Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Diameterns inverkan på detonationsegenskaperna hos emulsionssprängämne E682 i cylinderprovet
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Mining and Geotechnical Engineering.
2004 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [en]

Cylinder expansions tests with 4 different diameters ranging from 40 to 100 mm have been conducted on the generic emulsion explosive E682, both pure and with 20 % ANFO content. The work capacity is expressed in terms of the Gurney energy EG, which equals the sum of the kinetic energy of the copper tube and the radial kinetic energy of the gases. The purpose was to study the effect of charge diameter on the explosive's work capacity expressed as the Gurney energy and to supplement earlier work done by Nie (2001). The radial expansion has been measured as well as the velocity of detonation in 11 copper tubes. The effect of ANFO granules were tested by making a mixture of E682 with 20% ANFO. The ANFO used in the present study is Anolit from Dyno Nobel, which basically is the same product as the Prillit A used by Nie. The average density of pure E682 was 1130 kg/m3 and that of E682 with 20% ANFO 1200 kg/m3. The results from the new batch of E682 show similarities with the old batch regarding VOD as function of inverse charge diameter but the trend of the Gurney energy is different from the first experiments carried out by Nie. This could be due to previous tolerance variations in the tube dimensions. The Gurney energy seems to be independent of the charge diameter between 40-100 mm in the new experiments. The measured Gurney energy for pure E682 was 1.77 ± 0.06 MJ/kg and that of E682 with 20% ANFO 1.71 ± 0.07 MJ/kg which is somewhat lower. The use of 20% ANFO in E682 results in the same volume based Gurney energy as for pure E682 however. The overall average is 2.02 ± 0.02 MJ/dm3. The energy utilisation ratio is 0.58 ± 0.03 for pure E682 and 0.53 ± 0.03 for E682 with 20% ANFO. This is slightly lower than for the Titan 6000 series gassed bulk emulsion but higher than for pure ANFO. The detonation pressure decreases with the charge diameter however and this indicates that a smaller hole diameter in rock blasting leads to a lower detonation pressure without loosing work energy when keeping the powder factor constant.

Abstract [sv]

Cylindertest har genomförts på emulsionssprängämne 682 (E682) i syfte att undersöka hur arbetsförmågan varierar med laddningsdiametern inom intervallet 40-100 mm. Två satser syrebalanserad emulsion undersöktes, ren E682 och E682 med 20% ANFO. Receptet till E682 är framtaget tillsammans med Dyno Nobel och Kimit AB. Denna experiment emulsion har undersökts tidigare, bl.a. finns en brinnmodell. Emulsionen är syrebalanserad. När det gäller den volymbaserade explosionsenergin så ligger ren E682 något lägre än E682 med 20% ANFO, 3.47 MJ/dm3 respektive 3.85 MJ/dm3. Mjukglödgade 1 m långa kopparrör med inner/ytter diametrar 40/44, 60/66, 80/88 och 100/110 (mm/mm) har använts. Försöksuppställningen består av ett vertikalt monterat kopparrör fyllt med E682. Laddningsdensiteten var ca 1130 och 1200 kg/m3 för ren E682 respektive E682 med 20% ANFO. Initieringen sker ovanifrån med sprängdeg varvid detonationsfronten går nedåt genom laddningen i röret. Detonationsfrontens hastighet (VOD) mäts med resistansprob som monterats längs rörets mittlinje. Den radiella expansionen mäts med 10 kontaktpinnar ca 65 cm nedåt på röret ifrån initieringspunkten. Expansionen mäts från 0.5 mm från rörväggen till en total volymexpansion om 6-9ggr. Med hjälp av VOD och expansionsdata kan man räkna fram kopparväggens rörelse och den kinetiska slutenergin kallad "Gurneyenergin" som är ett mått på sprängämnets arbetsförmåga. Genom att jämföra Gurneyenergin med explosionsenergin kan man få fram en verkningsgrad. Gurneyenergin, som mäts i MJ/kg sprängämne, var oberoende av laddningsdiametern. Följden blir att även verkningsgraden är oberoende av laddningsdiametern inom det studerade intervallet 40-100 mm. För ren emulsion låg kopparväggens sluthastighet runt 1280 ± 20 m/s och Gurneyenergin 1.77 ± 0.06 MJ/kg. Vad gäller E682 med 20 % ANFO blev hastigheten något högre, 1290 ± 20 m/s samt Gurneyenergin 1.71 ± 0.07 MJ/kg. Verkningsgraden för ren E682 är 58 ± 3 % och för E682 med 20 % ANFO 53 ± 3% av tillgänglig energi. Den något lägre verkningsgraden för E682 med 20 % ANFO kan förklaras med att ANFO i sig har en lägre verkningsgrad ca 40-50 %. En tidigare försöksserie av Nie (2001) visade förvånansvärt nog verkningsgraden hos försöken med 80/88 rören var markant högre än hos 40/44 och 100/110 rören. I jämförelse med denna studie så verkar sluthastigheterna i Nie's försök med 80/88 rören vara onormalt höga vilket kan tänkas bero på materialfel eller dimensionsfel hos rören. Man kan tydligt se att kopparväggens acceleration ökar med minskande rördiameter. Detta är en naturlig följd av att massan som ska accelereras minskar mycket snabbare med minskande laddningsdiameter än vad detonationstrycket gör. Sammanfattningsvis kan man säga att verkningsgraden minskar något för E682 då man tillsätter ANFO men att den är oberoende av laddningsdiametern. Om man jämför Gurneyenergin på volymbasis så ligger däremot ren E682 obetydligt lägre än E682 med 20% ANFO, ca 2%.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Stiftelsen bergteknisk forskning - Befo , 2004. , p. 22
Series
Svebefo rapport, ISSN 1104-1773 ; 66
Keywords [en]
Civil engineering and architecture - Geoengineering and mining engineering
Keywords [sv]
Samhällsbyggnadsteknik och arkitektur - Geoteknik och gruvteknik
National Category
Other Civil Engineering
Research subject
Mining and Rock Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-23127Local ID: 5ae042c0-bd0e-11db-9be7-000ea68e967bOAI: oai:DiVA.org:ltu-23127DiVA, id: diva2:996176
Note
Godkänd; 2004; Bibliografisk uppgift: The diameter effect on detonation properties of cylinder test experiments with emulsion E682; 20070215 (ysko)Available from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29 Last updated: 2017-11-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

Authority records BETA

Arvanitidis, IoannisNyberg, UlfOuchterlony, Finn

Search in DiVA

By author/editor
Arvanitidis, IoannisNyberg, UlfOuchterlony, Finn
By organisation
Mining and Geotechnical Engineering
Other Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 153 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf