Przedstawiono wstępną ocenę możliwości zastosowania mieszaniny oleju napędowego z nadtlenkiem wodoru (FOHP) do otrzymywania próbek materiałów wysokoenergetycznych na bazie azotanu(V) amonu (AN). Przeanalizowano potencjalny wpływ obecności nadtlenku wodoru na właściwości morfologiczne uzyskanych próbek. Analiza mikroskopii skaningowej (SEM) wykazała brak negatywnego oddziaływania nadtlenku wodoru na powierzchnię krystaliczną azotanu(V) amonu. Zaobserwowano, że mieszanina FOHP tworzy cienką warstwę filmu olejowo-nadtlenkowego, pokrywającą zarówno powierzchnię krystaliczną AN, jak i obecne na niej defekty strukturalne. Badania dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) potwierdziły, że obecność nadtlenku wodoru nie wpływa na strukturę krystaliczną azotanu(V) amonu. Analiza termograwimetryczna i różnicowa analiza kalorymetryczna (TG/ DSC) ujawniły dodatkowy efekt endotermiczny w temperaturze ok. 80°C w próbkach zawierających nadtlenek wodoru. Zarówno badania morfologii strukturalnej, jak i obliczenia termodynamiczne potencjalnych właściwości detonacyjnych analizowanych próbek wskazują na możliwość zastosowania nadtlenku wodoru jako dodatku w produkcji materiałów wysokoenergetycznych.
EN
High-energy materials were prepared by adding a mixt. of diesel fuel and H₂O₂ (FOHP) to NH₄NO₃. The effect of H₂O₂ on the physicochem. properties of the obtained materials was analyzed using SEM, XRD, and TG/DSC. SEM anal. showed no adverse effect of H₂O₂ on the crystal surface of NH₄NO₃. XRD anal. confirmed that H₂O₂ did not change the crystal structure of NH₄NO₃. TG/DSC anal. showed the presence of an addnl. endothermic effect at a temp. of approx. 80°C in samples contg. H₂O₂. Both the morphol. evaluation of the structure and the thermodynamic calcns. of the potential detonation properties of the analyzed samples suggest that H₂O₂ additives may be useful in the production of high-energy materials.
Ammonium nitrate fuel oil (ANFO) compositions are widely used bulk industrial explosives in mining and civil engineering. Even though they are being replaced by the latest generation of emulsion explosives, some unique properties, such as a relatively simple production process, low price and very low impact sensitivity to stimuli, make them a good alternative to other explosives. However, a suitable primer should be used for the efficient initiation of ANFOs. Thus, three types of primers were studied in order to evaluate the effect of priming on the detonation development of ANFOs. Measurements were performed using the continuous resistance wire technique. The development of the detonation until it reached the stable detonation velocity has been analysed and discussed. An analysis confirmed that, depending on the type of primer used, a stable detonation velocity of an ANFO is achieved at different distances from the primer. The results have also proved that there is no significant influence of the type of primer used on the stable velocity of detonation for the tested diameter. An analysis confirmed that, depending on the type of primer used, a stable detonation velocity of ANFO is achieved at different distances from the primer.
The review presents the characteristics of the properties of explosive mixtures containing water as one of the basic components. The analytical work was conducted on AN/water binary mixtures, ANFO, watergel and emulsion explosives. Work conducted on a hydrogen peroxide-based watergel explosive was also included. The most frequently described parameters were the explosive transformation capacity, detonation velocity, and content of toxic components in the explosion products.
Many methods have been developed to reduce the environmental impact of plastic waste. New technologies have been developed to make high-temperature utilisation of these wastes possible. A promising method for the unconventional disposal of plastics by detonation was identified. The popular explosive ANFO (Ammonium Nitrate Fuel Oil) is a component mixture of oxidiser (ammonium nitrate) and fuel (diesel fuel). The optimal composition is 94.5% oxidiser and 5.5% fuel – a guarantee of complete and total combustion. Plastics have a chemical composition and oxygen balance similar to fuel oil. It is possible to replace the fuel share in ANFO by adding plastics and using the energy they contain. The amount of energy that can be recovered is high for PE and PP (at the level of 0.6) and PS – 0.5. Using polymers as ANFO components is advantageous for economic reasons – plastic waste will be eliminated during blasting works.
