DE1298488B

DE1298488B - Verfahren zum Errichten wetterdichter Daemme zwecks Abriegelung von Grubenbauen

Info

Publication number: DE1298488B
Application number: DESCH40423A
Authority: DE
Inventors: Krautschun Herbert; Schulten Manfred; Bauer Wilhelm
Original assignee: Schaum Chemie W Bauer GmbH and Co KG
Current assignee: Schaum Chemie W Bauer GmbH and Co KG
Priority date: 1967-03-21
Filing date: 1967-03-21
Publication date: 1969-07-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Errichten wetterdichter Dämme zwecks Abriegelung von Grubenbauen, insbesondere Abbaustrecken, aus an Ort und Stelle sich verfestigenden Stoffen.
Im Bergbau ist es oft erwünscht, Grubenbaue, insbesondere Abbaustrecken, durch die Errichtung von Dämmen abzuriegeln. Dies ist beispielsweise zur Vermeidung von Wetterverlusten oder Schleichwetterströmen der Fall. Im Kohlebergbau spielt die Errichtung von Abriegelungsdämmen bei der Abwehr oder Bekämpfung von Grubenbränden und/oder Schlagwetterexplosionen eine große Rolle. Beispielsweise ist es hier oftmals erforderlich, einen Alten Mann wetterdicht abzudämmen.
Zur Herstellung solcher Dämme für die Sicherung oder Abriegelung von Grubenbauen werden nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden älteren Vorschlage (deutsche Auslegeschrift 1265 689), die früher üblicherweise aus Bergen und/oder Sandsäcken gebildeten Dämme durch solche ersetzt, die durch oder unter der Wirkung von pneumatischen oder hydraulischen Treibmitteln eingebrachte und sich erst nachfolgend verfestigende Stoffe aufgebaut werden. Dies geschieht durch fortlaufendes Anlagern von Schichten eines Gemisches aus mit kalthärtendem Kunstharz in Pulverform versetzter feingemahlener Asche, Schlacke od. dgl. und bis zu angenähert dem gleichen Gewichtsanteil Wasser sowie mit einem auf den jeweiligen Kunstharzanteil abgestimmten Zusatz an Härtemitteln. - Weiterhin ist das Errichten von Dämmen zum Abschluß von Grubenbauen durch Einblasen eines in staubförmigem oder körnigem Zustand befindlichen Materials in. einen zwischen Verschalung gebildeten Raum bekannt (deutsche Auslegeschrift 1163 755), wobei als Material für den Aufbau des Dammes ein hydraulisch abbindende Eigenschaften besitzender Stoff in feinkörnigem Zustand verwendet wird, der bei seinem Austritt aus der Blasleitung mit Wasser oder einer anderen sein Abbinden bewirkenden Flüssigkeit benetzt wird. Als hydraulisch abbindefähiges Material ist hierbei in erster Linie gebrannter Gips: vögesehen,- der zweckmäßig mit Gesteinsstaub im Verhältnis 1:2 gemischt werden soll, wobei weiterhin inerte Füllstoffe in Form von Sand, Flugasche od. dgl. in zur Bildung von Mörtel üblichen Mengen zugesetzt werden kann.
Die Errichtung solcher Dämme in Grubenbauen ist umständlich und zeitraubend, was sich besonders bei Grubenbränden oder, .Schlagwettergefahr, wo eine rasche Errichtung eines Dammes entscheidend sein kann, ungünstig auswirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahrender eingangs bezeichneten Art zur Errichtung wetterdichter Dämme zu schaffen, das eine wirtschaftliche` und rasche Errichtung d& Dämme erlaubt.
Die Aufgabe wild dadurch gelöst, daß man den Damm aus einem nicht ausgehärteten Schaumkunststoff errichtet und aushärten läßt.
Als Material -für-'-den Schaumkunststoff kommen alle Stoffe in Frage, die in einem noch nicht ausgehärteten Zustand in einen Damm verformt werden können und sich dann aushärten. Selbstverständlich sollte sich der Schaumkunststoff in einer Zeit aushärten, daß einerseits ausreichend Zeit für die Errichtung des Dammes zur Verfügung steht und andererseits nach der Errichtung des Dammes eine möglichst rasche Aushärtung erfolgt. Dies kann durch entsprechenden Zusatz von für die jeweiligen Schaumkunststoffe bekannte Katalysatoren erreicht werden.
