DE1208271B - Verfahren zum Abbau von Kohle in steiler Lagerung - Google Patents

Description

• Verfahren zum Abbau von Kohle in steiler Lagerung Es ist bereits ein Verfahren zum Abbau von Kohle beschrieben worden, bei dem von einer Grundstrecke aus zu einer Kopfstrecke in bestimmten Abständen Aufhauen hergestellt und diese anschließend mit einer Betomnischung verfüllt werden; dabei soll von der Kopfstrecke die bereits angemachte Betonmischung auf der ganzen Höhe der Aufhauen hereingekippt werden, um auf diese Weise nach Erhärten des Betons tragfähige Rippen zu gewinnen, zwischen denen nach erneutem Aufhauen der Abbau der zwischen den Rippen befindlichen Flözabschnitte bis an die Rippen heran erfolgen soll.
• Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Herstellung tragfähiger Pfeiler sich nicht durchführen läßt, weil eine fertige Betonmischung sich nicht über eine Höhe der Aufhauen, wie sie praktisch in Frage kommt, einfüllen läßt, ohne sich in unzulässiger Weise zu entmischen. Auch eine Führung der gesamten Betonmischung in Rohren, wie sie im Bauwesen an sich bekannt ist, ist bei der Länge der Rohrleitung und deren Gewicht, arbeitsmäßig gesehen, vollkommen unwirtschaftlich; es fehlt zudem bei dem beschränkten Querschnitt der Kopfstrecke an Platz für die Unterbringung der maschinellen Einrichtun-en und zum Ziehen und Einlassen der schweren Rohre; auch der Arbeitsaufwand und die Arbeitszeit für das Mischen der Zuschlagstoffe mit Wasser und Zement liegen weit über den unter Tage möglichen Werten. Denkt man daran, als groben Zuschlagstoff aus der Aufbereitung der Kohle kommende Berge zu verwenden, so ergeben sich weitere Schwierigkeiten dadurch, daß sich die kohligen und tonigen Bestandteile beim Mischen lösen und einen unerwünschten Bestandteil ergeben; im übrigen sind diese Berge wegen des Fehlens des Feinkoms von vornherein ungeeignet. Die Zuführung fremder Zuschlaastoffe würde einen solchen Abbaubetrieb von vornherein unwirtschaftlich gestalten.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Ab- bauverfahren für Kohle in steiler Lagerung, bei dem Aufhauen zwischen einer Grundstrecke und einer Kopfstrecke hergestellt werden und für die Bildung tragfähiger Pfeiler im Kohlenbergbau anfallende Rohstoffe verwendet und so verarbeitet werden, wie es die beengten Raumverhältnisse unter Tage gestatten, und wobei auch ein zügiges Arbeiten und damit eine Anpassung an den in Schichten aufgeteilten Arbeitsablauf möglich ist.
• Bei dem Abbauverfahren -emäß der Erfindunwerden in den von der Glundstrecke zur Kopfstrecke gebohrten Aufhauen traglähige Betonpfeiler, zwischen #velchen die Kohle gewonnen C wird, hergestellt und dabei in -folgender Weise vorgegangen: a) In den Auffiauen wird ein unten offenes, nach oben herausziehbares und absatzweise kürzbares Rohr und unmittelbar im Anschluß an einer Ecke des Aufhauens ein hin- und hergeführtes Zu-Mittel abgelassen; dabei ist das Zugmittel in ein Rohr aus wasserdicht imprägniertem, leicht zerstörbarem Werkstoff, z. B. Pappe, eingeschlossen; b) das Aufhauen wird unten verschlossen und mit den groben Zuschlagstoffen der Betonmischung verfüllt; c) mittels des unten offenen Rohres wird der verbleibende Hohlraum mit einer hoch homogenisierten, fließfähigen Mischung von Wasser, Zement und Feinkomzuschlag, von unten an aufsteigend, ausgefüllt; d) nach dem Erhärten des Betonpfeilers werden die in dem Rohr aus leicht zerstörbarem Werkstoff eingeschlossenen Zugmittel freigelegt, eine Gewinnungsmaschine mit Antriebs- und Umkehrstation angeschlossen und die Kohle gewonnen.
