Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein wirtschaftlicheres Verfahren und eine bessere Füllvorrichtung zum Füllen eines Hohlraums mit Sprengstoff vorzuschlagen.

Dieses technische Problem wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Verteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Insbesondere wird das Problem durch ein Verfahren zum Füllen eines Hohlraums mit einem breiförmigen Sprengstoff gelöst, bei dem ein rieselfähiger Sprengstoff, insbesondere ein ANC-Sprengstoff, und ein pumpfähiger Sprengstoff, insbesondere ein Emulsianssprengstoff, in einem Mischbereich unmittelbar an einer Füllöffnung des Hohlraums oder im Hohlraum zu einem breiförmigen, insbesondere zu einem Heavy-ANFO Sprengstoff, vermischt werden. Indem die für sich gut förderfähigen Komponenten – ANC-Sprengstoff und Emulsion – erst unmittelbar an der Füllöffnung des zu befüllenden Hohlraums oder im Hohlraum selbst vermischt werden, entsteht der schlecht zu fördernde Heavy-ANFO Sprengstoff erst unmittelbar an der Füllöffnung, bzw. im Hohlraum. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit der erheblich höhere Förderaufwand für schlecht förderfähigen, gemischten Sprengstoff reduziert werden, indem die gut förderfähigen, zu mischenden Komponenten bis zum tatsächlichen Füllort getrennt gefördert werden.

Die getrennte Förderung bringt den zusätzlichen Vorteil, dass bei der Vermischung von gegebenenfalls zunächst nicht sprengfähigen Komponenten der Sprengstoff erst unmittelbar am oder im zu füllenden Hohlraum entsteht. Dadurch ist der Bereich, in dem sprengfähiges Material gehandhabt wird beschränkt. Dies ist aus Sicherheitsaspekten vorteilhaft, da auf diese Weise Unfälle, insbesondere Fehlzündungen, beim Transport der Komponenten zum zu befüllenden Hohlraum vermieden werden.

Bevorzugt weist der rieselfähige Sprengstoff Ammoniumnitrat, feste oxydierbare Anteile, Mineralölprodukte, ANC-Sprengstoff oder ein Gemisch der vorgenannten Stoffe auf. Ein ANC-Sprengstoff (auch ANFO-Sprengstoff genannt) ist der eingangs näher beschriebene, auf Ammoniumnitrat basierende ANC-Sprengstoff. ANFO ist rieselfähig, körnig und nicht pumpfähig. Eine pneumatische Förderung ist möglich. ANFO weist eine Dichte von 0,7 bis 0,8 kg/l auf. Eine Änderung dieser Dichte ist nur bedingt möglich. ANFO ist nicht wasserbeständig. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ohne weiteres jedoch auch auf andere in einem Gasstrom zu fördernde Sprengstoffe oder Sprengstoffkomponenten anwendbar, die im folgenden auch dem Begriff rieselfähiger Sprengstoff zugeordnet werden, obwohl sie für sich genommen von der Fachwelt nicht unmittelbar als „Sprengstoff" bezeichnet werden. Feste oxydierbare Anteile sind beispielsweise Aluminiumpulver, Aluminiumpulver enthaltende Mischungen, Ammoniumnitrat oder Holzmehl. Mineralölprodukte können beispielsweise Öl oder auch Dieselkraftstoff sein.

Der pumpfähige Sprengstoff weist bevorzugt eine Emulsionsmatrix, einen Emulsionssprengstoff, ein Water Gel, rieselfähigen Sprengstoff oder ein Gemisch der vorgenannten Stoffe auf. Die Emulsion ist ein Emulsionssprengstoff oder eine Emulsionsmatrix. Diese basieren auf Wasser-in-Öl-Emulsionen, die durch Emulgieren einer hochkonzentrierten Nitratsalzlösung mit Mineralöl entsteht. Zusätzlich können Zusatzstoffe wie beispielsweise Aluminium beigemischt sein. Diese Wasser-in-Öl-Emulsion wird zum zündfähigen Sprengstoff, indem in der Emulsion Gaseinschlüsse erzeugt werden bzw. die Dichte der Emulsionsmatrix gesenkt wird. Diese können entweder durch chemisch nicht aktive Zusatzstoffe, wie beispielsweise Micro-Hohlkugeln oder Zusatzstoffen mit poröser Oberflächen wie AN-Prills oder Aluminiumpulver, erzeugt werden. Gaseinschlüsse können jedoch auch durch chemisch aktive Zusatzstoffe wie das „chemische Gasen" erzeugt werden. Die so sensibilisierte Emulsionsmatrix wird dann als Emulsionssprengstoff bezeichnet. Emulsionssprengstoffe sind fließfähig und quasiflüssig (viskos), pumpfähig und können nicht pneumatisch gefördert werden. Sie weisen eine Dichte von 1,1 bis 1,3 kg/l auf – eine Änderung dieser Dichte ist möglich. Emulsionssprengstoffe sind wasserfest. Die Zugabe des gesamten oder eines Teiles des Brennstoffes zur Herstellung eines Sprengstoffes mit ausgeglichener Sauerstoffbilanz kann über die Emulsionsmatrix oder über die Ölzugabe in das Ammoniumnitrat erfolgen. Die Emulsionsmatrix kann vor Ort hergestellt werden (SMS = Site Mix System) oder als fabrikmäßig produzierte, fertige Emulsionsmatrix (RP = repumpable) eingesetzt werden. Water Gels sind sogenannte Slurry-Sprengstoffe bzw. Sprengschlämme, d.h. detonierbare Gemische aus Wasser, oxydierbaren Salzen und oxydierbaren Stoffen mit leicht- bis zähflüssiger bzw. körnig-breiiger bis gelatinöser Zustandsform.

