Brevet FR2604687A1 — publié le 19880408

La présente invention concerne l'encartouchage de matières explosives qui sont collantes et ont une médiocre stabilité de forme et qui, de ce fait, sont difficiles à mani- puler "à l'état libre", c'est-à-dire si elles ne sont pas enfer- mées dans des récipients ou dans une tuyauterie. Plus particulièrement, l'invention-concerne l'encar- touchage de ce que l'on appelle des boues émulsionnées ou bouillies. De tels explosifs en bouillie se caractérisent par le fait qu'ils comportent une phase aqueuse dans laquelle sont dissous des sels oxydants, dispersés dans une phase hydrocarburée continue. Ces bouil- lies ont la particularité d'adhérer à pratiquement toutes sortes de matériaux, y compris aux hydrocarbures polymères polyfluorés (Téflon et ainsi de suite). Plus spécialement, l'invention concerne l'encartou- chage de ces bouillies à chaud, à des températures'd'environ o100o0c, c'est-à-dire à la température habituelle que présentent les bouillies qui viennent d'être produites. Ace stade, elles s'écoulent relativement librement et peuvent être pompées facilement, mais, peu après que les forces de cisaillement qui ont maintenu l'écou- lement à travers des pompes et des tuyauteries ont cessé, elles acquièrent une rigidité structurelLe, étant donné qu'elles possèdent une certaine limite élastique, même à ces températures élevées. Elles se solidifient cependant, dans une certaine mesureet acquièrent une meilleure stabilité de forme à des températures plus basses. Les explosifs en bouillie ont jusqu'à présent été encartouchés sous.la forme de "saucisses" par le pompage de la matière explosive à travers un orifice dans une gaine cylindrique formée d'un film plastique par une soudure longitudinale exécutée sur le film à proximité dudit orifice, suivi par le resserrement de cette gaine à des intervalles adéquats, la disposition de deux dispositifs d'étanchéité à chacun de ces resserrements et, enfin, la coupe de la gaine entre ces deux dispositifs. Ce procédé d'encartouchage a l'avantage d'être continu et il peut être mis en oeuvre en ligne avec le processus de fabrication, également lorsque la matière explosive est chaude. On évite ainsi la nécessité d'accumuler la matière explosive pour la laisser refroidir, de même que Le besoin d'un appareillage queLconque pour le refroi- dissement continu de la matière explosive. Ces cartouches "en saucisse" ont des bouts arrondis caractéristiques, avec un morceau protubérant ou queue de matière plastique resserrée. Il s'est révélé que de telles cartouches sont moins avantageuses pour le chargement de trous de mines horizon- taux parce que les cartouches sont facilement bloquées contre la paroi du trou de mine par une barre de chargement ou par des cartouches voisines. Pour cette raison, on préfère des cartouches sous papier pour les trous de mines horizontaux, dont l'enveloppe en papier est convenablement repliée aux extrémités, de manière qu'il n'y ait pas d'effet de coin et de blocage pendant le chargement. Les explosifs en bouillie peuvent être produites en cartouches de ce type en extrudant l'explosif à travers un tube de sortie sur lequel a été emboîtée une enveloppe de cartouche en papier repliée pour former une fermeture à une extrémité. Ce procédé implique l'interruption périodique du débit d'explosif pour permettre le remplacement des enveloppes remplies par des enveloppes de cartouches vides. Ce procédé est toutefois très problématique s'il s'agit de produire des cartouches relativement longues parce qu'il est difficile de confectionner et de manipuler de longues enveloppes de cartouches à vide et qu'il est difficile de les remplir complètement à partir du fond. Il existe des machines à encartoucher qui fonc- tionnent rapidement et de façon fiable et qui se sont révélés convenir excellemment pour l'encartouchage d'explosifs conven- tionnels tels que la dynamite, y compris dans des cartouches longues. Un type de ces machines travaille