ANFO is one of the most commonly used explosives in open-pit mining, usually produced by mixing systems on the blast site. One of the problems usually not considered is the moisture”s influence on the stored ammonium nitrate(V). The influence of moisture on fumes and the detonation process has been investigated by placing ammonium nitrate(V) prills in the climatic chamber. In the investigation, the influence was evaluated for ANFO samples which were produced based on the two types of fuel oils. It was concluded that the 3.0% moisture level resulted in the lowest NOx content in both case studies. Further increased moisture resulted in blending problems (water absorption instead of fuel oils). An additional evaluation was made to stimulate the influence of wetted boreholes. The data showed that the equivalent mass of water present in the borehole would generate more fumes compared with the explosive produced from wetted ammonium nitrate(V) prill. Moreover, it was established that the second type of fuel oil can be applied as a fuel component, especially in the winter season.
This article presents an analysis of similarities and differences in the approach to storing ammonium nitrate in conformity with NFPA standards, which apply not only within the United States, but also in plants or storage areas owned by US corporations where the provisions of these regulations are more restrictive than those of the local law. The procedures developed by NFPA are considered to be among the best in the world in terms of the complexity of the problem analysed and the range of studies on which they had been based, as well as on post-accident analyses related to fire safety, explosion risks and, above all, the problem of protecting people from the consequences of fires or other localised hazards.
PL
Artykuł stanowi analizę podobieństw i różnic w podejściu do przechowywania saletry amonowej według standardów NFPA, które znajdują zastosowanie nie tylko na terytorium Stanów Zjednoczonych, ale również w zakładach czy obszarach magazynowych należących do amerykańskich korporacji, jeżeli zapisy tych regulacji są bardziej restrykcyjne niż przepisy lokalnego prawa. Procedury opracowywane przez NFPA należą do najlepszych na świecie pod względem wielowątkowości analizowanego problemu, jak i zakresu badań, na których się opierają, a także analiz powypadkowych dotyczących danego obszaru związanego z bezpieczeństwem pożarowym, zagrożeniami wybuchowymi, a przede wszystkim problematyce ochrony ludzi przed konsekwencjami pożarów lub innych miejscowych zagrożeń.
The results of studies of three grades of ammonium nitrate(V): granulated fertiliser grade and granulated porous “Standard” and “Extra” grades, are presented. The chemical and physical properties and particle morphology of the analysed ammonium nitrate grades were studied. The content of hazardous oxides (CO, NOx) in the gases formed in the explosion of ammonium nitrate(V) fuel oils (ANFO) containing ammonium nitrates and 5.7% of oil was determined as was their detonation velocities.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań trzech typów saletry amonowej: granulowanej rolniczej oraz granulowanych porowatych typu „Standard” i „Extra”. Wykonano badania właściwości fizykochemicznych i morfologii ziaren testowanych gatunków saletr amonowych. Przeprowadzono pomiary zawartości szkodliwych tlenków (CO, NOx) w gazach postrzałowych saletroli zawierających ww. saletry amonowe i 5,7% oleju. Wyznaczono prędkości detonacji testowanych saletroli.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono przegląd podstawowych parametrów detonacyjnych saletroli, materiałów wybuchowych emulsyjnych (MWE) i heavy-ANFO. Podkreślono takie zalety tych środków strzałowych, jak wodoodporność w przypadku MWE i niektórych typów heavy-ANFO i praktycznie brak wrażliwości na bodźce mechaniczne. Ta ostatnia cecha umożliwia zastosowanie samojezdnych urządzeń mieszająco-załadowczych, pozwalających na formowanie w otworach strzałowych układu różnych MW dostosowanego do właściwości fizyko-mechanicznych złoża a jednocześnie zapewniającego obniżenie stopnia obciążeń środowiskowych.
