NO890429L - Fremgangsmaate for detonering av en soeyle av fenghettefoelsom gel, samt iniatormontasje og holder for denne. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder fagområdet sprengning med sprengstoffer. Mere spesielt gjelder oppfinnelsen en fremgangsmåte for detonering av en søyle av fenghettefølsomme sprengstoffer av emulsjons- og vann-gel-typen eller den pneumatisk ladde ANFO-typen, hvor sprengstoffladningen som befinner seg i et borehull, initieres fullstendig slik at ingen desensibili-sering av sprengstoffsøylen finner sted eller noen delvis forbrukt eller uforbrukt sprengstoff forblir i borehullet.

Oppfinnelsen omfatter også en initiatormontasje for bruk i fremgangsmåten og en støpt plastholder for bruk i nevnte montasj e.

Med tilkomsten av Nobels sikkerhetspulver eller dynamitt ble det tilveiebrakt en praktisk metode for skjerming av nitroglycerolets energi. Det var fortsatt et behov for en praktisk og sikker metode for initiering av den nyoppdagede dynamitten. Mens dynamitt vanligvis kunne detoneres i et begrenset rom ved hjelp av en gnist eller et rør med krutt, var disse metodene generelt ikke tilfredsstillende. Problemet ble løst ved hjelp av Nobels oppfinnelse av fenghetten. Han gjorde bruk av egenskapene hos primære sprengstoffer, som for eksempel kvikksølvfulminat, til å detonere ved oppvarming og deres evne til å detonere et andre sprengstoff, som for eksempel dynamitt, som er plassert nær inntil.

Konstruksjonen og bruken av fenghetter har forblitt i det vesentlige uforandret siden deres oppfinnelse av Nobel i slutten av 1860 og fenghetter, i en eller annen form, er fortsatt hovedanordningen ved hjelp av hvilken både følsomme og ikke-følsomme sprengstoffer initieres.

Som vist av C.H. Johansson og P.A. Persson i teksten "Detonics of High Explosives" (Academic Press, London and New York), sprer detoneringen av en fenghette metallfragmenter radialt fra dens sider og aksialt fremover fra enden av den hylse som inneholder basisladningen av sprengstoffet. Detoneringen av fenghetten gir således en høy energisjokkkraft radialt og fremover og viser liten detonering i retningen av den ikke-eksplosive enden av fenghettehylsen. Når en fenghette anvendes for å initiere en dynamittpatron, enten ved å plasseres nær dynamittpatronen eller ved å innføres i dynamittpatronen, behøver det tas lite hensyn til fenghettedetoneringens sjokk-virkning radialt og forover. Dette fordi følsomheten til nitroglycerolinnholdet i dynamitten normalt er tilstrekkelig til at dynamittpatronen, så snart den er initiert, oppnår meget raskt detonasjonshastighet i alle retninger langs patronens aksiale lengde. Et unntak kan være nitroglycerol-sensibiliserte, tillatte sprengstoffer hvor nitroglycerolinnholdet er minimert. En søyle dynamitt innestengt i et borehull kan initieres med en fenghette plassert midtveis på lengden av den innestengte ladningen, og når detoneres, initierer i sin tur fenghetten sentret av søylen av dynamittladningen, hvilken initiering gir full detonering av dynamittladningen i begge retninger bort fra fenghetten. Det induseres med andre ord tilstrekkelig kjemisk reaksjon umiddelbart nær den eksplosive enden av fenghetten, til at detoneringsbølgen inne i dynamittsøylen er selv-for-plantende i alle retninger. Selv i situasjoner der det ikke oppnås topp detonasjonshastighet i en dynamittsøyle, er det ikke desto mindre tilstrekkelig energifrigjøring til å forbruke i det vesentlige alt sprengstoff i borehullet uten å etterlate rester i hullet som kan utgjøre en farlig situasjon. Selve naturen ved dynamittsprengstoffer og deres evne til selv-forplantning ved lave energinivåer utgjør imidlertid en sikkerhetsfare, siden de på grunn av deres natur er meget følsomme for slag og friksjon og derfor må håndteres med ytterste forsiktighet.

