UNIVERZITET U TUZLIRUDARSKI -GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI

SEMINARSKI RAD IZ:TEHNIČKI MATERIJALI

TEMA:ANFO EKSPLOZIVNE SMJEŠE (SASTAV I

KARAKTERISTIKE)

Prof: Alič Nedžad Student: Senad Nišić

Tuzla: JUNI 2010

SADRŽAJ

UVOD 2

I. EKSPLOZIVI 3

1. Podjela eksploziva 3

2. Pojedine vrste eksploziva 6

II. ANFO EKSPLOZIVNE SMJEŠE 7

1. Sastav i karakteristike 7

2. Pojedine vrste ANFO eksplozivnih smješa 10

III. MINERSKI RADOVI 14

1. Plan površinskog miniranja 14

ZAKLJUČAK 16

LITERATURA 17

2

UVOD

Eksploziv (lat. explodere - raspasti se), kemijski spoj ili smjesa spojeva u kojima se djelovanjem vanjskog impulsa u obliku topline, udara, trenja i sl. može izazvati ekstremno brza kemijska reakcija (eksplozija), praćena oslobađanjem velike količine topline i nastajanjem zagrijanih plinovitih produkata pod tlakom mnogo većim od tlaka okoline. Zbog te razlike u tlaku plinovi se brzo šire, pri čemu se dio energije pretvara u rad, što rezultira rušenjem i razaranjem. Učinci mogu biti golemi zbog trenutačnosti reakcije. Kod gotovo svih eksploziva, eksplozija je zapravo vrlo brza ili trenutačna oksidacija, a samo manji broj eksploziva (bakreni acetilid, azidi) raspadaju se izravno na sastavne dijelove. Neke vrste eksploziva, kao acetilidi, ne razvijaju plinove, nego tlak prilikom eksplozije nastaje od finih, čvrstih čestica ugljika.

Eksplozivi se upotrebljavaju u različite svrhe, npr. građevinarstvu, rudarstvu, a najvažniju i najširu primjenu ima u ratnoj tehnici. Prema načinu djelovanja i namjeni, pojedine vrste eksploziva svrstavaju se u tri glavne skupine: barut, inicijalni i brizantni eksplozivi. Izdvojenu skupinu čine pirotehničke smjese. Postoje posebne kategorije eksploziva koje sagorjevaju u komorama, goreći eksplozivi, koji se koriste za pogon raketa. Tu je eksplozivna smjesa bez inicijalnog upaljača, ali ima drugi upaljač, pomoću struje-plavom iskrom zapaljena smjesa na par mijesta u komori (motoru-krutom).

U Kini su se već u 8. i 9. stoljeću upotrebljavale smjese slične crnomu barutu. Prvi povijesni zapis o upotrebi baruta u Kini potječe iz 1232. godine, a u Europi tek u 14. stoljeću. Sve do 19. stoljeća barut je bio jedini uopće poznati eksploziv. Razvojem kemije započinje novo doba u proizvodnji eksploziva; pojavljuju se mnogobrojne vrste eksploziva koje svojim svojstvima nadmašuju crni barut.Oko 1830. godine pripravljena je praskava živa, 1847. godine C. F. Schonbein pripravio je celulozni nitrat, od kojega je 1869. godine počeo proizvoditi bezdimni barut. A. Sobrero pripravio je 1846. godine glicerol-trinitrat (nitroglicerin), a 1863. godine upotrijebio ga je Alfred Nobel za pripravu dinamita. Od glicerol-trinitrata i celuloznoga nitrata (kolodijskoga pamuka) Nobel je proizveo praskavu želatinu, još jači eksploziv od dinamita.Slijedila su otkrića eksploziva na bazi amonijevoga nitrata, pikrinska kiselina, smjesa klorata i perklorata s raznim tvarima (šedit, 1897.), trinitrotoluen (1902.), olovni azid (1910.). U Drugom svjetskom ratu upotrebljavao se i heksanitrodifenilamin, zatim tetril ili pironit, snažniji i osjetljiviji od trinitrotoluena. Potkraj Drugoga svjetskoga rata upotrebljivan je prvi put i nuklearni eksploziv (nuklearno oružje).Nakon 1955. godine razvijene su smjese amonijevoga nitrata i loživih ulja (tzv. ANFO-eksplozivi) i vodeni gelovi s amonijevim nitratom kao osnovom (uz trinitrotoluen, želatinizirajuće agense i boraks).Brizantni i inicijalni eksplozivi pretvaraju se u plinovite produkte u prvom redu detonacijom.

3

ANFO EKSPLOZIVNE SMJEŠE

I. EKSPLOZIVI

Eksplozivi su kemijski spojevi ili smjese koje pod djelovanjem vanjskog impulsa u dijeliću vremenu (oko 0,002 sekunde) prelaze u plinovito stanje (razvijaju se velike količine plinova koji naglo povećavaju svoj obujam) pri čemu se razvija visoki tlak (do 20.000 Mpa) i toplota (do oko 6.0000C) koji kao takovi snažno razaraju okolinu eksploziva. Impuls može biti mehanički, toplinski ili njihova kombinacija (primjerice eksplozivni impuls).

Sama eksplozija je vrsta kemijske eksplozije gdje se kemijsko razlaganje eksploziva dešava ili gorenjem (za razlaganje služi kisik iz eksploziva) ili deflagracijom (mala brzina razlaganja eksploziva od sloja do sloja prenošenjem topline) ili detonacijom (razlaganje eksploziva od sloja do sloja vrlo brzim udarnim valom). Velika količina oslobođene energije eksplozije (od oko 4 MJ/kg do oko 8 MJ/kg eksploziva) “troši” se :

• najviše na drobljenje (gnječenje, raspucavanje i odbacivanje) okolne stijene,• manje na razvijanje elastičnih valova koji se rasprostiru na veću ili manju

udaljenost od središta eksplozije kroz stijenu, primjerice u vidu akustičnih i potresnih odnosno seizmičkih valova a što je tzv. seizmički efekt miniranja,

• te dobrim dijelom na zagrijavanje okoline eksplozije tj. izminirane stijene.

