DE1235243B

DE1235243B - Water barrier against coal dust explosions in underground operations

Info

Publication number: DE1235243B
Application number: DEF39293A
Authority: DE
Inventors: Heinz Schlimbach
Original assignee: FERROPLAST GmbH
Current assignee: FERROPLAST GmbH
Priority date: 1963-03-21
Filing date: 1963-03-21
Publication date: 1967-03-02

Description

Wassersperre gegen Kohlenstaubexplosionen in Untertagebetrieben Die Erfindung bezieht sich auf eine Wassersperre gegen Kohlenstaubexplosionen in Untertagebetrieben, bei der in der Firste der Grubengänge wassergefüllte Behälter aus Kunststoff angeordnet werden.Water barrier against coal dust explosions in underground operations The invention relates to a water barrier against coal dust explosions in underground operations, next to the water-filled plastic container in the roof of the mine passages will.

Bei der Erschließung und dem Abbau von Kohlenflözen mit gefährlichen Kohlenstaubbildungen werden als Sicherung gegen die Ausbreitung von Kohlenstaubexplosionen in den gefährdeten Grubenbauen Sperren aus Gesteinsstaub vorgesehen. Je nach der Bedeutung des betreffenden Grubenganges ist nach den bergpolizeilichen Vorschriften je Quadratmeter Streckenquerschnitt eine größere oder geringere Menge an Gesteinsstaub erforderlich. Der Gesteinsstaub wird auf Holzbrettern aufgeschichtet, die an ihren Enden auf Konsolen aufliegen, welche man am Streckenausbau befestigt. Unter dem Einfluß der Stoßwelle einer Explosion werden die Bretter angehoben und abgeworfen, so daß der sich ausbreitende Gesteinsstaub mit dem auf hoher Temperatur befindlichen Teil des Kohlenstaubes vermischt und eine Temperaturabsenkung hervorruft, die die Explosionswelle zum Auslaufen bringen soll.In the development and mining of coal seams with dangerous Coal dust formation is used as a safeguard against the spread of coal dust explosions Barriers made of rock dust are planned in the endangered mine workings. Depending on the The significance of the relevant mine passage is according to the mountain police regulations a greater or lesser amount of rock dust per square meter of cross-section of the route necessary. The rock dust is piled up on wooden boards that are attached to their The ends rest on consoles that are attached to the track extension. Under the Under the influence of the shock wave of an explosion, the boards are lifted and thrown off, so that the spreading rock dust with that located at high temperature Part of the coal dust mixed and caused a temperature drop that the Should cause the explosion wave to leak.

Damit sichergestellt ist, daß diese Gesteinsstaubsperren jederzeit einwandfrei funktionieren, müssen diese in regelmäßigen Zeitabständen überprüft werden, wobei insbesondere der Gesteinsstaub auf seine Wirksamkeit zu untersuchen ist. Der Einbau der Bühnenbretter ist verhältnismäßig zeitraubend; das gleiche gilt für die anschließende Belegung der Bretter mit Gesteinsstaub, so daß insgesamt erhebliche Einbau- und Instandhaltungskosten entstehen.This ensures that these rock dust barriers at all times function properly, they must be checked at regular intervals especially the rock dust to be examined for its effectiveness is. The installation of the stage boards is relatively time consuming; the same goes for for the subsequent occupation of the boards with rock dust, so that overall considerable Installation and maintenance costs arise.

In manchen Grubenbetrieben ist man dazu übergegangen, an Stelle des Gesteinsstaubes Wasser zur Abriegelung von Explosionen einzusetzen. Die Wirksamkeit des Wassers ist im allgemeinen größer als die von Gesteinsstaub, jedoch ist man aus verschiedenen Gründen im rheinisch-westfälischen Kohlenrevier bisher noch nicht zur Benutzung von wassergefüllten Behältern als Sicherung gegen Kohlenstaubexplosionen übergegangen. Dies hängt vor allem damit zusammen, daß die Verwendung der bisher bekannten Zinkwannen oder Zinktröge, die sich ebenso wie die Gesteinsstaubbühnen unter der Firste befinden müssen, eine laufende überprüfung des Wasserstandes stark erschweren. Der Wasserstand nimmt aber infolge der natürlichen Verdunstung im Lauf der Zeit ständig ab. Außerdem besteht die Gefahr einer zu großen Verschmutzung.In some mining operations this has been done in place of the Use rock-dust water to seal off explosions. The effectiveness of water is generally greater than that of rock dust, but one is for various reasons not yet in the Rhenish-Westphalian coalfield for the use of water-filled containers as protection against coal dust explosions passed over. This is mainly due to the fact that the well-known zinc tubs or zinc troughs, which are just like the rock dust platforms must be located under the roof, an ongoing check of the water level strongly make more difficult. However, the water level increases as a result of natural evaporation in the course of time constantly. There is also the risk of excessive pollution.

