DE1933729A1 - Verfahren zur Bekaempfung des Staubes und der schaedlichen Gase bei der Schiessarbeit im Bergbau - Google Patents
Verfahren zur Bekaempfung des Staubes und der schaedlichen Gase bei der Schiessarbeit im BergbauInfo
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Description
DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT
Rodenkirchen / Bez. Köln, GrüngürteIstraßfc 10
30. 6. 1969 L/bkj CFK 323
Verfahren zur Bekämpfung des Staubes und
der schädlichen Gase bei der Schießarbeit im Bergbau
Ziel der Erfindung ist es, die bei der Schießarbeit im Bergbau, insbesondere im Untertagebetrieb,
entstehenden Stäube und schädlichen Gase wirksam zu bekämpfen. Bekanntlich treten bei der Schießarbeit
im Bergbau, wie sie zum Streckenvortrieb, zur Kohle-, Erz- und Mineraliengewinnung notwendig
ist, große Mengen an Staub und schädlichen Gasen auf, die zu einer starken Belästigung und vielfach
zu gesundheitlichen Schädigungen der Bergleute führen. Die Schießarbeit wurde daher vielfach
in belegarmen Schichten oder am Ende einer Schicht durchgeführt. Solche Zeiteinteilung brachte jedoch
Verzögerungen beim Abbau mit sich.
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Es wird daher versucht, den bei der Schießarbeit auftretenden Staub möglichst schnell niederzuschlagen.
Hierzu sind heute im wesentlichen drei Verfahren üblich.
Das Nebelwandschießen, der Wasserbesatz und der Pastenbesatz mit einer aus Zellulose und Wasser
bestehenden Paste. Wie aus dem Aufsatz von Landwehr und Bauer in Bergbau 7 (1966), Seiten I9I
bis 202, hervorgeht, sind diese drei Verfahren " etwa gleich gut wirksam.
Das Nebelwandschießen ist die aufwendigste Arbeitsweise. Hierbei wird einige Meter hinter der
Schießstelle durch Verdüsen von Wasser und Luft eine Nebelzone und dahinter durch Verdüsen von
V/asser allein eine Niederschlagszone in der Strecke erzeugt* Die hierzu notwendigen Düsen
bedürfen einer sorgfältigen Wartung. Nur dann ist dieses Verfahren gut wirksam. Jedoch führen
die beim Nebelwandschießen eingebrachten großen Wassermengen zu einer Erhöhung der Feuchtigkeit
^ des Grubenklimas. Ein weiterer Nachteil tritt bei
Grubenräumen in schiefrigem Gestein auf, da die
großen Wassermengen hier zu einem Quellen der Sohle führen. Wegen seines hohen technischen Aufwandes
und der anderen damit verbundenen Nachteile wurde das Nebelwandschießen durch die Wasserbzw.
Pastenbesatzverfahren verdrängt» Bei den letztgenannten Verfahren werden in die Bohrlöcher
hinter die Sprengpatronen Patronen aus beidseitig geschlossenen Polyäthylenschläuchen,
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die mit Wasser bzw. Zellulose-Wasser-Paste gefüllt sind, eingebracht. Diese Besatzpatronen
dienen zumeist gleichzeitig zur Verdammung der Bohrlöcher. Durch diese Verfahren kann gegenüber
reinem Lehmbesatz eine Verminderung, insbesondere der lungengängigen und besonders schädlichen
Teilchen unter 5 /U des Staubes je nach Gesteinsart um 30 bis 50 %, erzielt werden.
Wie aus der angeführten Veröffentlichung und aus
einer weiteren Veröffentlichung von Landwehr in Nobelhefte (Mai I961), Seiten 89 bis II3, hervorgeht,
sind auch schon andere Möglichkeiten zur Staubbekämpfung bei der Schießarbeit geprüft worden.
Beispielsweise das Einblasen von Sand oder das Einbringen von angefeuchtetem Kalkstaub in
die Bohrlöcher. Beide Verfahren können zwar unter günstigen Umständen eine Verminderung des Staubanfalles
herbeiführen, jedoch ist ihre Wirkung nicht sicher genug. Beispielsweise hängt die Staubbindung
durch den Kalkstaub sehr von seinem Feuchtigkeitsgehalt ab. Außerdem ist von der Verwendung
von Sand und Kalk zur Staubbekämpfung auch schon aus psychologischen Gründen abzuraten, da diese
Stoffe unter anderen Umständen als schädlich anzusehen sind und so die Bergleute leicht das Vertrauen
zu den Maßnahmen der Staubbekämpfung verlieren könnten.
