DE1265689B - Verfahren zur Errichtung von Schutzdaemmen fuer die explosionsbrand- und/oder wettersichere Abriegelung von untertaegigen Grubenbauen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Errichtung von Schutzdämmen für die explosionsbrand- und/oder wettersichere Abriegelung von untertägigen Grubenbauen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung von Schutzdänunen für die explosions-, brand- und/oder wettersichere Abriegelung von untertägigen Grubenbauen.
• Bei Grubenbränden ist es insbesondere wegen der drohenden Gefahr einer Schlagwetter- und/oder Kohlenstaubexplosion notwendig, so rasch wie möglich eine wirksame, d. h. sowohl explosions- als auch brandsichere und wetterdichte Abriegelung der hiervon betroffenen Grubenbaue vorzunehmen. Die Lösung dieses Problems ist jedoch deswegen schwierig, weil ein in jeder Hinsicht sicherer Damm in aller Regel nicht in so kurzer Zeit errichtet werden kann, wie es die rechtzeitige Eindämmung des Brandes, namentlich unter drohender Explosionsgefahr, erfordert. Aus diesem Grund ist es üblich, zunächst einen zwar schnell errichtbaren, dafür aber in sicherheitlicher Hinsicht nur unvollkommenen provisorischen Vordamm zu bauen, der unmittelbar anschließend durch einen sicheren Hauptdamm ergänzt bzw. ersetzt wird.
• Um durch den Vordamm zu einer möglichst raschen provisorischen Abriegelung der Grubenbaue zu gelangen, wird dieser bevorzugt aus Sand- oder Gesteinsstaubsäcken, in neuerer Zeit jedoch auch aus sogenannten Branddammkissen mit einer Füllung aus Silikatfasern in Form von Glas- oder Steinwolle errichtet, wobei es ferner auch bekannt ist, die so errichteten Dämme anschließend mit einem flüssigen, härtbaren Abdichtungsmittel zu bespritzen und/oder ihre Dichtheit durch Einpressen eines sich verfestigenden Schaumstoffes zu verbessern. Nur wenn solche Stoffe bzw. Baumaterialien nicht in genügender Menge oder schnell genug am Einsatzort zur Verfügung stehen, ist es üblich, für die Errichtung der Vordämme auf Berge in Verbindung mit Gesteinsstaub, gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung eines Bindemittels in Form von Zementtrüben od. dgl., zurückzugreifen oder die Dämme aus an sich bekanntem selbsthärtendem Versatzmaterial zu errichten, die meist ebenfalls aus einer Mischung von Sand, Schotter, feingemahlener Hochofenschlacke, Elektrizitätswerksasche od. dgl. mit Zement und Wasser bzw. Schlämmen bestehen.
• Alle diese bekannten Baustoffe für die Schnellerrichtung der Vordämme haben aber - selbst wenn sie schnell genug und in genügender Menge zur Verfügung stehen - den Nachteil, daß die Errichtung des Vordammes entweder noch zuviel Zeit erfordert oder die Dämme nicht genügend explosionsfest und wetterdicht sind. Auch in den Fällen nämlich, in denen die Vordämme durch zusätzliche Verwendung im von Binde- und/oder Abdichtungsmitteln anfänglich einigermaßen wetterdicht sind, büßen sie diese Eigenschaft in Abhängigkeit von dem verwendeten Baustoff mehr oder weniger schnell infolge mangelnder Volumenbeständigkeit bei ihrer Verfestigung, z. B. durch Ablaufen des Wassers oder lediglich durch Absetzen bzw. Absacken des Materials, wieder ein. Es ist daher selbst bei noch so sorgfältig, wenn auch notwendigerweise rasch errichteten Vordämmen solcher Art in der Regel nicht möglich, auf die anschließende Errichtung eines entsprechend festeren Hauptdammes zu verzichten.
• Dieser wird bevorzugt in Form eines Doppeldammes aus Ziegelsteinmauerwerk oder Beton errichtet, wobei der Hohlraum mit Versatz gefüllt ist, das anschließend durch in die äußere Mauer eingebaute Rohre unter Verwendung einer Zementtrübe mit Gesteinsstaub oder ähnlich wirkenden Bindemitteln dichtend verpreßt wird.
