DE1571221A1

DE1571221A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Foerdern von Sprengoel mittels Injektor

Info

Publication number: DE1571221A1
Application number: DE19661571221
Authority: DE
Inventors: Roth Dr Jakob Franz; Dr Gerhard Martin; Werner Sassmannshausen
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1966-09-14
Filing date: 1966-09-14
Publication date: 1970-12-17
Also published as: US3523543A; NO118212B; BE703825A; GB1131779A; CH464041A; AT273766B

Description

Troisdorf, den

DYNAMTT NOBEL AKT TENGESELLSCHAFT Troisdorf / Bez. Köln

V* οτ fahren und Vorrichtung zum Fördern von Sprengöl mittels

Injektor

Es let bekannt, flüssige Salpetersäureester, im folgenden mit "Sprengöl" bezeichnet, mittels eines Injektors in Transpo*tleitungen zu fördern. Dadurch den druckwasserbetriebenen Injektor über einen Saugstutzen bzw. ein Saugrohr aus einea laserbehälter od· dgl· angesaugte Sprengöl wird dabei hinter aer Treibdüse dee Injektors mit dem Treibwasser enulglert und dann im weiteren in Erauleionsform durch die Bohrleitung hindurch zur Verbrauchersteile od· dgl· weitergeleitet, wo die Emulsion dann in einem Scheider wieder in Sprengöl und Yasser getrennt wird· '

Bekanntlich läßt sich emulsionsförmigee Sprengöl verhältnismäßig gefahrlos durch Leitungen hindurch weiterleiten· S* der Injektor aus dem Lagerbehälter od· dgl. zunächst aber reines Sprengöl fördert, sind mit den bislang bekannten Verfahren zur Sprengölförderung mittels Injektor dennoch erhebliche Risiken verbunden.

Eines dieser Risiken besteht beispielsweise in der Gefahr» daß beim Fördern des Sprengöle Luft in dieses gelangt bew. angesaugt wird. Wie aus dem Diagramm der Fig. 1* die die Schlagempfindlichkeit von Sprengöl in Abhängigkeit von der Größe vorhandener Luftblasen wiedergibt, su ersehen ist, nimmt nämlich die Schlagempfindlichkeit des Sprengöle von 26,5 kpm/om bei Luftfreiheit über 1,86 kpm/cm² bei Anwesen^ heit kleiner Luftbläschen mit einem Durchmesser von 1 mn ··:'£

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und 0,8 kpm/cm bei solchen von 2 mm Durchmesser bis Auf * nahezu 0 Jcpm/cm bei Gegenwart von Luftblasen mit einea Durchmesser von β mm su·

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Die Ursache für diesen starken Anstieg der Schla^empfindlichkeit des Sprengöls ist darin zu sehen, daß die Impedanz oder der Stoßwiderstandsbeiwert der Luft nur- den fünftaueeneten Teil der Impedanz von Flüssigkeiten, also so-wohl von Sprengöl als auch von fllasaer betrat. Dementsprechend werden aber Stöße unter asymmetrischer Implosion der Luftblasen sowie Erzeugung von sog. "hot spots" in die leicht komprimierbare Luft hineingezogen. Die gleichen Erscheinungen treten auch dann auf» wenn durch Hohlsog Gas- bzw. Dampfblasen entstehen und zusammenbrechen.

Ein weiteres wesentliches Gefahrenmoment sind auch jegliche in oder an Leitungen für die Förderung reinen oder auch emuleionsförmigen Sprengöls angeordnete Ventile oder Steuerorgane, wie sie etwa entsprechend der deutschen- Auslegeschrift ^085_4Λ8, der britischen Patentschrift 320 778 und der belgischen Patentschrift 529 430 bei den bislang bekannten Anlagen benötigt werden. Selbst wenn die Bit metallischen Berührungs- bzw. Dichtflächen verbundenen Gefahren durch die Verwendung von Gummiquetschventilen, Diaphragma- Mehrwegventilen, Membranventilen od. dgl. vermieden sind, so bleibt doch zumindest die Gefahr eines Hohlaoges infolge plötzlicher Querechnittsänderungen oder einer Vakuuabildung durch den Injektor.