Es ist zwar bereits durch die deutsche Auslegeschrift 1014 508 bekannt, sich verfestigende Schaumkunststoffe zur Auffüllung von Hohlräumen, in denen sich schlagende Wetter ansammeln können, und zum Abdichten von Wetterwegen zu verwenden. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß *nshärtende Schaumkunststoffe auch vorzüglich zur Errichtung von Dämmen zwecks Abriegelung von Grubenbauen verwendet werden können, wobei Luft- bzw. wetterdichte Absperrungen erhalten werden.
Vorzugsweise wird der Damm dadurch errichtet, daß.man den Damm durch lagenweises Aufspritzen des Schaumkunststoffes errichtet. Es sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, durch die ein noch nicht ausgehärteter Schaumkunststoff hergestellt und an Ort und Stelle verspritzt werden kann. Das lageweise Aufspritzen der Schaumkunststoffe geschieht dabei vom Boden der Grubenbaue aus. Die Lagen werden dabei möglichst nur so dick gespritzt, daß der noch nicht ausgehärtete Schaumkunststoff nicht in sich zusammensinkt. Nach dem teilweisen oder vollständigen Aushärten einer unteren Lage kann die nächste Lage aufgebracht werden.
Bei einer anderen Verfahrensweise zur Errichtung der Dämme geht man so vor, daß man zunächst ein Gerüst aus einer Platte, einem Drahtnetz, einem Textilgewebe od. dgl. herstellt und daran den Damm durch Aufspritzen oder Durchspritzen des Schaumkunststoffes errichtet. Das Gerüst kann beispielsweise aus einem quer über die Abbaustrecke gespannten Drahtnetz bestehen, welches dann mit einem Schaumkunststoff durch ein bekanntes Verfahren zugespritzt wird. Man kann das Gerüst auch in der Weise ausbilden, daß es einen Hohlraum einschließt, worauf der Hohlraum mit dem Schaumkunststoff aufgefüllt wird. Hierbei kann man beispielsweise so vorgehen, daß man zwei Platten quer über die Abbaustrecke in der Weise anbringt, daß sie einen Hohlraum einschließen. Hierauf kann durch eine Öffnung in einer der Platten ein Schaumkunststoff eingefüllt werden.
Durch die Druckschrift »Schlägel und Eisen«, 1967, Seite 128, sind Verfahren zur Grubenbrandbekämpfung angegeben, wobei die Abdämmung dadurch erfolgt, daß eine zwei bis drei Zentimeter starke feuerfeste Schicht aus Natriumsilikat und Kalciumchlorat mittels eines Zerstäubers auf einem Drahtgeflecht oder Stahlblech aufgetragen wird, das am Streckenausbau oder den Stößen befestigt wird. Dieses Aufbringen von Dichtungsmassen auf Drahtgeflechte erfolgt nur oberflächlich, um die Selbstentzündung zu verhüten. Dabei kann diese Dichtungsmasse keinerlei tragende Funktion übernehmen, sondern wird ausschließlich oberflächlich auf den Stoß aufgebracht.
Durch die deutsche Patentschrift 849 392 ist ferner ein Verfahren zur Abdämmung von Grubenbränden bekannt, wobei die Streckenquerschnitte auf der Frischwetterseite mit metallischen, hohlraumreichen kisten- bis matratzenartigen Versatzstücken zugestellt werden und diese dann mit vorteilhaft besonders zähem Luftschaum, etwa durch Aufspritzen, vollgefüllt werden. Dabei werden für die Füllung der Versatzstücke voluminöse metallische Abfälle verwendet.
Dieser Eisenrahmen mit der Verfüllung von Abfallprodukten kann nicht als wetterdichter Damm angesehen werden und hat auch keinerlei tragende Funktion. Dieser Eisenrahmen wird an Ort und Stelle fix und fertig am Brandherd montiert und nach dem Erlöschen des Brandherdes wird dieser Damm sofort wieder entfernt.
