Dinamit: Sejarah, Penggunaan, dan Keselamatan dalam Pemadam & Pertambangan

Latar Belakang dan Bahan Baku

Dinamit adalah peledak komersial yang digunakan terutama untuk pemadam dan pertambangan. Ditemukan pada 1866 oleh Alfred Bernhard Nobel (1833-1896), ia lebih tepat disebut sebagai kemasan nitroglicerin, cairan peledak yang sangat beracun, atau senyawa mudah ulap lain seperti ammonium nitrate yang disensitir. Dinamit dapat dikemas dalam muatan yang diukur, diangkut dengan mudah, dan, dengan detonator yang tepat, meledak dengan aman. Karena ledakan dinamit menciptakan "nyala dingin," yang kurang mungkin menyalut campuran metan dan debu batubara yang ada di tambang, dinamit sering digunakan dalam operasi pertambangan batubara.

Sejarah

Alfred Nobel, ayahnya Immanuel, dan saudara laki-laki yang lebih muda Emil mulai bereksperimen dengan nitroglicerin dekat Stokholm pada 1862. Ditemukan oleh kimiawan Italia Ascario Sobrero pada 1846, nitroglicerin sangat tidak stabil dan sulit ditangani, dan ledakan tidak sengaja tidak jarang terjadi. Kecelakaan semacam itu membunuh Emil, di antara orang lain, di pabrik pada 1864. Meskipun tragedi pribadi, Alfred melanjutkan kerjanya dengan cairan berbahaya ini, bekerja di perahu di tengah danau sebelum melakukan eksperimen di pabrik. Pada 1866 ia menemukan bahwa mencampur nitroglicerin dengan kieselguhr (tanah diatom) mengstabilkan dan mengurangi volatilitas peledak. Tanah diatom terbentuk dari sisa fosil plankton sel tunggal yang disebut diatom, dan hasilnya adalah bahan serap yang "meresap" nitroglicerin. Alfred menamai produk ini "dinamit"—dari Yunani "dynamis" yang berarti "daya"—dan menerima paten untuk proses pada 1867. Nobel melanjutkan mengembangkan beberapa peledak dan penyalut lain, termasuk ballistite tanpa asap. Ia memiliki lebih dari 355 paten dan kekayaan besarnya memberikan dasar finansial untuk Hadiah Nobel, yang diberikan "kepada mereka yang, selama tahun sebelumnya, telah memberikan manfaat terbesar bagi kemanusiaan."

Dinamit diklasifikasikan sebagai Peledak Tinggi Sekunder, yang berarti detonator Peledak Tinggi Primer atau Insiasi (misalnya fulminat merkuri) digunakan untuk memicu muatan utama. Dinamit dianggap sebagai peledak komersial, berbedanya dengan peledak TNT (trinitrotoluen), yang dianggap sebagai peledak militer. Penggunaan skala besar pertama dinamit untuk tujuan konstruksi adalah dalam pembuatan Hoosac Tunnel, yang selesai pada 1876.

Desain Proses dan Fasilitas

Pembuatan dinamit sangat diatur dan proses secara ketat dikontrol untuk mencegah ledakan tidak sengaja. Peralatan yang digunakan dirancang khusus untuk mengurangi paparan campuran terhadap panas, gaya kompak, atau sumber perapian. Misalnya, bearing dalam pemix produk dipasang di luar bingkai aparat untuk mencegah kontak dengan campuran peledak. Gedung dan area penyimpanan (disebut majalah) dibangun pada jarak yang jauh dari struktur lain dan dengan sistem pemanasan, ventilasi, dan listrik khusus. Gedung ini "diperkuat" dengan atap dan dinding tahan peluru serta sistem keamanan luas. Pembuatan dinamit dapat digambarkan sebagai kemasan aman nitroglicerin, cairan peledak yang sangat beracun. Atap dan dinding tahan peluru serta sistem keamanan luas. Langkah penting lainnya meliputi sistem inspeksi menyeluruh yang memastikan pencampuran, grading, kemasan, dan kontrol inventaris yang benar. Karyawan juga terlatih tinggi untuk bekerja dengan peledak, dan langkah kesehatan khusus diperlukan. Paparan nitroglicerin umumnya menyebabkan sakit kepala berdenyut, meskipun kekebalan terhadap efek toksik dapat berkembang. Menariknya, nitroglicerin juga digunakan dalam pengobatan untuk mengobati beberapa bentuk angina dan penyakit lainnya. Dalam tubuh, ia bertindak sebagai vasodilator dan melegakan jaringan otot.