selon le principe de la division en barreaux ou remplissages de cartouches précoupés, ayant approximativement la forme de la cartouche finie, par tron- çonnage d'une feuille calandrée par rouleau de matière explosive, ayant une épaisseur uniforme, au moyen d'un couteau mobile, les barreaux étant ensuite transférés sur un papier à cartouches que la machine dispose autour des barreaux et replie enfin -3 vers l'intérieur aux extrémités des cartouches. Des machines de ce type sont commercialisées par Niepman A/G dans la République Fédérate d'Allemagne sous la marque "Rollex". Cependant, l'encartouchage de bouillies sur des équipements du type mentionné ci-dessus pose également de gros problèmes. Même à l'état refroidi, ce qui demande soit la pré- vision d'un temps d'attente substantiel soit l'empLoi de refroi- disseurs particuliers, l'explosif adhère à toutes les parties ou pièces de l'équipement avec lesquelles il vient en contact, même si ces pièces sont revêtues de "Téflon" ou d'un matériau semblable. Particulièrement gênant est le collage de la matière au couteau qui coupe les barreaux de la feuille calandrée de matière explo- sive, ainsi qu'à la partie de la machine qui pousse ces barreaux du couteau sur le papier d'encartouchage, du fait de l'accumula- tion de matière explosive sur le couteau, ce qui empêche l'encar- touchage convenable. Ces complications sont plus sérieuses encore lorsque la température de la matière explosive est plus élevée et elles ont eu pour effet que, jusqu'à présent, il a été impossible d'encartoucher des bouillies avec des équipements du type décrit ci-dessus si l'explosif présente sensiblement la température à laquelle il sort du processus de fabrication. Le but de l'invention est de permettre l'encartou- chage de matières explosives particulièrement collantes, telles que des bouillies, au moyen d'un équipement d'encartouchage du type indiqué ci-dessus. Plus spécialement, le but de l'invention est'de permettre également l'encartouchage de bouillies chaudes au moyen d'un tel équipement, rendant ainsi le refroidissement superflu. L'invention implique que les bouillies peuvent à présent également être encartouchées dans des enveloppes en papier relativement longues et aussi que les machines à encartoucher existantes de ce type peuvent être utilisées pour les bouillies, avec la conséquence que ce type d'explosif peut prendre des parts du marché d'explosifs plus classiques. L'invention consiste à maintenir mouillées, par de l'eau, les pièces de la machine à encartoucher avec Lesquelles l'explosif vient en contact. Pour la fabrication de ces pièces de la machine, l'invention comprend également la sélection de matériaux particu- lièrement adéquats, soit pour ces pièces dans leur ensemble, soit pour leur revêtement si elles sont fabriquées d'autres matériaux. L'invention a également pour objet une machine à encartoucher pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, machine qui est pourvue d'un équipement pour assurer un degré convenable de mouillage à l'eau des surfaces des pièces concernées de la machine. Bien que les explosifs en bouillie collent de ma- nière générale à pratiquement tous les matériaux, il a été observé qu'ils adhèrent seulement dans une mesure étonnamment faible à une surface mouillée par de l'eau. Du moins, il faut un certain temps, suivant la nature du matériau, avant qu'une adhésion signi- ficative à la surface mouillée ne s'établisse. De plus, il a été trouvé que l'on peut pratiquement éviter toute adhérence si la surface mouillée par l'eau est poreuse et si les pores sont remplis d'eau. Le type du matériau poreux s'avère ne pas être critique puisqu'il a été observé que les bouillies n'adhèrent pratiquement pas à une matière plastique poreuse produite par Porvair Limited, Industrial Div., sous la marque "Vyon F" (polyéthyLène poreux), ni à un produit naturel tel que le balsa, s'ils ont été complète- ment imbibés d'eau. Il a été trouvé en outre que les matériaux