DE1446953C

DE1446953C - Procedure for increasing safety against firing of mine gas during shooting in underground mining

Info

Publication number: DE1446953C
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr.; Lingens Paul Dr.; 5090 Leverkusen; Morhenn Ernst 5302 Beuel. A24c 5-32 Berthmann
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Publication date: 1972-09-14

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit gegen Grubengaszündungen bei der Schießarbeit im Bergbau unter Tage unter Verwendung einer an Wasser oder wäßriger Lösung reichen Paste bzw. Schaum. .The invention is concerned with a method for increasing the security against mine gas ignition when shooting in underground mining using an at water or aqueous Solution is enough paste or foam. .

Zum Schutz gegen Schlagwetterzündungen mit eventueller nachfolgender Kohlenstaubexplosion ist für die Schießarbeit im Bergbau unter Tage das Besetzen der Schüsse, d. h. das Verdammen der Sprengladungen, zwingend vorgeschrieben. Als Besatzmaterial hat sich vor allem Wasser als geeignet erwiesen, da dieses nicht nur gute Verdammung, sondern auch eine wesentliche Verminderung der schädlichen staubreichen Nachschwaden bewirkt. Seine Anwendung erfolgt in bekannter Weise in Form von Wasserbesatzpatronen oder in Form wäßriger Pasten, mittels denen die Bohrlöcher nach dem Einbringen der Sprengladung verschlossen werden. Im letzteren Fall sind die einzelnen Sprengpatronen der Sprengladung in der wäßrigen Paste eingebettet, so daß die Paste auch ohne weiteres zwischen benachbarte Sprengpatronen eindringen kann. Dadurch kann aber unter Umständen die Übertragung der Detonation von einer Sprengpatrone auf die nächste verhindert werden, so daß es zu Zündversagern kommen kann. Im Hinblick auf diesen gefährlichen Mangel stellt diese Lösung in der Praxis nicht zufrieden.To protect against firedamp ignitions with a possible subsequent coal dust explosion for shooting in underground mining, manning the shots, d. H. the condemnation of the explosive charges, compulsory. Above all, water has proven to be suitable as filling material, as this is not only good dam but also a substantial reduction in harmful dusty secondary swaths caused. It is used in a known manner in the form of water dispensing cartridges or in the form of aqueous pastes, by means of which the drill holes are closed after the explosive charge has been introduced. In the latter Case, the individual cartridges of the explosive charge are embedded in the aqueous paste, so that the Paste can also easily penetrate between adjacent explosive cartridges. But this can possibly prevented the transmission of the detonation from one explosive cartridge to the next so that ignition failures can occur. In view of this dangerous deficiency poses this solution is not satisfactory in practice.

Hinzu kommt, daß sich hierbei ebenso wie bei dem gleichfalls bekannten Stoßtränkungsschießen das Wasser bzw. die Paste innerhalb des Bohrlochs befindet, womit hinsichtlich der anwendbaren Besatzmenge und ihrer Verteilung natürlich gewisse Beschränkungen gegeben sind. Für eine gleichmüßige und insbesondere ausreichende Verteilung von Feuchtigkeit über den ganzen Schußbereich ist dadurch die verfügbare Besatzmenge vielfach aber nicht genügend groß, so daß trotz des Besatzes unier bestimmten Verhältnissen Schlagweiterzündungen möglich sind. Eine weitere Unsicherheit ist auch insofern gegeben, als es trotz des im Bohrloch angeordneten Besatzes vorkommen kann, daß bei Vorhandensein von Rissen im Gestein oder Kohlenstoß heiße Schwaden od. dgl. außerhalb des Bohrlochs an der Ortsbrust auftreten und zur Entzündung eines eventuell vorhandenen Grubengasgemisches führen.In addition, as in the case of the impregnation shooting, which is also known the water or the paste is located within the borehole, with regard to the applicable loading amount and their distribution are of course subject to certain restrictions. For an even and in particular sufficient distribution of moisture over the entire weft area is thereby the available stocking amount often but not sufficiently large, so that despite the stocking unier determined Continuous ignition conditions are possible. There is also a further uncertainty insofar as than it can happen in spite of the trim arranged in the borehole that in the presence of cracks in the rock or coal face hot plumes or the like outside the borehole on the face occur and lead to the ignition of a possibly existing mine gas mixture.

