DD218138A1 - Vorrichtung zum vertikaltransport verschleissintensiver medien - Google Patents

Abstract

Fuer den Vertikaltransport verschleissintensiver Medien von oder nach unter Tage wurde eine Vorrichtung entwickelt, die anwendbar ist in Verbindungsgrubenbauen wie Bohrungen, Ueberhauen, Schaechte zum Transport von Versatzmischungen, Trueben, Beton, Zuschlagstoffen, aggressiven Loesungen u. a. Durch sie wird eine unbegrenzte Auswechselbarkeit der Medienfoerderleitung und damit unbegrenzte Nutzung des Verbindungsgrubenbaues bei Beibehaltung der im Ausgangszustand vorhandenen foerdertechnischen Bedingungen sowie eine stetige Kontrolle des Betriebszustandes der Medienfoerderleitung gewaehrleistet. In den mit einem Ausbaurohr ausgestatteten Verbindungsgrubenbau wird eine Medienfoerderleitung geringeren Durchmessers eingebracht und am unteren Endpunkt auf einer Tragkonstruktion abgesetzt. Der Ringraum zwischen Ausbaurohr und Medienfoerderleitung ist unten und oben mit Abdichtelementen verschlossen und mit einer schmierfaehigen Korrosionsschutzfluessigkeit gefuellt, die nach dem Ablassen ueber eine Absperrarmatur das Auswechseln infolge Schmiereffekt und verhinderter Korrosion im Rohrzwischenraum beguenstigt. Die automatische Registrierung des Fluessigkeitsstandes dient weiter der staendigen Kontrolle der Betriebssicherheit der Medienfoerderleitung. Die Vorrichtung kann mehrfach hintereinander geschaltet angeordnet werden.

Description

₍ Vorrichtung zum Vertikaltransport verschleißintensiver Medien , _; _ · ' ' . .'.;'.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Vorrichtung zum Vertikaltransport verschleißintensiver Medien von oder nach unter'Tage in Rohrleitungen findet An-r wendung bei der hydraulischen oder pneumatischen Förderung bzw. bei der Förderung unter Ausnutzung der Schwerkraft im

Bereich des Bergbaus, der Aufbereitung, des Bauwesens, z. B. beim Transport großer Mengen von Versatzinischungen, Trüben, Beton, Zuschlagstoffen oder aggressiven Lösungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der Stand der Technik ist dadurch charakterisiert, daß in der Praxis die Förderung von verschleißintensiven Medien von oder nach unter Tage derzeit vorwiegend über Bohrungen mit einer den technologischen Bedingungen des Transportes sowie den geologischen und hydrogeologischen Bedingungen der durchbohrten Gebirgs'schichten angepaßten Bohrlochkonstruktion oder in freien Rohrleitungen z. B. in Schächten erfolgt.

.Wesentlicher Mangel.der bekannten Lösungen ist, daß die Durchlaßfähigkeit der im Vertikalabschnitt arbeitenden •Rohrleitungen und die Lebensdauer der gesamten technischen

Einrichtung der Vertikalförderung durch Verschleiß begrenzt ist und diese zu einem erheblichen Anteil die Produktionskosten beeinflussen.

Wie aus Veröffentlichungen, z. B. aus dem Aufsatz von BLOM und ROHRS "Zentrale Versorgung mit körnigen Baustoffen von über Tage bis unmittelbar vor Ort" in der Zeitschrift "Glückauf" 116 (1980) Nr. 10°S. 490-492 u. a. hervorgeht, wird bisher dem Problem des Verschleißes durch die Wahl von dein Abrieb gut widerstehenden besonderen Werkstoffen bzw. Rohrauskleidungen Rechnung getragen, die jedoch ebenfalls nur begrenzte Lebensdauer aufweisen und den Mangel einer notwendigen Erneuerung von Leitungen nicht beseitigen, sondern nur den Zeitpunkt dafür beeinflussen.

Weitere technische Mängel und Hachteile sind folgende: Im Fall der Nutzung von speziellen Bohrlöchern ist die einzementierte letzte Ausbaurohrtour zugleich Medienförderleitung. Die Medienförderleitung wird unter Beachtung sicherheitstechniscber Gesichtspunkte bis zu einer bestimmten Wanddicke bzw. bis zum völligen Verschleiß be-· trieben. Letzteres stellt sich dann in der Praxis oft in Form einer Havarie dar, wenn Leitungen verstopfen und Versatzmischungen im Bohrloch fest werden. Die verschlissene Medienförderleitung läßt sich, nicht mit vertretbarem Aufwand entfernen.