1. Podjela eksploziva

Eksplozivi se dijele (vidi tablicu 1), kao prvo u smislu kemijskog razlaganja, na potisne (deflagrantne) eksplozive i brizantne eksplozive. Podvrste su inicijalni eksplozivi i neki posebni eksplozivi namijenjeni za posebne vrste minerskih radova. U deflagrantne eksplozive pripadaju baruti i eksplozivna salitra. Izazivaju eksploziju prvog reda kod koje je brzinu detonacije manja od oko 1000 m/sek. Imaju potiskujuće djelovanje. Brizantni eksplozivi izazivaju eksploziju drugog reda čija je brzina detonacije veća od 1000 m/sek. Djeluju razarajuće na okolinu eksplozije. Dijele se, kao drugo, prema kemijskom sastavu, na proste (jednostavne) brizantne eksplozive (to su čisti kemijski spojevi koji daju eksplozive s jednostavnim molekulama) i složene brizantne eksplozive (to su pretežito mehaničke smjese prostih eksploziva). Osnovu prostih (jednostavnih) brizantnih eksploziva pretežito čine kemijski spojevi dušika (nitrogena)4 primjerice esteri dušične kiseline (nitroglicerin, nitroglikol) odnosno ostali nitrati (trinitrotoulen ili trotil ili T.N.T, amonij nitrat, pikrinska kiselina ili ekrazit) itd. Da bi ti eksplozivi imali određena minersko-tehnička obilježja moraju sadržavati nositelje kisika (kalijev i natrijev nitrat), zatim sredstva koja daju radnu sposobnost (trotil, nitroglikol) i pomažu gorenje odnosno povećavaju energiju (ugljena prašina, metalni prah) te ostala sredstva koja smanjuju osjetljivost eksploziva a osiguravaju stabilnost mješavine. Složeni brizantni eksplozivi se dijele na opasne eksplozive (praskava želatina, dinamit) koji se više ne proizvode i pouzdane (sigurnosne) gospodarske eksplozive.

4

Tabela 1. Razvrstavanje eksploziva

Gospodarski eksplozivi dijele se (vidi tablicu 2), prema konzistenciji ili agregatnom stanju, na praškaste, granulirane, poluplastične, plastične i vodoplastične-kašaste brizantne eksplzive u koje potonje pripadaju također emulzijski eksplozivi. Pakovanje praškastih, poluplastičnih i plastičnih eksploziva najčešće je u patronama na neki način ovijenim posebnim vrstama papira ili pvc-a.Pakovanje granuliranih eksploziva je u vrećama. Vodoplastični a osobito emulzijski eksplozivi mogu biti ili pakovani ili proizvedeni (izmiješani) na licu mjesta prilikom samog punjenja minskih bušotina.

5

TABELA 2. OSNOVAN OBILJEŽJA GOSPODARSKIH EKSPLOZIVA

Sve navedene eksplozive obilježava brzina detonacije (brzina širenja detonacijskog vala kroz eksploziv odnosno brzina širenja eksplozije kroz eksploziv; u m/sec), a zatim brizantnost (razorna snaga koja se utvrđuje kao tlak detonacije), snaga (radna sposobnost eksploziva), prijenos detonacije (razmak prenosa detonacije s patrone na patronu; u cm) kao i energija eksploziva, obujam plinova, specifični tlak, temperatura eksplozije, gustoća eksploziva, bilanca kisika, osjetljivost (na udar, trenje, iniciranje, toplotno djelovanje itd.) te otpornost na vodu, na mraz i sl.

a) Inicijalni (primarni) eksplozivi – Inicijalne eksplozivne mterije imaju veoma malu energiju aktiviranja i veoma su osetljive na udar, varnice, trenje, toplotu, jer mogu izazvati njihovo razlaganje. U ovu grupu eksploziva spadaju: zivin-fulminat Hg(OCN)2, olovo-trinitrorezorcilat, srebro-fuliminat AgONC, srebro-azid AgN3, olovo-azid NaN3, dinitrodiazo-fenol i peroksidi (H2O2, ROOH, ROOR).

b) Brizantni (sekundarni) eksplozivi – Brizantne eksplozivne materije su manje osetljive na mehanicke i toplotne uticaje i eksplodiraju pod dejstvom udarnog talasa inicijalnih eksploziva. U ovu grupu spadaju nitro jedinjenja koja sadrze C-NO2 vezu, kao sto su dinitrobenzen, dinitrotluen, heksanitro-stilben, triaminonitrobenzen, trinitrotoluen (TNT), i druga, zatim nitratni estri koji sadze C-O-NO2 grupu, kao sto sunitroceluloza i pentaeritit-tetranitrit (pentrit, PETN). Takodje se u ovu grupu svrstavaju i nitroamini koji imaju C-N-NO2 grupu, kao sto su ciklotetraametilen-tetraamin (oktogen), ciklotrimetil-triamin (heksogen), nitroguanidin.