Bekannt ist auch eine Methode, bei der vor der Ortsbrust bzw. dem Kohlenstoß ein mit Wasser gefüllter Beutel angeordnet und kurz vor der ZündungA method is also known in which a water-filled one in front of the face or coal face Bag arranged and just before the ignition

ίο des in den Bohrlöchern untergebrachten Sprengstoffs mittels einer im Beutel angeordneten besonderen kleinen Menge Sprengstoff zum Zerreißen bzw. Auseinanderplatzen gebracht wird. Dabei soll das Wasser im wesentlichen gleichmäßig über den ganzen Streckenquerschnitt hinweg verteilt bzw. versprüht und entsprechend die Zündung eines eventuell vorhandenen Grubengasgemisches verhindert werden. Auch diesem Verfahren haften jedoch verschiedene erhebliche Mängel an. So kann es beispielsweise vorkommen, daß infolge eines Versehens die Zündung des im Bohrloch untergebrachten Sprengstoffs eher erfolgt als die Zündung des zum Auseinanderreißen des Beutels und Versprühen des Wassers vorgesehenen Sprengstoffs, oder daß letzterer infolge Versagens des Zünders, etwa durch einen Kurzschluß, überhaupt nicht gezündet wird, so daß das im Beutel untergebrachte Wasser im einen Fall zu spät, im anderen Fall überhaupt nicht versprüht wird. Schließlich ist es bei diesem Verfahren auch leicht möglich, daß nur ein geringer Teil des im Beutel untergebrachten Wassers in der gewünschten Weise versprüht wird, der größte Teil dagegen ohne Wirkung auf die Sohle fällt, wodurch aber die wirksame Verhinderung einer Schlagwetterzündung zumindest in Frage gestellt ist.ίο the explosives placed in the boreholes by means of a particularly small amount of explosives arranged in the bag to tear or burst apart is brought. The water should be essentially even over the whole area Route cross-section distributed or sprayed away and accordingly the ignition of a possibly existing Mine gas mixture can be prevented. However, different ones adhere to this method as well significant shortcomings. So it can happen, for example, that as a result of an accident, the ignition of the explosives housed in the borehole occurs sooner than the detonation of the one to tear apart of the bag and spraying of the water provided explosives, or that the latter as a result of failure of the detonator, for example by a short circuit, is not ignited at all, so that the one housed in the bag Water is too late in one case and not sprayed at all in the other. Finally is It is also easily possible with this method that only a small part of the water accommodated in the bag is sprayed in the desired manner, but most of it has no effect on the sole falls, whereby the effective prevention of a firedamp ignition is at least called into question.

Die vorstehend erwähnten Nachteile lassen sich vermeiden, wenn nach dem Vorschlag der Erfindung zunächst die Bohrlöcher mit Sprengstoff geladen werden und anschließend an der Schußstelle eine sich über den ganzen Streckenquerschnitt bzw. Kohlenstoß hinweg erstreckende Schicht aus der am Gestein und/oder an der Kohle haftenden, nicht abfließenden Paste bzw. eine Schicht oder ein Pfropfen aus dem entsprechenden Schaum angebracht wird. Auf diese Weise ist nämlich der Raum, in welchem der Sprengstoff zur Detonation kommt, durch eine den ganzen Streckenquerschnitt überspannende, in gleichmäßiger Verteilung Wasser enthaltende Schicht von dem Raum, in welchem sich Grubengas befinden kann, sicher und zuverlässig getrennt.The above-mentioned disadvantages can be avoided if according to the proposal of the invention first the boreholes are loaded with explosives and then a themselves at the firing point The layer on the rock that extends over the entire cross-section of the route or coal face and / or paste or a layer or plug that adheres to the charcoal and does not flow off attached to the appropriate foam. In this way is the space in which the Explosives detonate, through a spanning the entire cross-section, more evenly Distribution of water-containing layer from the room in which mine gas is located can, safely and reliably separated.

Die Paste bzw. der Schaum sollen dabei möglichst viel Wasser bzw. wäßrige Lösung enthalten, aber doch so steif und stabil sein, d. h. eine solche Konsistenz besitzen, daß auch bei Verstreichen eines längeren Zeitraums bis zum Abtun der Schüsse weder ein Abrutschen oder Abfließen noch ein Zusammensacken erfolgt und dementsprechend das in der Paste bzw. dem Schaum enthaltene Wasser sicher vor Ort gehalten wird. Zu diesem Zweck können gegebenenfalls der Paste bzw. dem Schaum in bekannter Weise oberflächenaktive Stoffe zugegeben werden.The paste or foam should contain as much water or aqueous solution as possible, but but be so stiff and stable, d. H. have such a consistency that even if one passes For a longer period of time until the shots are finished, neither slipping nor flowing nor sagging takes place and accordingly the water contained in the paste or the foam safely on site is held. For this purpose, the paste or the foam can optionally be used in a known manner Surfactants are added.