• Als grobe Zuschlagstoffe, die nach dem Einsetzen des Papprohres und des Einfüllrohres für die dünnflüssi-e Betonmischunor in das Aufhauen eingefüllt werden, kommen in erster Linie taube Berge in Frage, wie sie insbesondere bei der Aufbereitung der Kohle als sogenannte Waschberge gewonnen werden. Sie sind stets in der erforderlichen Komgröße greifbar und stellen ein wertloses Abfallprodukt dar. In der Regel ist es zweckmäßig, aus den in die Aufhauen einzufüllenden Bergen das Feinkorn unter etwa 10 mm abzuscheiden; damit wird die beim Betonieren bekannte Nesterbildung verhindert und ein C durchgehendes Vermörteln der Masse gewährleistet. Es lassen sich heute sehr dünnflüssige Betonmischungen herstellen, die, ohne Entmischungserscheinungen aufzuweisen, durch Leitungen von mehreren hundert Metern Länge gedrückt werden können. Mit aufsteigendem Spiegel wird das Einfüllrohr zweckmäßig in Absätzen von mehreren Metern angehoben, das obere Rohrende entsprechend mehr und mehr verkürzt. Die für ein derartiges Arbeiten erforderlichen Geräte lassen sich in dem beschränkten Raum der Kopfstrecke unterbringen. Es handelt sich einmal um die Wagen zum Heranbringen des groben Füllgutes, zum anderen um das Mischaggregat und die Pumpe zur Erzeugung und Förderung des dünnflüssigen Betons.
• Es ist möglich, eine noch fließfähige, hoch homogenisierte Betonmischung aus bis etwa 80 % Flugstaub, wie er in modernen Großkesselanlagen anfällt, und etwa 20 % Zement herzustellen; allerdings muß der Gehalt des Flugstaubs an Brennbarem, um ein Treiben auszuschließen, unter 10 % liegen.
• Durch entsprechende Bemessung der Zuschlagstoffe kann man erreichen, daß die Festigkeiten des in dieser Weise hergestellten abgebundenen Betonpfeilers bei unter 100 kg(CM2 liegen. Ein Wert in dieser Größenordnung ist erforderlich aus Gründen der Gebirgsmechanik, da nämlich die Festigkeit der Pfeiler nur einen so geringen Wert haben darf, daß an den Begrenzungen Spannungen im Nebengestein vermieden werden; sie würden zu einem Abreißen der Nebengebirgsschichten und damit zum Bruch führen. Die Festigkeit der Tragpfeil#er muß den Verhältnissen im Gebirge angepaßt werden; es ist, wie angeführt, möglich, durch entsprechende Bemessung des Zementanteils und der Zuschlagstoffe bestimmte Festigkeitswerte des Pfeilerbetons zu erreichen.
• über die, praktisch in Frage kommenden Größenverhältnisse ist folgendes zu sagen: Es empfiehlt sich, im Flöz die Aufhauen so durchzuführen und die Pfeiler so zu bemessen, daß die Höhe der Flözmächtigkeit entspricht und die Breite das Zwei- bis Dreifache dieses Maßes beträgt. Die Länge der Aufhauen soll im Interesse der Einsparung an Kosten für das Auffahren der Strecken möglichst hoch sein, ist aber in manchen Fällen durch das Auftreten von Störungen begrenzt. Man wird im allgemeinen mit einer Höhe zwischen 50 und 200 m zu rechnen haben. Die Abstände aufeinanderfolgender Pfeiler in der Streichrichtung müssen ebenfalls der Gebirgsbeschaffenheit angepaßt werden; je nach Art der Schichten des Nebengesteins kommen für den Pfeilerabstand 10 bis 30 m in Frage.
• Das Rohr, welches zum Einfüllen der hoch homogenisierten, flüssigen Betonmischung dient, soll einen Durchmesser von 3 bis 6 cm haben. Das Papprohr wird so bemessen, daß es das Zugmittel, also beispielsweise die Kette, aufnehmen kann; sein Durchmesser soll bei 150 bis 200 cm liegen.
• In der Zeichnung stellt F i g. 1 einen Schnitt durch die Mittelebene des mit etwa 70' einfallenden abzubauenden Flözes mit Kopfstrecke, Fußstrecke und den hergestellten Aufhauen dar.
• F i g. 2 ist ein Schnitt in größerem Maßstab durch ein einzelnes Aufhauen vor dem Einfüllen des Grobkomes der Betorunischung.