6

2. POJEDINE VRSTE EKSPLOZIVA

Plastični eksploziv sadrži sitne zrnate kristale brizantnog eksploziva (oktogen, heksogen, pentrit) u smjesi s nekim polimernim materijalom, tako da je na običnoj temperaturi savitljiv i može se lako oblikovati.Praškasti eksplozivi su izrađeni na bazi TNT-a i amonijum nitrata. Malo su osetljivi na udar i trenja, zbog čega spadaju u eksplozive sigurne za rukovanje i transport a takođe i neškodljivi za okolinu. Pri niskim temperaturama nisu osetljivi i ne mrznu se. Primenjuju, pre svega za masovna rudarska miniranja u podzemnoj i površinskoj eksploataciji, za miniranje mekih, srednje čvrstih do jako čvrstih stenskih masa, gde nisu prisutni metan i eksplozivna ugljena prašina. Karakteristike ove vrste eksploziva zavise od procesa izrade i količine senzibilizatora, tako da imamo široku paletu ovog tipa eksploziva AMONEKS 1-4, AMONAL I AMONAL POJAČAN, AMONALIT, KAMNIKTIT I i II i praškaste eksplozive za specijalne namene pod imenom DEMEKS 1-3. Iniciraju se klasičnim sredstvima za iniciranje: rudarskom kapislom, elektrodetonatorima, neelektričnim sistemom iniciranja i detonirajućim štapinom. Zbog svoje slabe vodootpornosti koriste se za miniranja u suvim i vlažnim minskim bušotinama, a nisu pogodni za miniranje u bušotinama u kojima ima vode. Proizvode se u prečnicima 28-230mm. Pored standardnih kalibara i mase eksplozivnog punjenja, po zahtevu kupca izrađujemo i patrone ostalih prečnika i masa. Na zahtev potrošača proizvodimo praškasti eksploziv za specijalne namene, konturno miniranje, u dijapazonu prečnika 17-28 mm kao i vodootpornu varijantu ovih tipova eksploziva.

DEMEKSI 1-3 su niskobrizantni eksplozivi koji se uspešno primenjuju pri spajanju i obradi metala eksplozijom. Mogu se koristiti za zavarivanje, površinsku obradu-otvrdnjavanje, spajanje metala itd. U rudarstvu se koriste za eksploataciju ukrasnog kamena. Ne smeju se koristiti u rudnicima gde dolazi do pojave metana i eksplozivne ugljene prašine. Isporučuju se u rasutom stanju. Po specijalnom zahtevu kupca, mogu se isporučiti i patronirani u kalibru 28mm.

Praškasti brizantni eksplozivi se rabe u svim oblicima minerski radova pri građenju osobito pri miniranju manjih količina iskopa temelja, rovova i sličnih prostora u stijeni te u kombinaciji s plastičnim eksplozivima za potrebe masovnih miniranja stijene. Oni su pretežito mehaničke smjese prostih eksploziva na osnovi amonijum-nitrata s trotilom i nitroglicerinom. Nisu otporni na vlagu i vodu te se pakuju u patronama s pvc omotom. Brzina detonacije je do oko 4.000 m/sec, prijenos detonacije oko 7 cm. Komercijalni nazivi ovih eksploziva su primjerice RUPEX Detonal, Amonal, Kamniktit, Anfex.

7

II. ANFO EKSPLOZIVNE SMJEŠE

1. SASTAV I KARAKTERISTIKA

Amonijum nitratski eksplozivi sa sadržajem gorivog ulja izrađeni su na bazi kristalnog ili granuliranog poroznog amonijumnitrata i određenog procenta gorivog ulja (nafte), bez dodatka bilo koje brizantne komponente. Na zapadu i kod nas ovi eksplozivi su poznati kao AN-FO smjese, dok na istoku u (Rusiji) kao „Igdaniti“. Zbog svog prostog sastava ove eksplozivne smjese spadaju u najsigurnije eksplozive za rukovanje, pa se mogu i mehanizovano puniti u bušotine. AN-FO smjese su nepostojane u vodi, te se u bušotinama sa vodom i vlažnim bušotinama ne mogu koristiti. Pakuju se u patrone ili vreće, a mogu se proizvoditi i na samom mjestu upotrebe. Kod nas je ova vrsta eksploziva našla najširu primjenu na površinksim kopovima.

AN-FO eksplozivi su mješavina amonijum-nitrata i nafte (dizelsko ulje) u odnosu oko 95% i 5%. Zbog svoje velike sigurnosti (smataraju se jednim od najsigurnijih eksploziva), jednostavnosti te osobito ekonomičnosti sve se više primjenjuju kod svih oblika miniranja u građenju osobito kod masovnih površinskih iskopa u stijeni primjerice pri iskopu velikih usjeka, zasjeka i predusjeka.Mogućna je njihova pripreme na licu mjesta pri punjenju bušotina promjera većih od 100 mm i strojnog punjenje tih bušotina ali svakako pri miniranju suhe stijena. Tada amonijum-nitrat mora biti granuliran i porozan da bi što bolje “upio” naftu. Ukoliko je stijena mokra pakirani su u pvc-folijama. Njihova brzina detonacije je do oko 3.500 m/sec te razvijaju niži detonacijski tlak. Komercijalni nazivi ovih eksploziva su primjerice ANFO1, ELMEX, ELMEXAL, Prillit, Akvanol, Nitrol1, Anfex M4 itd. Na osnovi amonium-nitrata i natrium-nitrata izrađuju se vodootporni vodoplastični (tzv. “slurry”) eksplozivi (brzina detonacije oko 6.000 m/sek) i emulzijski eksplozivi (brzina detonacije oko 5.000 m/sek) koji su ustvari metalizirani vodoplastični eksplozivi odnosno mješavina AN-FO eksploziva s vodom i dodacima metalnog odnosno aluminijskog praha. Mješavine emulzijskih eksploziva s ANFO eksplozivima daju tzv. teške ANFO ili HANFO eksplozive. Otporni su na vodu a pretežito se pripremaju (miješaju) na licu mjesta prilikom strojnog punjenja bušotina. Rabe se za masovna miniranja srednje tvrdih do najčvrćih stijena. Komercijalni naziv vodoplastičnog eksploziva je primjerice Kamex a emulzijskih eksploziva su primjerice ELMULEX, ELMULEXAL, Kamniktit E1/2/, Emulit, Emex, Emulgit itd.

