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Zierfahren zur schlagwettersicheren Anwendung eines unter hydrostatischem
Druck verwendbaren Sprengstoffes nach dem Stoßtränkverfahren Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur schlagwettersicheren Anwendung eines unter hydrostatischem
Druck verwendbaren Sprengstoffes der Type eines gelatinierten Nitrocelfulose-Salpetersäureesters
in Bohrlöchern, insbesondere zur Gewinnung von Kohle nach dem Stoßiränkverfahren.
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Die Sprengwirkung kann hirerbei auf verschiedene Weise zustande kommen.
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Das Prinzip des Stoßtränkverfahrens besteht darin, daß man Wasser
unter Druck in das Bohrloch pumpt, bis die benachbarten Flöze gesättigt sind und
Wassertropfen in benachbarte Spalten austreten, worauf man dem Wasser, solange es
noch unter Druck steht, durch eine plötzliche. Gasentwicklung in dem Bohrloch einen
Impuls erteilt.
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-Nach einer Ausführungsform w iird in einem Bohrloch eine Sprengvorrichtung
angeordnet, die aus einem starren druckfesten Behälter besteht, der eine Ladung
eines nichtexplosiven Stoffes .enthält, welcher durch sich selbst unterhaltende,
flammenfreie, exotherme Zersetzung ein Gas entwickelt, wobei der Behälter mit Mitteln
ausgestattet ist, .die die Gasentwicklung der Ladung einleiten können, und mit Mitteln
zur Freimachung der entwickelten Gase unter einem vorgeschriebenen Druck. In das
Bohrloch wird Wasser eingepumpt, bis der gewünschte Druck erreicht ist, und dann
wird die Gaserzeugung eingeleitet. Wahlweise kann der starre druckfeste Behälter
eine Beschickung eines gasentwickelnden Stoffes und Mittel zur Vergasung dieses
Stoffes enthalten, wie z. B. flüssiges Kohlendioxyd, :und Mittel zur Vergasung dieser
Flüssigkeit, oder er kann mit einer Bruchscheibe versehen sein, die bei einem vorgeschriebenen
Druck birst, wenn sie dem Einfluß von Druckluft ausgesetzt wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird in das Bohrrloch Wasser bis
zur Erreichung des gewünschten Druckes eingepumpt und sodann Gas unter einem vorgeschriebenen
Druck eingeführt. In diesem Falle kann z. B. eine Sprengvorrichtung verwendet werden,
die sich außerhalb des Bohrloches befindet und aus einem starren druckfesten Behälter
besteht, der als Füllung einen nichtexplosiven gasentwickelnden Stoff enthält, welcher
eine sich selbst unterhaltende flammenfreie exotherme Zersetzung erleiden kann,
wobei der Behälter mit Mitteln zur Einleitung der Gasentwicklung und mit Mitteln
zur Freilassung des Gases unter vorgeschriebenem Druck ausgestattet ist. Gewünschtenfalls
können die Gase in das gleiche Rohr eingeleitet werden, durch welches das Wasser
in das Bohrloch gepumpt wird.
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Befindet sich die .gasentwickelnde Vorrichtung außerhalb des Bohrloches,
so kann es erforderlich sein, eine Schutzvorrichtung, z. B. ein Rückschlagventil,
vorzusehen, um eine Beschädigung der Wasserpumpanlage durch die Sprengwirkung oder
die Gasentwicklung zu verhindern, Der Druck, unter welchem das Wasser eingepumpt
wird, kann im Bereich von 6,8 bis 68 at und der Druck der die Sprengwirkung erzeugenden
Gase im Bereich von 680 bis 1700 at oder höher liegen.
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Da die Sprengwirkung, d. b. die innerhalb oder außerhalb des verschlossenen
Bohrloches durch die Sprengladung oder die Gasentwicklung hervorgebrachte Stoßwelle,
durch Wasser übertragen wird, wird: im Vergleich zur Trockensprengung sogar bei
Anwendung kleinerer Mengen an Sprengstoff oder gasentwickelnder Ladung eine mengenmäßig
größere Zertrümmerung erreicht. Weiterhin übermittelt das Wasser, da es nicht zusammendrückbar
ist, den Druckimpuls mit weniger Streuung als ein gleiches Volumen Luft oder Gas,
so daß die auf die Kohle ausgeübte Zertrümmerungswirkung ohne große Richtungsverschiebung
stattfindet, d. h., die Kohle wird in der Grube nicht umhergeschleudert. Außerdem
führt die Verwendung von Wasser nach der Erfindung zu einer
größeren
Sicherheit bei der Sprengung infolge der löschenden und staubbindenden Wirkung des
Wassers.