I det siste er sprengstoffer av den følsomme nitroglycerol-typen erstattet i stor grad med slag- og friksjons-ufølsomme sprengstoffer av vann-gel- eller emulsjonstypene eller med ammoniumnitrat/brenselolje (ANFO)-sprengstoffer, som lades pneumatisk i borehull. Disse sistnevnte blandingene, som kan initieres med fenghetter, er motstandsdyktige mot initiering ved friksjon eller slag. På grunn av deres ufølsomhet oppstår det imidlertid vanskeligheter ved initiering av disse sprengstoffene for å vedlikeholde kraftig detonering langs søylen. Når de initieres med en fenghette, har en innestengt søyle av vann-gel- eller emulsjonssprengstoffer, spesielt med små diametere, en tendens til å forplantes med full detonasjon i hovedsak i retningen av den radiale/aksiale sjokkraft som avgis fra den eksplosive enden av fenghetten. Eventuelle sprengstoffer i søylen fjernt fra den radiale/aksiale enden av fenghetten kan generelt ikke vedlikeholde en full detonasjon og kan i noen tilfeller forbli uforbrukt i borehullet. Sprengstoffet fjernt fra den radiale/aksiale enden av fenghetten blir faktisk bare komprimert eller fortettet og gjøres således mer ufølsomt. I denne tilstanden er det fortettede sprengstoffet ikke i stand til å understøtte selvdetonering. Dette resulterende, uforbrukte sprengstoffet som blir igjen i den formasjon som skal bearbeides, utgjør en sikkerhetsfare i etterfølgende boreoperasjoner.

Det er foreslått at problemet med mangel på bakover initiering i fenghetter kan overvinnes ved å anvende fenghetter med øket styrke, det vil si ved å anordne en større eller kraftigere ladning av de konvensjonelle sprengstoffene inne i fenghettehylsen. Det kan imidlertid vises, at bruken av en slik fenghette med høyere styrke har en tendens til bare å øke varigheten av trykkpulsen i motsatt retning uten noen betydelig økning i pulsens intensitet. Denne virkningen tjener bare til å desensibilisere mere av sprengstoffene i borehullet og således forverre problemet.

Det er derfor ønskelig å tilveiebringe en fremgangsmåte for sprengning med fenghettefølsomme, vann-gel-, emulsjons- og ANFO-sprengstoffer med liten diameter for å tilveiebringe et initieringssystem hvorved det oppnås full detonasjon i alle retninger langs sprengstoffsøylen i borehullet.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for detonering av en søyle av fenghettefølsomme emulsjons-, vann-gel- eller pneumatisk ladede ANFO-sprengstoffer i et borehull slik at jevn forplantning av full detonasjon av sprengstoffene foregår i alle retninger samtidig.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en montasje av initieringsanordninger for bruk ved utførelse av denne fremgangsmåten, og det er ytteligere et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en anordning for hensiktsmessig å inneholde en rekke initiatorer som utgjør en slik montasje i det krevede, romlige forhold.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for detonering av en innestengt søyle av fenghettefølsomme, vann-gel-, emulsjons- eller pneumtisk ladede ANFO-sprengstoffer, hvilken fremgangsmåte omfatter å initiere sprengstoffsøylen på en måte slik at det tilveiebringes en vedvarende detonasjons-bølge av full styrke og med jevn hastighet fra initieringspunktet samtidig mot begge ender av søylen. Den krevede detoneringsbølgen kan tilveiebringes ved å initiere søylen ved hjelp av en montasje av fenghetter eller lignende initiatorer, som når de er initiert, avgir en detoneringsimpuls i lengde-retnigen langs sprengstoffkolonnen, samtidig i begge retninger.

En foretrukken initiatormontasje for utførelse av fremgangsmåten omfatter for eksempel to fenghetter som hver inneholder en tenningsladning av primært sprengstoffmateriale og en basisladning av sekundært sprengstoffmateriale, hvilke fenghetter er festet sammen ved siden av hverandre slik at basisladningsevnen for den første fenghetten er i en ende av montasjen og basisladningsenden for den andre fenghetten er i den motsatte enden av montasjen og tenningsladningene er sammenfallende over en del av montasjen slik at initiering av tenningsladningen av den første fenghetten forårsaker samtidig initiering av tenningsladningen i den andre fenghetten. Ved initiering av en av fenghettene i montasjen vil den nærliggende andre fenghetten bli detonert i det vesentlige samtidig og detoneringen av montasjen vil tilveiebringe nesten like og motsatte sjokk-krefter av initieringsenergi radialt og fremover i både nord- og sydretningene langs søylen.

