<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Sperren in Grubengängen od. dgl.
In verschiedenenGegenden gelangt säurehaltiges Wasser aus im Betrieb befindlichen oder stillgelegten Bergwerken in Flüsse oder Wasserläufe, die hiedurch verunreinigt werden.
Es sind verschiedene Verfahren und Geräte bekanntgeworden, um saure Grubenwässer zu reinigen, bevor sie in die Wasserläufe gelangen. Zu diesem Zweck muss das Wasser aber gesammelt werden, was auf Schwierigkeiten stösst, weil praktisch aus jeder Grube nicht ein, sondern eine Vielzahl von Kanälen ausgeht, durch die Wasser austritt.
Zur Umgehung dieser Schwierigkeit ist vorgeschlagen worden, die Öffnungen oder Gänge von stillgelegten
EMI1.1
diese Stellen sind meistens überflutet, so dass das Wasser erst weggepumpt werden müsste.
Ziel der Erfindung ist ein gefahrloses Verfahren zum Herstellen von Sperren. Erfindungsgemäss wird an der abzusperrenden Stelle des Grubenganges od. dgl. eine schnell abbindende Zementmasse, die zu einer selbsttragenden, wasserundurchlässigen Wand erhärtet, eingebracht, und das Einbringen der Zementmasse ferngesteuert. Es ist also nicht notwendig, dass sich menschliche Arbeitskräfte an die abzusperrende Stelle begeben, denn zur Errichtung der Sperre bedarf es keinerlei Formen, weil die Reaktionszeit geeigneter, schnell abbindender Massen so kurz ist, dass diese Massen unmittelbar nach ihrem Eindringen selbsttragend sind. Dabei ergibt sich auch eine für den in Aussicht genommenen Zweck, nämlich die Absperrung eines Ganges od. dgl. durchaus geeignete Gestaltung, so dass sich die Benutzung der Formen erübrigt.
Als besonders geeignet haben sich Zementmassen aus wässerigem Zementschlamm und einer wässerigen Silikatlösung erwiesen, die zur Bildung der Masse miteinander vermischt werden. Insbesondere empfiehlt sich die Verwendung eines Silikates aus der Gruppe der Natriumsilikate, Kaliumsilikat, Guanidinsilikate oder Tetramethylammoniumsilikate oder eine Mischung wenigstens zweier solcher Silikate. Die Abbindezeit der Massen kann mittels Zusätze von Abbindeverzögerem, wie Silikatmehl insbesondere jedoch von Flugasche verändert werden, die in erheblichen anteiligen Mengen dem Zementschlamm beigefügt werden können. Anderseits ist die Formbeständigkeit der eingebrachten Masse mitHilfe von thixotropen Mitteln, insbesondere Bentonit beeinflussbar, die man der wässerigen Silikatlösung beimengt.
Bei einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens können Zementmassen mit extrem kurzen Abbindzeiten verwendet werden. Hiezu wird ein Strom des wässerigen Zementschlammes mit einem Strom der wässerigen Silikatlösung zur Bildung der Zementmasse vermengt, diese unmittelbar nach dem Vermengen eingebracht und während des Einbringens der Zementmasse deren Viskosität und Abbindezeit durch Einstellen des Volumsverhältnisses der pro Zeiteinheit zugeführten Mischungskomponenten verändert. Es kann also die Zusammensetzung der Masse, die ihre Eigenschaften bedingt, nach Massgabe der jeweiligen Erfordernisse an diese angepasst werden.
Die für diese Zementmassen benötigten wässerigen Zementschlämme und wässerigen Silikatlösungen können in getrennten Speicherbehältem bereitet und gespeichert werden, die von der abzusperrenden Stelle entfernt an einem sicheren Ort angeordnet sind. Dieser Ort braucht nicht innerhalb der Grube zu liegen.