PRAŠKASTE AN-FO SMJESE izrađene na bazi KRISTALNOG AMONIJUMNITRATA i određenog procenta gorivog ulja poznate su pod imenom: NITROL 1 i NITROL 2.

NITROL 1 je eksplozivna smjesa izrađena od kristalnog amonijum nitrata sa čvrstim ili tečnim organskim gorivima, uz dodatak sredstava protiv strvdnjavanja. Inicira se kapislom br.8, brzina detonacije mu je 3200 3600 m/s, a kritični prečnik 32 mm. Koristi se za miniranje pod zemljom.

NITROL 2 je smjesa izrađena od 92%AN i 8% gorivog ulja. Kritični prečnik mu je 60 mm, pa se isključivo koristi za miniranje na površinskim kopovima. Inicira se pentolitskim pojačnikom PP-300. Prjenos detonacije je samo u direktnom kontaktu. Pakuje se u plastične vreče za nasipanje u bušotine ili pneumatsko punjenje.

8

U tabeli 3. date su osnovne tehničko – minerske karakteristike amonijumnitratskih praškastih eksploziva sa sadržajem gorivog ulja NITROL 1-2, Fabrike eksploziva, pirotehnike i hemije – Trayal korporacija kruševac.

Tabela 3. Karakteristike AN praškastih eksploziva sa sadržajem gorivog uljaKarakteristike NITROL 1 NITROL 2

Gustina, g/cm3 0,95 1,00 0,95 1,00

Brzina detonacije, m/s 3200 3600 2800 3200

Radna sposobnost , cm3 320 330 290 310

Prenos detonaciej, cm 5 8 kontakt

Bilans kiseonika, % uravnotežen uravnotežen

Gasna zapremina, dm3/kg 1019 1019

Toplota eksplozije, kJ/kg 3851 3851

Temperatura eksplozije, °K 2583 2583

iniciranje DK br.8. PP-300

Nitroli se uspješno primjenjuju rudarstvu, građevinarstvu, šumarstvo i poljoprivredi. U rudarstvu koriste kako na površinskim kopovima tako i kamenolomima za miniranje srednje čvrstih i mekih stijena. Ne mogu se upotrebljavati u rudnicima sa pojavom metana i eksplozivne ugljene prašine. Patroniraju se u polietilenska crijeva standardnih prečnika (od 50 230 mm) i masa (500 2500 g).

AN-FO SMJESE ZA MEHANIZOVANO PUNJENJE proizvode se na mjestu upotrebe, a izrađene su na bazi granuliranog poroznog AN i gorivog ulja na određenim procentima i to: 94 97%AN i 6 3% gorivog ulja.Smjesa sa 94,5%AN i 5,5% gorivog ulja smatra se klasičnom i efikasnom smjesom. Pri takvom odnosu komponenti smjesa ima nulti bilans kiseonika i razlaže se tako da u produktima eksplozije nema otrovnih gasova. Razlaganje se odvija po jednačini:

3HN4NO3 + CH2 → 7H2O + CO2 + 3N2 + 3784Kj

Tehničko-minerske karakteristike AN-Fo smjese zavise od čitavog niza faktora, kao što su: granulacija AN, prečnik bušotine, gustina punjenja u bušotini, veličina i snaga pojačnika, vlažnost bušotine, kontakt sa zidom bušotine itd.

AN-FO smjese za mehanizovano punjenje prave se na mjestu upotrebe, tako što AN-FO vozilo u seperatnim bunkerima prvozi obje komponente (AN i gorivo ulje) do minskog polja, gdje se uključivanjem odgovarajuče opreme na vozilu vrši sapajanje komponenti u ANFO smjesu, koja se za tim pneumatskim putem ubacuje u minske bušotine.Fabrika eksploziva pirotejnike i hemije – Trayal korporacija – Kuševac proizvodi AN-Fo smjese za mehanizovano punjenje pod imenom ANFEKS P i ANFO j.1.

9

U tabeli 4 date su osnovne tehničko – minerske karakteristike domačih AN-FO smjesa za mehanizovano punjenje.

Tabela 4. Karakteristike AN-FO smjesa za mehanizovano punjenjeKarakteristike AANFEKS P ANFO J.1.

Gustina, g/cm3 0,95 1,00 0,95 1,00Brzina detonacije, m/s 2100 2500 2000 2400Radna sposobnost , cm3 Oko 320 Oko 320Bilans kiseonika, % uravnotežen uravnoteženGasna zapremina, dm3/kg 1045 900Toplota eksplozije, kJ/kg 3872 3872Iniciranje – pentolitski prečnik,g PP-360 PP-100Kritični prečnik, mm 70 23

AN-FO smjese se prvenstveno koriste za miniranje u svim minskim bušotinama velikih prečnika, ali njihovim razvojem došlo se do proširenja primjena na srednje i male prečnike bušotine.

