Ein derartiger Sprengstoff gehört zu den Ammonsalpetersprengstoffen. Dabei handelt es sich um handhabungssichere Gemische aus granuliertem Ammoniumnitrat als Oxidationsmittel und Kohlenstoffverbindungen als Brennstoff. Sie finden vorwiegend als Gesteinssprengstoffe Verwendung. Ein bekanntes Beispiel für gattungsgemäße Sprengstoffe sind sog. ANFO-Sprengstoffe. Die geläufige Kurzbezeichnung ANFO steht für engl."ammonium nitrate plus fuel oil". Diese Sprengstoffe enthalten im Ammoniumnitrat- Granulat, den sogenannten Prills, absorbierte flüssige Kohlenstoffverbindungen als Brennstoff. Ferner wird ein Emulgator benötigt, um zu verhindern, daß sich z. B.

Mineralöl und Ammoniumnitrat z. B. unter Feuchtigkeitseinfluß entmischen. Sie können ferner übliche Zusätze wie Quellmittel u. dgl enthalten. Ihre Vorzüge liegen in ihrer Handhabungssicherheit und damit in der problemlosen Beladung von Bohrlöchern und ihrem gleichförmigen Sprengverhalten. Ihr größter Nachteil, z. B. gegenüber Dynamit, ist die geringere Sprengkraft und Sensibilität. Will man dichtes Gestein mit herkömmlichem ANFO-Sprengstoff sprengen, muß man mehr Bohrlöcher setzen und diese u. U. stärker beladen. Das bedeutet höheren Aufwand und höhere Kosten.

Man kann natürlich auch Sensibilisatoren zusetzen, um diese Nachteile auszugleichen. Es ist bekannt, z. B.

Emulsionssprengstoffen oder Sprengschlämmen gebundenen Sauerstoff beizumischen, zum Beispiel in Form von Wasserstoffperoxid. Das Gas muß dann erst aus der chemischen Verbindung freigesetzt werden.

Es ist auch bekannt, Gas zum Beispiel in kleine Glaskügelchen oder Mikrohohlkugeln einzuschließen und diese dem Sprengstoff beizumischen. Zwar wird bei der Explosion das Gas aus den Kügelchen frei, jedoch stellen die Kügelchen einen Ballaststoff dar, der weder verbrennt noch die Explosion unterstützt noch sonstwie förderlich ist.

Ferner ist bekannt, Gas in Epoxidstoffe einzuschließen. Bei der Explosion verbrennt der Epcxidstoff und erzeugt somit (anders als beim Glas) keine Rückstände.

Dabei handelt es sich jedoch um Spezialchemikalien oder Spezialanfertigungen, die entsprechend teuer sind.

Ein gattungsgemäßer Sprengstoff ist aus der britischen Patentschrift 1 440 038 bekannt. Er enthält als Brennstoff 1-17 Gew. % Nitropropan und 1-17 Gew. % eines Alkanols mit 1 bis 5 C-Atomen. Der Gesamtgehalt an diesen beiden Stoffen beträgt 10-18 Gew. o. Mit diesem Sprengstoff kann man eine Ladedichte von 1, 1 bis 1, 55 g/cm3 erreichen. Er weist zwar befriedigende Sprengeigenschaften auf, ist jedoch relativ kostspielig, und die Komponenten sind hinsichtlich ihrer Sauerstoffbilanz schwierig zu dosieren.

Ein weiterer Sprengstoff ist aus der französischen Patentschrift 2 135 224 bekannt. Es handelt sich dabei um einen wasserhaltigen Sprengstoff, dessen Sensibilität durch den Zusatz von Schwermetallsalzen oder Schwermetalloxiden in der Größenordnung von 0, 1 bis 5 Gew. k bezogen auf das Gewicht der Emulsion erhöht ist. Geeignete Zusatzstoffe sind z. B. Chloride, Nitrate, Chlorite, Sulfite, Chrom-, Eisen-, Kobalt-, Nickel-oder Kupferoxide und Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Bestandteile. Nachteilig daran ist, daß dieser Sprengstoff immer noch eine relativ geringe Detonationsgeschwindigkeit von 2. 400 bis 2. 800 m/s bei Ladedichten von 0, 78 bis 0, 85 g/cm3 aufweist. Dies resultiert in unbefriedigenden Sprengeigenschaften und hohen Kosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Sprengeigenschaften, insbesondere die Sensibilität und die Sprengkraft eines gattungsgemäßen Sprengstoffes auf einfache und preisgünstige Weise zu erhöhen.