Die Erfindung bietet nämlich die Möglichkeit, auch an unzugänglichen Stellen einer Grube Sperren zu errichten. Zu diesem Zweck wird, wie es in vielen Fällen und ohne grosse Kosten durchführbar ist, von der Erdoberfläche ein bis zu dem abzusperrenden Gang reichendes Bohrloch niedergebracht und mittels einer durch dieses eingeführten Leitung die Zementmassen eingebracht und an der abzusperrenden Stelle abgelagert.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Vorrichtungen, mit welchen die schnell abbindenden Zementmassen in sehr einfacher Weise hergestellt und eingebracht werden können. Im Einklang mit der Erfindung weisen diese Vorrichtungen eine Mischvorrichtung mit zwei Einlässen, von denen der eine an eine Zuführungsleitung für den Zementschlamm, der andere an eine Zuführungsleitung für die Silikatlösung anschliessbar ist, und mit einem
Auslass auf, an den unmittelbar oder über eine Verbindungsleitung eine Sprühdüse zum Sprühen der Zementmasse gegen den Boden und die Wandung des Grubenganges angeschlossen ist. Soll das Verhältnis des Durchlussvo - lumens pro Zeiteinheit der beiden Komponenten, aus denen die Zementmasse gemischt wird, änderbar sein, so ist in die Zufuhrleitungen für den Zementschlamm bzw. die Silikatlösung je ein Regelorgan eingeschaltet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an einem Fahrgestell ein um seine Längsachse verschwenkbar gelagertes Rohr angeordnet, das an eine Zuführleitung anschliessbar sowie in Nähe dieses Endes mit einer Handhabe versehen ist und an seinem ändern Ende die Mischvorrichtung trägt, die aus einem mit dem schwenkbaren Rohr verbundenen Innenrohr, einem auf dieses drehbar aufgesetzten Mantelrohr mit einem seitlichen Anschlussstutzen für die andere Zufuhrleitung und aus der Sprühdüse besteht, die an dem vorstehenden Ende des Imenrohres befestigt ist, das mit dem Mantelrohr eine ringförmige Kammer begrenzt und innerhalb derselben mit Durchbrechungen versehen ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Hiebei werden sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben.
In den Zeichnungen zeigt in schematisierter Darstellung, Fig. l eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Drauf -
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
den Grubengang sowie eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchführung einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens.
Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 weist eine Mischvorrichtung --50-- mit zwei Einlässen auf. Einer dieser Einlässe ist an einen Behälter --10--, der eine wässerige Silikatlösung enthält. der andere an einen Behälter angeschlossen, der zur Aufnahme wässerigen Zementschlammes bestimmt ist. Beide Behälter sind transportabel und beispielsweise auf ein mit Rädern versehenes Fahrgestell, einen Anhänger oder einen Lastkraftwagen aufgesetzt.
Von dem Behälter --10-- führt eine Leitung-14--, in die ein Ventil --16-- eingeschal tet ist, zu einer Pumpe An den Pumpenauslass ist über eine Leitung-22-ein Flüssigkeitsmengenmes- ser --24-- und über eine von diesem ausgehende biegsame Leitung, wie einen Schlauch --26-- eine drehbare
EMI2.2
schlamm enthält der Reihe nach eine Leitung --30--, ein Ventil --30--, eine Leitung --32--, eine Pumpe --30--, einen Flüssigkeitsmengenmesser --38-- und eine von diesem zu dem erwähnten Einlass verlaufende, biegsame Leitung --26--, wie einen Schlauch.
EMI2.3
--20cher Bauart und selbstverständlich für die ins Auge gefassten Durchsatzmengen bemessen und können samt den Ventilen --16 und 30-- und den Behältern --10 und 12-- zu einer oder mehreren transportablen Einheiten verbunden und auf einem oder mehreren Fahrzeugen angeordnet sein.
Fig. 3 zeigt die eine bevorzugte Ausführungsform darstellende Mischvorrichtung --50-- genauer.
Diese Mischvorrichtung weist ein Mantelrohr --100 -- mit einem schräg abstehenden Anschlussstutzen --94- auf, an den die biegsameZufuhrleitung --26-- für den Zementschlamm mittels einer Gelenkverbin- dung --56 -- (Fig. 1 und 2) anschliessbar ist. Innerhalb des Mantelrohres ist ein Innenrohr --88-- angeordnet, dass an seinen beiden Enden je mit einer Anschlussvorrichtung, z. B. mit Gewinde zum Aufschrauben einer Muffe - 102-- ausgestattet ist. Das Innenrohr ist in dem Mantelrohr mit Hilfe aufgesetzter Manschetten-96 bzw.
