DE1014048B - Verfahren zur Gewinnung von Kohle oder anderen Mineralien durch Abdruecken mittels Druckwasser - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, Kohle von einem Bohrloch aus in der Weise hydraulisch hereinzugewinnen, daß ein mit winklig zur Achse des Bohrlochs angeordneten hydraulischen. Kolben versehener rohrförmiger Körper in das Bohrloch eingeführt und die Kohle durch die Kolben seitlich abgedrückt wird. Dieses Verfahren bedingt eine der spezifischen Festigkeit der Kohle entsprechende Mindestgröße der Druckflächen und damit einen beträchtlichen Durchmesser des Bohrlochs. Da nun die Bohrvorrichtungen im Streb eine gewisse Größe praktisch nicht überschreiten können und deshalb der Durchmesser der Bohrlöcher begrenzt ist, so hat sich diese Gewinnungsart im wesentlichen darauf beschränkt, eine bereits unterschrämte Kohlenbank abzudrücken. Aber auch hierbei ist die Wirkung weitgehend von der Beschaffenheit der Kohle abhängig und bleibt vielfach gänzlich aus.

Eine andere Möglichkeit der hydraulischen Hereingewinnung von Kohle wurde bei der Entwicklung des sogenannten S toßtränkverfahrens gefunden, bei welchem der Kohlenstoß zwecks Einschränkung der Staubbildung bei der nachfolgenden Kohlegewinnung von einem Bohrloch aus mit Druckwasser durchtränkt wird. Es stellte sich heraus, daß die Kohle durch das Tränken gleichzeitig eine Auflockerung erfuhr. Diese Erkenntnis führte zu Versuchen, die Kohlegewinnung selbst durch Einführen von Druckwasser in ein abgedichtetes Bohrloch im Kohlenstoß durchzuführen. Man begnügte sich zunächst damit, ähnlich wie beim Stoß tränkverfahren, aus vorhandenen Leitungen Wasser unter einem verhältnismäßig niedrigem Druck in das Bohrloch bzw. in die Bohrlöcher einzuführen, ein Verfahren, welches langwierig und, je nach der Art der Kohle, ohne oder nur von geringer Wirkung war. Später ging man in Abwandlung dieses Verfahrens dazu über, nach Sättigung des Kohlenstoßes mit Wasser normalen Druckes von 10 bis 20 at die in dem Bohrloch befindliche Wassersäule mit Hilfe eines hydraulischen Druckübersetzers stoßartig unter einen höheren Druck von 200 at zu setzen und dadurch die Kohle hereinzugewinnen (deutsche Patentschrift 241966). Nach einem anderen Vorschlag dieser Art soll in den Kohlenstoß auf dem Wege der absetzenden Nachströmung Wasser unter hohen kurzzeitigen Druckstößen in das Gebirgsinnere eingepreßt werden (deutsche Patentschrift 404 168).

Die Hereingewinnung der Kohle durch Druckwasser setzt eine höheren Drücken entsprechende Abdichtung des Bohrlochs voraus. Um diese zu erreichen, wurden verschiedene Wege eingeschlagen. Nach einem älteren Vorschlag wurde ein mit zwei im Abstand voneinander angeordneten konischen Dichtungen versehenes Druckrohr in ein in mehreren Absätzen sich zu seiner Öffnung hin erweiterndes Bohrloch hineingepreßt Verfahren zur Gewinnung von Kohle

oder anderen Mineralien
durch Abdrücken mittels Druckwasser

Anmelder:

Konrad Grebe, Wuppertal-Elberfeld,
Bornberg 103

Konrad Grebe, Wuppertal-Elberfeld,
ist als Erfinder genannt worden

oder geschraubt, wobei sich die Konen an zwei Absätze des Bohrlochs anpreßten (deutsche Patentschrift 229 868). Da jedoch die konischen Dichtungen keine flächige Anlage an der festen Kohle hatten und auch beim Einschrauben nicht, genügend halten konnten, weil sie dabei die Wandung des Bohrlochs zerstörten, so war eine sichere Abdichtung auf diese Weise nicht zu erzielen.

Gemäß einem anderen Vorschlag wurde am Ende des Druckrohres ein dieses umfassender zylindrischer Gummikörper angebracht, "der in seiner Länge durch Schrauben zusammengedrückt wurde und sich dadurch abdichtend gegen die Bohrlochwandung anpressen sollte. In ähnlicher Weise wurde ein dem Bohrlochdurchmesser entsprechender, sich im hinteren Teil konisch verjüngender zylindrischer Ring um das Druckrohr angeordnet, gegen den ein das Druckrohr umschließender zylindrischer Gummikörper durch eine Schraube angepreßt wurde.

Um einen einseitig nach' außen wirkenden axialen Druck des Druckwassers im Bohrloch auszugleichen; sah eine andere Anordnung vor, das Druckwasser nicht aus dem Ende des -Druckrohres, sondern aus dessen durchlöcherter Wandung austreten zu lassen, wobei die Druckkammer -lurch eine am vorderen Ende und eine weitere im hinteren Teil des Druckrohres angeordnete Dichtung abgeschlossen wurde.