Die Lösung besteht darin, daß als weiterer Bestandteil bzw. weitere Bestandteile mindestens eine der folgenden Substanzen beigefügt ist : -mindestens etwa 2 Gew. % Altöl und/oder schwere Fraktionen der Erdöldestillation und/oder deren Derivate mit einem hohen Anteil an hochmolekularen, mit Sauerstoff gesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen ; -mindestens etwa 10 Gew. % Ammoniumnitrat-Partikel mit einer Korngröße von höchstens etwa 2 mm ; -mindestens etwa 1 Gew. % gemahlener Knochengries mit einer Korngröße von etwa 2-4 mm ; -mindestens etwa 1 Vol. % pneumatisch eingebrachte Luftbläschen ; und daß er eine erreichbare Ladedichte von 0, 8 bis 1, 5 g/cm3 aufweist.

Altöl und/oder schwere Erdöldestillate wie z. B. Asphaltteer oder Masut, erhöhen nicht nur die Ladedichte und Sensibilität des erfindungsgemäßen Sprengstoffs, sondern wirken auch als Emulgatoren. Man benötigt also keine zusätzlichen, meist teuren Emulgatoren mehr.

Die Verwendung von Altöl als Brennstoff ist ferner besonders umweltfreundlich. Das Altöl verbrennt bei den bei der Detonation auftretenden Temperaturen und Drücken rückstandsfrei. Je trockener das Ammoniumnitrat ist desto mehr Öl bzw. Altöl kann es aufnehmen. Das Minimum liegt bei etwa 1. 5-2. 5 Gew.% für feuchtes Ammoniumnitrat, unabhängig von Art und chemischer Zusammensetzung des Öls. Bevorzugt sind Mischungen mit etwa 5-7 Gew. % Mineralöl, Mineralölprodukten und/oder Altöl und bis etwa 0, 5 Gew. % sonstiger brennbarer Zusätze.

Der Zusatz von feinverteiltem Ammoniumnitrat erhöht die Packungsdichte, somit die Ladedichte und auch die Brisanz, weil dies mit einer Vergrößerung der Grenzflächen zwischen dem eigentlichen Explosivstoff und dem Brennstoff einhergeht. Die Partikelgröße beträgt nicht mehr als etwa 2, 0 mm. Der Anteil dieser Partikel sollte mindestens etwa 10 Gew. oui betragen. Bevorzugt sind etwa 15-25 Gew. %.

Der Knochengries wirkt ebenfalls als Sensibilisator. Diese Wirkung beruht auf seiner Porosität. Gemahlener Knochengries weist sowohl offene als auch geschlossene Poren auf. In den geschlossenen Poren ist Luft eingeschlossen, die wie die unten beschriebenen Luftbläschen als Sensibilisierungs-und Initiierungs- Additiv wirkt. Die offenen Poren bewirken, daß sich der Knochengries z. B. mit Mineralöl und Altöl vollsaugt. Diese innige Verbindung führt zu einer sauberen und vollständigen Verbrennung.

Die Luft wirkt sowohl als Oxidationsmittel als auch als Sensibilisierungs-und Initiierungs-Additiv. Die Ausdehnung der Luft bei der Explosion erhöht die Geschwindigkeit der Stoßwelle und das Normalgasvolumen, weil von vornherein mehr gasförmige Substanzen vorhanden sind. Die sich ausbreitende Stoßwelle trifft die eingeschlossenen Luftbläschen. Diese werden daraufhin zusammengepreßt.

Dadurch werden Druck und Temperatur in den Luftbläschen stark erhöht, bis die Bläschen selbst expodieren. Die hohen Temperaturen wirken ferner als Zünder für weitere Umsetzungen des Ammoniumnitrates mit dem Brennstoff. Dies spielt sich im Miniaturmaßstab in vielen feinverteilten Luftbläschen ab, so daß sich die Effekte aufaddieren.