- verschwenkbar gelagert und im Bereich der Einmündung des Stutzens --94-- mit einer anzahl von Durch- brechungen-90-versehen, die in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Reihe in gleichen Winkelabständen ausgeteilt sein können. An dem einen Ende des Innenrohres --88 -- ist das Rohr--44--, an das andere Innenrohrende eine Sprühdüse --54-- drehfest angesetzt, was z. B. mit Hilfe der Muffen --102--geschehen kann.
Das mit der Mischvorrichtung und der Sprühdüse eine allgemein mit --42 -- bezeichnete Auftragevorrichtung für die Zementmasse bildende Rohr --44-- ist in einer Halterung --58-- um seine Längsachse verschwenk-
EMI2.4
in einer gewünschten Lage feststellbar. Der Block --64-- ist auf die Achse oder Querbrücke --70-- eines mit zwei Rädern --72-- versehenen Fahrgestelles aufgesetzt. An dem Block ist ferner ein Ausleger --74--, an dessen freiem Ende-80-- ein Auflager-78-- in Form einer Schale mit zylindrisch gekrümmter Auflagerfläche für das Rohr --44-- vorgesehen ist, sowie ein unterhalb dieses Auslegers verlaufender Stütz arm --76- für eine Fernsehkamera und eine Beleuchtungsvorrichtung --84-- befestigt.
Auf das Rohr -44-- ist zu beiden Seiten der Hülse-60-- je ein mittels eines Knebels od. dgl. feststellbarer Anschlag --86-- aufgesetzt. In Nähe der Kupplung --46-- ist das Rohr --44-- mit einer Handhabe-48-- in Gestalt zweier Handgriffe ausgerüstet.
Soll mit der beschriebenen Vorrichtung in einem Stollen --106-- eine Sperre --110-- errichtet werden (Fig. 2), so wird das die Auftragseinrichtung --42-- tragende Fahrgestell an die betreffende Stelle gebrachtund
EMI2.5
heit an Flüssigkeitsmengenmessern --24 bzw. 38-- abgelesen und mit Hilfe der Ventile eingeregelt werden können.
Der Zementschlamm tritt aus dem Schlauch --40-- in das Rohr --44-und aus diesem in das Innenrohr - 88-- der Mischvorrichtung --50-- ein, wogegen die Silikatlösung aus dem Schlauch --26-- durch den Stutzen --94-- der Mischvorrichtung in den Ringraum zwischen dem Mantelrohr --100-- und dem Innenrohr - gelangt. Die Silikatlösung strömt durch die Ausnehumngen --90-- des Imenrohres --88-- in dieses ein, wobei sie sich mit dem Zementschlamm vermengt, so dass eine Zementmasse entsteht, die ein inniges Gemenge der beiden Komponenten darstellt. Die unter Druck stehende Zementmasse tritt durch die Sprühdose
EMI2.6
sen eingebracht.
Der Bedienungsmann --108-- der Auftragvorrichtung --42-- kann mittels der Handgriffe --48-- das ge - genüber der Hülse verdrehbare Rohr --44-- und mit diesemdie Sprühdüse --54-- verschwenken, weil das Mantelrohr --100-- der Mischvorrichtung --50-- gegenüber ihrem Innenrohr --88-- verdrehbar ist, so dass der angeschlossene Schlauch keine Behinderung verursacht. Überdies kann der Bedienungsmann die Auftragvorrichtung in den von denAnschlägen-86-bestimmtenGrenzen in Längsrichtung des Rohres --44-- hin und herbewegen.
<Desc/Clms Page number 3>
Auch der Vertikalabstand zwischen Hülle --60-- und der Querbrücke-70-des Fahrgestelles ist ander-bzw. einstellbar, denn die Achse --62-- der Hülse kann in die Bohrung des Blockes --64-- mehr oder wenigertief eingeschoben und mit der Stellschraube --68-- in der jeweils gewünschten Stellung fixiert werden.
Die auf den Boden und die Wände des Ganges --106-- gesprühte Zementmasse bindet praktisch augenblicklich zu einer festen und formbeständigen Masse ab. Der Bedienungsmann --108-- kann die Vorrichtung so handhaben, dass eine den Grubengang --106-- teilweise oder vollständig abschliessende bis zu dessen Decke reichende Sperre entsteht, nach deren Fertigstellung die Vorrichtung mit Wasser gespült und anschliessend ausgefahren wird.
Zur Überwachung der Sperrenbildung kann eine übliche, mit einer Beleuchtungsvorrichtung vereinigte Fernsehkamera --84-- dienen.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung veranschaulicht, die zum Absperren von Grubengängen --112-- an unterhalb der Erdoberfläche befindlichen Stellen bestimmt ist, die nicht zugänglich sind, weil der Gang ganz oder teilweise verschüttet ist oder sich in einem sein Befahren ausschlie- ssenden Zustand befindet, In diesem Falle werden von der Erdoberfläche aus zwei den Gang --112-- in Nähe der zur Errichtung der Sperren in Aussicht genommenen Stelle treffende Bohrlöcher --114 bzw. 116-- niedergebracht. Hierauf wird durch das dieser Stelle näher liegende Bohrloch, z.
B. mit Hilfe eines üblichen Bohrkranes --118-- ein Rohrstrang --120--, beispielsweise ein übliches Bohrrohr, in den Gang abgesenkt, Durch das andere Bohrloch --116- wird in den Gang --112-- eine ferngesteuerte, mit einer Beleuchtungseinrichtung vereinigteFernsehkamera--122-- hinabgelassen, die an einem Kabelwagen --124-- oder in anderer Weise aufgehängt ist. Am unteren Ende des Rohrstranges ist eine Düsenvorrichtung-126-mit einer Düse # befestigt, die in einer vertikalen Ebene verschwenkt werden kann. Zu dieser Verschwenkung ist der Vorrichtung -126-- ein von der Erdoberfläche aus femsteuerbarer Antrieb eingegliedert.
Am oberen Ende des Rohrstranges --120-- ist ein üblicher Spülkopf --130-- aufgesetzt, von dem ein Schlauch --132-- zu einer Mischvorrichtung --134-- führt, die von gleicher Bauart sein kann. wie die an Hand der Fig.3 beschriebene Mischvorrichtung --50--. Die Einlässe der Mischvorrichtung sind über biegsame Leitun- gen --136 bzw. 138-- je an einen Behälter für eine Silikatlösung bzw. für Zementschlamm angeschlossen.
Im Betrieb werden die beiden Komponenten der Zementmasse wie bereits beschrieben in der Mischvorrichtung --134-- innig gemischt und das Gemisch wird durch den Schlauch --132--, Spülkopf --130-- und Rohr- strang --120-- in die Düsenvorrichtung --126-- geleitet und durch die Douse-128-- que zum Gang --112-auf einen Teil seines Bodens und seiner Wände gesprüht.
Der Bohrstrang ist, wie an sich bekannt, mit einer Scheibe auf Drehung verbunden und kann demnach durch Verdrehen dieser gegen eine Bühne abgestützten Scheibe um seine Achse verschwenkt werden, wogegen die Düserin einer lotrechten Ebene bewegbar ist. Die qusgesprühte Zementmasse kann daher an jede beliebige Stelle und immer dorthin gelenkt werden, wo es notwendig ist. Die Fernsehkamera gestattet das Überwachen der Arbeit und ihres Fortschreitens. Sobald die Sperre fertiggestellt ist, werden Rohrstrang --120-- und Düsen - vorrichtung --126 -- mit Wasser ausgespült und aus dem Bohrloch --114-- entfernt und auch die Fernsehkamera --122-- wird aus dem Bohrloch --118-- ausgebaut, Die beiden Bohrlöcher können dann in konventioneller Weise verschlossen werden.