riches en cellulose semblent convenir particulièrement pour.main- tenir attaché à leur surface exactement le film d'eau qui empêche l'adhérence des bouillies. Parmi ces matériaux cellulosiques, le bois en premier est considéré comme un matériau de construction convenable pour la réalisation de certaines pièces fonctionnelles d'une machine à encartoucher dans laquelle doivent être manipulés des explosifs en bouillie. Desexemples d'autres matériaux qui, à l'état mouillé, ont des propriétés qui correspondent à celles du bois, sont le papier et le tissu de coton, lesquels conviennent tous deux également comme matériaux de revêtement pour les pièces de machine qui viennent en contact avec l'explosif et qui ne peuvent pas être réalisées commodément en bois. Le balsa est un 7atériau qui, du fait qu'il est à la fois poreux et riche en cellulose, peut être utilisé convenablement pour différentes pièces d'une machine à encartoucher des bouillies. De manière générale, l'invention peut être mise en oeuvre par toute méthode consistant à maintenir mouillées par l'eau les pièces d'une machine à encartoucher qui viennent en contact avec l'explosif et il est évident que ce mouillage peut être réalisé par différents moyens, suivant les parties de ma- chine dont il s'agit et suivant qu'elles sont mobiles ou non. Les moyens de mouillage seront avantageusement choisis également en fonction du matériau dorn les pièces ou parties de machine ont été fabriquées ou rejêtjes. Le dessin annexé est une vue en coupe schématique d'une machine du type Rollex qui a été modifiée pour la nuise en oeuvre du procédé selon l'invention. SJr le dessin, on voit la matière explosive 2, une bouillie, qui est débitée à travers un orifice de sortie 1 sur une courroie de transport 11 et avancée jusqu'à un rouleau calandreur 3 qui produit une feuille 7 de matière explosive d'épaisseur uniforme. Le long de la courroie 11, de l'orifice 1 jusqu'au rouleau 3, sont disposés des guides stationnaires 5 qui définissent la largeur de la feuille 7 pendant son déplacement entre eux. Les cadres latéraux 6, guidant habituellement la feuille d'explosif 7 venant du rouleau, ont moins d'importance s'il s'agit de l'encartouchage d'une bouillie et il est avanta- geux d'écarter ces cadres dans une certaine mesure de la feuille 7 afin d'éviter leur contact avec l'explosif. Une raclette 10 est appliquée contre la surface du rouleau 3 afin de maintenir celui-ci propre au cas o un fragment d'explosif devait y adhérer intem- pestivement. A la fin de la courroie de transport 11, est installé un couteau 12 qui, par son mouvement, coupe la feuille d'expl:if 7 en barreaux adéquats pour former un remplissage de cartouche 13. Au moyen drun guide 14 et d'un poussoir 8, ces barreaux 13 sont transférés à la tête tournante 9 qui effectue la mise sous enve- loppe. Le choix du matériau pour la-courroie de trans- port 11 - sur laquelle l'explosif est débité et avancé - n'est pas critique. Normalement, cette courroie est en-caoutchouc et une certaine adhérence entre l'explosif et la courroie a moins d'importance pour le processus d'encartouchage. Cependant, si désiré, la courroie en caoutchouc peut être révêtue d'un matériau convenant mieux pour maintenir une surface mouillée d'eau dirigée vers l'explosif, de papier ou de tissu de coton par exemple. Le choix du matériau pour les cadres latéraux 6, le guide 14 et les organes de fermeture des extrémités des cartouches (non représentés) n'est pas davantage critique. Ces organes sont montés sur la tête tournante 9 et effectuent le repliage vers l'intérieur du papier aux extrémités des cartouches. Les cadres latéraux 6 et les organes de fermeture des extrémités, qui ne posent normalement pas de problèmes dans le processus d'encartouchage, peuvent, si désiré, être revêtus par ou être fabriqués d'un matériau poreux et être maintenus mouillés par l'eau. La machine a été équipée de tuyères 4 projetant de l'eau finement divisée, venant d'une arrivée d'eau