EN
A review, with 36 refs., of the physicochem. properties and detonation parameters of the 3 types of explosives (ANFO, emulsion explosives and heavy-ANFO) and their application in the mining industry.
Materiały wybuchowe (MW) są podstawowym narzędziem stosowanym do urabiania złóż. W pracy zaprezentowano krótki opis historii rozwoju górniczych materiałów wybuchowych. Scharakteryzowano strukturę oraz parametry detonacyjne saletroli, materiałów wybuchowych emulsyjnych i heavy ANFO. Przedstawiono mobilne systemy mieszalniczo-załadowcze stosowane w górnictwie odkrywkowym.
EN
Explosives are an essential tool for mining deposits. The paper presents a brief description of the history of mining explosives development. The structure and detonation parameters of nitrate, emulsion explosives and heavy ANFO are characterized. Mixing and loading systems used in surface mining are described.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań morfologii oraz struktury materiałów wybuchowych ANFO, do których dodano proszki Al, Cu, Zn i Mg. Przeprowadzono również badanie ciepła wybuchu wytworzonych próbek nieidealnych materiałów wybuchowych. Badania struktury oraz morfologii przeprowadzono, stosując dyfrakcję rentgenowską (XRD) oraz skaningową mikroskopię elektronową (SEM). Badanie ciepła wybuchu wykonano za pomocą bomby Crowforda. Stwierdzono, że zastosowane dodatki metaliczne zwiększały ciepło wybuchu. Największą wartość ciepła zaobserwowano dla dodatku proszku Al. Badania mikrostrukturalne nie wykazały większych różnic w budowie morfologicznej badanych próbek. Jedyne różnice dotyczyły budowy morfologicznej zastosowanego metalicznego proszku.
EN
Porous NH₄NO₃ was mixed with a gas oil and then with metal powder (Al, Mg, Cu or Zn) in such mass amt. to meet the zero O₂ balance criteria, to obtain explosives (ANFO). The morphol. and crystallog. studies were made by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Detonating energy was evaluated by the detonation calorimetry. No differences in crystal structures of ANFO were obsd. The Al powder-contg. ANFO had the highest detonation energy.
ANFO is a well-known, reliable and safe commercial explosive. It has been around since the late 1950’s and its detonation properties are well characterized. In this study, the detonation process of dry, wet and aluminised ANFO, was recorded using two high-speed cameras with recording rates of 1,200 fps and 50,000 fps. The 1,200-fps footage allowed the observation of the post blast fumes (i.e. NOx) produced by ANFOs with different water contents. The 50,000-fps footage allowed the observation of the detonation area, gas expansion phase and the measurement of the velocity of detonation (VOD). The video footage also recorded a bright zone in front of the gases (longer than 50 mm). We assumed that a reaction is taking place in this zone, but it is difficult to be sure if this is the reaction zone or not as it is longer than previously reported reaction zone lengths. Analysis showed that ANFO detonates effectively for water contents of up to 9 wt.%, and more importantly, there is little variation in the VOD. As far as the expansion of gases is concerned, the ANFO-Al expansion rate appears to be different. In this mixture, the absence of NOx fumes could have been due to the expected higher temperatures produced by the burning of the aluminium additive as observed in the images recorded with the high-speed camera.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań różnic morfologicznych i strukturalnych materiałów wybuchowych ANFO wytworzonych przez zmieszanie azotanu(V) amonu z różnymi typami składników palnych. Badania struktury oraz morfologii przeprowadzono, stosując spektroskopię w podczerwieni (IR), dyfrakcję rentgenowską (XRD) oraz skaningową mikroskopię elektronową (SEM). W wyniku badań SEM zaobserwowano występowanie licznych spękań, mikroporów oraz mezoporów na powierzchni kryształu saletry amonowej.
