DE1483953C

DE1483953C - Additive-distributing cartridges for soaking coal bumps for the purpose of dust control

Info

Publication number: DE1483953C
Authority: DE
Inventors: Hans 58IO Witten-Annen; Thönnes Martin 5070 Bergisch Gladbach Lewer
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH

Description

1 21 2

Zur Verringerung des im Kohlenbergbau auf- die darüber hinaus eine gute Bindung des Kohlentretenden Staubes können die Kohlenstöße vor dem staubs bewirkt.To reduce the up in the coal which, moreover, a good bond of the carbon dust can be any escaping the carbon shocks before the dust causes.

Abbau bekanntlich mit Wasser getränkt werden. Es wurden Zusatzmittel verteilende Patronen für Hierzu werden in die Kohlenstöße Bohrlöcher ein- das Tränken von Kohlenstößen zwecks Staubgebracht, durch die unter Druck Wasser eingeführt 5 bekämpfung gefunden, die aus den Chloriden des wird. Das Wasser dringt in die Risse und Schlechten Natriums, Kaliums, Magnesiums, Calciums oder des Kohlenstoßes ein. Der beim Abbau von nicht ge- deren Gemischen bestehen.Degradation is known to be soaked with water. There were additive-dispensing cartridges for For this purpose, boreholes are brought into the coal collisions for the purpose of impregnating coal collisions for the purpose of dust, through which water is introduced under pressure to combat, which is found from the chlorides of the will. The water penetrates the cracks and bads sodium, potassium, magnesium, calcium or of the coal face. That exist when decomposing non-common mixtures.

tränkten Kohlenstößen auftretende Staubanfall wird Die erfindungsgemäß zu verwendenden ChlorideThe chlorides to be used according to the invention are caused by the accumulation of dust occurring in the form of impregnated coals

durch diese Maßnahme mehr oder weniger ver- können in reiner Form oder als technische Produktethis measure can be used more or less in pure form or as technical products

mindert. io einzeln oder im Gemisch angewendet werden. Be-diminishes. io can be used individually or in a mixture. Loading

Die hierzu notwendige Wassermenge darf erst kurz sonders bewährt haben sich die Chloride des CalciumsThe amount of water required for this must only have been tried and tested for a short time. The chlorides of calcium

vor dem Abbau eingebracht werden, um eine erneute und des Magnesiums auf Grund ihrer hohen Hygro-be introduced before dismantling in order to renew and the magnesium due to its high hygro-

Austrocknung der Kohle zu verhindern. Es wurde skopizität.Prevent the coal from drying out. It became scopic.

daher bereits versucht, das Wasser durch Salzlösun- Den Chloriden des Natriums, Kaliums, Magnesiums, gen zu ersetzen, um so eine bessere und langer an- 15 Calciums oder deren Gemischen können Netzmittel dauernde Staubbindung zu bewirken. So wird in zugesetzt werden, um ein besseres Eindringen der »Ugol«, 8/65, S. 65 bis 68, beschrieben, daß wäßrige Tränklösung in die Risse und Schlechten sowie eine Lösungen von Calciumchlorid, Natriumchlorid, bessere Benetzung des beim Abbau der Kohle anWasserglas oder Netzmitteln oder Lösungen von Ge- fallenden Staubes zu bewirken,
mischen der genannten Stoffe die Staubbildung beim ao Die Netzmittel werden mit den Chloriden vermischt, Abbau von Kohle noch weiter herabsetzen als Wasser bevor oder während daraus die Patronen hergestellt allein. Die verwendeten Lösungen haben dabei Kon- werden. Als Netzmittel haben sich besonders nichtzentrationen von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent an Salz. ionogene Netzmittel, wie beispielsweise Alkylphenol-Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift polyglykoläther, bewährt. Die Netzmittel sollen in t 163 754 bekannt, eine Tränkflüssigkeit mit höherer 35 Mengen angewendet werden, die 0,1 bis 30,0 GeViskosität als Wasser einzusetzen. Hierfür können wichtsprozent, bezogen auf die Chloride des Natriums, beispielsweise aus Wasser und gelbildenden Substan- Kaliums, Magnesiums, Calciums oder deren Gezen herstellbare Flüssigkeiten mit hoher Viskosität mische, betragen.Therefore, attempts have already been made to replace the water with salt solutions, the chlorides of sodium, potassium, magnesium, in order to bring about a better and longer lasting binding of dust. So is added to better penetration of "Ugol", 8/65, pp. 65 to 68, describes that aqueous impregnation solution in the cracks and bad as well as a solution of calcium chloride, sodium chloride, better wetting of the coal breakdown to effect on water glass or wetting agents or solutions of fallen dust,
Mixing the substances mentioned, the dust formation during ao The wetting agents are mixed with the chlorides, reduce the degradation of coal even further than water before or while the cartridges are manufactured from it alone. The solutions used have to be. Particularly non-concentrations of 0.1 to 5.0 percent by weight of salt have proven useful as wetting agents. ionic wetting agents such as alkylphenol-Furthermore, polyglycol ether is proven from the German Auslegeschrift. The wetting agents are said to be known in t 163 754, an impregnating liquid with higher amounts to be used, the 0.1 to 30.0 Ge viscosity than water. For this purpose, the weight percentage, based on the chlorides of sodium, can be, for example, liquids with a high viscosity which can be prepared from water and gel-forming substances, potassium, magnesium, calcium or mixtures thereof.