Für das erfindungsgemässe Verfahren brauchbare Silikatlösungen können in vorteilhafter Weise aus einer
EMI3.1
wendet werden, bei welchen Silikate aus der Gruppe der Kalium-, Guanidin-oder Tetramethylammoniumsili- kate oder Mischungen dieser Silikate verwendet werden.
Für die mit der Erfindung angestrebten Zwecke haben sich aus Portlandzement bereitete Zementschlämme als besonders geeignet erwiesen. Ein bevorzugter wässeriger Zementschlamm besteht aus 7 bis 75 Gew. -0/0 Port- landzement und 25 bis 93 Gew.-% Wasser.
In manchen Fällen, z. B. bei der Vorrichtung nach Fig. 4, liegt die Mischvorrichtung in einem grösseren Abstand vor der Sprühdüse, so dass nach dem Mischen der beiden zur Herstellung der schnell abbindenden Zementmasse vermengten Komponenten oder Lösungen bis zum Ablagern der Zementmasse an der abzusperrenden Stelle eine Zeitspanne verstreicht, in deren Verlauf der Abbindeprozess in unerwünschter Weise zu weit fortschreitet. Es kann daher geboten sein, der Zementmasse einen Abbindeverzögerer, wie Silikatmehl oder Flugasche zuzusetzen.
Für die Zwecke der Erfindung haben sich sofeme eine Verzögerung der Abbindezeit angestrebt wird, Zementschlämme als besonders geeignet erwiesen, bei deren Herstellung 7 und 55 Gew. -0/0 Portlandze- ment, 10 bis 65 Gew. -0/0 Flugasche und 25 bis 45 Gew. -0/0 Wasser miteinander vermengt werden.
Ein Zerfliessen der an der abzusperrenden Stelle abgelagerten Zementmasse ist unerwünscht, aber auch hier
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
Solche thixotrope Mittel, wie insbesondere Bentonit, beeinflussen nicht oder nur geringfügig die Strömungseigenschaften der Silikatlösung, bei deren Zufuhr sich deshalb keine Schwierigkeiten einstellen.
Bestens bewährt haben sich Silikatlösungen, die aus etwa 12 bis 70 Gew. -%Natriumsilikat, etwa 1 bis 10 Gew.- Bentonit und etwa25 bis 80 Gew.-'7o Wasser hergestellt werden. Die Abbindezeit und Viskosität einer Zementmasse variieren mit der Zusammensetzung des verwendeten wässerigen Zementschlammes und der wässerigen Silikatlösung sowie mit dem Volumenverhältnis der pro Zeiteinheit miteinander vermengten Mischungskomponenten. So können für eine bestimmte Anwendung ein wässeriger Zementschlamm und einewässerige Sili- katlösung verwendet werden, welche eine Zementmischung mit der gewünschten Abbindezeitund Viskosität ergeben.
Zusätzlich kann jedoch das Volumenverhältnis der Komponenten verändert werden, um die Abbindezeit und andere Eigenschaften, wie die Viskosität der Zementmasse zu ändern, die zur Herstellung einer Sperre dient, Der Zementmasse können auch Füllstoffe, wie z. B. Sand beigefügt werden, die einer oder beiden Mischungskomponenten zugemischt werden.
Im folgenden sind einige Laboratoriumsversuche angeführt, die folgende Ergebnisse zeitigten.
Die aus den nachstehenden Tabellen I bis III entnehmbaren Mischungen wurden in zwei Teilen hergestellt, nämlich einem wässerigen Zementschlamm, bezeichnet als Lösung A, und einer Natriumsilikatlösung, bezeichnet als Lösung B. Gleiche Teile der beidenLösungen wurden dann gemischt, um die besonderen zu untersuchenden Zementmassen zu erhalten, deren Abbindezeiten festgestellt wurden.