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Nach einer anderen Ausführungsform des Stoßtränkverfahrens wird zunächst
ein Sprengstoff in das Bohrloch eingeführt, dann wird Wasser in das Bohrloch eingeleitet,
bis der erforderliche Druck erreicht ist, und schließlich wird der Sprengstoff zur
Explosion gebracht. Wenn derartige Sprengstoffe zur Gewinnung von Kohle verwendet
werden, so sollen sie vorzugsweise ein Löschmittel, insbesondere Natriumchlorid,
in solcher Menge enthalten, daß sie in dem durch die Sicherheitsbestimmungen vorgeschriebenen
Maße für die Verwendung in brennbaren Gasgemischen sicher sind.
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Beim Stoßtränkverfahren müssen also Sprengstoffe verwendet werden,
die unter einem hydrostatischen Druck zündbar sind, außerdem müssen diese Sprengstoffe
für das Arbeiten in Kohlenbergwerken schlagwettersicher sein.
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In der britischen Patentschrift 670453 sind Sprengstoffe beschrieben,
die aus mindestens 35 Gewichtsprozent eines mit Nitrocellulose verdickten flüssigen
Sprengstoffes, der als Hauptbestandteil einen flüssigen, explosiven Salpetersäureester
enthält, 'und 2,5 bis 27,5 Gewichtsprozent eines wasserunlöslichen feinverteilten
Bariumsalzes einer mehrbasischen anorganischen Säure bestehen. Diese Sprengstoffe
sind jedoch nicht schlagwette:rsicher. Es ist an sich bekannt, Sprengstoffe dadurch
schlagwettersicher zu machen, daß ihnen ein Zusatz an Natriumchlorid gegeben wird.
An sich ist zu erwarten, daß durch einen solchen Zusatz an Natriumchlorid die Verwendung
der genannten Sprengstoffe für das Stoßfiränleverfahren nicht mög lieh ist. Es wurde
jedoch überraschenderweise gefunden, daß diese Erwartung nicht zutrifft und dfaß
Sprengstoffe, wie sie in der genannten britischen Patentschrift beschrieben sind,
nach dem Zusatz von Natriumchlorid als Sprengstoffe für das Stoßtränkverfahren verwendet
werden können. Diese Tatsache ist um so. mehr überraschend', als die Kraftwirkung
der Sprengstoffe nach der britischen Patentschrift 670453, die 65% derjenigen von
Sprenggelatine beträgt, nach dem Zusatz von Natriumchlorid um etwa 26% verringert
wird. In überraschender Weise läßt sich ein in derartiger Weise eine verhältnismäßig
geringeKraftwirkung aufweisender schlagwettersicherer Sprengstoff unter einem hohen
hydrostatischen Druck zünden. Es kann bei Anwendung dieses Sprengstoffes beim Stoßtränkverfahren
eine wirksame Sprengwirkung hervorgerufen werden.
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Der Sprengstoff gemäß der Erfindung beim Stoßtränkverfahren besteht
also aus mindestens 35 Gew ichtsprozent eines mit Nitrocell.ulose verdickten flüssigen
Sprengstoffes und 2,5 bis 27,5 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen feinverteilten
Bariumsalzes einer mehrbasischen anorganischen Säure, und diesem ist in ausreichender
Menge eines oder mehrerer an sich bekannter Löschmittel zugesetzt. Die Menge an
angewandtem Löschmittel sollte ausreichend sein, um dem Sprengstoff, wenn er allein
angewandt wird, d. h. nicht beim nassen Stoßtränkverfahren, die genügende Sicherheit
zu :geben.
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Eine vorzugsweise Zusammensetzung einer Sprengstoffmischung ist folgende:
40 Gewichtsprozent .des Nitrierungsproduktes einer 80:20-Mischung von Glycerin und
Äthylenglykol, 2 Gewichtsprozent lösliche Sprengnitrocellulose, 0,5 Gewichtsprozent
Holzmehl, 14,5 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat, 20 Gewichtsprozent feingemahlene
Baryte, 22,4 Gewichtsprozent Natriumchlorid, 0,3 Gewichtsprozent Kreide und 0,3
Gewichtsprozent Diammoniumphosphat.
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Die Anwendung eines derartigen Sprengstoffes beim Stoßtränkverfahren
erfolgt beispielsweise derart, daß etwa 450 g des in Form einer Sprengpatrone gebrachten
Sprengstoffes in ein Bohrloch von 1,80 m Länge und 4,3 cm Durchmesser eingebracht
werden. Diese Sp,rengstoffpatro.ne ist mit dem üblichen elektrischen Zünder und
den entsprechenden elektrischen Leitungsdrähten versehen. An das Bohrloch sind Zuleitungsrohre
für Wasser angeschlossen und nach dem Verschließen des Bohrloches wird: Wasser bis
zu einem Druck von etwa 27 at eingepumpt. Darauf wird die Sprengladung mittels des
elektrischen Zünders zur Explosion gebracht, und es stellt sich heraus, daß auf
diese Weise ein Kohleflö:z gelockert wird, so. daß die Kohle mittels eines Kohlepfluges
ausgeräumt werden kann. '