Es wird eine neue Bohrung bzw. begrenzt durchführbar das Aufbohren und Einbringen einer Ersatzrohrtour, zumeist mit geringerem Durchmesser und mit anschließender Zementage des Ringraumes erforderlich und praktiziert. In Schächten Werden neue Leitungen verlegt, wobei die Montage die übrigen Funktionen des Schachtes negativ beeinflußt.

Ersatzverrohrungen als Medienförderleitung mit geringerem.

Durchmesser unterliegen schnellerem inneren Verschleiß und beeinflussen den Förderprozeß in der Rohrleitung durch h.öv here Widerstandswerte negativ.

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Außerdem unterliegen Ersatzverrohrungen, die auf Grund zu geringer Rohrringräume nicht mit erforderlicher Qualität zementiert werden können, öder solche, bei denen dies unterlassen wurde, beim Förderprozeß dynamischen Schwingungsund Vibrationsbewegungen, die zu erhöhten Materialbeanspruchungen und Verschleiß führen. Ein Auswechseln derartiger, nicht zementierter Medienförderleitungen bei Erreichen kritischer Wandstärken oder lokalen Defekten bedingt deren Ziehen aus dem Bohrloch,-was wegen aufgetretener Korrosionserscheinungen im Rohrringraum und hohen Reibungswiderständen sowie infolge Anhaftens von in den Ringraum eventuell ausgetretenem Fördermedium erschwert und in der Regel nicht effektiv möglich ist.

Die rechtzeitige Erkennung lokaler Defekte entscheidet wesentlich über den Erfolg einer notwendigen Auswechselung, wobei die kontinuierliche Kontrolle des Zustandes der Leitung in bezug auf solche Defekte ebenfalls nicht gelöst .ist. . · . · ' ._ .-.- .'' . Ζ". ., "

Eine Reihe von bekannten Patentschriften, so z. B. in SU Hr. 901579 oder 992745 und andere Literatur, orientieren auf eine Verbesserung der hydraulischen Fließbedingungen in der Medienförderleitung, wobei die oben beschriebene Praxis der Rohrverlegung als selbstverständlich hingenommen wird. Jedoch wird dem Problem der möglichst unbegrenzten Auswechselbarkeit verschlissener Leitungen in einmal hergestellten und möglichst immer wieder zu nutzenden' Grubenbauen, insbesondere Bohrungen, bisher keine Aufmerksamkeit geschenkt.

Im Falle der liederbringung neuer Bohrungen von über Tage

ist dies mit zusätzlichen Aufwendungen für deren über- und untertägige Anbindung und mit der zeitweiligen zusätzlichen Inanspruchnahme von landwirtschaftlicher Nutzfläche verbunden.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, die genannten Mangel zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Gewährleistung einer nahezu unbegrenzten Durchlaßfähigkeit von Verbindungsgrubenbauen wie Bohrlöcher, Überbauen, Schächte beim vertikaleri oder geneigten Rohrleitungstransport von verschleißintensiven Medien zu schaffen. '

Die Erfindung verfolgt weiterhin das Ziel, den Aufwand wesentlich zu verringern, der für den Transport gleicher Medienmengen in auf der Basis der bekannten Lösungen bergestellten und mit Medienleitungen ausgerüsteten Verbindungsgrubenbauen erforderlich ist und der charakterisiert ist durch mehrfachen Ersatz der kompletten Grubenbaue oder Bohrungen bzw, Uachverrohrungen mit immer geringerem Durchmesser der Medienförderleitung.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist weiter eine sichere Betriebsweise von Medienförderleitungen in vertikalen Grubenbauen ermöglicht. Das trifft besonders für Leitungen zu, an die hohe Ansprüche in bezug auf die Sicherheit gestellt sind, z_f B. in Schächten. Weiterhin ist eine neue, weniger aufwendige und den normalen Betriebsablauf weniger beeinflussende Montage- und Demontagetechnologie in Schächten möglich. ' ·..

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vertikaltransport verschleißintensiver Medien von oder

nach unter Tage, einsetzbar insbesondere für Bohrungen, , Überhauen, Schächte zu schaffen, durch weiche eine nahezu unbegrenzte Auswechselbarkeit der Medienförderleitung und damit eine nahezu unbegrenzte Nutzung des Verbindungsgrubenbaues bei Beibehaltung der im Ausgangszustand vorhandenen fördertechnischen Bedingungen und eine stetige Kontrolle des Betriebszustandes der Medienförderleitung gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch, gelöst, daß in einer mit einem Ausbaurohr ausgebauten Bohrung oder in anderen mit einem Ausbaurohr ausgestatteten Verbindungsgrubenbauen eine den zu erwartenden technologischen Bedingungen entsprechende Medienförderleitung, die auch in besonders verschleißfester Ausführung gewählt werden kann, mit geringerem Durchmesser eingebracht und auf einer speziellen Tragkonstruktion im Bereich, des Endpunktes des Vertikalteiles der Leitung aufgesetzt ist.