• Da dieses Verfahren, d. h. die möglichst schnelle Errichtung eines nur provisorischen Vordammes und die erst nachfolgende Errichtung des in jeder Hinsicht wirksamen Hauptdammes, nicht nur umständlich, sondern auch in erheblichem Maße arbeits- und kostenaufwendig ist, sind die Bemühungen alt, statt dessen mit nur einem einzigen Damm auszukommen der sowohl in verhältnismäßig kurzer Zeit errichtet werden kann, als auch hinreichend explosions- und brandsicher sowie absolut wetterdicht ist. Die zu diesem Zweck bislang vorgeschlagenen Lösungen haben sich jedoch nicht als befriedigend erwiesen, weil sie noch keine genügend schnelle Errichtung der Dämme ermöglichen und/oder den grundsätzlichen Mangel nicht beheben, daß die Dämme ihre ursprüngliche Wetterdichtheit infolge Volumenschrumpfung im Zuge ihrer zudem meist auch zu lang dauernden Verfestigung wieder einbüßen.
• Ein aus jüngerer Zeit stammender bekannter Vorschlag dieser Art geht dahin, die Dämme durch Einblasen eines in staubförmigem oder körnigem Zustand befindlichen Materials in einem zwischen Verschalungen gebildeten Raum zu errichten, wobei als Grundmaterial ein hydraulisch abbindende Eigenschaften aufweisender Stoff in feinstkörrligem Zustand verwendet wird, der erst bei seinem Austritt aus der Blasleitung mit Wasser oder einer anderen sein Abbinden bewirkenden Flüssigkeit benetzt wird. Als hydraulisch abbindendes Material dient hierbei in erster Linie Zement oder gebrannter Gips, während der tragende Füllstoff, dem das hydraulisch abbindende Material in einem bei Mörtel üblichen Anteil zugemischt wird, aus Sand, Flugasche, Kalkstein oder dem im untertägigen Grubenbetrieb ohnehin in großen Mengen vorhandenen Gesteinsstaub bestehen kann. Bevorzugt soll hierbei ein Gemisch von Gips und Gesteinsstaub im anteiligen Verhältnis bis zu 1: 2 Verwendung finden.
• Obschon der nach diesem bekannten Vorschlag errichtete einzige Schutzdamm natürlich einen geringeren Arbeits-, Material- und Zeitaufwand erfordert als die sonst übliche Errichtung je eines Vor- und Hauptdammes, hat auch dieses Verfahren die in der Praxis an die Errichtung schnellwirksamer Schutzdämme zu stellenden Anforderungen nicht in befriedigender Weise erfüllt. Abgesehen davon, daß die Herstellung der notwendigen Verschalungen umständlich ist und in akuten Gefahrenfällen einschließlich der Heranschaffung der hierzu benötigten Mittel einen noch zu großen Zeitaufwand erfordert, sind die auf diese Weise errichteten Dämme zwar bereits nach 1 bis 2 Stunden hinreichend standfest, jedoch erst nach mehreren Stunden so weit ausgehärtet bzw. ab-Crebunden, daß sie den von Kohlenstaub- oder Schlagl# wetterexplosionen ausgehenden Druckbeanspruchungen wirklich standzuhalten vermögen. Ein weiterer Mangel liegt schließlich darin, daß auch diese Dämme im Zuge ihres Abbindens eine erhebliche Volumenschrumpfung erfahren, indem etwa 1 m,% des eingebrachten Materials nur etwa 0,6 bis 0,7 m3 festen Damm ergibt, während der Rest in Form des abfließenden Wassers verlorengeht. Diese mangelnde Volumenbeständigkeit beim Abbinden beeinträchtigt nicht nur die Festigkeit der Dämme, sondern hat vor allem zur Folge, daß sie bereits nach verhältnismäßig kurzer Standzeit ihre ursprüngliche Wetterdichtheit verlieren und zunehmend wetterdurchlässig werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbesehriebenen Mängel des bekannten Verfahrens zu vermeiden und die Errichtung wirksamerer Schutzdämme mit einfacheren Mitteln und in wesentlich kürzerer Zeit zu ermöglichen. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem zuletzt behandelten bekannten Verfahren zur Errichtung solcher Schutzdämme durch am Einsatzert erfolgendes Versprühen oder Verblasen und anschließendes Verfestigen eines abbindefähigen Gemisches aus einer staubförmigen. oder feinstkörnigen Feststoffkomponente mit Wasser und einem das Abbinden bewirkenden und/oder beschleunigenden Zusatz aus, kennzeichnet sich diesem gegenüber jedoch dadurch, daß die Dämme durch fortlaufendes Anlagern von Schichten eines Gemisches aus mit kalthärtendem Kunstharz in Pulverforrn versetzter feingemahlener Asche, Schlacke od. dgl., insbesondere Flugasche, und bis zu angenähert dem gleichen Gewichtsanteil Wasser sowie mit einem auf den jeweiligen Kunstharzanteil abgestimmten Zusatz an Härter errichtet werden. Gegenüber dem bekannten Verfahren hat das Verfahren gemäß der Erfindung zunächst den wesentlichen Vorteil, die Dämme am Einsatzort ohne Verschalungen errichten zu können und durch lediglich schichtenweises Aufeinanderlagern des schnell härtenden, versprühten oder verblasenen Gemisches in wesentlich kürzerer Zeit zu festen und dadurch voll wirksamen Dämmen zu gelangen. Das erfindungsgemäß verwendete Gemisch verfestigt sich bereits während des schichtenweisen Anlagerns, so daß ein Verlaufen der nachfolgend aufeinandergelagerten Schichten nicht eintritt und Verschalungen mithin entbehrlich sind. Die Abbindung bzw. Aushärtung findet je nach der Menge des dem Gemisch zugesetzten Härters in einem Zeitraum von nur 1 bis 10 Minuten statt, so daß die fertig errichteten Dämme bereits kurze Zeit nachher ihre Zweckbestimmung erfüllen können. Die auf diese Weise errichteten Dämme sind zwar nicht vollkommen volumenbeständig, da 1 m3 Gemisch nur etwa 0,8 bis 0,9 m3 festen Damm ergibt. diese relativ geringfügige Volumenschrumpfung läßt sich aber, da sie infolge der raschen Verfestigung des Materials meist noch während der Errichtung des Dammes eintritt, in an sich bekannter Weise leicht durch Nachsprühen o&-r Nachblasen von Gemisch oder anderen Abdichtungmitteln in Form von Schaumstoff od. dgl. im Sinne eines festen und wetterdichten Anschlusses des Dammes am Gebirge ausgleichen. Hiervon abgesehen hat das Verfahren den Vorzug, daß das für den Aufbau der Dämme verwendete Gemisch weit überwiegend aus billigen und zumindest in den Überträgeanlagen von Grubenbetrieben in ausreichender Menge zur Verfügung stehenden Stoffen zusammengesetzt ist und nur ein vergleichsweise bescheidener Anteil aus demgegenüber hochwertigeren und entsprechend teueren Chemikalien in Form von Kuir,#-harzpulver und Härter besteht.
• Die Feststoffkomponente des verwendeten Ge- misches besteht zweckmäßig aus 5 Gewichtsteilen feingemahlener Asche oder Schlacke, vorzugsweise Flugasche oder Hochofenschlacke, wie sie für diegen Zweck an sich bekannt sind, und mindestens 1 Gewichtsteil Kunstharzpulver in Form von Aminoplasten oder Phenoplasten sowie deren Kombination. Unter den Aminoplasten kommen alle Harze atd Harnstoff- oder Melaminbasis in Betracht, während es sich bei den Phenoplasten um Kunstharze auf Phenolbasis handelt. Zweckmäßig werden die B&-standtefle der Feststoffkomponente auf dem Wege der Trockenmischung, z. B. mittels Betonmischer, vorgemischt, um eine möglichst gleichmäßige und feine Verteilung des Kunstharzpulvers zu erzielen.
• Als Härter kommen grundsätzlich die für diesen Zweck bekannten organischen oder anorganischen Säuren in Frage, die geeignet sind, auf die in der Asche oder der Schlacke feinverteilte Kunstharzkomponente im Sinne einer Beschleunigung des Abbindens bzw. der Aushärtung als Katalysatoren, Binde- und Netzmittel zu wirken. Bevorzugt kommen hierbei 5%ige Oxalsäure und/oder Bernsteinsäure sowie gegebenenfalls Phosphorsäure zur Verwen-d-ang, und zwar mit einem Gewichtsanteil von mindestens 1 bis maximal etwa 501o, bezogen auf den Gesamtgewichtsanteil von Feststoffkomponente und Wasser. Außer in flüssiger Form kann der Härter gegebenenfalls auch in kristalliner Form zur Anwen&mg gelangen, zu welchem Zweck die feinstgemahlenen Kristalle der als Härter geeigneten organischen oder anorganischen Salze direkt der Feststoffkomponente bei deren trockener Vormischung zugemischt werden.