verwendet werden. Bei der Anwendung dieser Tränk- Außer den gegebenenfalls mit Netzmittel versetzten methode in der Praxis ergeben sich jedoch erhebliche 30 Chloriden kann es in vielen Fällen günstig sein, ververfahrensmäßige Schwierigkeiten. So muß die Her- dickend wirkende Substanzen in die Patronen einstellung der Lösungen unter Tage erfolgen, da beim zubringen. Bewährt haben sich hierfür Calcium-Transport von über Tage hergestellten Lösungen zu- hydroxid, Magnesiumhydroxid, wasserlösliche Stärke, sätzlich große Wassermengen transportiert werden Bentonite sowie andere gebildete Substanzen,
müssen. Zur Herstellung der Lösungen unter Tage 35 Diese Substanzen werden mit in die Patronen einmüssen Dosier- und Rührapparate unter Tage auf- gearbeitet, die im wesentlichen aus den vorstehend gestellt und bedient werden, wie sie beispielsweise in angegebenen Chloriden bestehen. Bezogen auf die der deutschen Auslegeschrift 1 175 185 beschrieben eingesetzten Chloride, sollen etwa 0,1 bis 5,0 Gesind. Die dann erhaltenen Lösungen müssen dem wichtsprozent verdickend wirkende Substanzen ein-Tränkwasscr zugesetzt werden, wozu wiederum 40 gesetzt werden.be used. When using this impregnation method, however, in practice there are considerable chlorides, it can be advantageous in many cases to process difficulties. So the thickening substances in the cartridge setting of the solutions must take place underground, since when they spend. Calcium transport from solutions produced above ground to hydroxide, magnesium hydroxide, water-soluble starch, additionally large amounts of water are transported, bentonite and other formed substances,
have to. For the preparation of the solutions underground 35 These substances are worked up underground with metering and stirring devices which have to be placed in the cartridges and which are essentially made up and operated from the above, such as the chlorides specified, for example. In relation to the chlorides used as described in the German Auslegeschrift 1 175 185, about 0.1 to 5.0 Gesind should be. The solutions then obtained have to be added to the weight percent thickening substances, soaking water for which 40 are added.