Der breiförmige Sprengstoff ist ein Gemisch aus dem rieselfähigen Sprengstoff und dem pumpfähigen Sprengstoff. Ein solcher breiförmiger Sprengstoff kann bevorzugt ein sogenannter Heavy-ANFO-Sprengstoff sein. Hierbei kann das Mischungsverhältnis von rieselfähigem zu pumpfähigen Sprengstoff beliebig gewählt werden, bevorzugt 10:90 bis 90:10 betragen – es handelt sich um eine auf den Einzelfall des Anwendungsgebietes abgestimmte Mischung. Werden beispielsweise ANC/ANFO und Emulsionssprengstoffe gemischt, so kann dies in jedem beliebigen Verhältnis zueinander geschehen. Mischt man diese Komponenten im Verhältnis 80 zu 20, dann entsteht ein breiförmiger Heavy-ANFO Sprengstoff mit einer Dichte von etwa 1,0 kg/l und dieser Sprengstoff erhält durch den Anteil an Emulsion eine bessere, allerdings immer noch begrenzte Wasserfestigkeit.

Als bevorzugtes Beispiel für einen rieselfähigen Sprengstoff soll im weiteren der ANC-Sprengstoff herangezogen werden. Als bevorzugtes Beispiel für einen pumpfähigen Sprengstoff soll im weiteren der Emulsions-Sprengstoff bzw. die Emulsion herangezogen werden.

Als Mischbereich des rieselfähigen Sprengstoffs, beispielsweise des ANC-Sprengstoffes, mit dem pumpfähigen Sprengstoff, beispielsweise der Emulsion, ist der Bereich zu verstehen, in dem ANC-Sprengstoff und Emulsion zuerst miteinander in Kontakt kommen und in dem sie sich zu Heavy-ANFO Sprengstoff vermischen. Dieser Mischbereich kann ein Teilbereich einer Vorrichtung sein. Der Mischbereich kann jedoch auch ein Teilbereich des zu füllenden Hohlraums sein. Der Mischbereich kann an der Füllöffnung des Hohlraums angeordnet sein. Bei einem als vertikales Bohrloch ausgestalteten Hohlraum fällt der gemischte breiförmige Sprengstoff, beispielsweise der Heavy-ANFO Sprengstoff von dort in das Bohrloch und füllt dieses im Verlauf der Befüllung. Bei horizontalen Bohrlöchern wird der gemischte Heavy-ANFO Sprengstoff bevorzugt durch den Impuls der bei der Mischung zusammentreffenden Emulsion und des ANC-Sprengstoffs, so wie deren im wesentlichen in Richtung der Längsachse des Bohrlochs ausgerichteten Strömungsrichtung nach der Durchmischung in das Bohrloch getragen und dieses befüllt. Durch Änderungen der Strömungsrichtung des gemischten Heavy-ANFO Sprengstoffs, beispielsweise durch Schwenken einer Vorrichtung, aus der der gemischte Heavy-ANFO Sprengstoff austritt, kann dieser innerhalb des Bohrlochs und insbesondere innerhalb eines nicht zylindrisch geformten Hohlraums gut verteilt werden. Ebenso kann der Mischbereich an dem der Füllöffnung entferntesten Endpunkt des Hohlraums, beispielsweise dem Bohrlochtiefsten liegen. Von dort wird der gemischte Heavy-ANFO Sprengstoff durch den nachströmenden Sprengstoff in dem Hohlraum verteilt.

Der zu füllende Hohlraum ist jeder mit einer Sprengladung zu füllende Hohlraum. In der Regel ist dies ein Bohrloch in einem Grund. Dieses Bohrloch wird für die durchzuführende Sprengung in den Grund eingebohrt und hat in der Regel eine zylindrische Form. Grund ist hierbei die Bezeichnung der Oberfläche, die die Füllöffnung umgibt. Der Grund kann nahezu vertikal, nahezu horizontal oder in jeder sonstigen Orientierung verlaufen, je nachdem, in welchem Körper ein Hohlraum vorhanden ist und in welcher Lage und Ausrichtung sich die Füllöffnung befindet. Hohlräume können aber auch bereits existierenden hohle Räume im Grund sein, beispielsweise Spalten. Ein Hohlraum im Sinne der Erfindung kann auch eine Patrone oder ein sonstiges mit Sprengstoff zu füllendes Gefäß sein.

Die Füllöffnung des Hohlraums ist eine von außen zugängliche Öffnung, über die der Sprengstoff in den Hohlraum eingeführt werden kann. Bei einem Bohrloch ist dies der Bohrlochmund. Bei bereits bestehenden Hohlräumen kann dies eine bereits existierende Öffnung oder eine von außen für den Zugang zum Hohlraum speziell hinzugefügte Öffnung sein. Bei Patronen oder Gefäßen wird in der Regel eine nach dem Füllen zu verschließende Öffnung bereits bei der Herstellung der Patrone oder des Gefäßes vorgesehen.