Für Wassertrogsperren sind in neuerer Zeit auch Behälter aus einem Kunststoffmaterial bekanntgeworden. Diese Behälter sind in ihrer Form den bisher bekannten Metalltrögen nachgebildet worden, wobei man allerdings durch eine leichte Schrägstellung der Seitenwände die Möglichkeit geschaffen hat, leere Behälter ineinanderzustapeln. Die Überwachung dieser Behälter ist aber mit den gleichen Nachteilen verbunden wie bei den Trögen aus Metall.For water trough barriers, containers from one have recently been made Plastic material became known. The shape of these containers is the same as before known metal troughs have been modeled, although one by a light Inclination of the side walls has made it possible to stack empty containers one inside the other. The monitoring of these containers is associated with the same disadvantages as at the metal troughs.

Weiterhin ist eine Wassersperre in Form eines mit Wasser gefüllten Kunststoffsackes bekannt, die beim Schießen zur Vermeidung von Schlagwetterzündungen in entsprechender Entfernung von der Ortsbrust eingesetzt wird. In diesem Fall ist aber für die Zerstörung des Kunststoffsackes eine besondere Sprengstoffladung im Innern des Sackes vorgesehen, die in Verbindung mit der Ladung in den Bohrlöchern gezündet wird. In diesem Fall liegt also nicht das Problem vor, eine Wassersperre derart auszubilden, daß sie jederzeit funktionsbereit ist und erst beim Auftreten einer Kohlenstaubexplosion entweder durch die Druckwelle oder die Explosionsflamme wirksam wird. Man hat im übrigen auch bei Gesteinsstaubsperren bereits geschlossene Säcke für die Unterbringung des Gesteinsstaubes verwendet. Für das Wirksamwerden dieser Sperren wird das gleiche Prinzip angewendet wie bei den Staubbühnen mit lose gelagerten Brettern. Die Säcke werden beim Auftreffen der Druckwelle auf eine -Prallplatte aus ihrer Aufhängung gelöst und abgeworfen, wobei mit einer zusätzlichen Reißschnur das Aufreißen der Säcke bewirkt wird.There is also a water stop in the form of one filled with water Plastic sack known to be used when shooting to avoid firedamp ignitions is used at an appropriate distance from the face. In this case it is but for the destruction of the plastic bag a special charge of explosives in the Inside the sack provided in connection with the cargo in the boreholes is ignited. In this case, the problem is not a water stop to be trained in such a way that it is ready for operation at any time and only when it occurs a coal dust explosion by either the pressure wave or the explosion flame takes effect. Incidentally, rock dust barriers are already closed Sacks used to hold the rock dust. For the taking effect the same principle is applied to these locks as to the dust platforms with loose stored boards. When the pressure wave hits a baffle plate, the bags are released from its suspension and thrown off, with an additional tear cord causing the sacks to tear open.

Das Ziel der Erfindung geht dahin, Behälter für Wassersperren gegen Kohlenstaubexplosionen derart auszubilden, daß sie bei größter Wirksamkeit nicht nur leicht zu transportieren und einzubauen sind, sondern vor allem während des Einsatzes mit einem geringen personellen Aufwand auf ihre Wirksamkeit hin kontrolliert werden können.The aim of the invention is to counteract containers for water barriers To train coal dust explosions in such a way that they are not very effective easy to transport and install are, but above all during the operation with a low personnel expenditure on their effectiveness can be controlled.

