Brevet FR2121357A1 — publié le 19720825

La présente invention concerne des explosifs de sautage sous forme de bouillie. Ces explosifs bien connus con tiennent de l'eaux un ou plusieurs sels minéraux fournissant de l'oxygène tels que nitrates alcalins, nitrate d' ammonium un ou plusieurs explosifs organiques tels que tolite, hexolite, et éventuellement des métaux ou alliages métalliques finement divisés. Toutefois les bouillies explosives classiques ont des propriétés d'écoulement (viscosité, facilité de remplissage des trous de mines) qui varient énormément avec la température. Des mélanges fluides, coulables à 200C sont pratiquement pris en masse et non utilisables à 50C. Ceci provient de la recrîstallisation des sels mineraux fournissant l'oxygène qui sont en général en sursaturation dans ces compositions explosives. En outre, ces compositions ont des caractéristiques de stockage médiocres meme quand elles contiennent des agents gélifiants comme les mannogalactanes réticulés par le bora ou par d'autres composés 5 avec éventuellement des retardateurs de réticulation et des stabilisants anti-fermentation. Un autre inconvénient réside dans la faible sensibilité de ces compositions explosives 3e telles compositions nécessitent un amorçage puissant. Lsinvention est relative à une composition explosive améliorée du type bouillie ne présentant pas les inconvénients ci-dessus cités ; une telle composition contient essentiellement a) de lteau, b) un ou plusieurs sels minéraux oxydants et un ou plusieurs explosifs organiaues sensibilisants, ont la totalité ou une partie est sous la forme de granulég de sel oxydant enrobés d'une pellicule d'explosif sensibilisant qui les insolubilise partiellement ou totalement, et @) des ingrédients usuel pour bouillies exp@osives, a raison de 10 à 25 %, de préférence 15 à 20 % en poids d'eau, et de 40 à 85 % en poids de granulés enrobés. Au dessus de 85 % de granulés enrobés, les taux d'eau admissibles sont trop faibles et la bouillie ne coule pas ; en outre, elle est peu sensible. Par ailleurs, les granulés enrobés sont constitués de 10 à 50 , de préférence 15 à 25 % en poids d'explosif sensibilisant et de 90 à 70 , de préférence 85 à 75 % en poids de sel oxydant. Le sel minéral oxydant est le nitrate d'ammonium ou un nitrate alcalin, de préférence un nitrate d'ammonium allégé, poreux. Par ailleurs, lorsque le nitrate ammonium est employé comme sel oxydant, en vue de modifier les propriétés physiques de la bouillie (densité, viscosité), on peut ajouter à celle-ci un sel minéral oxydant supplémentaire, tel qu'un nitrate alcalin. L'explosif organique sensibilisant est la tolite, l'hexolite, la pentolite. Une partie du sensibilisant (jusqu'à 20 % du poids de la composition) peut être introduite dans la bouillie sous forme de particules séparees des granulés enrobés. Ce sensibilisant additionnel peut entre différent du sensibilisant d'enrobage. De plus, on peut remplacer une partie du sensibilisant d'enrobage (jusqu a 50 X de son poids) par du dinitrotoluène. Comme ingrédients usuels pour bouillies explosives, on peut citer des épaississants tels que la gomme Guar), des combustibles métalliques ou des alliages à forte chaleur de combustion (tel que l'aluminium en poudre), et des agents gélifiants, antifermentation, ou retardateurs de réticulation. En outre, une partie de l'eau (jusqu'à 50 % de son poids), peut être remplacée par des agents anti-gel, tel qu'un glycol. L'avantage essentiel procuré par la présence de ces granulés enrobés plus ou moins insolubles dans l'eau réside dans l'absence de décantation de la bouillie aux hautes températures. Un autre avantage réside dans les caractéristiques d'écoulement et de viscosité améliorées particulièrement aux basses températures. Le fait que les sels oxydants soient rendus plus ou moins insolubles par la pellicule d'enrobage de sensibilisant freine en effet la recristallisation lors du refroidissement, et par- suite la viscosité de la composition suivant l'invention varie peu avec la température. Effectivement, une telle composition est encore coulable à 50C alors que la meAme composition sous la forme clas sique est prise en masse à cette même température. De plus, il est inattendu que la constitution physique de chaque granulé conférait à la composition selon ltinw vention des propriétés explosives améliorées notamment en ce qui concerne