Eine Untersuchung der heute gebräuchlichen bekannten Injektorförderewi*systeme auf obengenannte Gefahrenquellen hin ergibt folgendes:

a) Anordnung'des-Injektorβ oberhalb des Sprengöls«

Durch den Treibwasserstrom im Injektor entsteht im Saugrohr ein Vakuum, welches das Ansaugen des Sprengöls bewirkt. Zur Steuerung ist ia Saugrohr ein Ventil . erforderlich. Beim öffnen des Ventils tritt ein Sprengölschlag auf, der in Verbindung »it eventuell vorhandenen Luftbläsohen und/oder.in Verbindung «it einem Hohlsog zu einer akuten Gefahr werden kann· Zwar läflt sich durch Einbau einer BypsS-Leitung eine wesentliche

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Ahschwächung dee SprengölF.chla<rg erreichen; davon abgesehen, doQ die Bypefl-Leitung u.U. ein zusätzliches Ventil erforderlich macht, sind dadurch die mit Ventilen und Stpueror^anen verbundenen Gefahren jedoch keineswegs be- «eitigt. Dazu besteht bei dieser Anordnung insbesondere auch die Gefahr eines Leersaugens des Sprengölbehälters und in der Folge davon das erwähnte nachteilige Ansaugen von luft. Schließlich birgt auch jede Undichtigkeit des _% Injektors bei dieser Anordnung die Gefahr des Luftansaugens in eich.

b) Anordnung dee Injektors In Höhe des Bprengöls oder darunter.

Bei dieser Anordnung sind im Stilletand der Anlage der Injektor sowie die Anschlußleitunken mit Sprenföl gefüllt.

Infolgedessen wird bei Inbetriebnahme der ilala^© ssuraindest &se hinter dem Injektor im äsr Leitung etehonds in Form eine« reißen Sprengölpfropfens vor &® folgenden Eteuleion gefördert® f?ss eine- ejrosbllela® Gefahr deretellt. Sin weiteres wee®f!tliehes GefaMr©aisosj©n auch noeh iß die freibwasi9®Fl©ltraig ©ingsiruagensei öl dar, da diese© !»ein» Anfahren .der Anlage mit eeSi?iindlgkeit toreli die Iia^fetordüae gepreßt wird

Sowohl au dieser al® auoh des sotop arwehnten Art der Anordnung des- Injektors ist festzustellen,, da0 otoe die Verwendung Ton Ventilen» sei es im der tob Spreng@lt>ehälter «um Injektor füarenden Saug- ©der in der vom Injektor sur Yerbraueherstelle ftj&renden imMleionsleitung« -ßislang weder ein Vor- oder laohspCLen noch ©la Betrieb nach fism SOg₉ Impfverfahren, das i?t ein perisdieches Einführen von Spreng« öl in den kontinuierlichen Treifewaaserfluß, möglich ist, folglich aber die mit Ventilen verbundenen oben erwähnten Naohteile In Kauf genommen werden müssen.

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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die den bekannten Sprengöl-Fördermethoden anhaftenden Nachteile und Gefahren zu vermeiden. Nach dem Vorschlag der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Sprengöl mit Wasser abgedeckt und dann so-wohl bei der ersten als auch bei Jeder weiteren Inbetriebnahme des Injektors zunächst Wasser und darauffolgend ständig Sprengöl oder abwechselnd Sprengöl und Wasser und schließlich vor dem Abstellen des Injektors noch solange Wasser gesaugt wird, bis die Leitungen völlig mit Wasser gefüllt sind.

Da sowohl beim Anfahren als auch vor dem Abstellen, also während der kritischen Betriebephasen der Anlage, Wasser gesaugt wird und dementsprechend während dieser Betriebephasen das ganze Fördersystem völlig mit Wasser gefüllt ist und in dieses erst dann Sprengöl eingeführt wird, wenn der Injektor zumindest angenähert seine volle Saugleistung er» rtioht hat und eich alt Biohtrhtit keint Luft mehr itt Leitungssystem befindet, sind alle vorstehend erwähnten Äachteile beseitigt. Durch diese Betriebsweise ist es insbesondere auch möglich, die eprengölführenden Leitungen ventilloe zu betreiben, so daß auch die mit den Ventilen verbundenen erwähnten Gefahren vermieden sind. Dabei ist es für die erfindungsgemäße Betriebsweise unerheblich, an weloher Stelle der Injektor angeordnet ist.