Tabelle I
EMI4.1
<tb>
<tb> Abbindezeiten <SEP> der <SEP> Zementmischung
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B
<tb> Portlandzement <SEP> Wasser <SEP> 400 <SEP> Natriumsilikat <SEP> Wasser <SEP> Abbindezeit
<tb> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> sec
<tb> 42, <SEP> 86 <SEP> 57, <SEP> 14 <SEP> 52, <SEP> 63 <SEP> 47, <SEP> 37 <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 68, <SEP> 49 <SEP> 31, <SEP> 51 <SEP> 52, <SEP> 53 <SEP> 47, <SEP> 47 <SEP> 22, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 71, <SEP> 43 <SEP> 28, <SEP> 57 <SEP> 52, <SEP> 63 <SEP> 47, <SEP> 37 <SEP> 20, <SEP> 9 <SEP>
<tb>
Die Mischungen haben in den angegebenen Zeiten zu festen undurchlässigen Massen abgebunden.
Tabelle II
EMI4.2
<tb>
<tb> Abbindezeiten <SEP> von <SEP> Zementmassen <SEP> mit <SEP> Zusatz <SEP> von <SEP> Verzögemngsmitteln
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B <SEP> Abbindezeit
<tb> Portlandzement <SEP> Wasser <SEP> Flugasche <SEP> 400Natriumsilikat <SEP> Wasser
<tb> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.-% <SEP> sec
<tb> 17, <SEP> 86 <SEP> 28, <SEP> 57 <SEP> 53, <SEP> 57 <SEP> 52, <SEP> 63 <SEP> 47, <SEP> 37 <SEP> 50, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 35,71 <SEP> 28,58 <SEP> 35,71 <SEP> 52,63 <SEP> 47,37 <SEP> 29,7
<tb> 53,57 <SEP> 28,57 <SEP> 17,86 <SEP> 52,63 <SEP> 47,37 <SEP> 21,2
<tb> 17, <SEP> 86 <SEP> 28, <SEP> 57 <SEP> 53, <SEP> 57 <SEP> 27, <SEP> 98 <SEP> 72, <SEP> 02 <SEP> 50, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 7,14 <SEP> 28,57 <SEP> 64,29 <SEP> 56,64 <SEP> 43,36 <SEP> 140,0
<tb> 7, <SEP> 14 <SEP> 28, <SEP> 57 <SEP> 64, <SEP> 29 <SEP> 25, <SEP> 00 <SEP> 25,
<SEP> 00 <SEP> 198, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 35,71 <SEP> 28,58 <SEP> 35,71 <SEP> 61,94 <SEP> 38,06 <SEP> 29,7
<tb>
Wie ersichtlich, können die Abbindezeiten der verschiedenenZementmassen durch Änderung der Menge des Füllstoffes in Lösung A und durch Änderung der Menge des Natriumsilikats und des Wassers in Lösung Bweitge- hend beeinflusst werden, was auch durch Verändern der Volumenveihältnisse von Lösung A zu Lösung B erreicht werden kann.
<Desc/Clms Page number 5>
Tabelle III
EMI5.1
<tb>
<tb> Abbindezeiten <SEP> von <SEP> Zementmischungen <SEP> mit <SEP> Verzögerungsmitteln <SEP> und <SEP> Zusatz
<tb> von <SEP> Thixotropie <SEP> erzeugenden <SEP> Mitteln
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B <SEP> Abbindezeit
<tb> Portlandzement <SEP> Wasser <SEP> Flugasche <SEP> 400 <SEP> Natriumsilikat <SEP> Wasser <SEP> Bentonit
<tb> Gew. <SEP> Gew.-'% <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.- <SEP> Gew.-% <SEP> Gew.- <SEP> sec <SEP>
<tb> 35, <SEP> 71 <SEP> 28, <SEP> 58 <SEP> 35, <SEP> 71 <SEP> 59, <SEP> 56 <SEP> 36, <SEP> 59 <SEP> 3, <SEP> 85 <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 31, <SEP> 50 <SEP> 37, <SEP> 00 <SEP> 31, <SEP> 50 <SEP> 59, <SEP> 56 <SEP> 36, <SEP> 59 <SEP> 3, <SEP> 85 <SEP> 23, <SEP> 0 <SEP>
<tb>
Alle in Tabellen I bis III angegebenen Zusammensetzungen genügen den folgenden Bedingungen :
1. Die Lösungen A und B lassen sich leicht mischen und können mit konventionellen Vorrichtungen gepumpt werden.
2. Die Mischungen binden schnell zu festen Massen ab, die durch fliessendes Wasser nicht erodiert oder ausgespült werden.