Weiterhin wird von Leimroth in der Dissertation (Clausthal, 1959) "Grobdisperse Salzlösungs-Aerosole
zur praktischen Feinstaubbekämpfung im Steinkohlenbergbau"
angeführt, daß sich der bei der
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Schießarbeit auftretende Staub durch Vernebeln von 3>»igen Natriumchloridlösungen schnell niederschlagen
läßt. Bei diesem Verfahren treten jedoch dieselben Nachteile wie beim Nebelwandschießei; auf, auch
wenn die Flüssigkeitsrnengen hier geringe, oind.
Dieses Verfahren hat daher keinen Eingang in die Praxis gefunden. Wie aus der Bergakademie (Prei-.berg)
3j6, (1964), Seiten 740 bis 745, hervorgeht,
sind auch schon Patronen, die mit wäßrigen Magnesiumchloridlösungen, mit Netzmittellösungen bzw.
mit Kochsalz in Form von festem Industriesalz gefüllt sind, zur Staubbekämpfung als Besatz in die
Bohrlöcher eingebracht worden. Da sowohl die hierbei verwendeten Magnesiumchloridlösungen als·auch
die Netzmittellösungen gegenüber Patronen mit reinem Wasser nur eine geringfügig erhöhte Staubniederschlagung
bringen und Natriumchlorid sogar nur eine erheblich geringere Staubniederschlagung bewirkt, kann sich die Verwendung dieser Besatzmittel
nicht einführen.
Die angeführten Maßnahmen dienen nur zur Staubbekämpfung
bei der Schießarbeit. Die neben dem Staub auftretenden schädlichen Gase, insbesondere
Kohlenoxid und Stickoxide, lassen sich durch die angeführten Maßnahmen nicht beseitigen, wie auch
aus Nobelheft, (Juli I965), Seiten 154 bis 159,
hervorgeht. Es muß vielmehr abgewartet werden, bis die Schießschwaden durch den Wetterstrom genügend
verdünnt und abgezogen sind, ehe die Arbeiten in dem jeweiligen Grubenraum fortgesetzt
werden können.
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Wie aus der Veröffentlichung von Bryljakow in Gornyj-Zjurnal 1966, Heft 12, Seiten 55 bis 58,
hervorgeht, sind in Schießversuchen mit geringen Sprengstoffmengen (2 kg) Möglichkeiten zur
Bekämpfung der schädlichen Gase geprüft worden. Hierbei wurden Ampullen, gefüllt mit festem,
pulverförmiger!! Natriumcarbonat, Silicagel, Chlorkalk,
Löschkalk, Pyrolusit, als Verdammung hinter die Sprengstoffpatronen in die Bohrlöcher
eingebracht. Es wurde die Verminderung des Anfalles an schädlichen Gasen, Kohlenoxid und
Stickoxide gegenüber Lehmbesatz geprüft und eine Verminderung an schädlichen Gasen um 17 bis
Jf % bei Silicagel und um 48 bis 56 % bei Pyrolusit
gefunden. Die Werte für die anderen Stoffe liegen zwischen diesen Grenzwerten. Ähnliche
Ergebnisse wurden erzielt, wenn Wasserstoffperoxidlösung oder Chlorkalklösung in Ampullen
oder mittels einer besonderen Vorrichtung unter Dr-uck in die Bohrlöcher eingebrachtes Wasser
als Verdammung benutzt wurden» Es wurde außerdem geprüft, Oxidationsmittel, wie Kaliumpermanganat,
Mangandioxid, direkt in die Sprengstoff patronen einzubringen. Auch hier trat eine
Verminderung der Menge an giftigen Gasen ein. Die durch diese Besatzarten erzielten Verminderungen der schädlichen Gase bei Schießversuchen
befriedigen jedoch noch nicht, da gegenüber Wasserbesatz nur geringfügige Verbesserungen erzielt
werden. Trotz Wasserbesatz bzw. dem ihm gleich zusetzenden Pastenbesatz ist es jedoch durch die
3chießarbeit in der letzten Zeit zu Vergiftungserscheinungen bei Bergleuten gekommen.
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Um diese nachteiligen Polgen für die Bergleute zu beseitigen und andererseits eine baldige Wiederaufnahme
der Arbeiten in den Grubenräumen nach dem Schießen zu ermöglichen, wurde daher nach
Möglichkeiten gesucht, den Staub und die schädlichen Gase bei der Schießarbeit wirksamer zu
bekämpfen.
