DE1180338B

DE1180338B - Verfahren zum Verhindern der Ausbreitung von Staub oder schaedlichen Gasbestandteilen in untertaegigen Grubenraeumen od. dgl.

Info

Publication number: DE1180338B
Application number: DEK42358A
Authority: DE
Original assignee: Kroll & Ziller
Current assignee: Kroll & Ziller
Priority date: 1960-12-09
Filing date: 1960-12-09
Publication date: 1964-10-29

Description

Verfahren zum Verhindern der Ausbreitung von Staub oder schädlichen Gasbestandteilen in untertägigen Grubenräumen od. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern der Ausbreitung von Staub oder schädlichen Gasbestandteilen in untertägigen Grubenräumen od. dgl.
Es ist bereits bekannt, zum Staubschutz bei der Schießarbeit unter Tage, die Verunreinigung im abziehenden, staubbeladenen Schießschwaden durch Wassernebel zu binden oder durch Trockenfilterung abzuscheiden. Zum Beispiel führte man die staubbeladenen Schießschwaden mit dem Wetterstrom zunächst in eine Nebelzone und danach in eine Niederschlagszone. Die beiden Zonen haben sich dabei lediglich durch die zur Anwendung kommenden Wasserströpfchen unterschieden, und zwar haben kleinere Wassertröpfchen, als Nebel versprüht, die Verunreinigungen zunächst gebunden, um danach in einer Niederschlagszone von größeren, ebenfalls durch Wasserverdüsung entstandenen Tröpfchen abgeregnet zu werden.
Solche Verfahren sind aber nicht nur umständlich und zeitraubend, sondern auch deshalb besonders nachteilig, da sie mit einem außerordentlich hohen Wasserverbrauch verbunden sind. Letztlich ist aber gerade in untertägigen Grubenräumen ein Versprühen größerer Wassermengen nicht erwünscht.
Nach einem bereits bekannten Verfahren werden die schwebenden Stäube durch feinstzerstäubte Flüssigkeiten benetzt, wobei die Flüssigkeitströpfchen eine mittlere Teilchengröße von 0,5 Mikron haben. Derartige Flüssigkeitströpfchen werden an die Stäube, die etwa 2 Mikron groß sind und damit mindestens die 24fache Masse der Nebeltröpfchen besitzen, gebunden. Diese Verhältnisse zwischen der Tröpfengröße und der Staubgröße bewirkt, daß die Stäubchen von der Flüssigkeit benetzt werden. Der Erfolg für die Niederschlagung der Stäube ist jedoch hierbei sehr eng begrenzt.
Demgegenüber wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Nebelwand aus Nebeltröpfchen in einer Größe von 1 bis 20 Mikron durch Hochdruck, beispielsweise von 100 bis 420 atü, herzustellen und nach Bindung der anlagerungsfähigen Schwebestoffe niederzuschlagen. Durch die Verwendung des Hochdruckes erreicht man ein schlagartiges Zerreißen der Flüssigkeit zu der gewünschten Tröpfchengröße. Auch bewirkt die Verwendung einer Hochdruckanlage eine elektrostatische Entladung, die man bei Tröpfchengrößen von unter 0,5 Mikron nicht erzielen kann.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß von zwei verschieden großen schwebenden Teilchen, wenn die Teilchen verschieden geartet und damit verschiedene elektrische Potentiale besitzen, stets das größere Teilchen das kleinere an sich zieht, weil das größere Teilchen auch eine größere Ruhemasse besitzt als das kleinere, das damit leichter zum großen hin in Bewegung gerät als umgekehrt. Die Erfindung hat daher zum Ziel, nicht etwa kleinere Flüssigkeitsteilchen an große Stäubchen heranzuziehen, sondern sie will, völlig umgekehrt, die im Gasstrom schwebenden Stäube zu einem Mittelpunkt zusammenziehen und zu einem großen Gebilde vereinigen. Dieser Mittelpunkt wird von einem Nebeltröpfchen gebildet, das größer sein muß als die von ihm zu bewegenden Staubteilchen. Verwendet man insbesondere Teilchen von 1 bis 20 Mikron, so sind diese in besonderem Maße zur Durchführung des Verfahrens geeignet, da sie ähnlich denen der meteorologischen Nebel oder schwebenden Wolken die Eigenschaft haben, ausreichend lange Zeit, z. B. bis zur Bindung der Stäube oder schädlichen Gasbestandteile, als echter Schwebestoff zu schweben.
Bei der Herstellung der genannten Nebel kann man dabei so vorgehen, daß durch eine Bewegung des die-Nebel herstellenden Hochdruckgerätes das Nebelsystem über einen gewünschten Raum beliebig weit vertieft oder verbreitert werden kann. Man kann auch die Ausbreitung der Nebelwand durch einen gerichteten Luftstrom vornehmen.