Die Luftbläschen werden pneumatisch eingebracht. Eine einfache Möglichkeit, den Sprengstoff mit der Luft zu versetzen, ist das pneumatische Beladen des Bohrlochs. Der ins Bohrloch gepreßte Sprengstoff enthält dann in den Hohlräumen eingeschlossene, feinverteilte Luftbläschen. Ist die zugesetzte Kohlenstoffverbindung flüssig, z. B. Dieselöl oder anderes Mineralöl, enthält sie dann ebenfalls Luftbläschen. Sie wird sozusagen"aufgeschäumt". Die Luft kann natürlich auch mit allen anderen denkbaren pneumatischen Vorrichtungen eingebracht werden, zum Beispiel beim Patronieren.

Der erfindungsgemäße Sprengstoff weist im Ergebnis eine um mindestens 20 % erhöhte Sprengkraft im Vergleich zu gattungsgemäßen Sprengstoffen auf. Die erreichbare Ladedichte beträgt 0, 8 bis 1, 5 g/cm3. Dieser Sprengstoff ist besonders preiswert, ist aber ebenso wie das in der Handhabung gefährliche Dynamit oder die mit teuren Zuschlagstoffen versetzten ANFO-Sprengstoffe geeignet, besonders dichtes Gestein zu sprengen. Gegenüber im Preis vergleichbaren, herkömmlichen Sprengstoffen sind der Aufwand für das Setzen der Bohrlöcher und das Ladevolumen deutlich verringert.

Es besteht natürlich die Möglichkeit, andere, ähnliche Oxidationsmittel mit anderen, ähnlichen Kohlenstoffverbindungen zu mischen. Dies liegt im Ermessen des Fachmanns.

Der erfindungsgemäße Sprengstoff kann mit hoher Produktivität und Wirtschaftlichkeit direkt am Einsatzort hergestellt und in die Sprenglöcher geladen werden. Der Sprengstoff lässt sich auch patroniert herstellen und in die Bohrlöcher verbringen.

Dies ist ein großer Vorteil gegenüber herkömmlichen ANFO- Sprengstoffen. Diese wurden bislang nicht in patronierter Form geliefert. Die höhere Dichte des erfindungsgemäßen Sprengstoffes erlaubt eine Patronierung.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das Altöl kann bspw. mindestens etwa 30 Gew. % Kohlenstoff, mindestens etwa 5 Gew. % Wasserstoff, mindestens etwa IL Gew.% Schwefel, mindestens etwa 0, 1 Gew. % Alkohole, Ester und/oder Asphaltene, mindestens etwa 0, 2 Gew. % Carbonsäuren und/oder Hydroxy-Carbonsäuren und/cder Oxo-Carbonsäuren, mindestens etwa 0, 5 Gew. % Ölharze und/oder mindestens etwa 0, 3 Gew. % Metalloxide enthalten.

Es ist auch möglich, die übliche Mineralölkomponente ganz oder teilweise durch Altöl oder schwere Destillate zu ersetzen. Damit werden Ladedichte und Sensibilität weiter erhöht und die Emulgatorwirkung verstärkt. Statt dessen kann dem erfindungsgemäßen Sprengstoff zusätzlich Altöl oder schwere Destillate zugefügt werden.

Der erfindungsgemäße Sprengstoff kann noch mit weiteren Additiven versetzt sein. Dazu gehören Oxidationsmittel zur Einstellung der Sauerstoffbilanz, wie z. B. granuliertes Ammoniumnitrat, insbesondere mit einer Dichte von etwa 1, 45 bis 1, 65 g/cm3 und einer Schüttdichte von etwa 0, 85 bis 0, 95 cm3. Dies ist z. B. für Sprengungen unter Tage von Bedeutung. Sprengstoff mit negativer Sauerstoffbilanz würde der Umgebung Sauerstoff entziehen, was unter Tage unerwünscht und sogar gefährlich ist. Bei Sprengungen über Tage tritt dieser Effekt nicht auf. Auch weitere Brennstoffe wie Mineralöl oder Mineralölprodukte können zugesetzt werden. Ferner können pulverförmige Partikel aus ein oder mehreren Metallen, Metallsalzen und/oder Metalloxiden beigemischt werden. Bewährt hat sich auch der Zusatz einer gesättigten Lösung von Ammoniumnitrat in Wasser, insbesondere in einer Menge von etwa 5 Gew. k oder mehr.

Der Zusatz brennbarer Komponenten und Metalle bzw.