Am unteren Ende ist die Medienförderleitung mit dem Ausbaurohr über ein Abdichtelement, z. B. Stopfbuchse, verbunden.

Oberhalb dieses Abdichtelements ist über ein Rohr eine Absperrarmatur zum Rohrringraum zwischen Ausbau- und Medienförderleitung angeordnet , die beim notwendigen Wechsel der Medienförderleitung ein Entleeren des Rohrringraumes ermöglicht . Der Rohrringraum enthält eine schmierfähige Korrosionsschutzflüssigkeit, die durch, das volle Auffüllen des Rohrringraumes eine günstige vibrationsarme Betriebsweise der Medienförderleitung, den äußeren Korrosionsschutz dieser leitung sowie ein Anhaften von im Ringraum ausgetretenem Fördermedium im Fall eines Defektes der Medienforder- leitung verhindert und nach dem Ablassen der Flüssigkeit über die Absperrarmatur beim notwendigen Wechsel der Me-' dienförderieitung, der in der Regel nach Erreichen der zulässigen Mindestwandstärke erfolgt, Reibungswiderstände vermindert·

Der Plüssigkeitsstand im Rohrringraum wird mittels Ausgleicbbehälter im Bereich des oberen Endes der Medienförderleitung auf konstantem Niveau gehalten und dient der ständigen Kontrolle der Punktionssicherheit der Medienförderleitung und der Registrierung von Defekten, die ebenfalls ein Auswechseln bedingen, indem der Plüssigkeitsstand z. B. über ein Druckmeßsystem registriert, wird und dieses an ein Warn- bzw. Kontrollsystem angeschlossen ist.

Den Erfordernissen der Praxis entsprechend kann die beschriebene Vorrichtung mehrfach hintereinander geschaltet werden, wenn die Pördertechnologie die Anbindung von Horizontalleitungen auf verschiedenen Höhenniveaus der vertikalen Medienförderleitung erfordert, wozu jeweils Abschnitte der Medienförderleitung ohne Ausbaurohr im Bereich von Grubenräumen zwischengeschaltet sind. Im Betriebsstadium bewegt sich das zu fördernde verschleißintensive Medium, z. B. eine hydraulische Versatzmischung, durch die Medienförderleitung und das mit ihr verbundene Rohrleitungssystem.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Die Erfindung soll an einer Bohrung als Verbindungsgrubenbau, in welcher die Vorrichtung zum Einsatz kommt, anhand der Pig. 1 näher erläutert werden.

In ein mit einem Ausbaurohr 1 versehenes und am Bohrlochfuß durch einen Grubenbau aufgeschlossenes Bohrloch ist eine Medienförderleitung 2 in geschweißter Ausführung eingebracht und auf einer vorher gefertigten Tragkonstruktion abgesetzt.

Ein in geteilter Ausführung hergestelltes Abdichtelement 4,

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zum Beispiel eine Stopfbuchse und Abdichtmaterial aus Polyurethan sind in den Ringraum zwischen Ausbaurohr 1 und Medienförderrohr 2 angeordnet. Über eine ebenfalls geteilte Andruckscheibe sind die Stopfbuchse und das Abdichtmaterial Polyurethan über Schraubverbindungen gegen einWiderlager eingepreßt und damit eine Abdichtwirkung hergestellt.

Oberhalb des Abdichtelementes 4 ist über ein Rohr eine Absperrarmatur 5 und eine Druckmeßeinrichtung 6 angeordnet. Die Absperrarmatur 5 ist geschlossen.

Im Bohrloch ist die Medienförderleitung 2 durch Distanzhalter 7 im Zentrum des Ausbaurohres 1 fixiert..

Über den Ausgleichsbehälter 8 ist der Rohrzwischenraum _v zwischen Ausbaurohr 1 und Medienförderleitung 2 mit einer schmierfähigen Korrosionsschutzflüssigkeit 9» zum Beispiel Öl, voll aufgefüllt.

, Der obere Abschluß des Rohrzwischenraumes zwischen Ausbaurohr 1 und Medienförderleitung 2 ist ebenfalls über ein. Abdicht element .10 verschlossen.·

,Die Druckmeßeinrichtung 6 ist über Fernanzeige an ein zentrales Kontroll- und Warnsystem angeschlossen und kontrolliert die Punktionssich.erheit der Vorrichtung.