• Mit 10 ist in F i g. 1 die Feldergrenze bezeichnet, mit 11 die Kopfstrecke, mit 12 die Fußstrecke. Strichpunktiert angedeutet und mit 13 bezeichnet ist ein Aufhauen, das im Einfallen aufgebohrt wäre. Mit 14 sind die im praktischen Betrieb hergestellten Aufhauen bezeichnet, die, um etwa 15' nach rückwärts Creschwenkt, angelegt sind, so daß ein Abbau mit um 151 überkipptem Stoß erfolgen kann. Mit 15 sind die zwischen den Betonpfeilem stehengebliebenen Kohlepfeiler bezeichnet, die nacheinander abgebaut werden. Der Pfeil 16 bezeichnet die Richtung, in der die beiden Strecken aufgefahren werden. Der Pfeil 17 bezeichnet die Richtung, in welcher der Abbau erfolgt. Aus wettertechnischen und Sicherheitsgründen erfolgt der Abbau im Rückbau. In diesem Falle wird die in der unteren Strecke arbeitende Belegschaft nicht durch das bei der Gewinnung herabstürzende Mineral oder das Nebengestein gefährdet. Der Rückbau ist auch insofern vorteilhaft, als er eine vorherige Erkundung der Lagerstätte ermöglicht und die Streckenerhaltungskosten in den Abschnitten, in denen die Kohle gewonnen wurde, erspart.
• F i g. 2 deutet den Querschnitt des hergestellten Aufhauens an. Es erstreckt sich über die ganze Mächtigkeit des Flözes und hat eine Länge vom Zwei- bis Dreifachen der Flözmächtigkeit. 15 sind die beiderseits noch anstehenden Kohleschichten. Mit 21 ist das Liegende, mit 22 das Hangende bezeichnet. In das Aufhauen wird das Injektionsrohr 18 eingesetzt, welches aus kurzen Stücken zusammensetzbar ist und nach oben herausgezogen werden kann. 19 ist das Papprohr, in das eine hin- und hergehende Kette 20 eingelegt ist. Das Papprohr liegt in einer Ecke des Aufhauens, ist also nach dem Herstellen des Betontragpfeilers zugänglich. Von hier aus kann unmittelbar die Gewinnung der Kohle im angrenzenden Feld beginnen.
• Um eine erhöhte Sicherung gegen Bruch des Nebengesteins oder Gebirgsschläge zu erreichen, kann man nach der Gewinnung den ausgekohlten Raum zwischen zwei Feldern mit Bergversatz anfüllen. Auch besteht die Möglichkeit, eine zwischen zwei Pfeilern liegende Kammer nicht auszukohlen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Abbauverfahren in steiler Lagerung, bei dem man von einer Grundstrecke aus zu einer Kopfstrecke in Abständen Aufhauen bohrt, in denen tragfähige Betonpfeiler hergestellt werden, zwischen welchen die Kohle gewonnen wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) In das Aufhauen wird ein unten offenes, nach oben herausziehbares und absatzweise kürzbares Rohr und unmittelbar im Anschluß an einer Ecke des Aufhauens ein in ein Rohr aus einem wasserdicht imprägnierten, leicht zerstörbaren Werkstoff, z. B. Pappe, eingeschlossenes, hin- und hergeführtes Zugmittel in die Aufhauen abgelassen; b) das Aufhauen wird unten verschlossen und mit den groben Zuschlagstoffen der Betonmischung verfüllt; c) mittels des unten offenen Rohr-es wird der verbleibende Hohlraum mit einer hoch homogenisierten, fließfähigen Mischung von Wasser, Zement und Feinkornzuschlag, von unten an aufsteigend, ausgefüllt; dabei wird das Rohr absatzweise herausgezogen; d) nach dem Erhärten des Betonpfeilers werden die in dem Rohr aus leicht zerstörbarem Werkstoff eingeschlossenen Zugmittel freigelegt, eine Gewinnungsmaschine mit Antriebs- und Umkehrstation angeschlossen und die Kohle gewonnen.
2. 2. Abbauverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhauen, nach oben rückwärts geschwenkt, angelegt werden, so daß eine, Förderung mit überkipptem Stoß erfolgen kann. 3. Abbauverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als grober Zuschlagstoff von der Kopfstrecke Waschberge eingefüllt werden, aus denen das Feinkom unter 1.Omm abgeschieden ist. 4. Abbauverfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung der fließfähigen, hoch homogenisierten Betonmischung, bei der sich eine Festigkeit des abgebundenen Pfeilers von unter 100kg/CM2 ergibt. 5. Abbauverfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil der fließfähigen, hoch homogenisierten Betonmischung aus bis etwa 80 0/9 Flugstaub und etwa 20 % Zement besteht. 6. Abbauverfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Pfeiler der Flözmächtigkeit entspricht und ihre Breite das Zwei- bis Dreifache dieses Maßes beträgt.