3. Die Zusammensetzungen härten nach dem Abbinden allmählich so weit aus, dass sie die notwendigen Festigkeitseigenschaften erhalten.
4. Die Lösungen A und B bestehen aus verhältnismässig billigen und leicht erhältlichen Bestandteilen.
Durch weitere Laboratoriumsversuche wurden der Widerstand gegen fliessendes Wasser, die Druckfestigkeit und die Anhäufungseigenschaften bei den erfindungsgemässen Zusammensetzungen untersucht :
I. Strömungswiderstand-Verfahren :
Ein rechteckiger Metallblechtrog von 102 mm Tiefe, 152 mm Breite und 1143 mm Länge wurde an einem Ende geschlossen. In einem Abstand von 152 mm von dem geschlossenen Ende des Troges wurde ein Wehr von 64 mm und 152 mm Weite angebracht. Der Trog wurde dann unter einem Winkel von"7 0 geneigt und über das Wehr und durch den Trog wurden 2, 7 1 Wasser/min geleitet.
Eine Mischung wurde in zwei Teilen wie folgt bereitet :
EMI5.2
<tb>
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B
<tb> Portlandzement <SEP> : <SEP> 42,86Gew.-% <SEP> 40 Natriumsilikat: <SEP> 52,63 <SEP> Gew.-%
<tb> Wasser <SEP> : <SEP> 57, <SEP> 14 <SEP> Gew.- <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 47, <SEP> 37 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb>
Die Lösungen wurden in Bechern bereitet und zur Herstellung der Mischung wurden gleiche Volumina in einen dritten Becher gegossen und so lange gerührt, bis die Mischung dick wurde. Die eingedickte Mischung wurde dann in den Trog entleert und der Strömungswiderstand des Wassers festgestellt.
Ergebnisse :
In den Trog wurde ein Gesamtgewicht von 1315 der eingedickten Mischung eingebracht. Nachdem der eingedickte Schlamm zu einer festen undurchlässigen Masse abgebunden hatte, wurde er aus dem Trog entfernt
EMI5.3
Der Zweck dieses Versuches war, festzustellen, wie schnell die oben angegebene Mischung aufbauen würde, wenn sie auf eine flache horizontale Fläche gekippt wird. Ein Trichter aus Polyäthylen wurde 51 mm über einer flachen ebenen Fläche angebracht.
Die Lösungen A und B wurden in getrennten Bechern wie folgt bereitet :
EMI5.4
<tb>
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B
<tb> Portlandzement <SEP> : <SEP> 35, <SEP> 71 <SEP> Gew.-% <SEP> 40 <SEP> Natriumsilikat <SEP> : <SEP> 61, <SEP> 94 <SEP> Gew.- <SEP> o
<tb> Wasser <SEP> : <SEP> 28, <SEP> 58 <SEP> Gew.- <SEP> o <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> 38, <SEP> 06 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Flugsche <SEP> : <SEP> 35,71
<tb>
Lösung A wurde in die Lösung B geschüttet, das Gemisch während ungefähr 5 sec gerührt, und dann in den Trichter gegossen.
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
EMI6.2
<tb>
<tb> : <SEP> -Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B
<tb> Portlandzement <SEP> :- <SEP> 35, <SEP> 71 <SEP> Gew.-lo <SEP> 400 <SEP> Natriumsilikat <SEP> : <SEP> 61, <SEP> 95 <SEP> Gew.-lo <SEP>
<tb> Wasser <SEP> : <SEP> 28, <SEP> 58 <SEP> Gew.- <SEP> Wasser <SEP> :
<SEP> 38, <SEP> 06 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Flugasche <SEP> : <SEP> 35, <SEP> 71 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb>
Lösung A und B wurden gemischt, unmittelbar darauf in Würfelformen mit 5 cm Kantenlänge gegossen und sodann in den Formen unter Wasser bei Raumtemperatur gehärtet. Die Druckfestigkeit der Mischung wurde durch Zertrümmern des erhaltenen Würfels in einem Tinius-Olsson-Druckfestigkeitsprüfer bestimmt.