Zur Erläuterung der Erfindung soll das folgende Beispiel dienen: Während die Schießschwaden nach dem Schießen in einem Untertagebetrieb des Bergbaus mit dem Wetterstrom durch den Stollen abgeführt werden, wird eine Strecke dieses Stollens, etwa in einer Länge von hundert Metern, mit feinen Schwebstoffnebeln aus Wasser ausgefüllt, so daß die ankommenden Wetterschwaden mit dem Nebel versetzt werden. Das den Nebel herstellende Gerät kann dabei, z. B. auf einem Wagen, gegen den Wetterstrom geführt werden. Der gesamte, etwa in, einer Länge von 100 m vernebelte Raum der Strecke ist dann von einer dichten Wolke schwebender Wasserteilchen genauso wie etwa von einer meteorologischen Wolke vollständig ausgefüllt. Die von dem Wetterstrom mitgeführten Staubteilchen und schädlichen Bestandteile der Explosionsgase werden jetzt von den in den Wetterstrom eingebrachten Nebelteilchen gebunden. Es gelingt den Staubteilchen nicht, durch die etwa 100 m lange Wolke dicht nebeneinander schwebender Nebelteilchen hindurchzustoßen. Die Koaguiationsprodukte vereinigen sich zu weiter vergrößerten Komplexen, die dann wegen.ihrer Schwere sedimentieren und ausregnen.
Haben die Schießschwaden auf diese Weise die Nebelwolke von etwa 100 m Länge passiert, so sind die Wetter nicht nur von einem Großteil der mitgeführten Stäube gereinigt, sondern auch, wie Versuche zeigten, von schädlichen Gasbestandteilen der Schußgase aus der Explosionswolke.
Durch eingehende Untersuchungen wurde festgestellt, daß je nach Art und Beschaffenheit der Stäube auch verschiedenartige Nebelteilchen zur Anwendung kommen können. Um das Verfahren in einzelnen Fällen wirkungsvoller zu gestalten, wird daher weiterhin vorgeschlagen, ein Nebelsystem aus Nebeln verschiedener Dichten und/oder Nebelteilchen verschiedener Größenordnungen zu verwenden. Dadurch würde eine bessere Koagulation und eine nachfolgende schnellere Sedimentation der Nebelteilchen und der gebundenen Bestandteile bewirkt werden.
Ebenso könnten die verwendeten Nebelteilchen aus Substanzen, z. B. aus Kochsalzlösungen, bestehen, die die zu bekämpfenden Stäube oder schädlichen Gasbestandteile mit besonderer Affmitätskraft an sich binden. Andererseits können die Nebelteilchen auch aus Substanzen, z. B. aus Netzmittellösungen, bestehen, die auf die Sedimentation der gebildeten Koagulationsprodukte beschleunigend wirken.
Letztlich kann die Koagulation der schädlichen Bestandteile oder ihre Sedimentation oder beides auch durch ein an sich bekanntes Setzen von elektrischen Feldern, z. B. mit Hilfe von Hochspannungselektroden, verstärkt und beschleunigt werden.
Die Herstellung der nach dem neuen Verfahren vorgeschlagenen Schutznebel kann vorzugsweise durch Hochdruckgeräte erfolgen, durch die die verwendete Flüssigkeit so hoch, z. B. bis zu einem Druck von 420 atü, komprimiert wird, so daß beim Austritt der komprimierten Flüssigkeit aus der Düse ein Nebel des gewünschten Schwebespektrums von 1 bis 20 Mikron Teilchengröße entsteht, entsprechend den Möglichkeiten dieses Verfahrens in den gewünschten beliebigen Mengen und Dichten.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verhindern der Ausbreitung von Staub oder schädlichen Gasbestandteilen in untertägigen Grubenräumen od. dgl. unter Verwendung einer schwebenden Nebelwand hinter dem Entsfehungsort der Stäube bzw. Gase, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebelwand aus Nebeltröpfchen in einer Größe von 1 bis 20 Mikron durch Hochdruck, z. B. von 100 bis 420 atü, hergestellt und nach Bindung der anlagerungsfähigen Schwebestoffe niedergeschlagen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitung der Nebelwand durch einen gerichteten Luftstrom erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Koagulation und zur schnelleren Niederschlagung der staub-bzw. gasbeladenen Nebeltröpfchen und der gebundenen Bestandteile das hergestellte Nebelsystem aus Nebeln verschiedener Dichte und/oder aus Nebeltröpfchen verschiedener, auch bereits bisher verwendeter Größenordnungen besteht, in dem Nebel verschiedener Tröpfchengrößen sowohl hintereinander als auch durcheinander aufgebaut werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vernebelung in an sich bekannter Weise Flüssigkeiten mit Zusatzmitteln zur Beschleunigung der Koagulation verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Setzen von elektrischen Feldern, z. B. mit Hilfe von Hochspannungs-Elektroden, die Koagulation der schädlichen Bestandteile und/oder ihre Niederschlagung beschleunigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung S 20434 VI/5 d (bekanntgemacht am 30. 10. 1952); »Schlägel und Eisen«, 1955, S. 622; »Bergbau-Rundschau«, 1955, S. 622; »Zeitschrift für Erzbergbau und Metallhüttenwesen«, 1950, S. 305.