Fenghettene i montasjen kan festes til hverandre, for eksempel ved hjelp av vanlig friksjonstape. Alternativt kan det konstrueres en støpt holder av plast eller lignende materiale for å holde fenghettene i nord/syd-kontakt ved siden av hverandre.

For å forstå fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og dens operasjon bedre, skal det henvises til de medfølgende tegningene og beskrivelsen i hvilken en utførelsesform av oppfinnelsen er beskrevet som et eksempel.

På tegningen viser:

Figur 1 et loddrett sidesnitt av en holderanordning for bruk ved utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, tilpasset til å holde to fenghetter på linje ved siden av hverandre og Figur 2 et tverrsnitt av holderen og fenghettene i figur 1, etter linjen A-A.

I figurene er deler som tilsvarer hverandre gitt de samme henvisningstall.

Tallet 1 på tegningene betegner en konvensjonell, elektrisk eller ikke-elektrisk forsinkelsesfenghette med en ytre metallhylse. Inne i hylsen er en basisladning 2 av sekundært spreng-stof fmateriale , for eksempel PETN, en tenningsladning 3 av primært sprengstoffmateriale, for eksempel blyazid og en forsinkelsesrad 4 som støter mot tenningsladningen 3. Fenghetten 1 er innført i en øvre i det vesentlige sylindrisk tunnel eller kammer 5 i en støpt plastbærer 6. Bæreren 6 som i den viste utførelsesformen, har en generell figur 8 figurasjon når den ses i tverrsnitt, omfatter nevnte øvre kammer eller tunnel 5 og lignende nedre kammer eller tunnel 7, som i bruk inneholder en modifisert fenghette eller initiator 8. Initiatoren 8 omfatter en metallhylse 9 inneholdende en basisladning 10 av for eksempel PETN og en tenningsladning 11 av for eksempel blyazid. Resten av det indre av hylsen 9 er opptatt av en plast- eller gummikork 12. Initiatoren 8 er innført i nedre tunnel eller kammer 7 slik at dens basisladning 10 er ytterst, det vil si at basisladningen 10 peker i en "nordlig" retning, mens basisladningen i fenghetten 1 inne i tunnelen 5 er innført slik at dens basisladning 2 peker i en "sydlig" retning. Den støpte plastbeholderen 6 kan fordelaktig være konstruert slik at den har en spiss endedel 13, hvilken endedel hjelper til ved inntrengning i en pakning inneholdende et vann-gel- eller emulsjonssprengstoff og muliggjør nær kontakt mellom montasjen og sprengstoffmaterialet i pakningen.

