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Sprengverfahren
Vorliegende Erfindung betrifft das Sprengen von Minerallagerstätten durch Abschiessen von Spreng- minen, also Verfahren, die zum Aufbrechen und Abbauen solcher Lagerstätten verwendet werden. Mine- ralabbauverfahren, die mit Sprengungen oder Minenzündungen verbunden sind, werden im Kohlenberg- bau sowie zum Abbau von Gesteinen, Gips oder Erzen und sonstigen Mineralien verwendet.
Gemäss dem üblichen Verfahren wird ein Bohrloch vertikal oder horizontal am Fundort des zu sprengenden Felsens od. dgl. gebohrt und sodann eine Zündkapsel sowie eine Sprengladung in das Bohrloch eingeführt und an das äusserste Ende desselben gebracht, wobei die Zündkapsel mit elektrischen ZUndlei- tungen versehen ist, welche in das Bohrloch führen und aus diesem herausragen. Das Bohrloch wird dann mittels Mischungen aus Stoffen, wie Gesteinsstaub, Ton oder Sand, dicht abgeschlossen oder "gedämmt", wobei dieses Dämmaterial fest in das Bohrloch gestampft wird, um es unter Bildung eines harten, dichten Verschlusskörpers zusammenzudrücken und um zwischen der Dämmung und der Ladung Luftspalte zu vermeiden, welche die Gewalt der folgenden Explosion dämpfen können.
Die Wirksamkeit der Explosion hängt auch von der Festigkeit der Dämmung ab. Es muss jedoch dafür Sorge getragen werden, dass während des Feststampfens die ZUndleitungen nicht beschädigt werden. Nach Überprüfung der Zündleitungen wird gezündet, wobei man jedoch üblicherweise bei allseitig weitgehend geschlossenen Arbeitsstellen, die z. B. Stollen sein können, zwei Stunden oder noch mehr nach der Sprengung verstreichen lässt, damit der entstandene Staub und Rauch hinreichend abgesetzt oder genügend dispergiert ist, bevor die Sprengstätte betreten wird. Um eine frühere Rückkehr zum Arbeitsplatz zu ermöglichen, werden häufig nach der Explosion spezielle Massnahmen getroffen.
Es ist bekannt, in das Bohrloch vor und/oder hinter der Sprengladung einen zylindrischen Wassersack anzuordnen, wonach das übliche Dämmungsmaterial eingebracht wird, das, um die Bildung von Lufteinschlüssen möglichst auszuschalten, fest gegen die Ladung oder den Wassersack gestampft wird. Der das Wasser aufnehmende Sack besteht aus Kunststoffolie ; das Wasser, welches er enthält, wird durch die Explosion dispergiert und beschleunigt dann wesentlich das Absetzen von Staub und Rauch, so dass die Arbeiter viel früher zu dem Arbeitsplatz zurückkommen können.
Ein Nachteil der Verwendung solcher Wassersäcke besteht jedoch darin, dass sie durch sorgloses oder übermässiges Einpressen des Dämmungsmaterials durchlöchert werden können, insbesondere wenn sie auf die Ladung folgen, wobei jedoch, wenn das Dämmaterial nicht genügend festgestampft wird, die Wirksamkeit der Explosion beträchtlich verringert wird.
In der deutschen Patentschrift Nr. 132091 wird vorgeschlagen, als Bohrlochbesatz für Sprengschüsse schnell und ohne Volumverminderung erhärtende Zemente zu verwenden. Bei Verwendung solcher Zemente für diesen Zweck wirkt sich jedoch nachteilig aus, dass diese Zemente eine lange und nicht regelbare Zeit zum Aushärten benötigen.
Nach dem erfindungsgemässen Sprengverfahren wird nun in ein Bohrloch, welches die Sprengladung enthält, eine wässerige Aufschlämmung von Calciumsulfatplaster eingebracht ; solche Plaster sind z. B.
Halbhydrate oder wasserfreie Gipsplaster oder aus Anhydrit hergestellte Plaster (vgl. Ullmann,"Enz. d. techn. Chemie"3. A., Bd. 8, S. 97). Solche Zusammensetzungen können von Naturprodukten oder synthetischen Produkten stammen.