• In seiner bevorzugten Form wird das Verfahren in der Weise angewendet, daß die Feststoffkomponente und das Wasser unter Benutzung des Wassers als Treibmittel gemeinsam durch das gleiche Sprührohr zugeführt werden, während der in einer besonderen Leitung getrennt zugeführte flüssige Härter - ebenso wie im Fall der Bindemittel bei dem bekannten Verfahren - erst am Ende des Sprührohres zugemischt wird. In dem Fall, in dem die Feststoffkomponente bereits mit dem feinstgemahlenen kristallinen Härter vorgemischt ist, wird in der Weise verfahren, daß diese unter Verwendung von Druckluft als Treibmittel durch die eine Leitung eines Blasrohres und das Wasser hiervon getrennt durch eine zweite Leitung desselben Blasrohres zugeführt und beide Komponenten erst am Ende des Blasrohres miteinander vermischt werden.
• Bei Versuchen haben sich ausgezeichnete Ergebnisse mit einer Mischung erzielen lassen, die aus jeweils dem gleichen Gewichtsanteil Flugasche und Wasser besteht, wobei der Kunstharzanteil 10 % und der Gewichtsanteil an 5%iger Oxal- oder Bernsteinsäure etwa 2% des Gesamtgewichtes an Flugasche und Wasser betrug. Bei 10 kg Flugasche, 10 kg Wasser, 2 kg Kunstharzpulver und etwa 0,3 kg 511/oiger Oxalsäure betrug die Festigkeit bzw. Tragfähigkeit des durch lagenweises Aufsprühen dieser Gemischkomponenten errichteten Dammes nach einer Standzeit von nur 15 Minuten rund 40 bis 50 kg/CM2, wobei die Volumenschrumpfung beim Aushärten nur geringfügig über 10% lag.
• Bei der Errichtung der Dämme durch lagenweises Aneinanderfügen der versprühten oder verblasenen Schichten ist es empfehlenswert, die Breite der Dämme von vornherein etwa entsprechend ihrer erforderlichen Höhe auszulegen, wobei die Breite gegebenenfalls nach oben geringfügig abnehmen kann, um die Standfestigkeit auf diese Weise zu erhöhen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Errichtung von Schutzdämmen für die explosions-, brand- und/oder wettersichere Abriegelung von untertägigen Grubenbauen durch am Einsatzort erfolgendes Versprühen oder Verblasen und anschließendes Verfestigen eines abbindefähigen Gemisches aus einer staubförmigen oder feinstkörnigen Feststoffkomponente mit Wasser und einem das Abbinden bewirkenden und/oder beschleunigenden Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämme durch fortlaufendes Anlagern von Schichten eines Gemisches aus mit kalthärtendem Kunstharz in Pulverform versetzter feingemahlener Asche, Schlacke od. dgl., insbesondere Flugasche, und bis zu angenähert dem gleichen Gewichtsanteil Wasser sowie mit einem auf den jeweiligen Kunstharzanteil abgestimmten Zusatz an Härter errichtet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gemisches, dessen Feststoffkomponente aus 5 Gewichtsteilen feingemahlener Hochofenschlacke oder Asche, insbesondere Flugasche, und mindestens 1 Gewichtsteil in dieser durch Trockenmischung gleichmäßig verteiltem Kunstharzpulver, insbesondere in Form von Aminoplasten oder Phenoplasten oder deren Kombination, zusammengesetzt ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Härter ein auf den Gesamtgewichtsanteil von Feststoffkomponente und Wasser bezogener Gewichtsanteil von mindestens 1 bis maximal etwa 5 1/o einer organischen oder anorganischen Säure, vorzugsweise 5,D/oiger Oxalsäure und/oder Bernsteinsäure, verwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Härter die feinstgemahlenen Kristalle oder eine Lösung von - bezogen auf 11 Säure - etwa 15 g kristallinem Oxalat oder anderer als Härter geeigneter organischer oder anorganischer Salze bzw. Mischungen derselben in Wasser verwendet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffkomponente und das Wasser unter Benutzung des Wassers als Treibmittel gemeinsam durch das gleiche Sprührohr zugeführt werden, während der in einer besonderen Leitung getrennt zugeführte flüssige Härter erst am Ende des Sprührohres zugemischt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem feinstgemahlenen kristallinen Härter vorgemischte Feststoffkomponente unter Verwendung von Druckluft als Treibmittel durch die eine Leitung eines Blasrohres und das Wasser hiervon getrennt durch eine zweite Leitung desselben Blasrohres zugeführt und beide Komponenten erst am Ende des Blasrohres miteinander vermischt werden. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Auslegeschrift Nr. 1163 755; »Glückauf«, 1954, S. 777; »Bergakademie«, 1964, S. 224.