l'amorçabilité. Dans le tableau 1 qui suit, sont donnés à titre d'exemples non limitatifs les compositions des bouilles préférentielles selon l'invention (exemples 1 à 3). A titre de comparaison, on a également mentionné dans le même tableau les bouillies classiques (témoins 1 à 3) ayant la même composition que celle de la bouillie de l'exemple correspondant, sauf que le sel oxydant n'est pas enrobé d'explosif sensibilisant, celui-ci étant ajouté à la bouillie sous forme d'écailles ou de grains de tolite. Les quantités indiquée s sont comptées en parties en poids. T A B L E A U 1 Composants de la temple Témoin Exemple Témoin Exemple Témoin bouillie explosive 1 1 2 2 3 3 Nitrate d'ammo nium enrobé de 72 - 72 - 65,4 tolite (80/20) Eau 18,5 18,5 18 18 16,4 16,4 Nitrate d'ammo- - 57,6 - 57,6 - 52,3 nium Hexolite (60/40) 9,5 9,5 - - 9,1 9,1 60% d'hexogène + 40% de tolite. Tolite granulée - - 10 24,4 - Gomme Guar 0,36 a, 36 o, 36 0 > 36 0,32 0932 Tolite en écailles - 14,4 - - - 13,10 Acide benzoïque 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 (anti-ferment) Nitrate de sodium - - - - 9,1 9,1 Dans les exemples ci-dessus, les bouillies selon l'invention et les témoins sont préparés à froid, dans un malaxeur planétaire à axe vertical tournant à 300 tours par minute. On introduit en premier lieu l'eau, puis l'acide benzoïque, la gomme guar, ensuite le sensibilisant et le nitrate ou le nitrate enrobé de sensibilisant. Les constituants sont introduIts, malaxeur en marche. Le temps de malaxage est d'environ 10 minutes. L'enrobage du sel oxydant s'effectue à chaud selon une technique connue, le sensibilisant étant.à l'état fondu ; cette opération peut être effectuée en continu comme suit Du nitrate d'ammonium granulé, chaud est introduit, à une extrémité d'un malaxeur en continu horizontal, puis se déplace à l'intérieur de celui-ci. On y pulvérise alors de la tolite fondue. Le nitrate d'ammonium imprégné de tolite continue sa progression dans le malaxeur et se refroidit peu à peu. L'en- robage de tolite se solidifie progressivement. A l'autre extrémité du malaxeur on récupère les grains de nitrate enrobés de tolite. Le procédé est continu. Les caractéristiques des bouillies selon l'invention et celles des témoins sont groupées dans le tableau 2. TABLEAU 2 Caractéristiques Exemple Témoin Exemple Témoin Exemple Témoin des bouillies ex- 1 1 2 2 3 3 plosives Densité à 20 C 1,5 1,530 1,370 1,59 PH à 200C 5,85 4,20 4,4 4,6 Sensibilité + - + + + Décantation 60 jours à 20 C 0 20 0 10 O 20 60 jours à 40 C o 50 O 60 o 40 + signifie tir positif - signifie tir négatif La décantation se mesure en mm de liquide surnageant dans une colonne de bouillie de 200 mm de haut et de 40 mm de diamètre. Les bouillies aux granulés enrobés coulent mieux que les bouillies classiques. La sensibilité est mesurée en tube d'acier de 54 mm de diamètre, de lm de long avec un amorçage d'explosif type N n 40R, d'un poids égal à 5% du poids de la bouillie à amorcer. Dans le tableau 3 qui suit sont donnés des exemples illustrant l'emploi du dinitrotoluène et du glycol. Les quantités indiquées sont comptées en parties en poids. TABLEAU 5 Composants de la Exemple 4 Témoin 4 Exemple 5 Témoin 5 bouillie explosive Nitrate d'ammonium enrobé de tolite (80/20) - - 70 Nitrate d'ammonium enrobé de tolite et de dinitrotoluène (75/18, 5/6, 5) 77 - - eau 15 15 15 15 Nitrate d'ammonium - 57,7 - 56 Hexolite 8 8 10 10 Tolite en écailles i 14,5 - 14 Dinitrotoluène 5 5 Glycol - - 5 5 Gomme Guar 0,36 o,36 0,36 0,56 Acide benzoïque 0,05 0,05 0,05 0,05 Dans les exemples ci-dessus, le mode de fabrication des bouillies est le même que celui des exemples 1 à 3, sauf que la gomme guar est introduit à l'état préalablement dispersé dans le glycol pour l'exemple 5 et le témoin 5. Les caractéristiques de ces bouillies sont groupées dans le tableau 4 T A B L E A U 4 Caractéristiques des Exemple Témoin Exemple Témoin bouillies explosives 4 4 5 5 Densité à 20 C 1,36 1,37 1,38 1,33 Sensibilité (1) + @ + + Viscosité à 2 en centi poises (2) 12000 18 400 11 200 20 000 Décantation: 30 jours à 40 C 0 10 10 25 (1) sensibilité-:: pour ces 4 compositions la sensibilité a été mesurée dans un tube diacier de 54 mm de diamètre, de 1 m de long avec un amorçage d'explosif type N n 40 R d'un poids égal à 7 % du poids de la bouillie à amorcer. (2) Viscosité : La viscosité est mesurée à l'aide d'un viscosimètre