Proses Manufaktur

Proses dimulai dengan cairan senyawa seperti nitroglicerin (minyak peledak), zat "dope", dan antasid. Etilen glikol dinitrat, yang menyusun sekitar 25-30% minyak peledak, digunakan untuk menurunkan titik beku nitroglicerin. Ini memungkinkan dinamit digunakan dengan aman pada suhu rendah. Faktanya, nitroglicerin dalam keadaan setengah beku dengan cair dan padat hadir sebenarnya lebih sensitif dan tidak stabil daripada keadaan beku atau cair sendirian. Dalam keadaan setengah padat ini, nitroglicerin sangat berbahaya untuk ditangani.

Mencampur Minyak

• Minyak peledak ditambahkan dengan hati-hati ke pemix mekanis, di mana ia diserap oleh "dope," yang dapat berupa tanah diatom (sekarang tidak lagi digunakan), serbuk kayu, serbukan, tepung, pati, dan/atau zat karbon lainnya dan kombinasi zat.

Menyeutralkan Keasaman

• Sekitar 1% antasid seperti karbonat kalsium atau oksida seng ditambahkan untuk menutralkan keasaman yang ada dalam dope. Campuran dipantau dengan hati-hati dan ketika tingkat bahan yang benar tercapai, campuran siap untuk dikemas dalam berbagai bentuk. Proses ini menghasilkan yang disebut "dinamit lurus," di mana dope tidak berkontribusi pada kekuatan peledak dinamit. Misalnya, 40% dinamit lurus mengandung 40% nitroglicerin dan 60% dope; 35% dinamit lurus mengandung 35% nitroglicerin dan 65% dope. Dalam beberapa kasus, natrat natrium dicampur dengan dope, yang bertindak sebagai oksidator dan memberikan kekuatan tambahan pada peledak.

Mengemas Dinamit

• Tampilan dinamit biasanya mirip dengan kartrid bundar sekitar 1,25 inci (3,2 cm) diameter dan 8 inci (20 cm) panjang. Enclosure parafin melindungi dinamit dari kelembaban dan, sebagai hidrokarbon terbakar, berkontribusi pada reaksi peledak. Tipe ini dihasilkan dengan menekan campuran dinamit ke dalam tabung kertas yang disegel dengan parafin. Enclosure parafin melindungi dinamit dari kelembaban dan, sebagai hidrokarbon terbakar, berkontribusi pada reaksi peledak. Dinamit juga dapat ada dalam banyak bentuk lain, dari ukuran kartrid yang lebih kecil untuk pekerjaan pemadam spesial hingga muatan besar 10 inci (25 cm) diameter yang digunakan untuk operasi pertambangan strip besar. Peraturan membatasi panjang muatan besar ini hingga 30 inci (76 cm) dan berat hingga 50 pon (23 kg). Dinamit juga tersedia sebagai serbuk kantong dan dalam bentuk gelatin untuk penggunaan di bawah air.

Dinamit juga dibuat menggunakan zat lain selain nitroglicerin. Misalnya, mengganti bagian lebih besar minyak peledak dengan ammonium nitrate dapat meningkatkan kekuatan peledak dinamit. Bentuk dinamit ini disebut dinamit amonia.

Kontrol Kualitas

Pengukuran dan pengujian kekuatan dinamit yang akurat dengan detonasi menjamin performa aman peledak. Kekuatan relatif dinamit diberi tingkat dengan perbandingan ke dinamit lurus dan oleh persentase berat minyak peledak. Misalnya, dinamit amonia dibandingkan dengan dinamit lurus dan diberi tingkat sesuai. 50% dinamit amonia setara dalam kekuatan peledak dengan 50% dinamit lurus. Dalam kasus ini, "50%" mencerminkan perbandingan kekuatan daripada konten peledak.