Dosierpumpen notwendig sind. Die hierfür erforder- Die erfindungsgemäßen Patronen, die aus ChloridenDosing pumps are necessary. The cartridges according to the invention, which are made from chlorides

liehen Dosiereinrichtungen sind auf Grund ihrer Stör- des Natriums, Kaliums, Magnesiums, Calciums oderBorrowed dosing devices are due to their interference of sodium, potassium, magnesium, calcium or

anfälligkeit jedoch im allgemeinen für einen Einsatz deren Gemischen bestehen, werden durch Verschmel-susceptibility, however, in general to a use of which there are mixtures, are

unter Tage nur wenig geeignet. Somit entsteht durch zen, Vergießen oder Verpressen aus den Ausgangs-Not very suitable underground. Thus, through zening, potting or pressing, the starting material

die Verwendung der wäßrigen Lösungen an Stelle 45 materialien erzeugt. Diese Patronen können die vor-the use of aqueous solutions in place of 45 materials is generated. These cartridges can

von Wasser beim Stoßtränken ein erheblicher zusatz- stehend genannten Netzmittel und/oder verdickendof water when impregnating a considerable additional named wetting agent and / or thickening

licher apparativer und personeller Aufwand. wirkenden Substanzen in den angegebenen Gewichts-Licher equipment and personnel expenditure. active substances in the specified weight

Es ist außerdem aus der Patentschrift 48 961 des mengen enthalten. Die Patronen haben im allgemeinen Amtes für Erfindungs- und Patentwesen bekannt, eine Länge von 15 bis 40 cm mit einem Gewicht von feste Netzmittel in Form eines Pfropfens entweder in 50 200 bis 400 g. Diese Patronen können auch in den die Dosieranlage für das Tränkwasser einzulegen oder Abbaustrecken leicht transportiert und an den vor die Mündung des Tränkrohres in die Tränk- Kohlenstoß gebracht werden. Die Patronen werden bohrung einzuschieben. Wie aus dieser Patentschrift von Hand oder maschinell, beispielsweise mittels weiter hervorgeht, müssen die Pfropfen so zusammen- Preßluft, in die zur Tränkung des Kohlenstoßes angesetzt sein, daß die Netzmittel sich während der ge- 55 gebrachten Bohrlöcher eingeführt. Die Anzahl der in samten Tränkzeit gleichmäßig und ziemlich langsam die Bohrlöcher einzuführenden Patronen richtet sieb auflösen. Hierzu kann es gegebenenfalls notwendig nach der Beschaffenheit der anstehenden Kohle und sein, den Netzmitteln inaktive Zusätze als Ballast- der danach einzubringenden Wassermenge. Im allsubstanzen beizugeben, um so die Lösungsgeschwin- gemeinen werden eine bis fünf Patronen pro Botirdigkcit zu regeln. Nach einer Veröffentlichung in 60 loch ausreichend sein. Nachdem die vorgenannten »Glückauf«, 86 (1950), Heft 51/52, haben unter Chloride in die Bohrlöcher eingebracht worden sind, Tage durchgeführte Betriebs versuche des Silikose- wird mittels eines Druckwasserinjektors Wasser in forschungsinstituts jedoch ergeben, daß der Zusatz die Bohrlöcher eingepreßt. Die Wassermenge und der von Netzmitteln allein zum Tränkwasser keine Ver- Wasserdruck richten sich nach dem Druck des Gebesserung der Staubbindung gegenüber Wasser ohne 65 birges, nach der Stärke des Kohlenstoßes und nach Zusatz bringt. der Beschaffenheit der Kohle.It is also contained in the patent specification 48,961 of the quantities. The cartridges generally have Office for Invention and Patents, a length of 15 to 40 cm with a weight of solid wetting agents in the form of a plug either in 50 200 to 400 g. These cartridges can also be used in the to insert the dosing system for the drinking water or to easily transport and to the dismantling routes be brought in front of the mouth of the impregnation tube in the impregnation coal face. The cartridges are insert the hole. As from this patent specification by hand or by machine, for example by means of It is further evident that the plugs must be compressed air into which the coal face is impregnated be that the wetting agent is introduced during the drilled holes. The number of in entire soaking time evenly and fairly slowly aligns the cartridges to be introduced into the boreholes dissolve. This may be necessary depending on the nature of the coal and be, the wetting agents inactive additives as ballast - the amount of water to be introduced afterwards. In all substances add one to five cartridges per Botirdigkcit so as to increase the speed of the solution to regulate. According to a publication in 60 holes will be sufficient. After the aforementioned "Glückauf", 86 (1950), issue 51/52, have been introduced into the boreholes under chlorides, Days of operating tests of the silicosis are carried out by means of a pressurized water injector water in Research institute, however, show that the additive presses in the drill holes. The amount of water and the from wetting agents alone to the drinking water, no water pressure depends on the pressure of the improvement the binding of dust to water without mountains, according to the strength of the coal impact and after Addition brings. the nature of the coal.