In zweckmäßiger weiterer Ausbildung dee erfindungsgeoäflen Verfahrens wird vorgeschlagen, das zum Fördern des Sprengöls verwendete Treibwasser für die Abdeckung des Sprengöle wiederzuverwenden. Zum einen ergibt sich dadurch ein günstiger Wasserhaushalt für den Betrieb der Anlage, zum anderen hat dies aber den Vorteil, daß das nach dem Scheiden der Emulsion in Sprengöl und Wasser noch mit Spuren des Sprengöle behaftete Wasser·infolge seiner erneuten Einführung in den Proeeß nicht nur keiner Abwasserreinigung unterzogen zu werden braucht, eondern daß die im Wasser vorhandenen Sprengölreste nicht verloren sind.

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PÜr eine Vorrichtung zur Durchführung dea erfindungsgemäßen Sprengölförderverfahrens wird vorgeschlagen, den Saugmund des Injektors und den bzw. die Sprengöllagerbehälter od. dgl. mittels einer Verstellvorrichtung relativ zueinander höhenverstellbar zu machen. In besonders einfacher Weise kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, daß an den Injektor eine flexible Saugleitung angeschlossen wird, deren in den Sprengölbehälter eingeführtes Ende sich mittels einer Hubvorrichtung heben und senken läßt. Anstelle dessen könnte aber auch der Saugmund des Injektors feststehend ausgebildet seIn^ und könnte der bzw. die Sprengölbehälter mittels einer Hubvorrichtung entsprechend gehoben und gesenkt werden, so daß der Saugmund wie gewünscht sich im SprengÖl oder im Wasser befindet. In jedem Fall ist die nach einem weiteren Vorsohlag der Erfindung vorgesehene zeitlich beliebige Verstellbarkeit sehr vorteilhaft, da man sich hierdurch gut an die jeweiligen Verhältnisse anpassen kann bzw. Im wesentlichen freizügig ist. .

Um.auch im Falle einer eventuellen Betriebsstörung ein Größtmaß an Sicherheit zu gewährleisten, wird weiterhin vorgeschlagen, die Verstellvorrichtung mit einer Steuereinrichtung auszubilden, die bei jeder gewollten und auch ungewollten Unterbrechung der Sprengölförderung die Verstellvorrichtung automatisch so steuert, daß sich der Injektorsaugmund in die Wasserzone des Behälters einstellt. Um sicherzustellen, daß auch in diesem Falle das Leitungssystem _s völlig von Sprengöl befreit wird, wird dazu Bweokmäßig noch zwischen dem Injektor und der Druckwasserquelle an die Druckwasserleitung eine Druckwasserhilfequelle angeschlossen. Dabei können Druckwasserquelle und Druckwasserhilfsquelle so vorteilhaft miteinander ver-

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bunden nein, daß die "Druckwan gerhilfequelle automatlach in Gang geeetet wird, wenn die Druckwasserquelle zwar in Betrieb genommen, der erforderliche Trelbwasserdruck aber nicht vorhanden ist. .

Die Erfindung int in der Zeichnung in einem Aueftlhrungebeinpiel gezeigt und wird anhand dieses im folgenden noch näher erläutert.

Nach Mg. 2 eind die beiden Sprengöllagerbehälter 1 und 2 in ihrem tiefsten Funkt mittels der Leitung 4 kommunizierend miteinander verbunden, so daß sich das über die leitung 3 in den Behälter 2 zugeführt· SprengOl in beiden Behältern 1 und 2 in gleicher HPhe· einstellt. Bis Bufuhr von Sprengöl in den Behälter 2 wird dabei mittels nicht gezeigter Einrichtungen ,vorzugsweise einer Doppelsicherung,^o gesteuert, daß der Sprengelspiegel in den beiden Behältern 1 und 2 mit sicherheit stets zwischen einen Maximal- und einem Minimalstand gehalten ist.