I bruk på feltet, hvor for eksempel et borehull med en dybde på ca. 3 meter og en diameter på 5 cm skal detoneres, kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes som følger. Pakkede emulsjonssprengstoffpatroner med en ytre diameter på ca. 5 cm innføres først i borehullet inntil borehullet er omtrent halvfylt med sprengstoff. En enkelt sprengstoffpatron kan så prepareres ved å innføre i den fenghettebæreren inneholdende fenghettene 1 og 8 som vist i figur 1. Til fenghetten 1 er det festet enten elektriske ledningstråder eller en ikke-elektrisk intsieringslunte med tilstrekkelig lengde til å nå borehull-åpningen. Den således tennladede patronen innføres i borehullet inntil den kommer i kontakt med det allerede halvfylte sprengstoffet i hullet. Resten av borehullet kan så fylles med flere sprengstoffpatroner med 5 ems diameter og åpningen av borehullet stenges slik det er vanlig på fagområdet. Ved detonering av fenghetten 1 inntrer det i det vesentlige samtidig detonering av fenghetten 8. Energien fra fenghetten 1 rettes i det vesentlige nedover mot bunnen av borehullet, mens energien fra fenghetten 8 rettes i det vesentlige oppover mot åpningen av borehullet. Sprengstoffladningen i borehullet initieres således samtidig med en høy hastighetsgrad i alle retninger, hvorved det oppnås et maksimalt utbytte av sprengstoffenergi og en minimal rest av ueksplodert materiale i borehullet.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for detonering av en søyle av fenghette-følsomme vann-gel-, emulsjons- eller pneumatisk ladete ANFO-sprengstoffer, karakterisert ved at spreng-stoffsøylen initieres slik at det tilveiebringes en vedvarende detonasjonsbølge av full styrke og jevn hastighet i søylen fra initieringspunktet i det vesentlige samtidig mot begge ender av søylen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en rekke initiatorer (1,8) plasseres på et punkt inne i søylen, hvilke initiatorer (1,8) er orientert i forskjellige retninger, og at initiatorene (1,8) detoneres i det vesentlige samtidig, slik at en detoneringsimpuls avgis i lengderetningen langs sprengstoffsøylen i det vesentlige samtidig i begge lengderetningene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at initiatorene omfatter minst to fenghetter (1,8), som hver inneholder en tennladning (3,11) av primært sprengstoffmateriale og en basisladning (2,10) av sekundært sprengstoffmateriale, tett inntil hverandre og orientert i motsatte retninger langs søylens lengdeakse, slik at initiering av en av fenghettene (1) forårsaker i det vesentlige samtidig detonasjon av den andre av fenghettene (8).

4. Fremgangsmåte ifølge krav3 , karakterisert ved at fenghettene (1,8) er festet til hverandre side-om-side for å danne en initiatormontasje, slik at basisladningsenden i den første fenghetten (1) er i den ene enden av montasjen og basisladningsenden i den andre fenghetten (8) er i den motsatte enden av montasjen og tennladningen (3,11) er sammenstøtende over en del av montasjens lengde slik at initiering av tennladningen (3) i den første fenghetten (1) forårsaker i det vesentlige samtidig initiering av tennladningen i den andre fenghetten (8).

5. Initiatormontasje som er egnet for bruk i fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter to fenghetter (1,8) som hver inneholder en tennladning (3,11) av primært sprengstoffmateriale og en basisladning (2,10) av sekundært sprengstoffmateriale, hvilke fenghetter (1,8) er festet til hverandre side-om-side slik at basisladningsenden i den første fenghetten (1) er i den ene enden av montasjen og basisladningsenden i den andre fenghetten (8) er i den motsatte enden av montasjen og tennladningene (3,11) er sammenstøtende over en del av lengden av montasjen slik at initiering av tennladningen (3) i den første fenghetten (1) forårsaker i det vesentlige samtidig initiering av tennladningen i den andre fenghetten.

6. Montasje ifølge krav 5, karakterisert ved at den omfatter en forsink-elses fenghette (1) og en øyeblikkelig fenghette (8).

7. Montasje ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at de to fenghettene (1,8) er festet til hverandre i motsatt orientert kontakt ved hjelp av tape.

8. Montasje ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at de to fenghettene (1,8) er festet til hverandre i motsatt orientert kontakt ved hjelp av en støpt plastholder (6).

9. Støpt plastholder (6) for montasjen ifølge krav 8, karakterisert ved at den omfatter en plasthylse formet med to paralelle, sylindriske kommuniserende kammere (5,7) som kan holde sylindriske fenghetter (1,8) i sideveis, motsatt orientert kontakt hvilke kammere (5,7) er utstyrt med midler for å lokalisere fenghettene slik at tennladninger (3,11) i fenghettene (1,8) sammenstøter over en del av sin lengde.

10. Holder (6) ifølge krav 9, karakterisert ved at midlene for lokalisering av fenghettene er kammerendelukninger som er formet integrert med hylsen, hvilke kammere (5,7) er anordnet i avstand fra hverandre i lengderetningen slik det er nødvendig for å lokalisere fenghettene (1,8) i det krevede forhold når de innføres i kammerene (5,7) med endene av fenghettene (1,8) støtende mot de respektive kammerendelukningene.