DE1243129B - Verfahren zum Binden von Staub im Kohlenbergbau - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

E21f

Deutsche KL: 5 d-5/16

Nummer: i 243 129

Aktenzeichen: C 36992 VI a/5 d

Anmeldetag: 28. September 1965

Aüslegeta?: 2^Q. Juni 1967

Kohlenstaubexplosionen und Brände in Untertagebetrieben des Kohlenbergbaus können bekanntlich dadurch verhindert werden, daß der sich ablagernde Kohlenstaub adsorptiv gebunden und durchgefeuchtet wird.

Zur Bindung des sich auf der Streckensohle ablagernden Staubs können nach »Glückauf«, 1910, S. 45, hygroskopische Salze, wie beispielsweise Calciumchlorid oder Magnesiumchlorid, verwendet werden, die in Form einer wäßrigen Lösung eingesetzt werden. Um eine bessere Benetzung des sich ablagernden Kohlenstaubs zu erreichen, wird in der französischen Patentschrift 816 005 auch bereits empfohlen, die genannten hygroskopischen Salze oder deren Lösungen mit Substanzen zu vermischen, die die Oberflächenspannung der Lösungen dieser Salze vermindern. Diese Gemische können in trockenem, pulverisiertem Zustand ausgestreut werden. Wie festgestellt wurde, haften diese im pulverisierten Zustand ausgebrachten Gemische jedoch nicht an den Firsten, Stößen und Seitenwänden der Strecke und können demnach nur auf die Streckensohle ausgebracht werden.

Wie auch aus der deutschen Patentschrift 943 701 und aus einer Veröffentlichung in »Glückauf«, 87, 1951, S. 248 ff., hervorgeht, war die Anwendung von hygroskopischen Salzen zur Staubbindung im Kohlenbergbau allein auf die Sohlen der Strecken beschränkt, da weder hochkonzentrierte Sohlen noch breiig durchfeuchtete Salze an den Stößen und Firsten der Strecken zum Haften gebracht werden konnten. Es wurde festgestellt, daß die Haftfähigkeit von Mischungen aus Rückstandssalz und Magnesiumchlorid, denen gegebenenfalls noch Calciumhydroxid in geringen Mengen beigemischt ist, durch Zusatz von 10 bis 25 Gewichtsprozent Pudersalz so weit erhöht werden kann, daß diese Mischungen wenigstens einige Zeit an den Firsten und Stößen des Streckenausbaus haften.

Jedoch haben diese Mischungen nur ein geringes Vermögen, den Kohlenstaub zu binden. Diese Mischungen wurden deshalb nur als Haftschichten auf die Firste und Stöße des Streckenausbaus aufgebracht und einen Tag später darüber eine Schicht von grobem Rückstandssalz gezogen, dem noch 5% Calciumhydroxid zugemischt wurden. Beide Schichten wurden 'mittels Druckluft (Torkret-Maschine) aufgebracht. An Stelle der Haftschicht aus Salz kann nach der deutschen Patentschrift 947 602 auch ein Klebemittel, wie beispielsweise Sulfitablauge, treten, mit dem die Firste und Stöße vor dem Aufbringen des Rückstandssalzes bestrichen werden.

Verfahren zum Binden von Staub im
Kohlenbergbau

Anmelder:

Chemische Fabrik Kalk G. m. b. H., Köln-Kalk

Als Erfinder benannt:

Dr. Heinz Buggisch, Köln-Ostheim;

Hans Lewer, Witten-Annen

ig Das im wesentlichen aus Natriumchlorid bestehende Rückstandssalz fällt bei der Kaligewinnung an und enthält noch geringe Mengen Kieserit, Anhydrit sowie tonige Bestandteile. Es besitzt ein gutes Staubbindevermögen in bewetterten Strecken, in denen die relative Luftfeuchtigkeit unter 75°/o liegt, wenn es in Abständen befeuchtet wird.

Zur Bindung des Staubs in Kohlenbergwerken, in denen die relative Luftfeuchtigkeit über 75% liegt, wird in der britischen Patentschrift 753 186 empfohlen, Salz (Natriumchlorid) in trockenem Zustand auf die Oberfläche der Strecke zu verteilen und ihm Gelegenheit zur Adsorption von Feuchtigkeit aus der Luft zu geben. Der entstehenden Lösung wird dann ein nichtionogenes Netzmittel und ein gelartiger Träger, wie beispielsweise Magnesiumhydroxidgel, .■zugesetzt.