EN
Seven emulsion explosives were prepd. by mixing NH4NO3 (granules diam. 1-2 mm) with fuel oils (7 types) in a mass ratio of 94:6 and then examd. by IR spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The presence of numerous cracks, micropores and mesopores on the crystal surface of NH4NO3 was obsd. They facilitated enlarging the contact surface between NH4NO3 crystals and fuel oil. The contact surface increased also with increasing the oil viscosity.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań strukturalnych oraz morfologicznych materiałów wybuchowych wytworzonych poprzez zmieszanie saletry amonowej z różnymi alkoholami. Badania struktury oraz morfologii przeprowadzono za pomocą spektroskopii w podczerwieni, dyfrakcji rentgenowskiej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. Wyniki badań morfologii otrzymanych preparatów wskazują, że glicerol bezwodny, glikol etylenowy i metanol nie wykazują negatywnego wpływu na właściwości morfologiczne próbek i mogłyby zostać wykorzystane jako składnik palny w materiałach wybuchowych.
EN
Porous NH4NO3 was blended with MeOH, EtOH, i-PrOH, 1,2-propanediol, ethylene glycol and anhydrous glycerol and studied for its morphol. The replacement of gas oil with MeOH, ethylene glycol and glycerol did not result in any substantial changes of the NH4NO3 structure. Therefore, they can be used as fuel in explosives.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań różnych rodzajów olejów palnych pod kątem możliwości ich stosowania w materiałach wybuchowych ANFO opartych na azotanie(V) amonu. Wykonano analizę elementarną oraz oznaczenia gęstości, lepkości, temperatury zapłonu, temperatury mętnienia, temperatury płynięcia, charakterystyki destylacyjnej i prężności pary. Przeprowadzono badania wstępne mające na celu zbadanie składu chemicznego olejów oraz wskazanie ewentualnych zanieczyszczeń za pomocą spektroskopii w podczerwieni (IR). Oznaczenie energii detonacji wytworzonych nieidealnych materiałów wybuchowych wykonano z zastosowaniem bomby Crawforda. Stwierdzono, że zastosowane oleje uzyskują energie wybuchu zbliżone do energii wybuchu ANFO. Ze względu na nieodpowiednie właściwości fizykochemiczne (niska temperatura zapłonu, wysoka temperatura mętnienia), nie każdy z analizowanych olejów był jednak odpowiedni do produkcji materiałów wybuchowych.
EN
Seven fuel waste oils were used as components of NH4NO3-based explosives studied then for explosion energy. The best properties showed the fuel oil derived from hydrogenated vegetable oil, biofuel and regular fuel oil. The fuel oils based on gas oil, grease mixt. and on rubber tire pyrolyzate were not applicable in this area.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań różnic morfologicznych i strukturalnych materiałów wybuchowych ANFO wytworzonych przez zmieszanie azotanu(V) amonu o zwiększonej porowatości (AN-PP), azotanu(V) amonu stosowanego do produkcji nawozów mineralnych (AN-F), jak również mieszanin AN-PP:AN-F, o różnym udziale masowym, z olejem napędowym. Badania struktury oraz morfologii przeprowadzono, stosując spektroskopię w podczerwieni (IR), dyfrakcję rentgenowską (XRD) oraz skaningową mikroskopię elektronową (SEM). W wyniku badań SEM zaobserwowano występowanie różnych powierzchni morfologicznych kryształów AN-PP oraz AN-F, jak również wynikającej z tego zróżnicowanej absorpcji cząstek oleju.
EN
Porous NH4NO3 was mixed with a fertilizer-grade ones (full content range) and then treated with a gas oil (94:6 ratio) to obtain emulsion explosives. The morphol. and crystallog. studies were made by IR spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The analyses showed differences in crystal structures of NH4NO3 surface and resulted in differences in absorption of the fuel oil.