Aus Stabilitätsgründen wird es bevorzugt, daß als Schaumkunststoff ein Hartschaum verwendet wird. Ein Hartschaum ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Damm, oder Teile davon, eine tragende Wirkung gegenüber dem Stein übernehmen sollen, also in etwa die Aufgabe von Stempeln und sonstigen Gruben- bzw. Tunnelausbauten. Hierzu wird der Schaumkunststoff vorzugsweise derart verarbeitet, daß er ein Raumgewicht von mindestens 30 kg/ms erhält.
Man kann bei solchen tragenden Dämmen noch die Tragfähigkeit dadurch erhöhen, daß man Einbauten innerhalb der Schaumkunststoffdämme vorsieht, die eine Verstärkung des Dammes ergeben. Diese Einbauten können die Form von Stempeln bzw. Grubenausbauten besitzen, jedoch wegen der tragenden Funktion des Schaumstoffes einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweisen.
Für das Verfahren gemäß der Erfindung hat sich hervorragend ein Schaumkunststoff auf der Basis von Harnstoff-Formaldehyd und/oder Melamin-Formaldehyd oder deren Gemische bewährt, welche in Verbindung mit einer stark aufgeschäumten wäßrigen Netzmittellösung verwendet werden. Ferner sind auch alle anderen Harze, die sich in ähnlicher Weise zu Schaumkunststoffen verarbeiten lassen, geeignet. Die genannten Harnstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehyd-Hartschäume werden nach einem bekannten Verfahren in der Weise hergestellt, daß eine geschäumte Netzmittellösung und ein Vorkondensat der genannten Harze gemischt werden. Durch die Druckschrift »Braunkohle, Wärme und Energie«, 1965, Heft 4, Seite 134, ist ein Kunststoffschäumverfahren bekanntgeworden, mit dem es möglich ist, unter Tage an Ort und Stelle besonders leichten Schaum zu erzeugen. Damit können Hohlräume ausgeschäumt und anstehendes Grubengas unwirksam gemacht werden. Es handelt sich dabei um einen offenzelligen und damit gasdurchlässigen Schaum, der ebenfalls keinerlei Stützfunktion übernehmen kann. Mit transportablen Spritzgeräten kann dann der Schaum in bequemer Weise an die gewünschte Stelle gebracht werden. Diese Mischungen können sowohl bei normaler Temperatur als auch unter besonderer Erwärmung verspritzt werden. Es kann unter Umständen jedoch auch zweckmäßig und vorteilhaft sein, einzelne Komponenten zu erwärmen. Durch eine Erwärmung der Komponenten kann ein rascheres Aushärten der genannten Hartschäume erzielt werden. Als Härtungskatalysatoren dienen bei der Herstellung von Formaldehyd-Harnstoff- oder Formaldehyd-Melamin-Harzen organische oder anorganische Säuren wie Oxalsäure oder Phosphorsäure, oder Salze.
Bisweilen ist es zweckmäßig, daß dem Hartschaum Füllstoffe zur Erhöhung seiner Dichte und/oder seiner Festigkeit beigemischt werden. Als Füllstoffe kommen insbesondere Schwerspat oder Schlacke oder abbindende Füllstoffe wie Gips oder Zement in Frage. Durch die Einarbeitung der Füllstoffe kann die Festigkeit des errichteten Dammes erhöht und damit seine Stützfunktion gesteigert werden. Abgesehen davon, daß die daraus hergestellten Dämme auf einfachste Weise mit denkbar geringem Zeit- und Arbeitsaufwand unter Verzicht auf jegliche Verschalung, lediglich durch lagenweises Aufspritzen aufgebaut werden können, erreichen sie je nach der Menge der zugesetzten Füllstoffe bzw. Gerüststoffe eine erhebliche Tragfähigkeit, die sie ohne weiteres für den Ersatz von Bergedämmen geeignet machen. Ihr besonderer Vorzug liegt vor allem darin, daß sie trotz ihres großen Porenvolumens volumenbeständig sind und bereits vor der völligen Verfestigung gefahrlos dem Gebirgsdruck ausgesetzt werden können, da ein dadurch bedingtes Nachgeben ihre endgültige Festigkeit oder Tragfähigkeit erhöht.