sous pression, au- dessus et sur lesparties de la machineo une surface mouilléedoit être maintenue. Le rouleau 3, le couteau 12 et le poussoir 8 figurent parmi les pièces o une surface mouillée est le plus important. Il s'est avéré qu'il convient de réaliser le rouleau 3, avec la raclette 10, de même que le couteau 12, en bois. Le couteau 12 est de préférence fabriqué en contre-plaqué pour obtenir la stabilité de forme requise. Toutefois, pour certaines autres pièces de la machine, il est nécessaire de choisir des matériaux dont la porosité est nettement supérieure à celle du bois en général. Il est préférable dans ce cas de réaliser le mouillage à l'eau en disposant le matériau poreux comme une cloison séparant l'explosif d'une arrivée d'eau, de manière que l'eau puisse s'écouler lentement à travers cette cloison poreuse vers l'explosif. Une telle dispo- sition est particulièrement avantageuse pour les guides station- naires 5 qui définissent la largeur de la feuille d'explosif 7. Dans un tel cas, il convient de brancher l'arrivée d'eau sur un système de canaux dans un matériau de support et de maintenir le niveau d'eau dans le système légèrement au-dessus du sommet des cloisons poreuses. Un matériau poreux qui convient pour ces guides est le "Vyon F" dont il a été question dans ce qui précède. La pièce de la machine qui est apparamment la plus critique, quant à l'adhérence de la matière explosiveest le poussoir 8 qui transfère les remplissages de cartouches 13, coupés de la feuille calandrée 7, du couteau 12 sur le papier à cartouches. Parmi les matériaux testés, le balsa imbibé d'eau s'est révélé le plus satisfaisant. Cette partie de la machine, effectuant un mouvement de va-et-vient pendant le fonctionnement,-peut être mouil- I ée par de l'eau venant d'une tuyère particulière ou à travers un canal de distribution raccordé à elle et branché lui-même par un tuyau flexible sur une arrivée d'eau. IL a été constaté qu'en choisissant les matériaux comme indiqué dans ce qui précède, les quantités d'eau nécessaires pour éviter l'adhésion sont étonnemment faibles. Comme mesure pratique, il s'est avéré avantageux de limiter l'amenée d'eau aux tuyères et aux parties poreuses de manière à éviter tout écoule- ment visible d'eau de la machine. Aucune augmentation notable de la teneur en eau de la bouillie n'a été observée; l'augmentation peut être de l'ordre de seulement quelques dixièmes d'un pour-cent, ce qui est considéré comme étant sans importance compte tenu de la teneur normale en eau, de 8-15 pour-cènt, de la matière. La quantité totale d'eau amenée est cependant plus importante que la quantité absorbée par la bouillie parce qu'une partie de l'eau s'évapore du système en raison de la haute température maintenue dans les différentes parties de la machine par la chaleur apportée par la bouillie entrant dans la machine à encartoucher. L'exemple suivant fournit d'autres détails pour expliquer l'invention, mais ces détails ne limitent d'aucune façon la portée de l'invention. Exemple Sur une machine à encartoucher "Rollex", fournie par Nïepman A/G, on remplace les pièces originales suivantes, visibles sur le dessin annexé: les guides 5, le rouleau 3, le couteau 12 et le poussoir 8. Les pièces installées à leur place sont réalisées et préparées comme indiqué ci-après. Les guides 5 sont en aluminium, pourvus de canaux découpés et revêtus de "Vyon F" par contre-collage. De l'eau filtrée, venant de l'arrivée d'eau prévue sur la machine,est envoyée à travers ces canaux sous un débit réglé par une soupape à pointeau, de manière à maintenir les pores du revêtement remplis d'eau. Le rouleau 3 et la raclette 10, de même que le couteau 12, sont en contreplaqué hydrofuge. Le poussoir 8 est en balsa. Toutes les pièces en bois sont maintenues à l'état mouillé au moyen de tuyères'4 qui arrosent ces pièces en continu avec de l'eau finement divisée. On alimente la machine à encartoucher, sous débit continu, avec une bouillie composée