Ergebnisse :
Druckfestigkeit nach
EMI6.3
<tb>
<tb> 1 <SEP> h <SEP> 72 <SEP> h <SEP>
<tb> 2, <SEP> 7 <SEP> kp/cm2 <SEP> 148 <SEP> kp/cm2
<tb>
Hieraus ist zu ersehen, dass die Zementmassen nach der Erfindung zur Bildung von festen wasserundurchläs- siger. Sperren in Grubengängen od. dgl. hervorragend geeignet sind.
Das Verfahren und die Vorrichtungen nach der Erfindung wurden ferner in simulierten und in vorhandenen Grubengängen in mehreren massstäblichen Versuchen überprüft.
Beispiel A :
Ein simulierterGrubengang wurde im Erdboden in Duncan, Oklohoma gebaut. Das Mundloch hatte die Grö- sse einer üblichen Stollenöffnung mit einer Höhe von 2, 13 m, einer Bodenbreite von 3 m und einer Deckenhöhe von 1, 5 m mit drei Absteifungen an jeder Seite in einem Abstand von ungefähr 0, 3 m.
In zwei getrennten Behältern wurden zwei Lösungen wie folgt bereitet :
EMI6.4
<tb>
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B
<tb> Wasser <SEP> 3055 <SEP> 1 <SEP> Wasser <SEP> 4030 <SEP> 1 <SEP>
<tb> Portlandzement <SEP> 7110 <SEP> kg <SEP> Bentonit <SEP> 327 <SEP> kg
<tb> 40 <SEP> Natriumsilikat <SEP> 1275 <SEP> 1
<tb>
In einer Vorrichtung entsprechend der Erfindung wurden ungefähr gleiche Volumina der beiden Schlämme gemischt und auf den Boden und die Wände des simulierten Gmbenganges aufgesprüht.
Ergebnisse :
In der Öffnung des Ganges wurde eine feste undurchlässige selbsttragende Sperrwand gebildet, die dieÖff- nung wirksam abdichtete.
Beispiel B :
Ein anderer Versuch wurde in einem Grubengang in West-Virginia durchgeführt. Der Gang war etwa 1, 5 m hoch und 3 m breit.
Verfahren :
Zwei Schlämme wurden in getrennten Behältem folgendermassen bereitet und gemischt :
EMI6.5
<tb>
<tb> Lösung <SEP> A <SEP> Lösung <SEP> B
<tb> Wasser <SEP> 3085 <SEP> 1 <SEP> Wasser <SEP> 3937 <SEP> 1
<tb> Zement <SEP> 7. <SEP> 110 <SEP> kg <SEP> Bentonit <SEP> 315 <SEP> kg
<tb> 400 <SEP> Natriumsilikat <SEP> 1317 <SEP> 1
<tb>
Ungefähr gleiche Volumina der beiden Schlämme wurden in einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemischt und auf den Boden und die Wände des Grubenganges aufgesprüht.
<Desc/Clms Page number 7>
Ergebnisse :
In demGang wurde eineselbsttragendewasserundurchlässige Sperrwand gebildet, die einen Böschungswinkel von ungefähr 58 hatte und den Grubengang wirksam abdichtete.
Hieraus ergibt sich, dass das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung zur wirtschaftlichen Bildung von waserundurchlässigen selbsttragenden Sperren in Grubengängen u. dgl. angewendet werden können. Ausserdem ermöglicht die Erfindung die Herstellung dieser Sperrwände durch Fernsteuerung bei wirtschaftlicher Durchführung. Es ist nicht notwendig, dass Arbeitskräfte in gefährliche Gruben einfahren und überdies braucht die Ausschaltung des Gefahrenmomentes nicht mit grossen Kosten erkauft zu werden.
Das Volumenverhältnis des wässerigen Zementschlammes zu der wässerigen Silikatlösung kann von1 : 9 bis 9 : 1 also in weiten Grenzen variiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von selbsttragenden Sperren in G rubengängen od. dgl., dadurch gekenn-
EMI7.1