Wird zur Herstellung eines Dammes aus gefülltem Schaumkunststoff ein bereits erwähntes Melamin-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz verwendet, so werden vorzugsweise alle drei Bestandteile, nämlich die Schaummittellösung, das Harzvorkondensat und die Füllstoffe aus getrennten Behältern mittels Druckluft als Treibmittel in eine Mischkammer einer beispielsweise in der Druckschrift »Schlägel und Eisen«, 1963, Seite 423, bekannten Apparatur eingeführt, dort gemischt und dann als noch nicht verfestigter Schaumkunststoff ausgepreßt.
Um derartige tragende Dämme zu errichten, ist es lediglich notwendig, die die drei Komponenten enthaltenden Behälter in an sich bekannter Weise an die im untertägigen Grubenbetrieb vieler Orts ohnehin vorhandene Druckluftleitung anzuschließen und den an einem Spritzrohr austretenden, sich bereits in Sekunden verfestigenden Schaum durch entsprechende Führung des Spritzrohres lagenweise aufzubauen oder ein vorgefertigtes Gerüst damit zuzuspritzen. Es liegt innerhalb des Bereiches des erfindungsgemäßen Verfahrens den Damm zunächst aus Schaumkunststoff-Fertigteilen zusammenzusetzen, worauf anschließend die Fugen und die an den Grubenwandungen anliegenden Randteile der Schaumkunststoff-Fertigteile mit frischem Schaumkunststoff abgedichtet werden.
Weiterhin ist es insbesondere in Kohlebergwerken beispielsweise gemäß der Druckschrift »Glückauf«, 1963, Seite 450, bekannt, bei Wetterlutten aus Kunststoff diese mit einem leitenden, d. h. antistatischen Überzug zu versehen bzw. ihren Werkstoff im ganzen leitfähig zu machen. Dieses bekannte Verfahren läßt sich auch vorteilhaft auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, wobei in den Schaumkunststoff ein antistatisches Mittel eingemischt wird, um dadurch einer elektrischen Aufladung des Schaumkunststoffes und einer damit verbundenen Gefahr einer Funkenbildung durch elektrostatische Entladung vorzubeugen. Es ist jedoch auch möglich, das antistatische Mittel nach Fertigstellung des Dammes auf diesen, beispielsweise durch Spritzen einer Lösung des antistatischen Mittels, aufzubringen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in Gruben in wirtschaftlicher Weise und in einer verhältnismäßig kurzen Zeit Dämme errichtet werden, die entweder nur eine Abdichtungsfunktion oder aber sowohl eine Abdichtungsfunktion als auch eine Stützfunktion ausüben.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Errichten wetterdichter Dämme zwecks Abriegelung von Grubenbauen, insbesondere Abbaustrecken, aus an Ort und Stelle sich verfestigenden Stoffen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man den Damm aus einem nicht ausgehärteten Schaumkunststoff errichtet und aushärten läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Damm durch lagenweises Aufspritzen des Schaumkunststoffes errichtet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst ein Gerüst aus einer Blatte, einem Drahtnetz, einem Textilgewebe od. dgl. herstellt und daran den Damm durch Aufspritzen bzw. Durchspritzen des Schaumkunststoffes errichtet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst einen Hohlraum bildet, der mit dem Schaumkunststoff aufgefüllt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaumkunststoff ein Hartschaum verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaum in der Weise hergestellt wird, daß der Damm ein Raumgewicht von mindestens 30 kg/m3 erhält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hartschaum Harnstoff-Formaldehyd oder Melamin-Formaldehyd oder deren Gemische verwendet wird. B.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hartschaum Füllstoffe zur Erhöhung seiner Dichte und/oder Festigkeit beigemischt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe Schwerspat, Schlacke od. dgl. verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe Gips, Zement od. dgl. verwendet werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten für den Hartschaum und die Füllstoffe mittels Druckluft als Beförderungsmittel einer Mischkammer einer Apparatur zugeführt und durch eine öffnung ausgepreßt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst aus Schaumkunststoff-Fertigteilen errrichtet wird, worauf die Dammherstellung durch Abdichtung mittels eines nicht ausgehärteten Schaumkunststoffes vorgenommen wird.