Setelah manufaktur dan pengujian batch dinamit, ia dialokir ke lokasi pekerjaan di bawah regulasi pengangkutan dan penyimpanan yang ketat.

Aplikasi

Contoh singkat berikut adalah salah satu dari banyak skenario untuk aplikasi yang tepat dari dinamit. Harap diperhatikan bahwa tidak ada orang selain ahli peledak bersertifikat dengan prosedur dan peralatan yang benar yang harus mencoba meledakkan dinamit.

Dalam contoh ini, formasi batuan harus diledakkan untuk memberikan jalan bagi proyek konstruksi. Langkah pertama dalam prosedur peledakan adalah menentukan ukuran muatan melalui berbagai cara, termasuk diagram, perhitungan, dan pengalaman peledak. Pemeriksaan menyeluruh area yang terkena dan terren di sekitar dilakukan untuk menentukan zona aman. Papal diletakkan paling tidak 1000 kaki (305 m) di luar zona aman untuk memperingatkan masyarakat tentang peledakan. Pemancar radio dimatikan dan dikunci untuk mencegah pemician tidak sengaja detonator listrik. Muatan kemudian ditarik dari majalah dan diangkut ke lokasi peledakan menggunakan truk tertutup dan aman. Detonator dibawa ke lokasi pekerjaan dalam kendaraan terpisah.

Muatan dibongkar dan ditempatkan ke dalam lubang peledakan yang dibor di formasi batuan. Mereka meluncur ke lubang peledakan oleh tekanan udara atau dengan menampan dengan tongkat kayu atau plastik. Peledak sangat hati-hati bahwa kawat primer ke detonator disambungkan bersama-sama hingga semua muatan ditempatkan. Ini menyediakan jalur rangkaian pendek untuk kawat yang mencegah perapian tidak sengaja. Hanya peledak yang diizinkan untuk membuat koneksi listrik akhir ke sakar utama.

Selama waktu ini, celah 5 kaki (1,5 m) dalam kawat segera di depan sakar utama digunakan sebagai "celah kilat," praktik keamanan lainnya untuk menghilangkan kemungkinan listrik statis memicu muatan. Setelah semua persiapan untuk peledakan selesai, clakson peringatan berbunyi deretan satu menit sebelum sinyal detonasi. Saat ini, koneksi akhir ke sakar pemician dibuat. Satu menit sebelum detonasi, deretan bunyi clakson pendek dihasilkan. Peledak kemudian membuka kunci sakar utama dan meledakkan muatan. Setelah ledakan, semua sirkuit listrik ke peralatan peledakan dikunci kembali ke posisi aman, dan area diperiksa untuk muatan yang tidak meledak dan keselamatan umum. Bunyi clakson panjang menandakan semua aman.

Hasil Samping/Limbah

Pembuatan dan penggunaan peledak berkontribusi sejumlah limbah berbahaya ke lingkungan. Nitroglicerin menghasilkan beberapa hasil samping toksik seperti asam, kaustik, dan minyak yang terkontaminasi logam berat. Ini harus dibuang dengan baik melalui netralisasi atau stabilisasi dan diangkut ke TPAS limbah berbahaya. Penggunaan peledak menciptakan jumlah besar debu dan partikel dari ledakan, dan, dalam beberapa kasus, melepaskan asbes, seng, dan bahan berbahaya lainnya ke atmosfer. Juga, ledakan yang tidak terkendali atau tidak dihitung dengan baik dapat merusak tangki dan pipa di dekatnya, melepaskan isinya ke lingkungan juga.

Masa Depan

Sejak pengembangannya pada tahun 1950, bentuk peledak plastik lanjutan dan muatan berformasi telah menggantikan dinamit. Peledak ini sekarang disebut sebagai agen peledakan, karena stabilitasnya lebih baik dan memerlukan primer yang lebih kuat untuk meledak. Salah satu agen peledakan yang paling umum adalah ANFO, atau ammonium nitrate dan minyak bakar. ANFO mudah didapat, jauh lebih murah dari dinamit, dan dapat dicampur di lokasi. Namun, kru pemadam beton yang memerlukan muatan relatif kecil masih menggunakan dinamit sebagai agen peledakan.