ANFO J.1. je namjenjen za mehanizovano punjenje minskih bušotina u jamskoj eksploataciji.ANFEKS P je namjenjen prvenstveno za punjuenje minskih bušotina na površinskim kopovima i kamenolomima. Ne smije se koristiti za miniranje u bušotinama sa vodom, jer se amonijumnitrat lahko rastvara u vodi, pri čemu dolazi do slabljenja ili gubljenja eksplozivnog svojstva smjese. Ovi eksplozivi se ne patroniraju, več se isporučuju u rasutom stanju, a mogu se pakovati i u polietilenske vreće mase 25 kg.ANFEKS P je dvokomponentna smješa namjenjena za korištenje prvenstveno u kamenolomima ili kopovima sa površinskom eksploatacijom. Može se uspešno primenjivati isključivo u suvim minskim bušotinama srednjeg i velikog prečnika. Pakovan je u polietilenske vreće od 25 kg i kartonske komercijalne kutije, prilagođene ADR/97 propisima. Iniciraju se isključivo pentolitskim pojačnicima (busterima).

2. POJEDINE VRSTE ANFO EKSPLOZIVNIH SMJEŠA

Eksploziv ANFO LD koristi se za miniranja pakiran u vrećama (PP/PE). Eksploziv ANFO-1 ne smije se koristiti u metanskim jamama i jamama s opasnom ugljenom prašinom. Ovaj eksploziv može se koristiti za miniranje u svim vrstama stijena, Može se koristiti i u kombinaciji s jačim eksplozivom. Za eksploziv ANFO LD, temeljem normi H.D1. 020 i H.D1. 040, izračunane su teorijske karakteristike, koje su u dozvoljenim granicama za takove vrste eksploziva. Ispitivanjem u laboratoriju i na poligonu određena je gustoća eksploziva, detonacijska brzina, osjetljivost na udar,

10

prijenos detonacije i osjetljivost na iniciranje. Karakteristike eksploziva ANFO LD date su u tablici.

Minerske i tehničke karakteristike eksploziva ANFO LDBilanca kisika, % mas. +0,5Volumen plinovitih produkata 20 °C, 105 Pa 1040Energija eksploziva, kJ/kg 3182Temperatura eksplozije, °C 2172Specifični tlak, Pa 9,025 x 108

Srednja vrijednost brizantnosti (q x Ps x v) 2,74 x 1012

Gustoća, kg/dm3 0,856Brzina detonacije, m/s 3052Temperatura paljenja, °C 169,5Osjetljivost na iniciranje kapicom br.8 neosjetljiv

Eksploziv ANFO LD proizvodi se i stavlja u promet u pakiran u PP/PE vreće mase 25 kg. Sukladno važećim propisima i europskim iskustvima, te iskustvima tvrtke za ovu vrstu eksploziva, rok uporabe je šest mjeseci od dana proizvodnje. Datum proizvodnje otisnut je na ambalaži (vreća). Eksploziv ANFO LD treba skladištiti u ventiliranim, suhim prostorijama gdje je vlažnost zraka do 75%, a temperatura u granicama od -20 °C do +20 °C. (čijim korištenjem se postižu najbolji rezultati). Eksploziv ANFO LD inicira se pojačivačem (boosterom). Iniciranje se obavlja na klasičan način stavljanjem na dno bušotine boostera ili patrone brizantnog eksploziva. Booster se aktivira preko detonirajućeg štapina, rudarske kapice br.8 i sporogorućeg štapina, te inicira eksploziv ANFO LD. Booster se može aktivirati i koristeći električne detonatore ili NONEL neelektrični sustav za aktiviranje. Pri svim minerskim radovima treba znati da je eksploziv ANFO LD vrlo stabilan i iniciranje se ne može provesti samo rudarskom kapicom br.8. Nakon isteka garantnog roka ili u slučaju kada eksploziv ANFO LD postane neuporabiv, eksploziv treba uništiti u dogovoru s proizvođačem. U krugu uništavanja ne smije biti ljudi i životinja. Sigurnosni razmak od objekta računa se prema formuli: R>100 – 150 Q1/3 gdje je Q=masa eksploziva u kg, a R je radius u m. Eksploziv ANFO LD izrađen je sukladno normama H.D1. 020 i H.D1. 040, i ima Stručno mišljenje broj: 985/08 izdano od RGN fakulteta, Laboratorij zavoda za rudarstvo i geotehniku iz Zagreba, Pierottijeva 8 dana 08. rujna 2008. godine. Obzirom da je eksploziv ANFO LD vrlo stabilan i neosjetljiv na kapicu br.8, pri punjenju minskih bušotina (posebno horizontalnih) treba koristiti pneumatsku punilicu. Uz pneumatsku punilicu nemogu se koristiti električni detonatori. U takvom slučaju može se promijeniti stabilnost i osjetljivost.

Pri uporabi i manipulaciji eksplozivom ANFO LD zabranjuje se:

• Rabiti opremu, alat i pribor koji daje elktričnu iskru ili uzrokuje pojavu statičkog elektriciteta,

• Bacati i vući eksploziv po tlu,• Ne smije se pušiti, niti koristiti otvoreni plamen u blizini eksploziva,• Ne smije se koristiti u zatvorenim jamama, niti u metanskim jamama,• Eksploziv se ne smije koristiti u metanskim jamama i jamama s opasnom

ugljenom prašinom.

11

ANFO eksplozivi su inertni na udar, trenje, manje osjetljivi na povišene temperature, teško se iniciraju, pa je i sigurnost pri radu sa ovim eksplozivom znatno veća.