à raison de 85,4 pour-cent en poids d'une solution saline aqueuse, dispersée, de 4,8 pour- cent en poids d'une phase continue contenant des hydrocarbures et un émulsifiant, de 7 pour-cent en poids d'aluminium finement divisé et de 3 pour-cent en poids de billes de verre creuses. La température de la matière explosive est de -100 C et le débit d'alimentation est de 15 kg/min. Dans ce cas, la machine produit environ 35 cartouches par minute, ayant chacune un diamètre de 35 mm et une longueur de 400 mm. La produc- tion se poursuit pendant des heures sans défectuosités des car- touches et sans aucune perte de matière explosive. D'autres bouillies, dont la composition diffère de ce qui est indiqué dans cet exemple-et qui ont une consistance nettement différente, ont également été encartouchées, sans problèmes, sur la même machine "Rollex" modifiée. R EV EN DI C A T I ON S 1. Procédé pour encartoucher des matières explosives particulièrement collantes, ayant une médiocre stabilité de forme, telles que des boues émulsionnées ou bouillies, et en particulier pour encartoucher ces matières explosives à chaud, au moyen d'une machine à encartoucher dans laquelle la matière explosive est divisée en barreaux ayant approximativement la forme de la cartouche finie, par la coupe des barreaux d'une feuille calandrée par rouleau et d'épaisseur uniforme de cette matière explosive, au moyen d'un couteau mobile, suivie par le transfert des barreaux à un papier à cartouches qui est enveloppé par la machine autour des barreaux de cartouches et est replié finalement vers l'intérieur aux extré- mités des cartouches, caractérisé en ce que le processus s'effectue dans une machine à encartoucher dans laquelle on maintient mouillée, par de l'eau, la surface des parties ou pièces de la machine avec lesquelles La matière explosive vient en contact. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on produit le mouillage à l'eau au moyen de tuyères (4) qui projettent de l'eau finement divisée vers des parties de la machine à encar- toucher avec lesquelles la matière explosive vient en contact. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on produit le mouillage à l'eau à partir d'une arrivée d'eau branchée sur un côté d'une cloison poreuse (5), de manière que l'eau s'écoule lentement à travers cette cloison vers son côté venant en contact avec la matière explosive. 4. Machine à cartoucher des explosifs, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, du type dans lequel la matière explosive est divisée en barreaux ayant approximativement la forme de la cartouche finie, par la coupe des barreaux d'une feuille calandrée par rouleau et d'épaisseur uni- forme de cette matière explosive, au moyen d'un couteau mobile,suivie par le transfert des barreaux à un papier à cartouchesqui est enveloppé par la machine autour des barreaux de cartouches et est replié enfin vers l'intérieur aux extrémités des cartouches, caractérisée en ce que la surface des parties ou pièces (3, 12, 8) de la machine à encartoucher avec lesquelles la matière explosive (2) vient en contact, sont maintenues mouillées par de l'eau. 5. Machine selon la revendication 4, dans laquelle des parties ou des pièces (3, 12, 8) de la machine avec lesquelles la matière explosive vient en contact, sont faites ou revêtues d'un matériau qui est constitué en grande partie de cellulose, tel que bois, papier ou coton, et dans Laquelle des tuyères (4) sont disposées sur la machine pour diriger une projection d'eau finement divisée sur la surface des parties en question afin de la maintenir mouillée par l'eau. 6. Machine selon la revendication 4, dans laquelle des parties ou des pièces de la machine qui viennent en contact avec la matière explosive sont faites d'un matériau poreux formant une cloison de séparation (5) entre la matière explosive (2) et une arrivée d'eau. 7. Machine selon la revendication 6, dans laquelle la matière poreuse est du balsa ou une matière plastique poreuse.