Eine Vermischung von rieselfähigem Sprengstoff und pumpfähigem Sprengstoff unmittelbar an der Füllöffnung erfolgt immer dann, wenn der durch die Vermischung entstehende breiförmige Sprengstoff seine schlecht fließfähigen Eigenschaften erst an einem Ort entwickelt, wo er ohne zusätzlichen Förderaufwand in den Hohlraum eingebracht werden kann. Dabei kann der Beginn der Vermischung auch außerhalb der Füllöffnung sein, solange die vollständige Vermischung zu schlecht fließfähigem breiförmigem Sprengstoff erst an einer Stelle erfolgt, von der aus der breiförmige Sprengstoff ohne zusätzliche Fördermittel in den Hohlraum gelangt und diesen befüllt.

Durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung entstehen beim Fördern und beim Laden des riesel- und pumpfähigen Sprengstoffes sowie des breiförmigen Sprengstoffes geringere mechanische Beanspruchungen als bei dem Schneckensystem des Standes der Technik. Im oder am Mischladefahrzeug ist damit bevorzugt kein fertiger Sprengstoff vorhanden und auch kleinere Bohrlochdurchmesser von weniger als 115 cm können mit einer Leistung von mehr als 100 kg/min, bevorzugt mehr als 150 kg/min geladen werden. Außerdem können die Fahrzeuge mit geringeren Antriebsleistungen und einfacherer Mechanik gebaut und betrieben werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der rieselfähige Sprengstoff in einem Förderstrom gefördert und der pumpfähige Sprengstoff in den Förderstrom des rieselfähigen Sprengstoffes eingebracht. Bei breiförmigen Sprengstoffen bzw. Heavy-ANFO Sprengstoffen liegt der Anteil des rieselfähigen Sprengstoffes in der Regel höher als der des pumpfähigen Sprengstoffes. Da zudem der rieselfähige Sprengstoff in einem Gasstrom gefördert wird, während der pumpfähige Sprengstoff als pumpfähiger Stoff als solcher gefördert wird, wird ein bessere Durchmischung erzielt, wenn der bevorzugt volumenmäßig geringere pumpfähige Sprengstoff in den bevorzugt volumenmäßig größeren Förderstrom des rieselfähigen Sprengstoffes eingebracht wird. Hierbei wird der rieselfähige Sprengstoff bevorzugt mit einer hohen Geschwindigkeit durch den eingespritzten pumpfähigen Sprengstoffsstrom geblasen.

Der Förderstrom des rieselfähigen Sprengstoffes bzw. des ANC-Sprengstoffs ist bevorzugt ein Luft- bzw. Gasstrom, in dem der aus einzelnen Partikeln bestehende ANC-Sprengstoff gefördert wird. Der Förderstrom kann aber auch eine Rieselung, beispielsweise der beim Ausschütten des ANC-Sprengstoffs aus einem Behälter entstehende Materialstrom, sein, in die der pumpfähiger Sprengstoff eingebracht wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der rieselfähige Sprengstoff und der pumpfähige Sprengstoff in getrennten Förderströmen gefördert, wobei zum Zeitpunkt des Vermischens des einen Förderstroms mit dem anderen ein Unterschied in der Fördergeschwindigkeit zwischen dem Förderstrom des rieslfähigen Sprengstoffs und dem Förderstrom des pumpfähigen Sprengstoffes besteht bzw. eingestellt wird. Beispielsweise wird bei einem rascher als die Emulsion strömenden Förderstrom des ANC-Sprengstoffs eine gute Vermischung mit der Emulsion erzeugt, indem die mit rascher Geschwindigkeit auf die Emulsion treffenden Partikel des ANC-Sprengstoffs den soliden Förderstrom der Emulsion aufteilen. Zudem entstehen durch den Geschwindigkeitsunterschied Turbulenzen in den Förderströmen, die eine gute Durchmischung unterstützen.

Als Zeitpunkt des Vermischens wird jeder Punkt verstanden, an dem Partikel des rieselfähigen Sprengstoffs auf den Förderstrom des pumpfähigen Sprengstoffes bzw. der Emulsion oder Teile der Emulsion auftreffen. Dies kann der Punkt des ersten Zusammentreffens von ANC-Sprengstoff und Emulsion sein. Es kann aber auch jeder weitere Punkt sein, an dem nicht gemischte Teilströme oder Teile der beiden Förderströme aufeinander treffen.

Ein Unterschied in der Fördergeschwindigkeit kann erzeugt werden, indem der Massenstrom des einen Förderstromes geringer ist, als der des anderen. Beispielsweise kann die Emulsion langsamer gefördert werden, als der ANC-Sprengstoff. Ein Unterschied kann weiter dadurch erzeugt werden, dass ein Förderstrom beschleunigt wird, indem er einer Querschnittsverengung unterzogen wird. Ebenso kann ein Unterschied in der Fördergeschwindigkeit erzeugt werden, indem ein Förderstrom durch Aufprall verlangsamt wird, indem er beispielsweise auf Objekte, insbesondere Prallplatten, gerichtet wird. Eine weitere Verlangsamung eines Förderstroms kann erzeugt werden, indem der Förderstrom einer Querschnittserweiterung unterzogen wird. Diese Möglichkeiten bestehen sowohl für den ANC-Sprengstoff als auch für Emulsions-Förderströme.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden der rieselfähige bzw. ANC-Sprengstoff und die Emulsion in getrennten Förderströmen gefördert werden, wobei zum Zeitpunkt des Vermischens die Förderrichtung des Förderstroms der Emulsion im Winkel zur Förderrichtung des Förderstroms des ANC-Sprengstoffs steht. Die unterschiedliche Förderrichtung führt dazu, dass die Partikel des ANC-Sprengstoffs auf die Emulsion auftreffen und diese Zerteilen, so dass eine größere Durchmischung erfolgt.