Svojstva • Granulo-praškaste konzistencije • Kemijski vrlo stabilni • Slabo osjetljivi na udar i trenje

• Osjetljivi na pojačnik detonacije (booster) min 40

grama pentolitskog detonatora ili brizantnog eksploziva

• Prenosi detonaciju u kontaktu

• Koriste se u rinfuzi i patronama min 60 mm. U

rasutom stanju su neotporni na vodu • Tehnički stabilni do iznad 160 °C

• Neosjetljivi na inicijalnu kapislu DK-8 i detonirajući štapin

• Nisu za upotrebu u jamama sa pojavom metana i opasnom ugljikovom prašinom

ANFO naziv je za smjesu amonijevog nitrata i tekućeg goriva, primjerice nafte. Zbog vrlo slabe osjetljivosti, koristi se kao stabilni industrijski eksploziv, a poznat je kao snažan eksploziv iz kućne radinosti, jer je korišten u mnogim terorističkim napadima.

ANFO (isto je što i AN-FO eksploziv(i)) je naziv za kompoziciju (smjesu) amonijevog nitrata s tekućim eksplozivima (mješavinom ili pak naftom). Kao eksploziv se pakira u vreće od 25kg u obliku bijelih kuglica koje imaju miris nafte. Relativno je jeftin eksploziv za napraviti, a dosta učinkovit. Potreban je neki drugi eksploziv da ga aktivira i da dobije početno ubrzanje. Amonijev nitrat u ANFO-u sa tekućim eksplozivima varira većinom između 96:4 i 95:5, ako se uzme u obzir najpopularniji AN-FO eksploziv, s dieselom, onda varira između 94.5% i 5.5%.Za ANFO eksplozive treba potpuno suh AN, prhke kristale, ni prekrute, ni presitne, da bi se provlačenjem kroz sita formirao u kuglice i kao i gelovi, koji su podvodni eksplozivi. To je jedan od rijetkih eksploziva koji pri normalnom nabijanju postiže preveliku stabilnost, a 0.75-0.9 je optimalna gustoća! Njega se treba pustiti da upija tekući eksploziv i preko 2 sata, i prividno promiješati, po koji put. ANFO ne upija vlagu kao čisti AN. Jedne od mješavine AN-a s tekućim eksplozivima su ove:

- 96 g AN i 4 ml plavi diesel (tekuće gorivo za brodove),- 96 g AN i 4 ml MEK + HNO 3 (4:2),- 94 g AN i 6 ml aceton + HNO3 (2:1),- 95 g AN i 5 ml diesel + HNO3 ili benzin + HNO3 (3:1-kad se pomiješa, iz minute u minutu (15 minuti), mijenja sastav i boju i kad poprimi crvenu boju, to tekuće gorivo je spremno za natapljanje AN-a u ANFO. Benzin se manje koristi, jer puno nagriza i izbacuje amonijak.),- 94 g AN i 6 g aluminijevog praha,

12

- 96 g AN i 4 g bakrenog praha,- 96 g AN i 4 g magnezijevog praha,- 85 g AN i 15 g TNC-a stopljenog u acetonu.

Jedna od najpoznatijih mješavina je "Ammonal", mješavina AN-a 85% i aluminija u obliku praha 15%. Poznat je i plastični eksploziv koji se radi od njega. Omjer AN i voska je 80%-20%. Vosak se otopi i doda mu se AN. Kad se ohladi, formira se u pravokutne oblike. Najpoznatiji ANFO eksploziv je s običnim diesel gorivom (zelenim). Omjer je 94.5% i 5.5%.

ANNM (amonijev nitrat nitrometan)-je eksploziv koji se većinom koristi u tupinolomima i kamenolomima. Taj eksploziv ne upija vlagu i dapače, podnosi vlagu. Omjer je 88% AN i 12% NM. Njegovo se upijanje čeka i do 3 sata u zatvorenoj posudi da se onemogući ishlapljivanje nitrometana.Plastični eksploziv (kao glinamol ili plastelin) od amonijevog nitrata, je dosta korišten. Evo jedan vrlo poznati. Izmješaju se 33% bezdimnoga baruta i 67% nitrometana da nastane gusta želatina. U to se natopi AN 75% i 25% te želatine. Kad je postalo homogeno oblikuje se u oblike sapuna s rupom u sredini. Pošto postoje problemi jačine detonacije i zaostatka eksploziva, za to imaju druga rješenja. Da bi bili potpuno sigurni da se neće dogoditi, da ne izgori ili pak ne eksplodira cijeli, i da mu se poveća osjetljivost i detonacija, dodaje mu se 5-10% aluminija, bakra ili magnezija u prahu (finom prahu, piljevina ne valja, sporo izgori u toj 0.1 sekundi detonacije), izmiješa se dobro i jačina bude dosta jača.

AMONIT-6 je granulirani aminijumnitratni niskobrizantni eksploziv (tip AN-FO). Sastoji se od smjese oksidans – gorivo. Kao oksidans koristi se granulirani amonijumnitrat,koji se senzibilizira gorivim uljem, najčešće ekstra lako loživo ulje ili D2. AMONIT-6 se upotrebljava za miniranja na površini, a najveće primjena je kod masovnih miniranja (vapnenci, dolomiti, vapneni lapori, lapori za industriju cementa te pri radovima u građevinarstvu). Iniciranje se obavlja pomoću brizantnih eksploziva (ili boosterom) koji imaju jak početni impuls i veliku brzinu detonacije. Prijenos detonacije postiže se dodirom patrona, te je stoga kod punjenja potrebna posebna pažnja. Pri punjenju bušotina potrebno je posebnu pozornost obratiti na temperaturu, jer je eksploziv uporabljiv u temperaturnom području do -20 oC. Eksploziv AMONIT-6 topiv je u vodi i koristi se u suhim minskim bušotinama. Eksploziv AMONIT-6 nije vodootporan.