Wenn die bisherigen Versuche, Kohle durch Druckwasser hereinzugewinnen, nicht zu einem wirklichen Erfolg geführt haben, so-liegt der entscheidende Grund hierfür, abgesehen- von der Unzulänglichkeit der Abdichtungen, darin, ^iaß das Druckwasser aus dem Druckraum meist schon unmittelbar nach dem Einsetzen der Druckwirkung in die sich bildenden feinen Risse in gleicher oder - noch größerer Menge

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stärkerer Mächtigkeit kann es zweckmäßig .sein, von mehreren übereinanderliegenden Bohrlöchern die Kohle gleichzeitig abzudrückein.

Das Druckrohr 14 weist ein Schraubgewinde 15, Gewindeschneiden 16 und Durchbrüche 17 auf, welche die durch die Gewindeschneiden. 16 aus der Wandung des Bohrloches 18 herausgenommene Feinkohle in die Durchbohrung· 19 des Druckrohres 14 ababfloß, als Wasser aus dem Druckrohr nachströmen Die hydraulische Pumpe 1 pumpt in den mit hochkonnte, so daß es drucklos wurde, ehe es zu einem ..komprimierter Preßluft gefüllten Druckwasserkessel 2 eigentlichen Ablösen der Kohle kam, bzw. daß die AVasser hinein, wodurch, die Luft im Kessel noch gewünschte Wirkung des Ablösens der Kohle erst weiter komprimiert wird. Bei der Abgabe des nach völliger Durchtränkung des Kohlenstoßes zu 5 Druckwassers fließt dieses unter hoher Spannung erzielen und damit eine zügige Gewinnung nicht . durch die Druckwasserlaitung 3 zu dem in das Bohrmöglich war. Eine durchschlagende Abdrückwirkung loch. 4 eingeschraubten Druckrohr 5, welches nach kann aber nur dadurch erzielt werden, daß bis zur dem Einschrauben (durch eine nicht dargestellte Beendigung des Ablösevorgangs mehr Wasser in den Drehbohreinriahtung) vermittels des Verbindungs-Druckraum zufließt als aus diesem abfließen kann. io Stückes 6 mit der Druckwasserleitung 3 verbunden Lediglich durch Verwendung von Pumpen war dies worden ist. Der Absperrhahn. 7 dient dem Zweck, die jedoch, allein schon wegen deren dafür erforderlicher Druckwasserleitung 3 abzuschalten, nachdem die Überdimensionierung, praktisch nicht möglich. Kohlebank 8 abgedrückt worden ist. Der elastische

Die Erfindung wird durch die Kombination zweier Puffer 9, der nach Art des Druckwasserspeichers 2 Gedanken gekennzeichnet, einmal durch die Verwen- 15 ausgebildet sein kann, dient dazu, den beim Abdung einer Pumpe mit einem Druckwasserspeicher sperren, der Druckwasserleitung 3 durch den Absperran sich bekannter Art, wodurch es möglich ist, eine hahn 7 gegebenenfalls auftretenden Staudruck abzubestimmte Menge sehr hoch gespannten Druckwassers fangen. Im Bohrloch 10 ist während des Abdrückens in kürzester Zeit in den Druckraum einzuführen und der Kohlebank 8 bereits das Druckrohr 11 <ei<ngedadurch die Kohle schlagartig abzudrücken, zum 20 schraubt worden, so daß nach dem Umischliießen der anderen in einem abdichtenden Verschluß des Druck- Druckwasserleitung 3 die nächste Gewinnungsphase· raums. Die Höhe des Arbeitsdruckes des Druck- sich unverzüglich anschließen kann. Die weiteren wassers richtet sich dabei nach den jeweiligen Ver- Bohrlöcher 12 und 13 sowie die in der ganzen Strebhältnissen, der Beschaffenheit der Kohle, der Mächtig- länge anzulegenden weiteren Bohrlöcher können keit der abzudrückenden Kohlewand und dem 25 ebenfalls unabhängig vom Fortschreiten der Kohle-Abstand der Druckkammern untereinander. Unter gewinnung· vorgebohrt werden. Bed Flözen von günstigen Umständen kann ein Druck von 100 atü
genügen, während bei sehr harter Kohle ein Überdruck von mehreren 100 atü erforderlich sein kann.
Der Verschluß wird durch das Druckrohr selbst in 30
der Weise erzielt, daß dieses vermittels eines auf
seiner äußeren Wandung angebrachten zylindrischen
Schraubgewindes in ein den Zugang zum Druckraum
bildendes Bohrloch eingeschraubt wird. Die zylindrische Ausbildung des Schraubgewindes hat gegen- 35 führen. Von dort aus kann die Feinkohle durch das über dem bekannten konischen Schraubgewinde später eingeführte Druckwasser in den Druckraum (deutsche Patentschrift 229 868) den Vorteil, daß die 18 a angepreßt werden, wo sie beim Auftreten der zylindrischen Gewindegänge auf einem viel längeren ersten feinen Risse in dar Kohle als deren Abdichtung Abschnitt der Bohrlochwandung in den entsprechen- gegen, das Druckwasser dient.