Ausgehend von einer Wassersperre, bestehend aus in der Firste der Grubengänge angeordneten wassergefüllten Behältern aus Kunststoff in trogartiger oder beutelartiger Form, liegt die erfindungsgemäße Ausbildung darin, daß die Behälterwandungen aus durchsichtigem faltbarem Kunststoff bestehen und mit Versteifungen versehen sind. Bei einem trogartigen Behälter sind die Wandungen nach einem weiteren Erfindungsmerkmal durch U-förmige Leisten versteift, die vorzugsweise aus aufgeschweißten Rippen eines härteren Kunststoffes bestehen.Starting from a water barrier consisting of in the roof of the Water-filled containers made of plastic in trough-like form, arranged in pits or bag-like shape, the inventive design is that the container walls made of transparent foldable plastic and provided with stiffeners are. In the case of a trough-like container, the walls are a further feature of the invention stiffened by U-shaped strips, which are preferably made of welded-on ribs made of harder plastic.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung kann der Behälter als oben offene, nach unten im Füllzustand bauchig erweiterte Rinne mit stirnseitigen Abschlüssen ausgebildet sein, wobei an den oberen Längskanten der Rinne Leisten mit Aufhängeösen angebracht sind.According to a further characteristic of the invention, the container can be used as open at the top, flared widened groove at the bottom when filled with frontal Terminations be formed, with strips on the upper longitudinal edges of the channel are attached with hanging loops.

Als weitere Ausführungsform kann der Behälter gemäß der Erfindung auch als waagerecht aufzuhängender, mit Einfüllöffnungen versehener, an den Enden abgeschlossener Schlauch ausgebildet sein, der auf der Oberseite eine Leiste mit Aufhängeösen besitzt.As a further embodiment, the container according to the invention also as a horizontally suspended one with filling openings at the ends be designed as a closed hose with a bar on the top Has hanging loops.

Die Verwendung eines faltbaren Kunststoffmaterials bringt zunächst den Vorteil mit sich, daß die Behälter während des Transports zusammengelegt werden können und dadurch gegenüber den bekannten starren Behältern wesentlich leichter zu transportieren sind. Infolge der Transparenz der Behälterwandungen kann man von außen jederzeit den Füllstand erkennen, wodurch die Kontrolle der in großer Zahl in Grubenbetrieben eingesetzten Wassersperren wesentlich erleichtert wird. Bei einem Behälter, der als Beutel ausgebildet ist, läßt sich die Aufhängung an der Firste leichter durchführen als bei einem Behälter in Trogform. Ein geschlossener Beutel hat darüber hinaus den Vorteil, daß das Wasser nur noch sehr wenig verdunstet und gegen Verschmutzungen geschützt ist.The use of a foldable plastic material brings first with the advantage that the containers are collapsed during transport can and thus much easier compared to the known rigid containers are to be transported. As a result of the transparency of the container walls one can of outside at any time recognize the level, thereby checking the in large numbers Water barriers used in mining operations are made much easier. At a Container, which is designed as a bag, can be suspended from the roof easier to carry out than with a trough-shaped container. A closed bag also has the advantage that the water evaporates very little and is protected against contamination.