13

HEMIJSKI SASTAV

PAKIRANJE:AMONIT-6 je granulirani eksploziv koji se isporučuje upakiran u polietilenske vreće, ojačane polipropilenskim pletivom, po 25 kg ili u patrone promjera Φ 60 do Φ 90 mm.

Za aktiviranje nekih neosjetljivh eksploziva (ANFO, vodoplastični) nije dovoljna snaga rudarske kapice br.8 nego se moraju dodatno rabiti još pojačani detonatori (pojačivaći detonacije) ili busteri u koje se mogu uložiti rudarske kapice ili električni detonatori. Snaga im se izražava brojem rudarskih kapica br. 8 koje zamjenjuju. Basteri se mogu također aktivirati detonirajućim štapinom. Oni iniciraju eksplozivno punjenje bastera a ono inicira odnosno aktivira ostalo glavno punjenje (naboj) mine. Basteri se sastoje također od metalne čahure koja sadrži inicijalni eksploziv pentolit koji je mješavina pentrita i TNT - a .

III. MINERSKI RADOVI

Ključnu ulogu u minerskim radovima, samo je po sebi razumljivo, imaju eksplozivi i sredstva njihova aktiviranja odnosno inicijalna sredstva. Trenutni razvoj tehnike, tehnologije, logistike te uz to općenite sigurnosti pri proizvodnji, distribuciji, rukovanju i korištenju eksploziva dao je dodatnih zamah sve većoj primjeni miniranja u rudarstvu i građevinarstvu, osobito u slučaju masovnog iskopa stijene. Povoljna tehničko-tehnološka, tehničko-minerska, kao i u najvećoj mjeri moguća tehničkosigurnosna obilježja suvremenih eksploziva omogućavaju u potpunosti kontrolirano miniranje stijene. To znači da je takvim miniranjem moguće ostvariti željenu granulaciju i razmještaj izminirane mase u području iskopa stijenskog masiva

14

tj. moguće je usmjeriti odbacivanje, ograničiti daljinu odbacivanja te ostvariti planirani prostorni oblik izminirane mase. Moguće je u potpunosti takođe ostvariti željeni(projektirani) obris iskopa. Također je moguće u najvećoj mjeri zaštiti od nepoželjne dezintegracije ostali dio stijenskog masiva koji se ne minira i na taj način očuvati njegova, za daljnje građenje, povoljna inžinjersko-geološka, fizičko-mehnička odnosno geotehnička obilježja.

Rudarske kapice proizvodili su se, u smislu svoje snage, od broja 1 do 12. Danas se proizvode samo rudarske kapice br. 6 kao trenutni detonatori za aktiviranje brizantnih plastičnih eksploziva te rudarske kapice br. 8 za aktiviranje brizantnih praškastih eksploziva. Sastoji se od metalne čahure unutar koje se nalazi inicijalno eksplozivnom punjenje te brizantno eksplozivno punjenje od, primjerice, živinog fulminata. U kapicu se utakne sporogoreći štapin koji aktivira inicijalno punjenje a ono inicira dalje jednostruko brizantno punjenje kapice br.6 odnosno dvostruko brizantno punjenje kapice br.8.

Sporogoreći štapin je vrpca promjera oko 0,5 cm koja se sastoji od barutne jezgre omotane u više slojeva pamučnom, konopljinom ili jutenom pređom impregniranom bitumenskom izolacijom te u posebnim slučajevima presvlakom od pvc-materijala kada se traži vodosigurnost štapina. Brzina gorenja 1 metra ovog šatapina je od 110 do 140 sekundi a za praktičnu primjenu računa se s brzinom od 1,2 m/min. Jedan palioc mina može paliti do najviše 5 štapina, najmanje duljine 1,3 m. Štapin se pali(inicira) minerskim šibicama. Za paljenje više štapina odjednom služe minerski tuljci (do pet štapina) i minerska saća (do 30 štapina).

1. Plan površinskog miniranja stijene.

Minerski radovi su viskorizični radovi jer se rukuje odnosno djeluje s opasnim eksplozivnim tvarima i sredstvima. Stoga provedba minerskih radova mora biti strogo usklađena sa svim postojećim zakonima, propisima i pravilnicima te ostalim uobičajenim pravilima ponašanja pri rukovanu sa opasnim tvarima. Sigurnost je osobito važna pri provedbi neposrednog miniranja iako su sigurni radovi bušenja također jedan od preduvjeta sigurnosti minerskih radova. Jedan od temeljnih preduvjeta sigurnosti minerskih radova je njihovo pravilno programiranje odnosno elaborirano projektiranje. Projekt ili plan miniranja je ustvari oblik obvezatnog tehnološkog projekta koji proizlazi iz međusobnog odnosa i povezanosti građevinske i rudarske regulative5. Plan miniranja važan je dio pripreme minerskih radova u okviru ukupne organizacije onog građenja u kojemu se takovi radovi provode. Stoga elaborirani projekt određenih minerskih radova u okviru određenog građenja naodređenom gradilištu odnosno plan miniranja određenog stijenskog masiva u svrhu iskopa određenog (projektiranog) prostora u tom masivu mora obvezatno sadržavati, između ostalog, slijedeće opise i priloge:

• raspored i dubinu minskih bušotina• način punjenja minskih bušotina i količinu eksploziva• način iniciranja minskih punjenja i aktiviranja mina• način spajanja-vezivanja minskog polja i ugradbe detonatora i

usporivača• širenje detonacije u minskom polju i redoslijed rušenja

15

• određenje područja opasnosti od miniranja• mjere zaštite okoline i okliša od minerskih radova.