Metallverbindungen erhöht die erreichbare Ladedichte um etwa 0, 12-0, 15 g/cm3 und die Detonationswärme um etwa 5 %.

Dies wird umschrieben durch die Gleichung Q * U mit Q = spezifische Detonationswärme und U = spezifisches Gasvolumen bei der Detonation (A. M. Cook, The Science of High Explosives, New York 1958, S. 440).

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen erläutert ist. Dabei können die in den Ansprüchen und der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Die verwendeten Fachbegriffe werden wie folgt definiert : Der Begriff Sauerstoffbilanz bezeichnet den Sauerstoffgehalt eines Sprengstoffes, genauer gesagt, diejenige Sauerstoffmenge in Gew.-', die bei vollständiger Umsetzung des Sprengstoffs frei wird (positive Sauerstoffbilanz) bzw. zur vollständigen Umsetzung zusätzlich benötigt wird. Je näher dieser Wert bei Null liegt, d. h. je mehr die Sauerstoffbilanz ausgeglichen ist, desto effektiver ist der Sprengstoff. In diesem Zusammenhang wird auf die GB 1 440 038 und die dort zitierte Literatur verwiesen, insbesondere auf Chemical Reviews, Vol. 44, S. 419-445 (1949).

Die Detonationswärme ist die bei der Explosion freigesetzte Wärmeenergie, berechnet aus der Differenz der Bildungsenergien des Sprengstoffes bzw. der Komponenten des Sprengstoffgemisches und den Bildungsenergien der Reaktionsprodukte. Das Normalgasvolumen ist das Gesamtvolumen der bei der vollständigen Umsetzung des Sprengstoffes entstehenden Gase, bezogen auf 0°C und 1, 013 bar. Aus Detonationswärme und Normalgasvolumen läßt sich die Arbeitskraft oder das Arbeitsvermögen des Sprengstoffes berechnen.

Die Ladedichte ist das Verhältnis des Gewichts des Sprengstoffes zum Volumen des Explosionsraumes. Je größer die Ladedichte ist, desto größer sind die Brisanz und die Sprengkraft, desto geringer ist allerdings die Detonationsfähigkeit. Die Detonationsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit in m/s, mit welcher die Detonation im Sprengstoff fortschreitet. Die Brisanz oder der Stoßdruck ist das Produkt aus Ladedichte, spezifischem Explosionsdruck in der Stoßwelle und Detonationsgeschwindigkeit des Sprengstoffes.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält etwa 6 bis 7 Gew.% einer Mischung aus Altöl und/oder schweren Destillaten mit Dieselöl im Verhältnis von etwa 1 : 1, etwa 20 Gew. % Ammoniumnitrat mit einer Partikelgröße von 2, 0 mm und etwa 74 Gew. % Ammoniumnitrat- Prills hergestellt. Ein Emulgator wird nicht benötigt. Mit dieser schüttfähigen Mischung werden vorbereitete Bohrlöcher befüllt.

Bei einer pneumatischen Befüllung wird die Mischung im Bohrloch verdichtet und gleichzeitig mit Druckluft in Form feinverteilter Luftbläschen versetzt. Dabei wird die Mineralölmischung sozusagen"aufgeschäumt". In wassergefüllten Bohrlöchern sollte der Druck der Druckluft den hydrostatischen Druck übersteigen. Je höher der Ladedruck ist, desto eher kann auf die Zerkleinerung eines Teils der Ammoniumnitrat-Prills verzichtet werden. Sie werden dann beim Transport zermahlen.

Als erreichbare Ladedichte beobachtet man 0, 8 bis 1, 5 g/cm3 verglichen mit der erreichbaren Ladedichte von 0, 8-0, 9 g/cm3 bei herkömmlichen schüttfähigen Sprengstoffen vom ANFO-Typ.

Die Detonationsgeschwindigkeit einer typischen ANFO-Ladung beträgt bei einer Ladedichte von 0, 9 g/cm3 etwa 2. 5-3, 0 km/s. Als Detonationsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Sprengstoffs mit der oben genannten Zusammensetzung beobachtet man bei einer Ladedichte von etwa 1, 2 g/cm3 etwa 3-3, 6 km/s. Daraus resultiert ein ausgezeichneten Sprengverhalten, insbesondere eine hohe Brisanz und ein befriedigendes Arbeitsvermögen.