Es wurde ein Verfahren zur Beseitigung des Staubes und der schädlichen Gase bei der Schießarbeit
im Bergbau unter Anwendung von Salzen als Besatz gefunden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß feinteiliges Calciumchlorid und/oder
Magnesiumchlorid als"Besatz verwendet wird.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße 'Besatzmaterial
Calciumchlorid oder Magnesiumchlorid in einer
solchen Teilchengrößenverteilung angewendet, daß
dessen Anteile an Teilchen mit einem Durchmesser von unter 1 mm mehr als 80 Gewichtsprozent und mit
einem Durchmesser von unter 0,3 mm mehr als 60 Gewichtsprozent
betragen. Der Wassergehalt des CaI-ciumchlorids bzw. Magnesiumchlorids kann zwischen
55 und 0 Gewichtsprozent liegen, d.h., daß Hexa-, Tetra-, Di-, Mono-Hydrate und praktisch wasserfreie
Substanzen zur Anwendung gelangen.
Den Chloriden des Calciums bzw. des Magnesiums können zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit noch Netzmittel,
insbesondere nicht-ionische Netzmittel, wie Alkylphenol-polyglykoläther, zugesetzt werden.
Daneben hat sich ein Zusatz alkalisch wirkender Substanzen, wie Calciumoxid, Calciumhydroxid, CaI-ciumcarbonat,
Dolomit, Natriumhydroxid, Natrium-
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hydrogencarbönat, Natriumcarbonat, Kaliumhydroxid,
Kaliumcarbonat, Κε-liumhydrogencarbonat, harnstoff
und ähnlicher Substanzen, bewährt. Es kann auch Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid eingesetzt
werden, über das Ammoniak geleitet worden ist und das auf diese Weise ammoniakalisch bzw. alkalisch
reagiert. Auch ein Zusatz von Oxidationsmitteln, wie Mangandioxid, Kaliumpermanganat,
wirkt sich vorteilhaft aus. Außerdem kann zusätzlich Natriumchlorid oder ein anderes Metallsalz
dem Besätzmittel zugesetzt werden.
Die genannten erfindungsgemäß zu verwendenden Besät zmaterialien werden bevorzugt in patronierter
Form verwendet. Hierzu werden sie in 15 bis J50 cm 'lange Kunststoffhüllen, beispielsweise Polyäthylenschläuche,
eingefüllt. Der Durchmesser dieser Kunststoffhüllen ist dem Bohrlochdurchmesser angepaßt;
die Kunststoffhüllen werden nach Füllung mit dem Besatzmaterial beidseitig verschweißt oder
mit einer geeigneten Klammer oder sonstigen Vorrichtung verschlossen. Die Patronen können gestreckte
oder gekrümmte Form aufweisen. Die gekrümmte Form erleichtert die Verdammung im Bohrloch.
Jede Patrone enthält etwa 200 bis 500 g des erfindungsgemäßen Besatzmaterials. Die erfindungsgemäßen
Patrone^ sind gut lager- und transportfähig. Ihre Anwendung beinhaltet gegenüber den
bisherigen 3esatzverfahren keinen zusätzlichen Arbeitsaufwand .
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BAD OBKäSNAL
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene
wird die Sprengung wie Üblich vorbereitet. Es kann
sich hierbei um jegliche Sprengung In Gestein,
Kohle, Erzen oder Minerallen handeln. Die Bohrlöcher werden mit den Spreng- und Schlagpatronen
beladen. Anschließend wird der erflndungsgemttße
Besatz eingebracht. Bei nloht-patronlertem Besatz
geschieht dies mit Hilfe einer durch Druckluft betriebenen maschinellen Einrichtung. Wird das erfindungsgemäße Besatzmittel in patronierter Form
verwendet, so können die Patronen von Hand in die
Bohrlöcher eingebracht werden. Die Menge an nicht* patroniertem Besatz entspricht in etwa der Menge«
die bei patroniertem Besatz zur Anwendung könnt· Um eine sichere Verdammung der Bohrlöcher zu erzielen, können die erfindungsgeraäßen Patronen in
gekrümmter Form angewendet werden. Sie können aber
auch in gerader Form mit geeigneter Arretierung Verwendung finden« Eine weitere Möglichkeit besteht
darin, sie vor dem Einbringen In da· Bohrloch ein wenig aufzuschlitzen, so daß im Bohrloch ein Teil
des Pulvere herausrieselt und so eine Verdammung
erzielt wird. Im Anschluß an den Besatz kann die
Sprengung wie üblich gezündet werden. .
Das feinte!lige Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid verbindet sich offenbar nach der Sprengung
mit den bei der Sprengung entstehenden großen Mengen an Wasserdampf. So wird eine schnellere Kondensation des Dampfes zu Tropfen, die das Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid gelöst enthalten, bewirkt·
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Dieses Gemisoh sorgt dann für eine schnelle
Aggregation des Staubes zu größeren, nicht mehr lungengängigen Teilchen und zur Niederschlagung des Staubes am Ort seiner Entstehung.