U planu miniranja se stoga opisuju i prikazuju, temeljem određenog proračuna ili neke iskustvene metodologije, ključni parametri miniranja koji obilježavaju pojedine mine i njihova minska polja u tehničko-minerskim smislu. Glavni parametri površinskog miniranja jesu :

• izbojnica (još se ponegdje naziva linija najmanjeg otpora),• razmak između mina odnosno razmak redova mina i razmak mina u

redovima,• duljina bušotina mina i• količina eksplozivnog punjenja u minama.

Ostali parametri miniranja bili bi promjer i nagib bušotina mina, visina etaže iskopa, visina punjenja (naboja) mine, duljina podbušavanja i visina (duljina) čepljenja mine. Tu je i oblik povezivanja ili umrežavanja minskog polja u smislu redoslijeda aktiviranja pojedinih mina. Ključni parametar miniranje bila bi ili izbojnica w koja je onaj razmak između središta eksplozije i prve (najbliže) slobodne površine koji omogućava djelovanje mine u smislu lomljenja i odbacivanja izminirane stijene. Odbacivanje izminiranog materijala prilikom eksplozije trebalo bi biti uvijek u tom smjeru. Proračun miniranja, kao dio planiranja minerskih radova odnosno sadržaja plana miniranja, ima za cilj određenje optimalnih parametara miniranja koji bi prilikom izvedbe miniranja trebali ostvariti također optimalno rastresanje i odbacivanje izminirane mase. Pozitivna očekivanja proračuna očituju se u pretpostavci povoljne fragmentacije ili granulacije izminiranog materijala u logističkom smislu te pretpostavci povoljnog smjera odbacivanja i oblika rasprostiranja izminiranog materijala.

ZAKLJUČAK

Eksploziv (lat. explodere - raspasti se), kemijski spoj ili smjesa spojeva u kojima se djelovanjem vanjskog impulsa u obliku topline, udara, trenja i sl. može izazvati ekstremno brza kemijska reakcija (eksplozija), praćena oslobađanjem velike količine topline i nastajanjem zagrijanih plinovitih produkata pod tlakom mnogo većim od tlaka okoline. Zbog te razlike u tlaku plinovi se brzo šire, pri čemu se dio energije pretvara u rad, što rezultira rušenjem i razaranjem.Eksplozivi su kemijski spojevi ili smjese koje pod djelovanjem vanjskog impulsa u dijeliću vremenu (oko 0,002 sekunde) prelaze u plinovito stanje (razvijaju se velike količine plinova koji naglo povećavaju svoj obujam) pri čemu se

16

razvija visoki tlak (do 20.000 Mpa) i toplota (do oko 6.0000C) koji kao takovi snažno razaraju okolinu eksploziva. Impuls može biti mehanički, toplinski ili njihova kombinacija (primjerice eksplozivni impuls).

Eksplozivi se dijele kao prvo u smislu kemijskog razlaganja, na potisne (deflagrantne) eksplozive i brizantne eksplozive. Podvrste su inicijalni eksplozivi i neki posebni eksplozivi namijenjeni za posebne vrste minerskih radova. U deflagrantne eksplozive pripadaju baruti i eksplozivna salitra. Izazivaju eksploziju prvog reda kod koje je brzinu detonacije manja od oko 1000 m/sek. Imaju potiskujuće djelovanje. Brizantni eksplozivi izazivaju eksploziju drugog reda čija je brzina detonacije veća od 1000 m/sek. Djeluju razarajuće na okolinu eksplozije. Dijele se, kao drugo, prema kemijskom sastavu, na proste (jednostavne) brizantne eksplozive (to su čisti kemijski spojevi koji daju eksplozive s jednostavnim molekulama) i složene brizantne eksplozive (to su pretežito mehaničke smjese prostih eksploziva).

Plastični eksploziv sadrži sitne zrnate kristale brizantnog eksploziva (oktogen, heksogen, pentrit) u smjesi s nekim polimernim materijalom, tako da je na običnoj temperaturi savitljiv i može se lako oblikovati.

Praškasti eksplozivi su izrađeni na bazi TNT-a i amonijum nitrata. Malo su osetljivi na udar i trenja, zbog čega spadaju u eksplozive sigurne za rukovanje i transport a takođe i neškodljivi za okolinu.Amonijum nitratski eksplozivi sa sadržajem gorivog ulja izrađeni su na bazi kristalnog ili granuliranog poroznog amonijumnitrata i određenog procenta gorivog ulja (nafte), bez dodatka bilo koje brizantne komponente. Na zapadu i kod nas ovi eksplozivi su poznati kao AN-FO smjese, dok na istoku u (Rusiji) kao „Igdaniti“. Zbog svog prostog sastava ove eksplozivne smjese spadaju u najsigurnije eksplozive za rukovanje, pa se mogu i mehanizovano puniti u bušotine.

Dakle na osnovu ovog rada se da zaključiti da ANFO eksplozivne smješe imaju najširu primjenu u građevinarstvu, površinskim kopovima itd

LITERATURA

1. hr.wikipedia.org/wiki/ANFO

2. www.ad-boksit.com/gradjevinarstvo.php

3. hr.wikipedia.org/wiki/Eksploziv

4. info.grad.hr/!res/gf_osoblje/.../doc/.../301.teh-grad-i-poglavlje6.pdf

5. http://www.znanost.com/forum/malo-masne-zabave/stranica-2

17

6. www.rupv.me/.../Tender_033

7. www.mvteo.gov.ba/izvjestaji_publikacije/izvjestaji/?id=400

8. www.scribd.com

9. http://burn.toxicfarm.com/search.forum?search_author=Agent_Bombastic&show_results=posts

10.http://forum.piroraj.org/viewtopic.php?f=9&t=476&view=next

18