Der Staub in Kohlenbergwerken kann nach den Angaben der deutschen Auslegeschrift 1 000 766 auch durch pastenförmige Mittel gebunden werden, die aus einem wasserhaltigen Gemisch bestehen, das hygroskopische Salze, emulgierende und netzend wirkende Stoffe sowie als Trägersubstanz das gallertartige Umsetzungsprodukt aus kristallisiertem Chlorlaagnesiura und Kalkhydrat enthält. Diese pastenfcrniigen Mittel haften auch an den Firsten und Stößen des Streckenausbaus. Wenn die Staubbindefähigkeit dieser pastenförmigen Mittel erschöpft ist, kann der Masse, die sich aus dem pastenförmigen Mittel und dem davon aufgenommenen Kohlenstaub gebildet hat, dadurch weitere Staubbindefähigkeit verliehen werden, daß darauf ein trockenes Gemisch aus hygroskopischen Salzen und emulgierend sowie netzend wirkenden Stoffen aufgebracht wird.

Nach diesem Stand der Technik war es bisher nicht möglich, durch einmaliges Auftragen eines von Träger- oder Gelierungsmitteln freien, trockenen Salzes auch an Firsten und Stößen eines Strecken-

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ausbaus im Kohlenbergbau eine Schicht zu erzeugen, Die erfindungsgemäß zu verwendenden hygro-

die auf dem Untergrund gut haftet und den anfliegen- skopischen Salze binden unter Durchfeuchtung etwa

den Kohlenstaub (Betriebsstaub) bindet. Diese Auf- das Vier- bis Fünffache ihres Eigengewichts an

gäbe wird durch die nachfolgend beschriebene Erfin- Kohlenstaub. Die hygroskopischen Salze lassen sich

dung gelöst. S in der erforderlichen Feinheit als wasserarme bzw.

Es wurde ein Verfahren zum Binden von Staub im praktisch wasserfreie Produkte herstellen, die nur Kohlenbergbau, insbesondere auf Firsten und Stoßen, etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent Wasser enthalten. Beunter Verwendung hygroskopischer Salze, wie CaI- sonders bewährt haben sich hygroskopische Salze, cium- oder Magnesiumchlorid bzw. deren Gemische, die folgende Korngrößenverteilung haben:
mit oder ohne Netzmittelzusatz im trockenen, pulveri- io " Gewichts r zent
sierten Zustand gefunden. Dieses Verfahren ist da- .,,. .. ^ewic ^prozen

durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Strek- ^ ?i^s i:'" ^{mm ά}

kenausbaus nur mit diesem Salz überzogen wird, 0 2 b' 0 3 22

dessen Anteile an Teilchen mit einem Durchmesser ' ,.^s ' ¹^¹¹ ,

von unter 1 mm mehr als 80 Gewichtsprozent und 15 ' "'f™^{1 6}^

mit einem Durchmesser von unter 0,3 mm mehr als ' ^mm

60 Gewichtsprozent betragen. Die Feinheit der anzuwendenden hygroskopischen

Als feinteilige hygroskopische Salze sind für die Salze ist für die Bildung der daraus und aus Kohlen-Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens staub bestehenden Paste unbedingte Voraussetzung, vor allem Calcium- oder Magnesiumchlorid bzw. 20 Eine derartige Paste bildet sich nicht oder nur in deren Gemische geeignet. Auf Grund der geringen ganz geringem Umfang mit den zur Sohlenbehand-Größe der Teilchen, die bei mehr als 80 Gewichts- lung verwendeten gröberen Flocken oder Schuppen prozent unter 1 mm und bei mehr als 60 Gewichts- hygroskopischer Salze, die bei einer Teilchengröße prozent unter 0,3 mm liegen soll, lassen sich diese von etwa 0,2 bis 1,0 cm als feste Salze einen Wasser-Salze leicht in einem Luftstrom dispergieren, der 25 gehalt von 20 Gewichtsprozent und mehr aufweisen, nacheinander auf alle Teile der Streckenoberfläche Wenn solche groben Salze, wie beispielsweise CaI-gerichtet wird. Zweckmäßig erfolgt das Verstäuben cium- oder Magnesiumchlorid, ohne zusätzliches der hygroskopischen Salze auf die Streckenoberfläche Haftmittel allein durch Anwurf an Firsten und mittels eines Verstäubungsgerätes, das mit Preßluft Stoßen der Strecke überhaupt zum Haften gebracht betrieben wird. Die von den hygroskopischen Salzen 30 werden können, so entsteht durch Wasseraufnahme anzuwendende Menge richtet sich im wesentlichen aus der Luft an der Oberfläche dieser Teilchen eine nach dem Staubanfall. Als Richtwert kann emp- konzentrierte Lösung. Diese Lösung bildet zwischen fohlen werden, pro Quadratmeter Fläche 0,15 bis dem Haftuntergrund und dem einzelnen Salzteilchen 0,6 kg hygroskopische Salze einzusetzen. eine trennende Schicht, die bewirkt, daß der noch

Die Feinteiligkeit und die große Oberfläche der 35 nicht zerflossene Teil des Salzteilchens unter der Ein-

erfindungsgemäß zu verwendenden hygroskopischen wirkung der Schwerkraft nach unten absinkt oder gar