in zweckmäßiger weiterer Au^ildung der Erfindung wird vorgesehen, dem Wasser oder der wäßrigen Lösung der Paste bzw. des Schaumes Stoffe zuzusetzen, die eine flammlöschende Wirkung haben und/oder einen günstigen Einfluß auf die schädlichen Schwadenbestandteile ausüben, beispielsweise die bei jeder Detonation entstehenden nitrosen Gase absorbieren. Geeignete Substanzen sind z. B. die Chloride,in an expedient further development of the invention it is intended to add substances to the water or the aqueous solution of the paste or foam, which have a flame-extinguishing effect and / or a beneficial influence on the harmful ones Exercise vapor constituents, for example absorb the nitrous gases produced with each detonation. Suitable substances are e.g. B. the chlorides,

Carbonate und Phosphate der Alkalien und Erdalkalien. Carbonates and phosphates of alkalis and alkaline earths.

Es versteht sich, daß die Paste bzw. der Schaum in einer von Fall zu Fall mehr oder weniger dicken, auf jeden Fall aber ausreichend dicken und über den Streckenquerschnitt gut und möglichst gleichmäßig verteilten Schicht an der Ortsbrust vorgesehen wird. Naturgemäß wird die erforderliche Schichtdicke bei Verwendung von Schaum größer sein müssen als bei Verwendung einer Paste und außerdem wird die Sicherheit dafür, daß eine Zündung eines auch im gesamten Ortsbereich und davor eventuell vorhandenen zündfähigen Grubengasgemisches verhindert wird, um so größer sein, je dicker die Schicht gemacht wird, welche bei Verwendung von Schaum dann auch die Form eines an oder gegebenenfalls auch in einem mehr oder weniger großen Abstand von der Ortsbrust angebrachten Schaumpfropfens annehmen kann.It goes without saying that the paste or the foam is more or less thick from case to case, In any case, however, it is sufficiently thick and as uniform as possible over the cross-section of the route distributed layer on the face is provided. Naturally, the required layer thickness is at Use of foam will have to be greater than when using a paste and also the Security that an ignition of a possibly existing in the entire local area and in front of it ignitable mine gas mixture is prevented, the greater the thickness, the thicker the layer is made which, when using foam, then also takes the form of an on or optionally also at a more or less large distance from the working face attached foam plug can accept.

Bei der Anwendung von Schaum, dessen Herstellung auch vor Ort mit einem Kompressor vorgenommen werden kann, erweist es sich als zweckmäßig, nicht die vor Ort anstehende Luft, sondern methanfreie Luft aus dem in Ortsnähe stets vorhandenen Druckluftnetz oder inerte Gase, wie z. B. Stickstoff oder Kohlendioxyd, zu verwenden, wodurch dann gewährleistet ist, daß sich zwischen dem Sprengstoff und den Zündmitteln einerseits und einem vor Ort eventuell vorhandenen zündfähigen Grubengasgemisch andererseits eine völlig methanfreie Zone befindet, die ein größtmögliches Maß an Sicherheit gegen eine Schlagwetterzündung bietet.When using foam, it can also be produced on site with a compressor can be, it turns out to be useful, not the air available on site, but methane-free Air from the compressed air network that is always available in the vicinity or inert gases, such as. B. nitrogen or carbon dioxide, which then ensures that there is between the explosives and the ignition means on the one hand and an ignitable mine gas mixture that may be present on site on the other hand, a completely methane-free zone is located, which offers the greatest possible degree of safety against a firedamp ignition.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nicht nur dadurch aus, daß es ein Höchstmaß an Sicherheit gegen Grubengaszündungen bietet, sondern auch dadurch, daß mit ihm Wasser oder wäßrige Lösungen in ausreichender Menge leicht, schnell und gleichmäßig auf die Schußstelle oder Ortsbrust aufgebracht werden können, wobei sich die gleichmäßige Verteilung vor dem Abtun der Schüsse leicht und einwandfrei überprüfen läßt. Zwangläufig damit verbunden ist auch eine nicht unwesentliche Verringerung des beim Schießen anfallenden gesundheitsschädlichen Staubes, so daß das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich im gesamten Bergbau unter Tage mit Vorteil angewandt werden kann.The method according to the invention is not only distinguished by the fact that it is extremely high Security against mine gas ignition offers, but also by the fact that with it water or aqueous Solutions in sufficient quantities easily, quickly and evenly on the shooting site or face can be applied, with the even distribution before the shots are removed easily and has it checked properly. This is inevitably associated with a not insignificant reduction of the harmful dust produced when shooting, so that the invention In principle, this method can be used with advantage in all underground mining.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend an Hand einiger Beispiele noch eingehend erläutert.The effect of the method according to the invention is illustrated below with the aid of a few examples explained in detail.

