .la demande de brevet précitée du 12 Novembre 1955, il a été souligné la différence de comportement qui peut exister, pour.certaines matières constitutives des cartouches, suivant que ces cartouches étaient placées dans des trous de mines horizontaux ou verticaux.
Il y a lieu de préciser que les pulpes se révèlent comme ayant des qualités médiocres de retenue de l'oxygène li- quide en position verticale, de façon analogue, aux amidons et empois dérivés, étudiés dans, la demande de brevet rappelée ci- dessus du 12 Novembre 1955.
Les diverses solutions exposées dans ladite demande de brevet, destinées à accroître les facultés de retenue du liquide dans les cartouches après leur extraction du bain d'oxy- gène liquide, à savoir : - accroissement de la finesse de la poudre utilisée, - interposition, selon la verticale de plusieurs sépara- tions horizontales aussi imperméables que possible à l'oxygène liquide, par,exemple du papier; @
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h ;rJl (t.;i'I <.r " ¯¯¯ .1 ¯¯ ¯ .:.1:' par .LÜtt'reSSlJIl :3üi', :¯IY-...üt soit après i,nsé.chaye, sunt applicables -mx pulpes suivant la présente i.n nt iort,, t'oici des exemples non limitatifs des di&.positions préconisées ci-dessus : 1:XE'..ifJL.L 1 \i - L,.;
t*u;#1:e composée de pal ç>.. cie pommes de terre nen traitée,
Diamètre intérieur 60 mm
Longueur . 280 mm
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Densité de chargement ai:iii - 920 gr/litre Dépense d'oxygène liquide - 923 gr/litre
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'J".; fis disponible avant tir - 91 20"
Cettecartouche se compose de pulpe séchée et pal- vérisée, identique à celle utilisée dans l'exemple ? 1, avec interposition au cours de l'encartoucharge, tous les 50 mm. d'une séparation composée chaque fois de 3 rondelles de papier d'amiante ordinaire de 2/10 mm d'épaisseur.
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i?F.:1,'L.1;
V Même cartouche que <1;=1,à l'exemple IV, avec ics meutes séparations horizontales en papier d'amiante, mais dans laquelle la pulpe de pommes de terre constitue seulement 92 %
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du méinnge encartonchéj le solde soit 8 % étant du carbonate de n.t:;irtésiro Les résultats sont les suivants :
Densité de chargement - 846 gr/litre Dépende d'oxygène liquide- 930 gr/litre
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'iéi:>Ps disponible avant tir - 14t 3iltt EXE'.'PLF VI - Même csrtm;lre que dan::, le:-; <.i.einpJ,z:., JV et V, comme mats avec/matière combustible le mélange en parties égales de
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putp'-' d,' betterave et d"ei#;1>oi> de pommes de terre déjà cité précédemment :
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Densité de chargement : 1000 à 1050 gr/litre
Dépense d'oxygène liquide - 950 gr/litre
Temps disponible avant tir - 12' 6"
EXEMPLE VII - Cartouche identique à celle de l'exemple Vl avec comme unique modification l'adjonction de 5 % de carbonate de magnésie.
Le temps disponible avant tir passe à 13' 58"
Les mêmes données de base permettent de réaliser des cartouches de fort diamètre qui ont l'avantage de fournir une très longue durée pour le chargement en toute quiétude des grosses mines de carrières, le bourrage et la mise à feu.
Il a été constaté que des cartouches ayant un dia- mètre de 150 mm et une hauteur de 400 mm permettaient de dis- poser des temps suivants : a) matière identique à celle de l'exemple
Temps disponible 50' 42" b) matière identique à celle de l'exemple'VI :
Temps disponible 401 12"
Il y a encore lieu de noter que le perfectionnement consistant à fractionner le volume interne d'e la cartouche à l'aide de séparations aussi étanches que possible à l'oxygène liquide, telles par exemple les rondelles d'amiante citées plus haut, est susceptible de permettre également pour les cartouches placées horizontalement un gain notable dans la durée utile de la cartouche.
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