Die konkret erreichbaren Werte hängen von den näheren Umständen der Sprengung, insbesondere von der Art des Gesteins und der Positionierung der Bohrlöcher ab. Sie sind jedoch so hoch, daß sich selbst besonders harte Gesteine und sonstige harte Materialien lösen lassen.

Der Zusatz von 5 Gew. % gesättigter Ammoniumnitrat-Lösung und mehr erhöht die Detonationsgeschwindigkeit auf über 3, 5-3, 8 km/s. Metallpartikel erhöhen die Ladedichte und die Detonationstemperatur. Knochengries ist, wie oben erwähnt, ein effektiver Sensibilisator.

Durch die geeignete Auswahl der Komponenten und die Bemessung ihrer Anteile im erfindungsgemäßen Sprengstoff lassen sich zahlreiche Varianten herstellen, die der Fachmann an wechselnde äußere Bedingungen anpassen kann.

Die Kombinationsmöglichkeiten sind außerordentlich vielfältig. Es genügt schon, wenn mindestens eines der erfindungsgemäßen Additive eingesetzt wird, um eine Verbesserung des Sprengverhaltens zu erzielen. Durch eine adäquate Auswahl der Additive und ihrer Mengenanteile kann der Fachmann erfindungsgemäße Sprengstoffe gewissermaßen "maßschneidern".

Einige Grundtypen des erfindungsgemäßen Sprengstoffes werden im folgenden beispielhaft aufgezählt : 1. Bei nachträglicher Zugabe von etwa 2 Gew. o Altöl und/oder Masut und/oder Asphaltteer zu herkömmlichen ANFO-Sprengstoff erhält man eine schüttfähige, preisgünstige Sprengladung mit einer erreichbaren Ladedichte von etwa 1, 15 bis 1, 2 g/cm3. Die Detonationsgeschwindigkeit beträgt mehr als 2200 m/s.

2. Bei nachträglicher Zugabe von etwa 2 Gew. % Altöl und/oder Masut und/oder Asphaltteer und/oder Dieselöl, etwa 1 Gew. % (oder mehr) Knochengries mit einer Korngröße von etwa 2 bis 4 mm und etwa 1 Vol. % Luftbläschen (oder mehr) zu herkömmlichem ANFO- Sprengstoff erhält man eine schüttfähige, preisgünstige Sprengladung mit einer erreichbaren Ladedichte von etwa 1, 2 g/cm3 und einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 2600 m/s.

3. Bei nachträglicher Zugabe von etwa 5 bis 15 Gew. % einer gesättigten Lösung von Ammoniumnitrat in Wasser, etwa 1 Gew. % (oder mehr) Knochengries mit einer Körnung von 2 bis 4 mm und etwa 1 Vol. k (oder mehr) Luftbläschen erhält man eine wasserfeste, preisgünstige Sprengladung mit einer erreichbaren Ladedichte von etwa 1, 2 bis 1, 4 g/cm3 und einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 3000 m/s.

4. Mischt man etwa 10 Teile (oder weniger) einer gesättigten Lösung aus Ammoniumnitrat in Wasser mit 2 Teilen (oder weniger) Altöl und/oder Masut und/oder Asphaltteer und/oder Dieselöl, etwa 1 Gew. W (oder mehr) Knochengries mit einer Körnung von 2 bis 4 mm und etwa 1 Vol. % (oder mehr) Luftbläschen, so erhält man einen preisgünstigen, wasserfesten Emulsionssprengstoff mit einer erreichbaren Ladedichte von mehr als 1, 2 g/cm3 und einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 3500 m/s.

5. Mischt man 10 bis 80 Gew. % einer Emulsion mit der unter 4. beschriebenen Zusammensetzung mit etwa 20 bis 90 Gew. o herkömmlichen ANFO-Sprengstoff, etwa 1 Gew. % (oder mehr) Knochengries mit einer Korngröße von 2 bis 4 mm und etwa 1 Vol. % (oder mehr) Luftbläschen sowie etwa 1 bis 2 Gew. % Pulver verschiedener Metallarten, erhält man einen wasserfesten Sprengstoff mit einer höheren Sprengkraft, einer ereichbaren Ladedichte von 1, 2 bis 1, 5 g/cm3 und einer Detonationsgeschwindigkeit von mehr als 4000 m/s.