Außerdem wurde gefunden, dafl sich die nltrosen
Gase in der entstehenden Lösung, sehr viel besser auflösen als in Wasserdampf bzw. Tröpfchen,
die nur aus Wasser bestehen. Zur Erhöhung der Löslichkeit der nitrosen Qase in der entstehenden Lösung können dem Besatz neben Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid noch alkalisch wirkende Substanzen zugesetzt werden. Die Mengen
an alkalischen -Stoffen können variiert werden« um die beste Bindung der nitrosen Gase zu bewirken. Im allgemeinen ist ein Gehalt von 2 bis 10 £
an alkalischen Substanzen im Besatzmaterial Ausreichend, um den Gehalt der Schießschwaden an nitrosen Gasen innerhalb weniger Minuten weit unter
die schädliche Grenzkonzentration zu bringen·
Ein weiterer Vorteil in der Verwendung des erfindungsgemäßen Besatzes liegt darin, UaB der niedergeschlagene Staub« von hygroskopischer Sals« '
lösung befeuchtet, festgehalten wird. Durch den Gehalt an hygroskopischen Salz bleibt das Wasser
in der Nlederschlagsschlcht gebunden, und der
Staub kann bei weiterer Schießarbeit nicht erneut aufgewirbelt werden. Diese Oefahr besteht
bei durch Wasser niedergeschlagenem Staub nach Verdunsten des Wassers. Außerdem erhöhen die er«
findungsgemäßon Besatzmittel die relative Feuoh-
- 10 -
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- ίο -
tigkeit In den Grubenwettern nicht. Eine Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes der Grubenwetter tritt Immer dann auf« wenn Wasser« sei es
In Patronen« sei es direkt« im Grubenraum versprüht wird. Diese Erhöhung der relativen Feuchtigkeit führt jedoch zu einer Erhöhung der
Feuchttemperatur und danit zu einer Verschlechterung des Grubenklimas. Dieses ist insbesondere
in tiefer gelegenen« wärmeren Grubenräumen nicht erwünscht. Durch das erfindungsgemäfle Bosatz-W mittel wird das Grubenklima praktisch nicht
verändert.
00S883/1099
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Beseitigung des Staube« und der schädlichen-Oase bei der Schießarbeit im Bergbau unter Anwendung von Salzen ale Besatzs dadurch gekennzeichnet, dafl feliitei Ilses Caldunchlorld und/oder M&gnesiunohiorid als Besatz verwendet wird.2. Verfahren nach Anspruch 1« da* durch gekennzeichnet, dafl da« Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid mit einer solchen Teilchengrößenverteilung angewendet wird* daß dessen Anteile an Teil* ohen mit einem Durchmesser von unter 1 mm mehr als 80 Gewichtsprozent und mit einem Durcheeiser von unter 0,3 im Beehr alt 60 Oewlohts-Prozent betragen.009883/10998AD ORIGtNAL2· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet. daß das Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid mit einem Wassergehalt von 59 bis 0 Gewichtsprozent angewendet wird«4. Verfahren n&oh Ansprüchen 1bis 5, dadurch gekennzeichnet» da£ dem Calciumchlorid bzw. Magnesiumchlorid noch alkalisch wirkende Verbindungen zueesetzt werden. · '3. Verfahren ntch Ansprüchen 1 bis 4, dadurch Fftekennzeichnet^ daß Oxidationsmittel zugesetzt werden.6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gtkennteichnet. daß Natriumchlorid zugesetzt wird.009883/1099 SAD oflleiNAL7· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6» dadurch gekennzeichnet. daß Netzmittel zugesetzt werden.8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet. daß die Besatzmittel in patro- · nierter Form verwendet werden.· Bcsat zpatronen, zur Bek&npfung des Staube« und der schädlichen Oase bei der Schießarbeit aus einer beidseitig geschlossenen KunetsloffhUlle, dadurch gekennzeichnet. daß sie mit feinteiligem Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid gefüllt ist.10. Beeatzpatron·η nach Anepruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung außerdem alkalisch wirkende Verbindungen enthält.009883/109911. Besatzpatronen nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnetf daß die Füllung außerdem. Oxidationsmittel enthält« .12. Besatzpatronen nach Ansprüchen 9 bis II, dadurch gekennzeichnet. daß die Pilllung außerdem Katrlun· ohlorid13· Besatzpatronen nach Ansprüchen 9 bis 12» «dJMfcirch gckennylohnet. dafl die Pü^luns außerdem Jletzmittel enthält. "*009883/1099BAD ORJGIWAL
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