Die Auslösung einer Wassersperre aus einem flexiblen Kunststoffmaterial ist in höherem Maß sichergestellt als bei dem auf Brettern lagernden Gesteinsstaub, dessen Herabstürzen als Auswirkung der Druckwelle in unterschiedlicher Weise sich vollziehen kann. In jüngster Zeit durchgeführte Versuche mit Behältern aus Kunststoff haben ergeben, daß derartige Behälter durch die Druckwelle einer Explosion nahezu vollständig zertrümmert werden. Es braucht deshalb bei solchen Wasserbehältern weniger Wert auf eine leicht kippbare Anordnung gelegt zu werden, als darauf, daß sie von der Druckwelle erfaßt werden können. Auf der anderen Seite weiß man, daß bei einer genügend großen Entfernung vom Explosionsherd die Explosionsflamme die Front der Druckwelle einholt und gegenüber dieser sogar vorauseilen kann. In. solchen Fällen sind die bisher bekannten Staubsperren nicht mehr in der Lage, Explosionen aufzuhalten. Eine Wassersperre aus einem Kunststoffbehälter gemäß der Erfindung bietet aber auch in diesen Fällen einen sicheren Schutz, denn beim Herannahen der Explosionsfront, deren Temperatur auf 700 bis 900°C zu schätzen ist, tritt sogleich ein Schmelzen des Kunststoffmaterials ein, dessen Schmelzpunkt bei 100° C oder nur wenig darüber liegt. Normalerweise wird aber in erster Linie eine Zerstörung der Wasserbehälter durch die Druckwelle erfolgen. Bei mittleren Schlagwetterexplosionen ist mit Flächendrücken von 6 bis 8 atü/cmz zu rechnen, dem ein flexibler Kunststoffbehälter nicht gewachsen ist.The triggering of a water barrier made of a flexible plastic material is ensured to a greater extent than with the rock dust stored on boards, which can fall down as a result of the pressure wave in different ways. Tests carried out recently with containers made of plastic have shown that such containers are almost completely shattered by the pressure wave of an explosion. With such water containers, therefore, less importance must be attached to an easily tiltable arrangement than to the fact that they can be picked up by the pressure wave. On the other hand, it is known that with a sufficiently large distance from the source of the explosion, the explosion flame catches up with the front of the pressure wave and can even run ahead of it. In. In such cases, the previously known dust barriers are no longer able to stop explosions. A water stop made of a plastic container according to the invention also offers reliable protection in these cases, because when the explosion front approaches, the temperature of which is estimated at 700 to 900 ° C, the plastic material immediately melts, the melting point of which is 100 ° C or just a little higher. Normally, however, the water tank will primarily be destroyed by the pressure wave. In the case of medium firedamp explosions, surface pressures of 6 to 8 atmospheres / cm2 are to be expected, which a flexible plastic container cannot cope with.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 in perspektivischer Ansicht einen offenen, rechteckigen, mit U-förmigen Versteifungsrippen versehenen Behälter, F i g. 2 einen zu diesem Behälter passenden Deckel, F i g. 3 eine mit Druckknöpfen versehene, über den Behälter zu legende Folie, F i g. 4 eine Behälterausbildung als oben offene, nach unten zu bauchig erweiterte Rinne, F i g. 5 einen Schlauch mit Einfüll- und Entlüftungsöffnung.Further details of the invention are illustrated below illustrated embodiments explained. It shows F i g. 1 in perspective View of an open, rectangular, provided with U-shaped stiffening ribs Container, F i g. 2 a lid that matches this container, FIG. 3 one with Foil with snap fasteners to be placed over the container, FIG. 4 a container design as a gutter that is open at the top and widened to be bulbous at the bottom, Fig. 5 a hose with filling and ventilation opening.

Bei dem Behälter nach F i g. 1 mit den Längswänden 14 und den Seitenwänden 11 sowie dem Boden 12 sind U-förmige Rippen zur Versteifung vorgesehen. Die Endrippen 13 können aus Stahl bestehen, die Zwischenrippen 14 vorzugsweise aus hartem Kunststoff, den man auf die Wandungen aufschweißt. Der ganze Behälter kann harmonikaartig zusammengepackt und auf diese Weise leicht transportiert werden.In the case of the container according to FIG. 1 with the longitudinal walls 14 and the side walls 11 and the bottom 12, U-shaped ribs are provided for stiffening. The end ribs 13 can be made of steel, the intermediate ribs 14 preferably made of hard plastic which is welded onto the walls. The whole container can be packed together like a harmonica and thus easily transported.

F i g. 2 zeigt einen Deckel mit dem Boden 15, den Längswänden 16 und den Querwänden 17, der auf den Behälter nach F i g. 1. lose aufgelegt werden kann. Auch bei aufgelegtem Deckel ist der Wasserstand im Behälter sichtbar. Hat der Wasserstand nachgelassen, so muß er durch Auffüllen aus der in allen Strecken gewöhnlich verlegten Wasserleitung ergänzt werden.F i g. 2 shows a cover with the bottom 15, the longitudinal walls 16 and the transverse walls 17, which is on the container according to F i g. 1. Can be placed loosely. The water level in the container is visible even when the lid is on. Has the water level subsided, it must be filled in from the one usually laid in all routes Water pipe to be supplemented.