Die Förderrichtung des Förderstroms der Emulsion ist die Richtung, in die sich die Emulsion, bzw. Teile der Emulsion kurz vor dem Zeitpunkt des Vermischens bewegen. Dies kann die Flussrichtung eines aus einer Öffnung austretenden, geschlossenen Stroms von Emulsion sein. Es kann aber auch die Bewegungsrichtung einzelner Emulsionsteile sein, die sich im Mischbereich bewegen.

Ebenso ist die Förderrichtung des Förderstroms des ANC-Sprengstoffs die Richtung, in der die Partikel des ANC-Sprengstoffs kurz vor dem Zeitpunkt des Vermischens bewegt werden. Dies kann die hauptsächliche Richtung der in einem Gasstrom geförderten Partikel sein, kann aber auch die Richtung sein, die ein einzelnes Partikel vor dem Zeitpunkt des Vermischens hat.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein geschlossener Förderstrom des pumpfähigen Sprengstoffes bzw. der Emulsion aufgelöst. Durch eine Zerteilung eines geschlossenen Förderstroms kann die Mischung mit dem rieselfähigen Sprengstoff verbessert werden, da dieser in Zwischenräume des aufgeteilten Förderstroms eindringen kann und damit auch mit in der Mitte des Förderstroms der Emulsion geförderten Teilen der Emulsion gemischt wird.

Ein geschlossener Förderstrom ist der aus einer Öffnung austretende Materialstrom des pumpfähigen Sprengstoffes bzw. der Emulsion. Ein geschlossener Förderstrom kann aber auch ein Teilstrom eines aus einer Öffnung austretenden Materialstroms der Emulsion sein, der in einzelne Materialströme zerlegt wird, beispielsweise indem er an einem keilförmigen Element geteilt wird.

Eine Auflösung eines geschlossenen Förderstroms erfolgt, wenn dieser in eine Anzahl kleinerer Teilströme zerlegt wird oder in einzelne Teile, die nicht mehr in einem zusammenhängenden Strom fließen, zerteilt wird. Dies kann durch eine Düse erfolgen, die am Ende einer Förderleitung für die Emulsion angeordnet ist, und durch die der geschlossene Förderstrom zerteilt wird, beispielsweise in einem Sprühkegel versprüht wird. Weiter kann ein geschlossener Förderstrom durch ein Düsenblech am Ende einer Förderleitung für die Emulsion in eine Anzahl von Teilströmen zerteilt werden. Ebenso kann ein geschlossener Förderstrom durch Aufprall auf Objekte, beispielsweise ein Prallblech, aufgelöst und in einzelne Teile zerteilt werden. Auch kann ein geschlossener Förderstrom durch das Zusammentreffen mit einem anderen Strom, beispielsweise dem Förderstrom des ANC-Sprengstoffs, aufgelöst und in einzelne Teilströme und/oder Teile zerlegt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung verbleibt der Mischbereich während des Befüllens im Verhältnis zum Hohlraum am selben Ort. Auf diese Weise kann auf Maßnahmen verrichtet werden, die eine Verschiebung des Mischbereichs bewirken würden. Das Verfahren ist dadurch einfach durchzuführen.

Bei einem im Verhältnis zum Hohlraum ortsfesten Mischbereich wird der breiförmige Heavy-ANFO Sprengstoff an stets derselben Stelle gemischt und von dieser Stelle aus in dem Hohlraum verteilt.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Mischbereich während des Befüllens im Verhältnis zum Hohlraum bewegt. So kann der Mischbereich zu Beginn des Befüllens in einem der Füllöffnung entfernten Endbereich des Hohlraums liegen, beispielsweise im Bohrlochtiefsten, und während des Befüllens, insbesondere in Abhängigkeit der zunehmenden Füllung des Hohlraums mit Heavy-ANFO Sprengstoff, in Richtung auf die Füllöffnung bewegt werden. Das Mischen der Emulsion und des ANC-Sprengstoffs und damit die Erzeugung von schlecht fließfähigem Heavy-ANFO Sprengstoff erfolgt dann an einem Ort, von dem der Heavy-ANFO Sprengstoff nicht mehr fortbewegt werden muss. Probleme beim Transport von Heavy-ANFO Sprengstoff, insbesondere das Haftenbleiben an Flächen oder der Einsatz hoher Transportenergien zur Förderung des schlecht fließfähigen Materials, treten bei dieser Ausgestaltung nicht auf.

Der Mischbereich wird im Verhältnis zum Hohlraum bewegt, wenn eine Vorrichtung, an deren Ende ANC-Sprengstoff und Emulsion voneinander getrennt austreten, zu Beginn der Befüllung mit diesem Ende in den Endbereich, beispielsweise das Bohrlochtiefste, gebracht wird. Die aus dem Ende austretenden Förderströme von Emulsion und ANC-Sprengstoff vermischen sich dann in diesem im Endbereich liegenden Mischbereich zu Heavy-ANFO Sprengstoff. Ist der Endbereich mit Heavy-ANFO Sprengstoff gefüllt, wird der Mischbereich vom Endbereich in Richtung auf die Füllöffnung bewegt, indem die Vorrichtung teilweise aus dem Hohlraum herausgezogen wird. So kann der Mischbereich im Bereich des noch nicht mit Heavy-ANFO Sprengstoff gefüllten Bereichs des Hohlraums gehalten werden und der Heavy-ANFO Sprengstoff in Schichten in den Hohlraum eingefüllt werden.

