DE1933729A1

DE1933729A1 - Verfahren zur Bekaempfung des Staubes und der schaedlichen Gase bei der Schiessarbeit im Bergbau

Info

Publication number: DE1933729A1
Application number: DE19691933729
Authority: DE
Inventors: Hans Lewer
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1969-07-03
Filing date: 1969-07-03
Publication date: 1971-01-14
Also published as: ES379983A1; FR2050102A5; DE1933729B2; BE751623A; US3752079A; FI52617B; CS171686B2; JPS4942564B1; SE381254B; DE1933729C3; PL80703B1; ZA704551B; FI52617C; GB1300634A

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT

Rodenkirchen / Bez. Köln, GrüngürteIstraßfc 10

30. 6. 1969 L/bkj CFK 323

Chemische Fabrik Kalk GmbH* Köln-Kalk, Kalker Hauptstr.

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-

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8ÄD ORIGINAL

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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.

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Claims

Patentansprüche

1. 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.

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8AD ORIGtNAL

2· 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 1

bis 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.

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7· 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.

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11. Besatzpatronen nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet_f daß die Füllung außerdem. Oxidationsmittel enthält« .

12. Besatzpatronen nach Ansprüchen 9 bis II, dadurch gekennzeichnet. daß die Pilllung außerdem Katrlun· ohlorid

13· Besatzpatronen nach Ansprüchen 9 bis 12» «dJMfcirch gckennylohnet. dafl die Pü^luns außerdem Jletzmittel enthält. "*

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