den, in die Kohle eingeschnittenen, durch die nach- +a Fig- 3 zeigt einen Gewindegang des konischen folgenden Gewindegänge nicht zerstörten Windungen Gewindeschneiders des Druckrohreis 14 mit den anliegen und damit ein auch für sehr hohe Drücke Schneiden. 16 und den. entsprechenden Durchbrüchen geeignetes Widerlager gewährleisten. Dabei kann das 17, die in einem gewissen Winkel gegen den Radius Druckrohr in seinem vorderen Teil als konischer des Geiwindeganges angeordnet sind. Der zwischen Gewindeschneider ausgebildet sein, durch dessen zum 45 zwei Durchbrüchen befindliche erhabene Teil 20 des hohlen Innern des Bohrlochs führende Kanäle die Gewindes, verläuft nicht konisch ansteigend, sondern herausgeschnittene Feinkohle abgeführt wird. zylindrisch, so daß ein Anpressen an die von den

Eine andere Möglichkeit der Abdichtung des Bohr- Schneiden: 16 in die Kohle geschnittenen Züge nicht lochs nach außen besteht darin, daß das in diesem stattfindet. Das Druckrohr 21 weist eine rückwärtig Falle sich zum Bohrlochausgang konisch verjüngende 50 sich konisch verjüngende Außenfläche 22 auf. Zwi-Druckrohr durch ein zwischen seiner äußeren Wan- sehen dieser und der Waodung 23 des Bohrlochs 24 dung und der Wandung des Bohrlochs eingebrachtes,
vorzugsweise schnell härtendes Bindemittel, beispielsweise auf Betonbasis, im Bohrloch festgehalten wird.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung 55 eine Ausführungsart des Gewinnungsverfahrens sowie verschiedene Möglichkeiten zur Durchführung der Abdichtung des Bohrlochs gemäß dem weiteren Erfindungsgedanken. In

Fig. 1 ist das Gewinnungsverfahren mit Druck- ⁶° wasser in einem flachen Streb in Draufsicht dargestellt;

Fig. 2 zeigt ein in die Kohle eingeschraubtes Druckrohr mit konischem Gewindeschneider;

Fig. 3 zeigt einen Gewindegang des konischen 65 Gewindeschneiders eines Druckrohres mit Schraubgewinde gemäß Fig. 2; die

Fig. 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsbeispiele von Druckrohren, welche mit einem Bindemittel an der Wandung des Bohrlochs befestigt sind. 70

ist ein Bindemittel 25 eingeführt, vermittels dessen das Druckrohr 21 an der Wandung 23 des Bohrlochs 24 festgehalten wird.

Das zylindrische Druckrohr 26 ist mit Erhebungen 27 versehen., vermittels deren es durch das Bindemittel 28 an der Wandung des Bohrlochs 29 festgehalten wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abdrücken von Kohle oder anderen Mineralien durch in einen nach außen abgedichteten Raum des abzudrückenden Materials eingeführtes Druckwasser, unter Verwendung· einer Druckwasserpumpe, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Maßnahmen:

a) Das durch die Pumpe (1) in einen an sich bekannten, mit hochkomprimierter Preßluft gefüllten, Druckwasserspeicher (2) gepumpte Druckwasser wird in durch den Speicher bestimmter

Menge ununterbrochen in den abgedichteten Raum eingeführt.

b) Der Druckraum in der Kohl© wird durch ein auf der Außentwandung des zylindrischen Druckrohres (5,11,14) angebrachtes zylindrisches Einsahraubgewinde (15) oder durch ein zwischen der Wandung (20) des konischen Druckrohres (21) und der Wandung (23) des Bohrlochs (24) eingebrachtes, schnell erhärtendes Bindemittel (25,28), vorzugsweise auf Betonbasds, abgedichtet.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, ein als konischer Gewindeschneider dem zylindrischen Sahraubgewinde (15) des Druckrohres (14) vorgeschaltetes Anfangsteil (16).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschneider (16) Durchbrüche (17) zur Abführung des herausgeschnittenen Materials in das Innere des Hohlraums aufweist, wobei jeder Durchbruch ein der Scbneidbreite entsprechender, zum Innern (19) des Druckrohres führender von außen nach innen in bezug auf die Drehrichtung um ein gewisses Maß schräg nach hinten, verlaufender Kanal (17) vor jeder Schneide (16) ist.

4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Verwendung eines das Druckrohr an der Wandung des Bohrlochs festhaltenden, schnell erhärtenden Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außeniwandung (22) des Druckrohres (21) zu seinem hinteren Ende hin konisch erweitert.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung des Druckrohres (26) in das Bindemittel (28) eingreifende Vorsprünge (27) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 229 868, 230 082, 241966, 404168;

britische Patentschrift Nr. 475 425;

französische! Patentschrift Nr. 875 242;

USA.-Patentsehrift Nr. 2 211 243;

Zeitschrift »Glückauf« vom 3. 12. 1949, S. 909;

Bansen, Hans, »Gewinnungsmaschinen«, Berlin, 1912, S. 437, Abb. 385 und S. 436, 438.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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