Die an den außerhalb des Behälters 1 in Höhe der Waseerzone angeordneten und aus dem Treibwaseersammelbehälter 6 über die Pumpe 7 mit Treibwasser gespeisten bzw. betriebenen Injektor 5 mit nachfolgender Förderleitung 11 angeschlossene Saugleitung 9 ist in den Behälter 1 eingeführt, wobei das freie Ende der Saugleitung 9 sich mittels der Hubvorrichtung 10 heben und senken läßt und wobei der Sub so festgelegt 1st, daß sich das Saugleitungsende mit Sicherheit in der unteren Endatellung unterhalb des Hinlmalstandes und in der oberen End· stellung oberhalb des Maximalstandee des Sprengölspiegels befindet. Ferner soll die Hubvorrichtung so ausgebildet sein, daß sich der Saugleitungsmund bei Stillstand der Anlage und auch bei einer Betriebsstörung selbständig in die Waseerzone des Behälters 1 einstellt. Die ie einzelnen nicht näher gezeigte Hubvorrichtung kann sowohl pneumatisch als auch hydraulisch oder mechanisch funktionieren. Als Werkstoff für die Saug-

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leitung 9 ist an ein möglichst weiches Material gedacht, beispieinweise an sprengölbeständipcen Gummi oder einen entsprechenden Kunotstoff.

über dem Sprengöl befindet pich in den Behältern 1 und'2 Wasser, Für den Ausgleich des Wasserstandes in den beiden Prhöltern 1 und 2 sind diese nahe ihrem oberen Rand mittels der Lei tun»"19 miteinander verbunden. Für den Abfluß überschuss! jen Wassers j at in gleicher Höhe mit der Leitung 19 an dert Behälter 1 die leitung 20 angeschlossen, die an den Scheider 21 führt, der seinerseits über die Leitung 22 an den Treibwaasersammelbehälter 6 angeschlossen ist« Der Treibwaseersammelbehälter 6 ist über die mit Steuerventil versehene Leitung 23 an eine nicht gezeigte Tfeibwaseerquelle und über die Abflußleitung 24 an eine ebenfalle nicht gezeigte Abwasseretation angesohloseen.

Um ei eher austeilen, daß auch ira Sttfrun&effill der Injektor 5, die Emulieoneleitüng 11 und öle Saugleitung 9 von jeglichen 8prengölreeten befreit w«sr«!®n, let SI© P2Pieehwae©©r-leitung 25 mit Steuerventil 26_ v©rgeeeneB§)a® Höokschl©g° ventil θ verhindert dabei, daß das von der Frischwasssrquelle kommende Wasser in Richtung· des Treibwasseraamra©!«· behälters 6 fließt. Anstelle eines Prischwaseeranschluaeee kann selbstverständlich auch ein Bruckwasserspeicher ader eine sonstige Druekwasserquill® rei^wendet werden.

Das Über die Saugleitung 9 angesaugte Sprengßl wird ira Injektor mit dem Treibwasser emul^iert und in Emulsions« form über die Leitung 11 in den Scheider 12 geleitet, der die Emulsion in Sprengöl und Wasser brennt, während dae Fprengöl über die Leitung 13 seiner weiteren Bestimmung bzw. Verarbeitung zugeführt wird, fließt das abgeschiedene Wasser über die Leitung 14 und den Nachschieber 15 in den Abwassersammelbehölter 16, von wo die Pumpe 17 das Ab-

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wasser über die Leitung 18 in den Behälter 2 zurückfordert«

Sofern der scheider 12 ho hoch liegt, daß das Abwasser mit freiem Gefalle aus dem Behälter 15 in den Spreng&llagerbehfilter 2 fließen kann» so kann auf den Abwasseraammelbehälter 16 und die Pumpe 17 selbstverständlich verdichtet werden.

Durch die Zurückleitur^'dea abgeschiedenen Wassers in den Behälter 2 i^t prsktiech sichergestellt, daß auch der mit "Ihm verbundene Behälter 1 nienflls ohne V'asner ist, er im Ge/rentell im^er bip zum überlauf gefüllt sein wird, da ja auf diese Weise das pesamte Treibwan.^er durch den Behälter 1 hindurchfließt. Selbst wenn kein Sprengöl im Behälter sein sollte, kann die Anlage somit dennoch kontinuierlich, nämlich mit reinem Wnener, betrieben wtrdtn.