example 1

ίοίο

1515th

2525th

3030th

3535

4040

4545

5ο5ο

Eine Paste mit ausreichender Steifheit und Haftfestigkeit wurde in folgender Weise hergestellt:A paste with sufficient rigidity and adhesive strength was prepared in the following way:

Guarmehl wurde in einem trockenen Eimer mit Methanol im Verhältnis 1:0,8 angerührt. In einem Guß wurde dann unter kräftigem Rühren eine solche Menge Wasser zugegeben, daß eine lO°/oige Mischung von Guarmehl in Wasser entstand. Die nun einsetzende Quellung war nach 2 bis 3 Stunden restlos abgeschlossen. Es war dabei eine klumpenfreie Paste entstanden.Guar flour was mixed in a dry bucket with methanol in a ratio of 1: 0.8. In one An amount of water was then added to the casting, with vigorous stirring, that a 10% mixture was obtained from guar flour in water. The swelling that now began was complete after 2 to 3 hours closed. A lump-free paste was produced.

Mit dieser wäßrigen Paste, die sich sowohl von Hand auf eine Wand auftragen als auch pneumatisch dagegenschleudern oder auch aufspritzen läßt, konnte ohne weiteres an senkrechten Wänden eine Schicht von mehreren Zentimetern Dicke angebracht werden, wobei auch nach 3 Tagen und bei einer Temperatur von +40° C ein Ablaufen nicht festzustellen war.With this aqueous paste that can be applied to a wall by hand or pneumatically hurled against it or let it be sprayed on could easily be a Layer several centimeters thick can be applied, even after 3 days and at at a temperature of + 40 ° C no sagging could be detected.

Mit dieser Paste wurde nun versucht, die Schlagwettersicherheit eines Sprengstoffs der Klasse I in der Versuchsstrecke zu erhöhen.This paste has now been used to improve firedamp safety a class I explosive in the test track.

Nach der amtlichen Prüfung gemäß der Bergverordnung über den Vertrieb von Sprengmitteln an den Bergbau vom 28.1. 1959 wird der Sprengstoff in einem Mörser mit einem Bohrloch von 55 mm Durchmesser und 600 mm Länge ohne Besatz vom Bohrlochmund aus gezündet. Dabei ergibt sich keine Zündung des Schlagwettergemisches in der Versuchsstrecke. After the official examination in accordance with the mining ordinance on the distribution of explosives to the Mining from 28.1. In 1959 the explosives were put in a mortar with a hole of 55 mm Diameter and 600 mm length ignited from the mouth of the borehole without trimming. This does not result in any Ignition of the firedamp mixture in the test track.

Wurde dagegen die Zündung im Bohrlochtiefsten des Mörsers vorgenommen, so ergab sich — wie auch allgemein bekannt ist — bei Verwendung von nur drei Patronen des unter dem Handelsnamen Wetter-Nobelit B bekannten gelatinösen Sprengstoffs der Klasse I durchweg eine Zündung des 9% Methan enthaltenden Schlagwettergemisches in der Versuchsstrecke. Wurde aber auf einem zum Verhindern des Eindringens von Paste in das Bohrloch vor dem Bohrlochmund aufgeklebten dünnen Papier eine 2 cm dicke Schicht der Paste vorgesehen, so konnte eine Zündung des Schlagwetters nicht mehr beobachtet werden. Selbst bei Einsatz von fünf Patronen des genannten Sprengstoffs im Mörser ergab sich keine Schlagwetterzündung mehr.If, on the other hand, the ignition was carried out in the deepest borehole of the mortar, the result was - how is also well known - when using only three cartridges of the under the trade name Weather Nobelit B known gelatinous explosive of class I consistently detonates the 9% methane containing firedamp mixture in the test track. But was on one to prevent the penetration of paste into the borehole in front of the borehole mouth A 2 cm thick layer of the paste was provided so that ignition of the firedamp could no longer be observed will. Even with the use of five cartridges of the aforementioned explosive in the mortar, the result was no more firedamp ignition.