Ebenso wird der Mischbereich im Verhältnis zum Hohlraum bewegt, wenn eine Vorrichtung, in die der Mischbereich mindestens zum Teil eingegliedert ist und aus der vollständig oder teilweise gemischter Heavy-ANFO Sprengstoff aus einem Autrittende austritt, zu Beginn des Füllens mit dem Austrittende in den Endbereich gebracht wird und dann im Verhältnis zum Füllgrad des Hohlraums mit Heavy-ANFO Sprengstoff aus dem Hohlraum gezogen wird. Dies kann bei einer Vorrichtung erfolgen, die teleskopartig ausgebildet ist, so daß bei auf der Füllöffnung aufliegender Vorrichtung das Austrittende der Vorrichtung in Richtung auf die Füllöffnung zurückgefahren werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Mischungsverhältnis von Emulsion und ANC-Sprengstoff während des Befüllens verändert. Der zu befüllende Hohlraum kann durch verschiedene Materialien oder Material-Schichten begrenzt sein, für deren optimale Sprengung unterschiedliche Zusammensetzungen von Heavy-ANFO Sprengstoff notwendig sind. So kann insbesondere der Feuchtigkeitsgrad innerhalb des Hohlraums unterschiedlich sein, so dass in feuchten Bereichen ein höherer Anteil an Emulsion für gute Sprengeigenschaften des Sprengstoffs notwendig ist, während in trockeneren Bereichen auch große Anteile von ANC-Sprengstoff ausreichen, um gute Sprengeigenschaften zu erzielen. Wegen der höheren Verspannung einer Sprengung im Bohrlochtiefsten kann die Notwendigkeit bzw. Neigung bestehen, im Bohrlochtiefsten einen Sprengstoff mit höherer Dichte und Leistung einzusetzen, während im oberen Teil einer Bruchwand der Sprengwiderstand wesentlich geringer ist und man daher aus wirtschaftlichen Gründen gerne mit einem Sprengstoff geringerer Leistung und/oder Dichte arbeitet. Deshalb eignet sich ein Emulsionssprengstoff bevorzugt als sogenannte Fußladung, während ANC/ANFO eine häufig bevorzugtere Oberladung darstellt, insbesondere wenn noch Wasser im Bohrlochtiefsten ansteht.

Als Mischungsverhältnis wird der prozentuale Gewichtsanteil der jeweiligen Komponente – Emulsion und ANC-Sprengstoff – an dem Gesamtgewicht der addierten Komponenten angesehen. Bei herkömmlichen Heavy-ANFO Sprengstoff liegt dieses Mischungsverhältnis bei 10-90 Gew. %, bevorzugt bei 20-30 Gew. %, Emulsionsmatrix bzw. Emulsionssprengstoff und 90-10 Gew. %, bevorzugt 80-70 Gew. %, ANC-Sprengstoff.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Hohlraum zunächst teilweise mit aus ANC-Sprengstoff und Emulsion gemischtem Heavy-ANFO Sprengstoff befüllt und daran anschließend mit ANC-Sprengstoff vollständig gefüllt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, tiefer im Hohlraum befindliche feuchte Bereiche mit Heavy-ANFO Sprengstoff zu füllen, um einen zündfähigen Sprengstoff zu erhalten, und trockene, obere Bereiche mit kostengünstigen ANC-Sprengstoff zu füllen, der in trockenen Bereichen auch ohne Beimischung von Emulsion zündet.

Ferner ist es in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Teile des Hohlraums nur mit Emulsion zu füllen. Dies ist insbesondere bei besonders feuchten Teilbereichen des Hohlraums zweckmäßig, oder an Stellen wo eine besonders hohe Sprengkraft erzielt werden soll, die dann durch die höhere Dichte des Emulsionssprengstoffes erreicht wird.

Das zuvor genannte technische Problem wird des weiteren insbesondere durch eine Füllvorrichtung zum Füllen eines Hohlraums mit breiförmigem Sprengstoff gelöst die eine erste Förderleitung für einen ersten Förderstrom von rieselfähigem Sprengstoff, eine zweite Förderleitung für einen zweiten Förderstrom von pumpfähigem Sprengstoff und ein an eine Füllöffnung des Hohlraum anzusetzendes oder durch die Füllöffnung in den Hohlraum einzuführendes Verbindungselement zur Zusammenführung des ersten und des zweiten Förderstroms aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung werden die zu breiförmigem Heavy-ANFO Sprengstoff zu vermischenden Komponenten ANC-Sprengstoff und Emulsion voneinander getrennt in einer ersten Förderleitung und einer zweiten Förderleitung zu einer Füllöffnung des Hohlraums gefördert und erst dort oder sogar erst in dem Hohlraum durch ein Verbindungselement zusammengeführt. Dadurch wird der nur schwer fließfähige Heavy-ANFO Sprengstoff, der durch das beim Zusammenführen des ersten und des zweiten Förderstroms erfolgende Mischen von ANC-Sprengstoff und Emulsion entsteht, erst an der Füllöffnung des Hohlraums oder im Hohlraum erzeugt. Damit kann in einer derartigen Füllvorrichtung auf die aufwendigen Elemente, die zum Transport von Heavy-ANFO Sprengstoff benötigt werden, beispielsweise Transportschnecken, verrichtet werden.

Eine Förderleitung ist ein Bauelement, das zur Förderung des in ihr zu transportierenden Materials geeignet ist. Sie kann eine Rohrleitung, Schlauchleitung, ein Kanal oder ein sonstiges einen Massenstrom führendes Element sein. Insbesondere kann auch das Material der Förderleitung auf das zu fördernde Gut abgestimmt sein. Vorzugsweise sind die Förderleitung für Emulsion und ANC-Sprengstoff aus Kunststoff gefertigte Schläuche. Die Förderleitungen können aber auch aus Metall, insbesondere Aluminium, oder anderem, geeigneten Material sein.