Es wurde daher nach Möglichkeiten für eine tech- Durch das in die Bohrlöcher einströmende WasserIt was therefore looked for possibilities for a tech- Through the water flowing into the boreholes

nisch einfach durchführbare Stoßtränkung gesucht, lösen sich die in den Bohrlöchern befindlichen Pa-Looking for impregnation that is easy to carry out, the pa-

tronen auf. Die hierbei entstehende Lösung wird durch den Wasserdruck in die Hohlräume des Kohlenstoßes gepreßt und durchfeuchtet so den gesamten Stoß. Die erfindungsgemäß einzusetzenden Chloride halten die Feuchtigkeit in den behandelten Kohlenstößen erheblich langer zurück, als wenn diese mit Wasser oder mit Netzmittellösung allein getränkt werden. Besonders wirksam sind die hygroskopischen Chloride des Calciums oder Magnesiums oder Gemische, die diese Chloride enthalten.throne on. The resulting solution is pushed into the cavities of the coal face by the water pressure pressed and soaked the entire joint. The chlorides to be used according to the invention hold back the moisture in the treated coals much longer than if they were with Water or soaked with wetting agent solution alone. The hygroscopic ones are particularly effective Calcium or magnesium chlorides or mixtures containing these chlorides.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es möglich, die Kohlenstöße mit technisch' leicht durchzuführenden Maßnahmen mit den Chloridlösungen zu durchtränken und eine lang anhaltende Durchfeuchtung der Kohlenstöße zu bewirken. Gegenüber der Tränkung von Kohlenstößen mit Wasser ist nur eine geringfügige Mehrarbeit unter Tage zu leisten. Durch Tränkung der Kohlenstoße mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Chloriden wird außerdem eine stärkere Verringerung der während des Abbaus der Kohle auftretenden Staubmenge als durch die Tränkung des Kohlenstoßes mit reinem Wasser bewirkt. Diese Wirkung ist überraschend, da für eine gute Staubbindung eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Chloride im Tränkwasser bewirkt werden muß. Es war durchaus nicht vorauszusehen, daß hygroskopische Chloride, die bekanntlich begierig Wasser anziehen, sich gleichmäßig in dem Tränkwasser verteilen würden. Wie festgestellt werden konnte, ist die mit den erfindungsgemäßen Patronen erreichte Staubbindung erheblich höher als die Staubbindung, die mit reinem Wasser erzielt wird. Daraus ist zu schließen, daß sich die in den erfindungsgemäßen Patronen enthaltenen Chloride und gegebenenfalls die Netzmittel sowie die verdickend wirkenden Substanzen in dem Tränkwasser gleichmäßig gelöst und verteilt haben. Neben der Verminderung der Gesamtstaubmenge tritt bei Verwendung der Patronen auch eine Verklebung derBy using the method according to the invention, it is possible to produce the coal collisions with technical ' easy to carry out measures to soak with the chloride solutions and a long lasting To bring about moisture penetration of the coal collisions. Compared to the impregnation of coal blasts with water there is only a slight extra work to be done underground. By soaking the coals With the chlorides to be used according to the invention, there is also a greater reduction in the during the amount of dust that occurs during the breakdown of coal than by impregnating the coal face with pure Water causes. This effect is surprising, since it is as uniform as possible for good dust binding Distribution of the chlorides in the drinking water must be effected. It was by no means foreseeable that hygroscopic chlorides, which are known to be eagerly attracted to water, become uniformly in would distribute the drinking water. As could be determined, is with the invention Cartridges achieved dust binding significantly higher than the dust binding achieved with pure water. From this it can be concluded that the chlorides contained in the cartridges according to the invention and if necessary, the wetting agents and the thickening substances in the drinking water evenly solved and distributed. In addition to reducing the total amount of dust occurs when using the cartridges also have a gluing of the

S feinsten, sogenannten lungengängigen Staubteilchen zu größeren, für die Atemwege des Menschen erheblich weniger schädlichen Teilchen ein.S finest, so-called respirable dust particles to larger ones, considerably for the human respiratory tract less harmful particles.