Das Wechseln der Medienförderleitung 2 nach Erreichen ihrer kritischen Wanddicke bzw. bei Defekten dieser Leitung und bei Leckverlusten der Flüssigkeit 9 im Ringraum, die ihre Ursache im Abfließen über die Medienförderleitung 2 haben und welche durch das dauernde Registrieren des Flüssigkeitsstandes im Rohrringraum und Ausgleich.be- ; halter 8 erkannt werden, ist durch folgenden Zustand der Vorrichtung gewährleistet:

Die Flüssigkeit im Ringraum ist über die Absperrarmatur 5 abgelassen, die Abdichtelemente 4, 10 sind demontiert, die von der Tragkonstruktion 3 gelöste Medienförderleitung 2 steht zum Auswechseln bereit. Dabei verhindert die Flüssigkeit im Ringraum das Anhaften von eventuell in den Ringraum ausgetretenem Fördermedium im Fall eines Defektes der Medienförderleitung 2 sowie eine Korrosion der Rohre 1 und und begünstigt durch Verminderung der Rohrreibungswiderstände den Rohrwechsel.

Es ist die ständige Wiederherstellung der fördertechnisch günstigsten Bedingungen infolge Beibehaltung des geplanten Durchmessers der Medienförderleitung abgesichert.

Beispiel 2

Die Erfindung soll weiter anhand der schematischen Darstellung in der Fig. 2 an einer Bohrung mit mehreren Sohlenabgängen auf verschiedenen Höhenniveaus näher erläutert wer- · den.

Den Erfordernissen der Praxis entsprechend, ist die Vorrichtung mehrfach hintereinander geschaltet und gewährleistet die Medienförderung auf das Niveau des Sohlenabganges 14. Auf dem Sohlenabgang 12, an dem kurzfristig eine Horizontalleitung anschließbar ist, ist ein Abschnitt mit Medienförderleitung ohne Ausbaurohr zwiscbengeschaltet, von dem die durchgehende Medienförderleitung über das Abdichtelement 4 in einen neuen mit Ausbaurohr versehenen Vorrichtungsabschnitt übergeht.

Auf dem Soblenabgang 13, der langfristig nicht mehr zur Medienförderung vorgesehen ist, ist der ehemalige Abschnitt ohne Ausbaurohr durch Verwendung von Halbschalenelementen 11 in einen Vorricfrtungsabschnitt mit durchgehendem Ausbaurohr umgerüstet.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten der beschriebenen Vorrichtung sind mit deren Einbau in Überbauen oder Schächten gegeben. Im Unterschied zur Bohrlochvariante ist dabei eine andere Art der Einbringung und Befestigung des Ausbaurohres zu wählen, wie bei der Armierung derartiger Grubenbaue üblich.

Claims (1)

10 Erfindungsansprüche

1« Vorrichtung zum Vertikaltransport verschleißintensiver Medien von oder nach unter Tage über.Medienförderleitungen in mit Ausbaurohren ausgerüsteten Bohrungen oder anderen Verbindungsgrubenbauen zur Gewährleistung einer nahezu unbegrenzten Auswechselbarkeit der Medienförderleitung und hoher Betriebssicherheit, dadurch gekennzeichnet, daß im mit einem Ausbaurohr (1) versehenen Verbindungsgrubenbau eine den zu erwartenden technologischen Bedingungen entsprechend ausgewählte Medienförderleitung (2). geringeren Durchmessers eingebracht und auf einer an sich üblichen Tragkonstruktion (3) abgesetzt, mittels Distanzhaltern (7) im Zentrum des Ausbaurohres (1) fixiert und am oberen und unteren Abschluß des Zwischenraumes von Ausbaürohr (1)

1*5 und Medienförderleitung (2) mit an sieb bekannten Abdichtelementen (4, 10) verschlossen ist.

2«. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen Ausbaurohr (1) und Medienförderleitung (2) im oberen Teil über ein Rohr mit einem Füll- und Ausgleichsbehälter (8) verbunden und mit einer schmierfähigen Korrosionsschutzflüssigkeit (9) gefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie je nach Fördernotwendigkeit vertikal mehrfach hintereinander angeordnet ist, wozu jeweils Abschnitte der

25" Medienförderleitung (2) ohne Ausbaurohr in offenen Grubenräumen auf den Sohlenabgängen zwischengeschaltet sind, von wo aus wahlweise ein Rohrabgang montiert ist oder daß dieser Abschnitt"ohne Ausbaurohr wieder an einem heuen mit Ausbaürohr Cf) versehenen Abschnitt angeschlossen ist und über das Abdichtelement (4) mit ihm verbunden ist bzw. dieser Abschnitt wieder mit einem durchgehenden Ausbaurohr versehen ist, welches aus Halbscbalenelementen (11) zusammengesetzt ist. .