W artykule przedstawiono wyniki analizy termodynamicznej saletroli modyfikowanych dodatkiem tworzyw sztucznych. Analiza wykonana została w oparciu o program komputerowy ZMWCyw. Zaprezentowano zmiany składu powstałych produktów gazowych w zależności od procentowego dodatku wybranego polimeru. Dokonano analizy ilościowej oraz jakościowej pierwotnych gazów postrzałowych powstałych w wyniku detonacji zmodyfikowanych kompozycji ANFO.
EN
The results of the analysis of thermodynamic ANFO explosive material modified with the addition of plastics, is presented. The analysis was made in the ZMWCyw computer program. Changes in the content of the resulting gaseous products depending on the percentage of the selected polymer are presented. Quantitative and qualitative analysis of primary gaseous products resulting from the detonation of modified ANFO compositions was performed.
W artykule przeprowadzono symulację wpływu dodatków wybranych odpadowych tworzyw sztucznych na właściwości strzałowe materiałów wybuchowych typu ANFO (saletrol, ang. Ammonium Nitrate-Fuel Oil) za pomocą programu do obliczeń termodynamicznych ZMWCyw. Zaproponowano modyfikację składu chemicznego saletrolu poprzez zastępowanie jego składników wybranymi odpadowymi tworzywami sztucznymi w różnych proporcjach. Przedstawiono wyniki obliczeń parametrów termodynamicznych zmodyfikowanych w ten sposób ANFO. Określono efektywność energetyczną nowo powstałych mieszanek w celu wyboru optymalnego składu nowo powstałego materiału wybuchowego.
EN
In this article, the influence of additives of selected waste plastics on ANFO (Ammonium Nitrate Fuel Oil) type explosives was investigated using the thermodynamic calculation program ZMWCyw. It was proposed to modify the chemical composition of ANFO by replacing its components with selected plastic waste in varying proportions. Results of calculations of the thermodynamic parameters modified in this way are presented. The energy efficiency of the newly formed blends was determined to select the optimum composition of the newly created explosive.
ANFO is the most common explosive for civil use in the fields of mining and civil engineering. Some properties of ANFO, like poor water resistance, low density and low velocity of detonation can be improved by mixing ANFO with a certain percentage of an emulsion. These explosives are called Heavy ANFO blends. This paper presents a study of the influence of a primer on the velocity of detonation of ANFO and Heavy ANFO blends. Three types of primers were used for the initiation of the explosives and the velocity of detonation was measured in situ by a continuous method. Based on the results of these measurements, the relationship between the detonation velocity of the primer used and the detonation velocity of the primed explosive were established.
The Jones-Wilkins-Lee (JWL) equation of state parameters for ANFO and emulsion-type explosives have been obtained from cylinder test expansion measurements. The calculation method comprises a new radial expansion function, with a non-zero initial velocity at the onset of the expansion in order to comply with a positive Gurney energy at unit relative volume, as the isentropic expansion from the CJ state predicts. The equations reflecting the CJ state conditions and the measured expansion energy were solved for the JWL parameters by a non-linear least squares scheme. The JWL parameters of thirteen ANFO and emulsion type explosives have been determined in this way from their cylinder test expansion data. The results were evaluated through numerical modelling of the tests with the LS-DYNA hydrocode; the expansion histories from the modelling were compared with the measured ones, and excellent agreement was found.
Materiały wybuchowe emulsyjne oraz kompozycje wybuchowe typu ANFO (saletrole) są aktualnie najczęściej stosowanymi środkami strzałowymi w polskim przemyśle wydobywczym. Również w coraz większym stopniu są stosowane ich mieszaniny. W zależności od wytrzymałości górotworu oraz stopnia zawodnienia wykorzystuje się mieszaniny heavy-ANFO o zróżnicowanej zawartości składników. W pracy przedstawiono wybrane właściwości tego typu wybuchowych mieszanin.
EN
The emulsion explosives and ANFO type explosive compositions are currently the most commonly used blasting agents in the polish extractive industry. Likewise mixtures thereof are used increasingly. Depending on the strength of the rock mass and the degree of hydration heavy-ANFO mixtures with various content of components are being used. This paper presents several properties of this type of explosives.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.