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- Dem erfindungsgemäss benutzten besonderen Dämmungsstoff können Härtungsmittel zwecks Vergrö- sserung der Härte der erhaltenen Dämmung sowie entweder Beschleuniger oder Verzögerer zwecks Verkürzung bzw. Verlängerung der Abbindezeit zugesetzt werden. Bei Verwendung von Anhydrit muss ein Katalysator zur Anregung der Abbindung zugefügt werden. Der Dämmungsstoff kann am Arbeitsort in einem Eimer gemischt werden, z. B. indem dem trockenen Plaster oder einer Verbindung, bestehend aus einer Mischung von trockenem Plaster und andern festen Komponenten, Wasser zugesetzt wird.
Die Zusammensetzung wird vorzugsweise in das Bohrloch mittels einer einfachen, an einem Ende offenen, händisch zu betätigenden Kolbenspritze eingebracht, deren Durchmesser nur geringfügig kleiner ist als jener des Bohrlochs ; die Spritze soll lang genug sein, um in dem Bohrloch die Sprengladung oder, wenn nach dieser ein mit Wasser oder einer andern geeigneten nichtentzündlichen Flüssigkeit gefüllter Sack eingeführt wurde, diesen Sack zu erreichen.
Die gemäss vorliegendem Verfahren zu verwendende Dämmung bewirkt einen weitaus wirksameren Abschluss als bisher bekannte Dämmaterialien, wobei zur Erzielung einer bestimmten Sprengwirkung 25 Gel.-% und sogar auch mehr an Sprengstoff eingespart werden können. Diese erhöhte Wirksamkeit scheint in erster Linie auf den hohen Härtegrad der abgebundenen Aufschlämmung zurückführbar zu sein, der durch geeignete Zusätze, z. B. Alaun, noch gesteigert werden kann, sowie auch auf die Dichte des Abschlusses, die durch die während des Abbinden stattfindende Ausdehnung der Aufschlämmung bewirkt wird. Dank dieser Härte und Dichte ist es auch möglich, die Länge der Dämmung beträchtlich herabzusetzen, ohne dass dies eine Vergrösserung der Sprengmittelmenge erfordert ; so können 30, 5 cm der Plasterdämmung einer herkömmlichen Dämmung von 0,61 bis 0, 915 m Länge überlegen sein.
Da ferner die Aufschlämmung zur Zeit der Einführung flüssig ist, muss nicht besonders darauf geachtet werden, jeden Luftspalt zwischen der Dämmung und der Ladung oder der Dämmung und dem Wassersack zu vermeiden.
Zu weiteren Vorteilen, die bei Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erzielt werden, zählt eine Herabsetzung der für das Dämmen benötigten Zeit - das Arbeiten mit einer Kolbenspritze ist schnell und sicher- ; da der Dämmstoff schnell härtet, wird die Dämmung in dem ersten Bohrloch einer Serie von Bohrlöchern gewöhnlich schon hart sein, sobald das letzte Bohrloch hergestellt ist. Durch den Wegfall des Feststampfens wird auch die Gefahr einer Beschädigung der Zündleitungen ausgeschaltet, wodurch die Zahl der Fehlzündungen auf ein Minimum vermindert wird.
Zur Verringerung der Gefahr von Kohlenstaubexplosionen wird in Kohlenminen üblicherweise Gipsstaub angewendet. Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann die Verwendung einer Gipsdämmung zu einer Verminderung des während der Explosion gebildeten Staubes und Rauches führen sowie auch auf diese Weise die Zeitspanne wesentlich herabgesetzt werden, die verstreichen muss, bevor die Arbeiter die Arbeitsstätte nach erfolgter Sprengung wieder betreten können. Diese Zeitspanne kann stärker verkürzt werden, wenn zusammen mit dem erfindungsgemässen Dämmungsmaterial ein oder mehrere mit Wasser oder einer andern geeigneten nichtentzündlichen Flüssigkeit gefüllte Säcke verwendet werden, welche zwecks Unterdrückung der Staubentwicklung vor oder/und hinter der Ladung angeordnet werden.
Der eigentliche Dämmvorgang ist vereinfacht, da die Aufschlämmung durch die einfache Betätigung einer Kolbenspritze eingeführt werden kann, wobei gleichzeitig die Bildung von Luftspalten vermieden wird, wogegen das Einstampfen der üblichen Dämmungsmaterialien ein zeitraubender Vorgang ist, der Überdies mit besonderer Sorgfalt vorzunehmen ist, wenn der Wassersack nicht durchlöchert werden soll, insbesondere dann, wenn der Sack nach der Sprengladung eingeführt worden war.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen sollen zwei erfindungsgemässe Verfahren zur Durchführung der Dämmung erläutert werden.
Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt eines Bohrloches in einem Gestein, das gemäss einer ersten Ausführungsform des vorliegender Erfindung entsprechenden Verfahrens mit einer Dämmung versehen werden soll. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein Bohrloch, das gemäss einem zweiten, dem ersten gegenüber abgeänderten Verfahren mit einer Dämmung zu versehen ist. Fig. 3 schliesslich zeigt einen Längsschnitt durch eine zur Verwendung im Rahmen'des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Kolbenspritze.
Zwecks Lösung eines Sprengschusses in einem Gipsgestein 11 unter Verwendung des ersten Dämmverfahrens (dargestellt in Fig. 1) wird ein Bohrloch 12 mit einem Durchmesser von etwas über 25, 4 mm in einer Tiefe von zumindest ungefähr 1, 83 m gebohrt. Eine Zündkapsel 13 und eine Sprengladung 14 werden dann in das Bohrloch eingeführt, wobei die ZUndleitungen 15 dem Bohrloch entlang verlaufen.
Der gemäss diesem Beispiel verwendete Dämmungsstoff besteht aus einer Aufschlämmung, die ) 6 Gew. -0/0 Gipshalbhydrat-Plaster und 33, 90/0 Wasser enthält, welchem 0, 10/0 eines Verzögerers zugesetzt ; ein kann.
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Die Kolbenspritze, die der EinfUhrung des Dämmungsstoffes in das Bohrloch dient, ist in Fig. 3 dargestellt ; sie besteht aus einem Messing- oder Kupferrohr 16 mit einem Durchmesser von 25, 4 mm und einer Längevonl, 22mundistan einem Ende 17 offen und mit einem mit der Hand zu betätigenden Kolben 18 versehen, auf welchem, mittels Haltescheiben, zwei nach entgegengesetzten Richtungen weisende Ledermanschetten 19,20 angebracht sind.
Das Bohrloch wird mit dem Dämmungsmaterial versehen, in dem der Dämmungsstoff in die Spritze aufgezogen wird, um deren Zylinder in einer Länge von zirka 61 cm auszufüllen. Das offene Ende der Spritze wird dann in das Bohrloch 12 eingeführt, bis es die Sprengladung 14 erreicht. Hierauf wird der Handgriff 21 der Kolbenspritze (s. Fig. 3) nach innen gepresst und zur gleichen Zeit das Rohr 16 langsam herausgezogen. Der Dämmungsstoff wird auf diese Weise eng an das Explosionsmittel angepresst und füllt das Bohrloch über eine Länge von annähernd 45, 7 cm, wie in Fig. 1 bei 22 gezeigt. Sodann lässt man, bevor noch die Zündleitungen 15 überprüft werden und die Sprengladung gezündet wird, den Dämmungsstoff aushärten.
Das zweite, in Fig. 2 dargestellte Verfahren entspricht im wesentlichen dem ersten, wobei jedoch, zwecks Unterdrückung der Entwicklung von Explosionsstaub, zusätzlich ein Wassersack verwendet wird. In das Bohrloch 12 des Gesteins 11 werden die Zündkapsel 13, dann die Sprengladung 14 eingeführt ; die Leitungen 15 führen in das Bohrloch. Ein zylindrischer Sack 23 aus Polyvinylchlorid, mit einem Durchmesser von 25, 4 mm und einer Länge von 45, 7 cm, der mit Wasser 24 gefüllt ist und an seinem offenen Ende, bei 25, abgeschnUrt ist, wird in das Bohrloch eingebracht, bis er engen Kontakt mit der Sprengladung 14 hält.
Hierauf wird eine Kolbenspritze, welche den im Beispiel 1 verwendeten Dämmstoff enthält, in das Bohrloch eingeführt und dieser Stoff ausgepresst, so dass er einen Teil des Bohrloches ausfüllt und eng um das Ende des Wassersacks gepresst wird, wie bei 22 in Fig. 2 angedeutet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sprengverfahren, nach welchem ein Bohrloch, das eine zu entzündende Sprengladung enthält, mit einer Dämmung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das geladene Sprengloch mit einer wässerigen Aufschlämmung eines Calciumsulfatplasters gedämmt wird.