Die getrennte Förderung von rieselfähigem und pumpfähigen Sprengstoff bzw. ANC-Sprengstoff und Emulsion, sowie die Möglichkeit, diese in Schläuchen zu fördern, führen dazu, daß bei der erfindungsgemäße Vorrichtung diese Komponenten von einer vom Hohlraum entfernten Lagerposition leicht zum Hohlraum gefördert werden können. Insbesondere beim Füllen einer Vielzahl von Bohrlöchern können die Förderleitung und das Verbindungselement leicht von Bohrloch zu Bohrloch getragen werden, ohne dass das verwendete Fahrzeug umgesetzt werden muß.

Das Verbindungselement dient der Zusammenführung des ersten und des zweiten Förderstroms an der Füllöffnung oder in dem Hohlraum. Dabei führt es den ersten und den zweiten Förderstrom derart zusammen, dass sich der ANC-Sprengstoff und die Emulsion an der Füllöffnung oder im Hohlraum zu Heavy-ANFO Sprengstoff vermischen. Das Verbindungselement kann ein Element sein, durch das die Förderströme in Leitungen durchfließen, wobei sie im Verbindungselement gemischt werden können. Das Verbindungselement kann aber auch jegliches Element sein, das die Förderleitungen zusammenhält und durch die Art des Zusammenhaltens die Strömungsrichtung der Förderströme beim Vermischen beeinflußt. Bei paralleler, benachbarter Führung der ersten Förderleitung zur zweiten Förderleitung erfolgt dies bereits, wenn das Verbindungselement das Ende der ersten Förderleitung so mit dem Ende der zweiten Förderleitung verbindet, dass die aus den Enden austretenden Förderströme nebeneinander, in nahezu gleicher Strömungsrichtung austreten. Durch die Aufweitung der Förderströme, die durch das Austreten aus der Förderleitung erzeugt wird, treffen die Förderströme teilweise aufeinander und führen zu einer Vermischung von ANC-Sprengstoff und Emulsion. Die Vermischung kann unterstützt werden, indem die Enden derart miteinander verbunden werden, dass die austretenden Förderströme im Winkel aufeinander gerichtet sind. Die Vermischung von bevorzugt ANC-Sprengstoff und Emulsion findet bei einer derartigen Ausgestaltung der Füllvorrichtung außerhalb der Füllvorrichtung, beispielsweise im Hohlraum statt. Das Verbindungselement kann hierbei ein einfaches Band sein, das um die parallel und benachbart gehaltenen Enden der Förderleitungen zur Verbindung derselben gewickelt wird.

So verbindet das Verbindungselement in einer Ausgestaltung der Füllvorrichtung einen in Strömungsrichtung am Ende der ersten Förderleitung vorgesehenen ersten Auslass für ANC-Sprengstoff mit einem in Strömungsrichtung am Ende der zweiten Förderleitung vorgesehenen zweiten Auslass für Emulsion.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch dazu verwendet werden, lediglich Emulsion oder ANC-Sprengstoff in einen Hohlraum einzufüllen. Ebenso können in den Förderleitungen für Emulsion und ANC-Sprengstoff auch andere Komponenten gefördert werden, die im Hohlraum zu Sprengstoff vermischt werden. So können in der ersten Leitung beispielsweise Aluminiumpulver aufweisende Mischungen gefördert werden, die im Hohlraum mit Emulsion aus der zweiten Förderleitung vermischt wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung verläuft die zweite Förderleitung mindestens teilweise in der ersten Förderleitung. Dadurch kann der durch die Füllvorrichtung eingenommene Raum reduziert werden. So kann die Füllvorrichtung derart ausgelegt werden, dass sie auch in schmale Füllöffnungen, beispielsweise den Bohrlochmund eines engen Bohrlochs, eingeführt werden kann. Zudem tritt bei einer derartigen Anordnung der eine Förderstrom innerhalb des anderen Förderstroms aus, wodurch eine gute Mischung der Förderströme erzeugt wird. Abhängig von den Druckverlusten, die durch die Querschnittsverengung der ersten Förderleitung entstehen, wenn die zweite Förderleitung in dieser geführt wird, kann durch entsprechend große Wahl des Durchmessers der ersten Förderleitung die zweite Förderleitung für die gesamte Füllvorrichtung innerhalb der ersten Förderleitung geführt werden. In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung wird die zweite Förderleitung durch Verbindungselemente, insbesondere Stege, mindestens am Ende der ersten Förderleitung koaxial zu dieser gehalten. Das Verbindungselement kann aber auch als Rohr ausgestaltet werden, das an die erste Förderleitung angeschlossen wird und in die die zweite Förderleitung eingeführt wird.