Die Folie gemäß F i g. 3 ist als Haube ausgebildet, die am überklappbaren Rand Druckknöpfe 18 trägt, mittels deren sie am Behälter gemäß F i g. 1 befestigt werden kann. Stattdessen kann die Befestigung eines Deckels oder einer Haube auch mittels Reißverschluß oder Klebeband erfolgen. Gegen den Abschluß des wassergefüllten Behälters bestehen deswegen keine Bedenken, weil beim Entstehen einer Explosionswelle sicher= mit einem Schmelzen der Behälterwandung zu rechnen ist.The film according to FIG. 3 is designed as a hood that can be folded over Edge push buttons 18, by means of which they are attached to the container according to FIG. 1 attached can be. Instead, the attachment of a lid or a hood can also be used by means of a zipper or adhesive tape. Against the completion of the water-filled There are no concerns about the container because of the occurrence of an explosion wave safe = a melting of the container wall is to be expected.

Der Behälter gemäß F i g. 4 hat die Form einer oben offenen Rinne. Den oberen Abschluß bilden die beiden Leisten 19 und 20, die mit Ösen 21 versehen sind und zwischen denen sich Abstandhalter 22 befinden. Die Kunststoffwandung 23 läßt sich in ungefülltem Zustand zu einem flachen Rechteck zusammenlegen. Die beiden Endungen 24 sind so geformt, daß sie in aufgeblähtem Zustand Abschlüsse für die Rinne bilden.The container according to FIG. 4 has the shape of a gutter open at the top. The two strips 19 and 20, which are provided with eyelets 21 and between which spacers 22 are located, form the upper end. The plastic wall 23 can be folded into a flat rectangle in the unfilled state. The two ends 24 are shaped so that, when inflated, they form closures for the channel.

Sehr ähnlich geformt ist der schlauchartige Behälter gemäß F i g. 5. Die Schlauchwandung 25 ist an beiden Längsenten mit der Leiste 26 verbunden, an der sich ebenfalls Halteösen 27 befinden. 28 sind Löcher zur Belüftung und zum Einfüllen und Ausgießen des Wassers. Auch der Schlauch nach F i g. 5 läßt sich flach zusammenlegen. Für die Endwandungen 29 gilt das bezüglich der Wandungen 24 in F i g. 4 Gesagte.The tubular container according to FIG. 1 is shaped very similarly. 5. The hose wall 25 is connected to the bar 26 on both longitudinal ends, on which retaining eyelets 27 are also located. 28 are holes for ventilation and for filling and pouring out the water. The hose according to FIG. 5 folds flat. The same applies to the end walls 29 with regard to the walls 24 in FIG. 4 said.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der Verwendung des durchsichtigen, faltbaren Kunststoffes, daß man sich den örtlichen Verhältnissen weitgehend anpassen kann. Als Kunststoff kommen Polyamide, ,PVC und andere in Frage, die sich in entsprechender Wandstärke durchsichtig herstellen lassen.It is a major advantage of using the clear, foldable plastic that you can largely adapt to local conditions can. Polyamides, PVC and others can be used as plastic, which can be made transparent with the appropriate wall thickness.

Claims

Claims: 1. Water barrier against coal dust explosions in underground operations, consisting of water-filled plastic containers arranged in the roof of the mine passages, which are trough-like or bag-like, characterized in that the container walls (10, 11 or 23, 24 or 25, 29) are made of transparent, foldable plastic and are provided with stiffeners (14, 19, 20, 26).

2. Water stop according to claim 1, characterized in that that the container has a rectangular cross-section and the walls (10, 11) are stiffened by U-shaped strips (13, 14), which are preferably welded on Ribs are made of a harder plastic.

3. Water stop according to claim 1, characterized characterized in that the container as open at the top, bulbous at the bottom when full extended channel (23) is formed with frontal closures (24) and that Provided on the upper longitudinal edges of the channel strips (19, 20) with hanging loops (21) are.

4. Water stop according to claim 1, characterized in that the container as a horizontally suspended one with filling openings (28) at the ends (29) closed tube (25) is formed and a bar on the top (26) with hanging loops (27). Publications Considered: British U.S. Patent No. 506,606; "Mining Technology", 1958, p.551; Advertising leaflet from Phoenix-Rheinrohr A. G., "Reinforced plastic for underground use".