Die Verminderung des Kohlenstaubes durch Tränkung der Kohlenstöße mit Wasser unter Verwendung der erfindungsgemäßen Patronen im Vergleich zur Tränkung mit reinem Wasser wird an Hand der folgenden Beispiele gezeigt.The reduction of coal dust by soaking the coal collars with water using the cartridges according to the invention compared to impregnation with pure water is based on the shown below.

Beispiel 1
»5 example 1
»5

Ein Kohlenflöz von etwa 1,50 m Mächtigkeit soll über eine Streblänge von 280 m im Schrämbetrieb abgebaut werden.A coal seam about 1.50 m thick is to be cut over a face length of 280 m be dismantled.

Zum Tränken werden in den Kohlenstoß 38 Bohr-•o löcher mit einer Tiefe von 3 m eingebracht, deren gegenseitiger Abstand 7,5 m beträgt. Jedes Bohrloch wird mit zwei Patronen beschickt, die zu 95 Gewichtsprozent aus Calciumchlorid mit 65 Gewichtsprozent CaCl₂-Gehalt und zu 5 Gewichtsprozent aus as Alkylphenolpolyglykoläther bestehen und bei einem Gewicht von 350 g je Stück 30 cm lang sind. Mittels eines üblichen Tränkgeräts werden anschließend in jedes Bohrloch etwa 300 1 Wasser eingepreßt.For soaking, 38 boreholes with a depth of 3 m are made in the coal face, the mutual distance between them being 7.5 m. Each borehole is loaded with two cartridges, 95 percent by weight of calcium chloride with 65 percent by weight of CaCl ₂ content and 5 percent by weight of as alkylphenol polyglycol ether and each weighing 350 g and 30 cm long. About 300 liters of water are then injected into each borehole using a conventional soaking device.

Als Vergleich wird ein entsprechender Kohlenstoß in der gleichen Weise behandelt, wobei jedoch in die Bohrlöcher keine Calciumchloridpatronen eingebracht werden.As a comparison, a corresponding coal pile is treated in the same way, but with no calcium chloride cartridges are inserted into the boreholes.

In beiden Fällen wird die Staubkonzentration während des nach dem Tränken vorgenommenen Abbaus mit dem Tyndalloskop gemessen.In both cases, the dust concentration will be increased during the post-impregnation degradation measured with a tyndalloscope.

FeinstaubkonzentrationFine dust concentration

BergeanteilRecovery share BergekonzentrationMountain concentration

a) Erfindungsgemäßes Verfahren a) Method according to the invention

b) Vergleichsversuch b) Comparative experiment

Verringerung der Staubkonzentration durch das erfindungsgemäße Verfahren Reduction of the dust concentration by the method according to the invention

10
1310
13th

23,4«/o23.4%

36 %>
36 »/036%>
36 »/ 0

3,63.6

4,74.7

23,4o/o23.4o / o

Example 2

Ein Fettkohlenflöz von etwa 1,80 m Mächtigkeit soll im Hobelbetrieb über eine Streblänge von 100 m abgebaut werden.A coal seam about 1.80 m thick should be planed over a face length of 100 m to be dismantled.