Brookfield avec la broche type "soucoupe" no 4 tournant à 20 tours/minute. Dans le tableau 5 qui suit est donné un exemple illustrant l'emploi d'un nitrate allégé, poreux. Les quantités indiquées sont comptées en parties en poids Les bouillies explosives constituées de nitrate allégé poreux, enrobé de tolite sont moins denses que les bouillies classiques et permettent par conséquent une consommation d'explosif plus faible. Ceci est particulièrement adapté aux dessus de fourneau. TABLEAU 5 Constituants de la Exemple Témoin bouillie explosive 6 6 Nitrate d'ammonium allégé enrobé de tolite (80/20) (1) 72 Eau 18 18 Nitrate d'ammonium allégé (1) - 57,6 Tolite écaillée - 14,4 Hexolite (60/40) 10 10 Gomme Guar 0,36 0,36 Acide benzoïque 0,05 0,05 (1) Le nitrate utilisé est un nitrate allégé poreux de porosité égale à 26 %. Les caractéristiques de la composition 6 selon l'invention, comparées à celles de son témoin sont groupées dans le tableau 6. TABLEAU 6 Caractéristiques Exemple Témoin de la bouillie explosive 6 6 Densité à 20 C 1,24 1,25 Amorçabilité (1) + + Décantation : 30 Jours à 20 C 0 20 (1) Amorçabilité J en tubes d'acier de 54 mm de diamètre, de 1 m de longueur avec 5 % d'explosif type N n 40 R. REVENDICATIONS 1 - Composition explosive améliorée du type "bouillie" caractérisée en ce qu'elle contient essentiellement a) dé l'eau, b) un ou plusieurs sels minéraux oxydants et un ou plusieurs explosifs organiques sensibilisants, dont au moins une partie est sous la forme de granulés de sel oxydant enrobés d'une pellicule d'explosif sensibilisant, et, c) des ingrédients usuels pour bouillies explosives, à raison de 10 à 25 %, de préférence 15 à 20 ffi en poids d'eau, et de 40 à 85 % en poids de granulés enrobés. 2 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que les granulés enrobés sont constitués de 10 à 50 %, de préférence de 15 à 25 % en poids d'explosif sensibilisant, et de 70 à 90 , de préférence 75 à 85 %, en poids de sel oxydant. 5 - Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'explosif sensibilisant est la tolite, l'hexo- lite ou la pentolite. 4 - Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le sel oxydant est le nitrate d'ammonium ou un nitrate alcalin, de préférence du nitrate d'ammonium allégé poreux. 5 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que une partie du sensibilisant, allant jusqu'à 20 % en poids de la composition, est introduite dans la bouillie sous forme de particules séparées des granulés enrobés. 6 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que, une partie du sensibilisant d'enrobage, allant jusqu'à 50 % de son poids est remplacée par du dinitrotoluène. 7 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que, une partie de l'eau, allant jusqu'à 50 % de son poids, est reiplacée par un agent antigel, tel qu'un glycol. 8 - Composition explosive améliorée du type bouillie répondant à la formule suivante Composants de la bouillie Parties en poids - nitrate d'ammonium enrobé de tolite 72 (80/20) 72 - eau 18,5 - hexolite (60/40) 9,5 - Gomme Guar 0,36 - Acide benzoSque 0,05 9 - Composition explosive améliorée du type "bouilie" répondant à la formule suivante Composants de la bouillie Parties en poids - nitrate d'ammonium enrobé de tolite 72 (80/20) - eau 18 - tolite granulée 10 - Gomme Guar 0,36 - Acide benzoïque o,o5 10 - Composition explosive améliorée du type "bouillie" répondant à la formule suivante Composants de la bouillie Parties en poids - nitrate d'ammonium enrobé de tolite (80/20) 65,4 - eau 16,4 - hexolite (60/40) 9,1 - Gomme Guar 0,32 - Acide benzoïque o,o5 - Nitrate de sodium 991 11 - Composition explosive améliorée du type "bouillie" répondant à la formule suivante Composants de la bouillie Parties en poids - nitrate d'ammonium enrobé de tolite et de dinitrotoluène (75/18,5/6,5) 77 - eau 15 - Hexolite 8 - Gomme Guar 0,36 - Acide benzoSque 0,05 12 - Composition explosive améliorée du type "bouillie" répondant à la formule suivante Composants de la bouillie Parties en poids - nitrate d'ammonium enrobé de tolite (80/20) 70 - eau 15 - Hexolite 10 - Glycol 5 - Gomme Guar 0,56 - Acide benzoïque 0,05 15 - Composition explosive améliorée du type "bouillie" répondant à la formule suivante Composants de la bouillie Parties en poids - nitrate d'ammonium allégé enrobé de tolite (80/20) 72 - eau 18 - Hexolite (60/40) 10 - Gomme Guar 0 > 36 - Acide benzorque 0,05