Aus der Schemazeiehnung der Figur 2 ist zu ersehen, daß in den Sprengöl führenden Leitungen des geeamtee Systems kein einziges Ventil vorgesehen ist. Dabei ist es gleichgültig, ob di£ Förderung des Rprengöls bzw. der Sprengsmuleion kontinuierlich o^er im sog« Impfverfahren durchgeführt wird* Dies iet.jp ledig-lich eine Frape des Eintauchens des Saugleitunpsmundep in das Sprengöl bzw. der Länge des Verweilzeit des Saupleitungsmundes im Sprengöl und im Wasser. Ebenso ist es ftf-·- das erfindungsgemäße Verfahren unbeachtlich, ob nur ein einziger Sprengöllagerbehälter verwendet wird oder, wie im Beispiel, zwei oder deren mehrere hintereinander geschaltet sind. Die Verwendung von zwei oder mehreren Behältern hat gegenüber der Verwendung nur eines Behälters allerdingß den Vorteil, daß eine eventuell in den Behälter 2 eingeführte Emulsion erst geschieden wird, ehe sie in den Behälter 1 gelangt, aus dem das Sprengöl dann in reiner Form vom Injektor angesaugt werden soll.

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Die Anordnung des Injektors 5 ist bei der erfindungage» mäßen Anordnung und Augbildung an sieh unerheblich» Vorteilhaft -ist jedoch, ihn in Höhe der Wasserzone» etwa 10 bis 15 cm über den Maximalstand deß Sprerigöla anzuordnen, da in diesem Falle infolge der kommurilgierenden Verbindung zwischen Injektor 5 und Saugleitung 9 der Injektor im Still· stand der Anlage immer mit Wasser gefüllt ist.

Wie sich anhand der Schemazeichnung der Figur 2 ohne ' weiteres klarmachen läßt, kann die Hubbewegung der Saugleitung 9 dadurch relativ klein gehalten, werden, daß die Behälter 1 und 2 mit einem großen lichten Querschnitt ausgebildet werden» Dabei 1st ee auch von Vorteil, daß der Übergang vom Wasaersaugen zum Sprengölsaugen und umgekehrt entsprechend der Geachwindlgkelt der Hubbewegung der Saugleitimg sehr langsam und geachnaidlg erfolgen kann₀

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren eur Förderung von Sprengöl, wobei das SprengBl durch einen druckwaaserbetrlebenen Injektor Über einen Saugstutzen oder ein Saugrohr aus eines Lagerbehälter od. dgl. angesaugt und hinter der Treibdüse des Injektors alt dessen Treibwaeser emulgiert und dann in Etnulsionefonn durch eine Tranaportleltung weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß -das Sprengöl mit Wasser abgedeckt und dann sowohl bei der ersten als auch bei jeder weiteren Inbetriebnahme des Injektors zunächst Wasser und darauffolgend entweder ständig Sprengöl oder abwechselnd Sprengöl und Wasser und schließlich vor dem Abstellen des Injektor· solange Wasser gesaugt wird, ble die Leitungen VUlIIg Bit Wasser gefüllt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das zum Pördern des Sprengöls verwendete Treibwasser für die Abdeckung des Sprengöls wiederverwendst wird.

3. Vorrichtung eur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daS der Saugsund des Injektors (5)" und der bzw. die Sprengöl-L*gerbehilt»r (1,2) od. dgl. iiittels einer Verstellvorrichtung relativ lutinander höhenverstellbar sind.

4. Vorrichtung naoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB dl« Verstellvorrichtung seitlich beliebig einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gtkenneeiohnet, da8 die Verstellvorrichtung alt einer Steuereinrichtung versehen 1st, die bei Unterbrechung der Förderung den Saugmund' dee Injektors (5) und/oder den bsw. die.Lagerbehälter

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(1,2) selbsttätig so steuert, daß eich der Injektorsaugmund in der Wasserzone dee bzw. der Behälter befindet.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 biß 5» dftduroh gekennzeichnet, daß zwischen dem Injektor (5) und der Druakwaeeerquelle an die Druekwaeeerleitung eint Druck waaeerhilfequelie angeechloeeen ist.

Troiedorf, den 13· 9; 1966
Kg/Hd.

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