Zum Tränken werden in den Kohlenstoß 20 Bohrlöcher mit einer Tiefe von 3 m eingebracht, deren gegenseitiger Abstand 4,5 m beträgt. Jedes Bohrloch wird mit einer Patrone beschickt, die zu 95 Gewichtsprozent aus Calciumchlorid mit 65 Gewichtsprozent CaCl₂-Gehalt und zu 5 Gewichtsprozent aus Alkylphenolpolyglykoläther besteht und bei einem Gewicht von 350 g je Stück 30 cm lang ist. Mittels eines üblichen Tränkgeräts werden anschließend in jedes Bohrloch etwa 160 1 Wasser eingepreßt.For soaking, 20 boreholes with a depth of 3 m are drilled into the coal face, the mutual distance between them is 4.5 m. Each borehole is charged with a cartridge which consists of 95 percent by weight calcium chloride with 65 percent by weight CaCl ₂ content and 5 percent by weight alkylphenol polyglycol ether and is 30 cm long with a weight of 350 g each. About 160 l of water are then injected into each borehole using a conventional soaking device.

Ein anderes Strebstück des gleichen Kohlenflözes wird in der gleichen Weise behandelt, wobei jedoch an Stelle einer Patrone je Bohrloch zwei Patronen eingebracht werden.Another strut of the same coal seam is treated in the same way, but with Instead of one cartridge per borehole, two cartridges are inserted.

Ein drittes Strebstück wird zum Zweck des Vergleichs in der gleichen Weise behandelt, wobei jedoch keine Calciumchloridpatronen in die Bohrlöcher eingebracht werden.A third strut is treated in the same way for comparison, but with no calcium chloride cartridges are inserted into the boreholes.

Die Staubkonzentration während des Abbaus wird in allen Fällen mit dem Tyndalloskop gemessen.The dust concentration during degradation is measured in all cases with a tyndalloscope.

Erfindungsgemäßes
je Bohrloch According to the invention
per borehole Verfahrenproceedings mitWith einer Patronea cartridge Feinstaubparticulate matter
konzentrationconcentration 25
24
3025th
24
30th BergeanteilRecovery share 22%
21 Ve
230/0 22%
21 units
230/0 BergekonzentrationMountain concentration 5,5
5,0
6.95.5
5.0
6.9 a)a) Erfindungsgemäßes
ie BohrlochAccording to the invention
ie borehole Verfahrenproceedings mitWith zwei Patronentwo cartridges 25
25
3325th
25th
33 20%
19%>
19°/o20%
19%>
19 ° / o 5,0
4,8
6,35.0
4.8
6.3 b)b) VergleichsversuchComparative experiment c)c)

(Tabelle Fortsetzung)(Table continued)

Feinstaubparticulate matter
konzentrationconcentration 16.7°/o16.7 ° / o
20,0%20.0% BergeanteilRecovery share Bergekonzentrat ionMountain concentrate Verringerung der Staubkonzentration durch das erfinReduction of the dust concentration through the invent
dungsgemäße Verfahren a) gegenüber Vergleichsproper method a) versus comparison
versuch attempt 24,3 Vo24.3 Vo
24,3 «/ο24.3 «/ ο —- II.
20,6 20,320.6 20.3
23,8 27,523.8 27.5 Verringerung der Staubkonzentration durch das erfinReduction of the dust concentration through the invent
dungsgemäße Verfahren b) gegenüber Vergleichs-proper method b) compared to comparative
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Claims

Patent claims:

1. Zusatzmittel verteilende Patronen für das Tränken von Kohlenstoßen zwecks Staubbekämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Patronen aus den Chloriden des Natriums, Kaliums, Magnesiums. Calciums oder deren Gemischen besteht.1. Additive distributing cartridges for soaking coal lumps for the purpose of dust control, characterized in that that these cartridges are made of the chlorides of sodium, potassium, magnesium. Calcium or whose mixtures exist.

2. Patronen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 30,0 Gewichts prozent an Netzmitteln enthalten.2. Cartridge according to claim 1, characterized in that they contain ELN 0.1 to 30.0 weight percent of wetting Mitt.

3. Patronen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent an verdickend wirkenden Substan-3. Cartridges according to Claims 1 and 2, characterized in that they contain 0.1 to 5.0 percent by weight of a thickening substance

ao zen enthalten.ao zen included.