Bevorzugt wird die Vermischung des ersten Förderstroms mit dem zweiten Förderstrom dadurch gesteuert, daß der in Strömungsrichtung am Ende der zweiten Förderleitung angeordnete zweite Auslass mindestens eine Düse aufweist. Durch eine Düse wird der zweite Förderstrom beschleunigt. Damit kann erreicht werden, dass der zweite Förderstrom beim Zusammentreffen mit dem ersten Förderstrom eine höhere Geschwindigkeit als dieser hat, bzw. ein bestehender Geschwindigkeitsunterschied kann erhöht werden. Dies ist deshalb von Vorteil, weil mit zunehmendem Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Förderströmen die Vermischung der Förderströme, insbesondere durch Turbulenzen und Aufspaltungsvorgänge der Förderströme, verbessert wird. Ferner kann eine Düse den zweiten Förderstrom am Auslass zerteilen, aufweiten oder in einzelne Teilströme zerlegen. Eine Auflösung eines soliden Förderstroms in einzelne Teilströme, bzw. einzelne Teile ist von Vorteil, weil dadurch der erste Förderstrom besser in den ersten Förderstrom eindringen und sich mit diesem vermischen kann.

Eine Düse ist jede Querschnittsverengung des Förderstroms. Außerdem ist jedes Element, das zu einer Aufweitung, Zerstreuung oder Zerteilung bzw. zu seiner (teilweisen) Richtungsänderung des Förderstroms führt als Düse geeignet.

Zur Änderung der Strömungsgeschwindigkeit des Förderstroms für rieselfähigem Sprengstoff und zu dessen Aufweitung, Zerstreuung oder Zerteilung kann auch die erste Förderleitung eine Düse aufweisen.

Das Vermischen der Förderströme kann im Hohlraum selbst, aber auch im Verbindungselement erfolgen. Hierzu weist das Verbindungselement in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Mischkammer für die Zusammenführung des ersten und des zweiten Förderstroms auf. Eine im Verbindungselement vorgesehene Mischkammer erlaubt es die Mischbedingungen unabhängig von dem zu füllenden Hohlraum immer gleich zu halten. So kann die Mischkammer für eine besonders günstige Zusammenführung der Förderströme ausgebildet sein. Je nach Form des zu füllenden Hohlraums kann eine Mischung der Förderströme im Hohlraum ineffizient sein, wenn beispielsweise der Hohlraum einen im Verhältnis zu den Querschnitten der Förderleitung sehr großen Querschnitt hat und die zu mischenden Förderströme nicht gut zusammengeführt werden. Besonders in einem solchen Fall ist es von Vorteil, wenn durch eine vordefinierte Mischkammer eine gleichbleibend gute Mischung der Förderströme erzeugt wird.

Eine Mischkammer ist ein Bereich, in dem die Förderströme aufeinandertreffen und miteinander vermischt werden. Die Mischkammer kann ein abgegrenzter Raum in dem Verbindungselement sein, der Zuleitungen für riesel- und pumpfähigem Sprengstoff sowie einen Auslass für die gemischten Förderströme aufweist. Die Mischkammer kann jedoch auch ein Teilbereich eines Elements sein, in dem die Förderströme zusammengeführt werden. So kann der Mischbereich Teil eines Rohrs sein, in dem der erste Förderstrom gefördert wird und in den durch eine Zuleitung die Emulsion eingeführt wird.

Die Mischung der Förderströme muß beim Verlassen der Mischkammer noch nicht vollständig abgeschlossen sein. So können die Förderströme in der Mischkammer des Verbindungselements zusammengeführt und teils vermischt werden, während die vollständige Mischung von riesel- und pumpfähigem Sprengstoff zu breiförmigem (Heavy-ANFO) Sprengstoff erst im Hohlraum abgeschlossen wird.

Um ein Anhaften des teilweise oder ganz gemischten Heavy-ANFO Sprengstoffs an Wänden der Mischkammer zu verhindern, kann diese mit geeigneten Materialien beschichten werden, die ein Anhaften des Heavy-ANFO Sprengstoffs verhindern. Bevorzugt wird ein Anhaften auch durch den Gas- bzw. Luftstrom des ANC-Sprengstoffes unterbunden.

Eine einfache Konstruktion wird erreicht, wenn der bereits beschriebene zweite Auslass in die Mischkammer mündet. In einem solchen Fall kann das Verbindungselement als einfaches Bauelement mit einem Innenraum, beispielsweise als Rohr, ausgebildet sein, in das der zweite Auslass, beispielsweise in Form einer Zuleitung, mündet.

Die Mischung in der Mischkammer wird bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verbessert, indem in der Mischkammer statische Mischer und/oder dynamische Mischer vorgesehen werden. Diese führen den sich miteinander vermischenden Förderströmen, bzw. dem vermischten Heavy-ANFO Sprengstoff Energie zu und ändern deren Strömungsrichtung. Damit werden die zu vermischenden Förderströme besser miteinander in Kontakt gebracht, so dass eine verbesserte Mischung erzielt wird.

Statische Mischer sind in der Mischkammer angeordnete Objekte, die einen Förderstrom behindern. Dies können von der Seite in die Mischkammer ragende Stäbe, Platten, Kegel oder sonstige die Strömungsrichtung des Förderstroms verändernde Elemente sein. Statische Mischer können auch Prallplatten sein, auf die ein Förderstrom, beispielsweise der zweite Förderstrom, auftrifft und an dieser Prallplatte in Teilströme, bzw. Teile zerlegt wird. Dynamische Mischer sind angetriebene Elemente, die nicht nur die Strömungsrichtung eines Förderstroms verändern, sondern in dieser Veränderung dem Förderstrom Energie zuführen, indem sie ihn beispielsweise in eine Richtung beschleunigen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Füllprozess einfacher durchgeführt werden, indem um das Verbindungselement eine von diesem abstehende Stützplatte vorgesehen ist. Insbesondere wenn das Verbindungselement durch eine Füllöffnung in den Hohlraum eingeführt wird, ist es von Vorteil, wenn die Position des Verbindungselements durch die Stützplatte, die auf der Umgebungsfläche der Füllöffnung aufliegt, gehalten wird. Dann braucht der Benutzer der Füllvorrichtung die Füllvorrichtung während des Füllprozesses nicht halten, was zu einer einfacheren Bedienbarkeit führt.