Salze bewirken, daß diese Salze an den Flächen und abfällt. Der größte Teil der gröberen Salze wäre da-

insbesondere an den Firsten und Stoßen der Strecke mit als Mittel zum Binden des Staubs auf Firsten

haften und dort durch Aufnahme von Wasser aus der und Stoßen wirkungslos. Bei den erfindungsgemäß zu

umgebenden Luft zerfließen. Die durch diesen Vor- 40 verwendenden hygroskopischen Salzen tritt dieser

gang entstehenden Lösungen der hygroskopischen Nachteil nicht auf, da sie auf Grund ihrer großen

Salze durchfeuchten den an der Streckenoberfläche Oberfläche gut auf dem Untergrund haften und

abgelagerten Kohlenstaub schnell und nachhaltig. schnell zerfließen.

Diese Durchfeuchtung des Kohlenstaubs kann da- Weiterhin hat die Verwendung der feinteiligen

durch gefördert werden, daß den hygroskopischen 45 hygroskopischen Salze noch den Vorteil, daß diese

Salzen vor dem Verstäuben 1 bis 3 Gewichtsprozent Salze leicht auch in gestängelosen Strecken transpor-

an Netzmitteln zugesetzt werden, die sich — wie bei- tiert und angewendet werden können. Da die erfin-

spielsweise Alkylphenolpolyglykoläther — nicht mit dungsgemäß einzusetzenden feinteiligen Salze nur

den hygroskopischen Salzen umsetzen. Die Alkyl- einen geringen Wassergehalt haben, wird bei ihrem

phenolpolyglykoläther sollen mehr als 5 C-Atome in 50 Transport eine größere Menge an wirksamer Sub-

der Alkylgruppe und mehr als 5 Glykolreste im stanz pro Volumeinheit bewegt als bei den meisten

Molekül enthalten. Zweckmäßigerweise wird eine anderen Staubbindemitteln. So wird durch die hohe

Netzmittelkombination verwendet, deren eine Korn- Feststoffkonzentration in den erfindungsgemäß ein-

ponente eine möglichst schnelle Benetzung von zusetzenden feinteiligen Salzen der Transport von

Kohlenstaub und deren andere Komponente eine 55 Wasser und Haftmitteln eingespart, welche andere

möglichst hohe Staubbindung, ausgedrückt in Kilo- Staubbindemittel in zum Teil erheblichen Mengen

gramm Kohlenstaub pro Kilogramm lOOVoigerhygro- enthalten.

skopischer Substanz (CaCl₂ bzw. MgCI₂), gewähr- Die erfindungsgemäß aus Kohlenstaub und hygro-

leisten. Beispielsweise besteht die Kombination aus skopischen Salzen erzeugten Schichten nehmen so

nichtionogenen Nonylphenol-Äthylenoxydaddukten. 60 lange Wasser aus der umgebenden Luft auf, bis der

Auf diese Weise bildet sich aus den hygrosko- Wasserdampfdruck über diesen Schichten oder über pischen Salzen, der Luftfeuchtigkeit und dem bereits den darin enthaltenen Salzlösungen mit dem Wasserabgelagerten Kohlenstaub (Betriebsstaub) eine Paste, dampfpartialdruck der umgebenden Luft im Gleichdie weiteren anfliegenden Staub zu binden vermag. gewicht ist.

Wenn die Staubbindefähigkeit dieser Paste nachläßt, 65 Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es kann sie durch erneutes Aufstäuben von erfindungs- nunmehr möglich, durch technisch einfach durchgemäß zu verwendenden hygroskopischen Salzen führbares Aufbringen von trockenen Salzen auch auf regeneriert werden. den Firsten und Stoßen der Strecke im Kohlenberg-

Claims (1)

1. bau Schichten zu erzeugen, die auf dem Untergrund gut haften und den abgelagerten sowie anfliegenden Kohlenstaub hervorragend und schnell binden, so daß er bei Gas- oder Staubexplosionen nicht mehr wirksam werden kann.

   Patentanspruch:

   Verfahren zum Binden von Staub im Kohlenbergbau, insbesondere auf Firsten und Stoßen, unter Verwendung hygroskopischer Salze, wie Calcium- oder Magnesiumchlorid bzw. deren Gemische, mit oder ohne Netzmittelzusatz in trokkenem, pulverisiertem Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Streckenausbaus nur mit diesem Salz überzogen wird, dessen Anteile an Teilchen mit einem Durchmesser von unter 1 mm mehr als 80 Gewichtsprozent und mit einem Durchmesser von unter 0,3 mm mehr als 60 Gewichtsprozent betragen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 943 701, 947 602;
   deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 766;
   französische Patentschrift Nr. 816 005.
   »Glückauf«, 1951, S. 248, 249.