Example 2

Aus einem im Handel unter der Bezeichnung Tuba erhältlichen, aus einem Gemisch verschiedener Seifen bestehenden Schaummittel wurde ein Schaum mit einer Dichte von 0,032 g/cm³, was einem Wassergehalt von etwa 3,2 Volumprozent entspricht, hergestellt. Dieser Schaum war bei den Versuchen bis zu Temperaturen von + 50° C ohne weiteres 30 Minuten haltbar. ^{A foam with a density of 0.032 g / cm 3} , which corresponds to a water content of about 3.2 percent by volume, was produced from a foam compound available commercially under the name Tuba and consisting of a mixture of different soaps. In the tests, this foam could be kept for 30 minutes at temperatures of up to + 50 ° C.

a) In einen Rundmörser mit einem Bohrloch von 40 mm Durchmesser und 2000 mm Länge wurde eine Patrone eines Gesteinssprengstoffs der Handelsbezeichnung Ammon-Gelit 2 mit einem Durchmesser von 25 mm axial zentriert 10 mm vom Bohrlochmund entfernt angeordnet. Beim Schießen in das 9% Methan enthaltende Schlagwettergemisch der Versuchsstrecke ergab sich stets eine schwere Schlagwetterzündung.
Wurde vor dem Bohrlochmung eine 5 cm dicke Schicht des obengenannten Schaums angeordnet, so ergab sich zwar ebenfalls eine Schlagwetterzündung, jedoch war diese erheblich schwächer. Wurde der Schaum in einer Dicke von 10 cm vor dem Bohrloch angeordnet, so wurden Schlagwetter nicht mehr gezündet. Das Eindringen des Schaums in das Bohrloch wurde stets mittels eines dünnen Blattes Papier verhindert. a) In a round mortar with a borehole of 40 mm diameter and 2000 mm length, a cartridge of a rock explosive with the trade name Ammon-Gelit 2 with a diameter of 25 mm was placed axially centered 10 mm from the borehole mouth. When firing into the 9% methane-containing firedamp mixture on the test track always resulted in a severe firedamp ignition.
If a 5 cm thick layer of the above-mentioned foam was placed in front of the borehole opening, firedamp ignition also resulted, but this was considerably weaker. If the foam was placed in a thickness of 10 cm in front of the borehole, firedamp was no longer ignited. The penetration of the foam into the borehole was always prevented by means of a thin sheet of paper.

b) In der Versuchsstrecke wurde ein Wettersprengstoff der Klasse II mit der Handelsbezeichnung Wetter-Energit A nach den amtlichen Richtlinien gemäß der Bergverordnung über den Vertrieb von Sprengmitteln an den Bergbau vom 28.1.1959 im offenen Kantenmörser auf seine Schlagwettersicherheit untersucht. Acht Patronen des Sprengstoffs zündeten regelmäßig dasb) A weather explosive of class II with the trade name Wetter-Energit A according to the official guidelines in accordance with the mining ordinance on sales of explosives to the mining industry on January 28, 1959 in an open edge mortar on his Fire weather safety examined. Eight cartridges of the explosives regularly detonated that

Schlagwettergemisch, sechs Patronen zündeten es nicht mehr.Firedamp mixture, six cartridges no longer ignited.

Wurde der Sprengstoif in der Kante des Mörsers mit einer Schaumschicht von 15 mm bedeckt, so zündeten acht Patronen noch immer.If the explosive in the edge of the mortar was covered with a foam layer of 15 mm, so eight cartridges still fired.

Wurde dagegen die gesamte Kante mit Schaum gefüllt, d. h., wurde über dem Sprengstoff eine Schaumschicht. von 60 mm Dicke angeordnet, so ergaben auch acht Patronen keine Schlagwetterzündung mehr.On the other hand, if the entire edge was filled with foam, i.e. i.e., there was a Foam layer. 60 mm thick, even eight cartridges failed to ignite a firedamp more.

Claims

Patent claims:

1. A method to increase the security against mine gas ignition and to improve dust control during shooting in underground mining using a paste or foam rich in water or aqueous solution, characterized in that first the boreholes are loaded with explosives and that then on the shot position is a disregard extending over the whole path cross section or coal face layer from adhering to the rock and / or on the carbon, non flowing paste or a layer or plug of the entspre _r sponding foam attached.

2. The method according to claim 1, characterized in that the water or the aqueous Solution of the paste or foam flame-extinguishing and / or vapor-improving substances can be added.