Eine Stützplatte kann jedes Element sein, dass geeignet ist, das Verbindungselement in seiner in die Füllöffnung eingeschobenen Position zu halten. Bei einer als Bohrlochmund ausgestalteten Füllöffnung wird die Stützplatte in der Regel eine meist runde Platte sein, die auf dem Füllöffnungsrand aufliegt. Eine Stützplatte kann aber auch aus Einzelelementen, beispielsweise Ständern bestehen, die die Füllvorrichtung in der Füllöffnung halten. So kann die Stützplatte beispielsweise ein Dreifuß sein.

Ein besonders guter Halt des Verbindungselements am Rand der Füllöffnung wird erreicht, wenn die Stützplatte Stützelemente, beispielsweise Stützfüße, aufweist. Die Stützelemente können derart ausgestaltet sein, dass sie gut in den die Füllöffnung umgebenden Grund eindringen. Beispielsweise können die Stützelemente kegelförmig sein. Das Verbindungselement kann bevorzugt besonders einfach von einem Operator von Bohrloch zu Bohrloch versetzt werden, ohne daß das Förderfahrzeug umgesetzt werden müßte.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Förderleitung für den rieselfähigen Sprengstoff an ein Fördergebläse und einen Behälter für Ammoniumnitrat (AN) bzw. rieselfähigen Sprengstoff oder ANC-Sprengstoff angeschlossen. AN-Prills bzw. ANC-Sprengstoff kann als aus einzelnen rieselfähigen Partikeln bestehender Stoff auf einfache Weise in einem Gasstrom transportiert werden.

Ein Fördergebläse ist ein Bauelement, das einen Gasstrom erzeugt, in dem die AN- bzw. ANC-Sprengstoff Partikel transportiert werden. Dies kann ein Gebläse oder eine Pumpe sein, aber auch der Auslass eines Druckbehälters oder einer Düse, die einen bestehenden Gasstrom beschleunigt.

Ein Behälter für ANC-Sprengstoff bzw. AN-Prills ist jede Aufbewahrungsform für ANC-Sprengstoff oder AN-Prills, von der aus die ANC-Sprengstoff Partikel bzw. AN-Prills in einen Gasstrom eingebracht werden können. Dies können geschlossene Behälter, teils offene Behälter oder Schüttung sein. Die Behälter können ortsfeste oder bewegliche Behälter sein. Beispielsweise kann der Behälter auf einem Fahrzeug montiert sein, so dass die AN-Prills oder der ANC-Sprengstoff zum Sprengort transportiert werden kann und mittels der Füllvorrichtung in den Hohlraum eingefüllt werden kann.

Bei einem durch einen Gasstrom gebildeten Förderstrom für rieselfähigen Sprengstoff ist das Verbindungselements derart ausgestaltet, dass es die Füllöffnung des Hohlraums nicht verschließt. Somit kann das in dem gemischten breiförmigen Sprengstoff, bevorzugt Heavy-ANFO, nicht eingebrachte Gas aus dem Hohlraum gut entweichen, ohne dass die vollständige Füllung des Hohlraums mit Sprengstoff durch Gaseinschlüsse behindert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Förderleitung für pumpfähigen Sprengstoff bzw. Emulsion an eine Förderpumpe angeschlossen, die an einen Mischer für Öl-Emulgator-Gemisch und wässriger Nitratsalzlösung angeschlossen ist. Die Emulsion wird als pumpfähiges Material am einfachsten mit einer Förderpumpe gefördert. Aus Sicherheitsaspekten ist es vorteilhaft, eine aus Öl-Emulgator-Gemisch und Nitratsalzlösung bestehende Emulsion erst unmittelbar vor dem Einbringen in die zweite Förderleitung mit einer Sensibilisierungskomponente bzw. einem Dichteregulierungsmittel zu vermischen. Durch Mischung der Komponenten Öl-Emulgator-Gemisch und Nitratsalzlösung entsteht eine Emulsionsmatrix, die nach Vermischung mit dem Dichteregulierungsmittel nach Ablauf einer Reaktionszeit einen Emulsionssprengstoff bildet. Damit in der zweiten Förderleitung kein zündfähiger Sprengstoff gefördert werden muss, wird deshalb die Mischung der Komponenten so durchgeführt, dass der zündfähige Emulsionssprengstoff erst bei der Mischung mit AN-Prills bzw. ANC-Sprengstoff oder sogar erst im Hohlraum entsteht.

Das Öl-Emulgator-Gemisch und die Nitratsalzlösung werden bevorzugt in Behältern gelagert, wobei diese Behälter ortsfest oder bewegbar sein können. Beispielsweise können diese Behälter auf einem Fahrzeug vorgesehen werden und von diesem am Sprengort mittels der Füllvorrichtung mit ANC-Sprengstoff vermischt und in einen Hohlraum eingefüllt werden.

Der pumpfähige Sprengstoff bzw. die Emulsion kann auch bereits gemischt in einem Behälter gelagert und ggf. auf einem Fahrzeug transportiert werden. Dadurch entfällt der Mischprozeß der Emulsion am Sprengort. Die Vorrichtung kann einfacher ausgestaltet werden, da keine Misch- und Dosierelemente für die Mischung der Emulsion vorgesehen werden müssen.