DE2129462A1

DE2129462A1 - Mittel zur verhinderung der selbstentzuendung von kohle

Info

Publication number: DE2129462A1
Application number: DE19712129462
Authority: DE
Inventors: Hans Lewer
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1971-06-14
Filing date: 1971-06-14
Publication date: 1973-01-04
Also published as: DE2129462B2; FR2141665B1; DE2129462C3; BE778720A; SU867323A3; GB1392984A; FR2141665A1

Description

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DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT

5202 Hennef/Sieg 1, Allner, Zum Weingarten. 11

9. 6. 1971 Th/ra/B; CFK 366

Chemische Fabrik Kalk GmbH, 5 Köln 91, Kalker Hauptstr.

Mittel zur Verhinderung der Selbstentzündung von Kohle

Dem Steinkohlenbergbau entstehen immer wieder größere Schaden durch Selbstentzündungsbrände in der Kohle. Solche Brände haben neben dem Verlust von Ausrüstungsgegenständen und sonstigen Materialien oft zur Folge, daß ganze Feldesteile aufgegeben werden müssen. Zudem bedeuten sie eine erhebliche Gefährung der Beschäftigten unter Tage. .

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Selbstentzündungsbrände können insbesondere beim Ausrauben abgeworfener Grubenbaue, beim Abbau in Störungen, beim Anstehen von Kohlenstreifen in der Firste einer Strecke und beim Stehenlassen nicht oder nur schwer gewinnbarer Kohlenreste und —pfeiler entstehen. ^:

Die bekannten Maßnahmen zur Verhütung solcher Brände, .wie Verhinderung von Schleichwetterströmen, dichtes Abdämmen von abgeworfenen Strecken oder Einbringen dichten Verzuges, können eine Selbstentzündung der Kohle nicht mit Sicherheit verhindern, während der restlose Abbau von Kohleinseln und -pfeilern in den meisten Fällen zu zeitraubend ist.

Bekanntlich nimmt aufgelockerte und zerkleinerte Kohle ständig Sauerstoff"auf. Dieser bewirkt eine Oxidation zu Kohlenmonoxid, wobei in der Kohle eine Temperaturerhöhung eintritt. Wird die entstehende Wärme durch entsprechende Bewetterung nicht laufend abgeführt, entsteht ein solcher Wärmestau, daß es' zur Selbstentzündung der Kohle kommen kann. Daher sind alle Teile des Grubengebäudes mit zur Selbstentzündung neigender Kohle, in denen eine so geringe Wetterströmung herrscht, daß. \zwar der zur Oxidation erforderliche Sauerstoff zugeführt, die Oxidationswärme jedoch nicht hinreichend abgeführt wird, "brandgefährdet.

Um diesen Gefahren zu begegnen sind verschiedene Verfahren entwickelt worden. So ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, nach dem ein Calciumchlorid—Ton-Gemisch in wäßriger Lösung bzw. Aufschlämmung durch Tiefeninjektionen in die Kohle gepreßt und der Kohlenstoß zusätzlich mit diesem Mittel besprüht wird. Außer-

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dem ist "bekannt, daß bei der Verwendung von netzmittelhaltigen Galciumchloridlösungen zur Kohlenstoßtränkung gleichzeitig die .Selbstentzündungsgefahr geringfügig herabgesetzt wird. Schließlich ist ein Verfahren beschrieben, nach dem netzmittelhaltiges Wasser unter einem Druck von mehreren Atmosphären in Bohrlöcher-eingepreßt wird, die zuvor mit einer Tiefe von etwa 30 Metern in den Kohlenstoß getrieben worden sind. Alle diese Verfahren haben sich nicht allgemein einführen können, da ihre Durchführung sehr aufwendig, ihre Wirkung gering oder nur von kurzer Dauer ist. ■ *

Daher wurde nach einem Mittel zur Verhinderung der Selbstentzündung von Kohle gesucht, das mit relativ geringem technischem Aufwand auf die Oberfläche der zu schützenden Kohle aufgebracht werden kann und dort über eine lange Zeitdauer wirksam bleibt.

Es wurde ein Mittel zur Verhinderung der Selbstentzündung von Kohle, insbesondere im Untertagebetrieb, gefunden, das auf die Oberfläche der Kohle aufgebracht wird und einen hygroskopischen Stoff sowie ein Netzmittel enthält. Dieses Mittel zeichnet sich dadurch aus, daß es pulverförmig ist und in seiner Hauptmenge ä aus Calcium- bzw. Magnesiumchlorid besteht, das nichtionogene Netzmittel enthält.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mittelö dient ein feinteiliges Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid. Bei der praktischen Anwendung des Mittels hat es sich gezeigt, daß je nach der Anwendungsart unterschiedliche Kornfeinheiten zweckmäßig sein können. Eine obere Grenze für die Korngröße ist dadurch gegeben, daß das Mittel sich mit Druckluft verblasen lassen muß. Außerdem müssen die Teilchen aber so leicht sein, daß

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sie mit dem Druckluftstrom auf die Oberfläche der zu behandelnden Kohle aufgebracht werden können. Das ist erfahrungsgemäß dann gegeben, wenn die Korngröße des Balzpulvers zu mehr als 80 Gewichtsprozent unter 1 mm und zu mehr als 60 Gewichtsprozent unter 0,3 mm liegt» Unter besonderen Bedingungen kann es. jedoch erwünscht sein, daß das Mittel in Form eines Hebels vom Wetterstrom erfaßt und mitgeführt wird und auf diese Weise an zu behandelnde Stellen gelangt, die auf direktem Wege mit dem Sprühgerät nicht erreicht werden können. Für eine derartige Wirkung sind dann Teilchengrößen unter 100yu erforderlich.

Die hygroskopischen Salzpulver werden durch Zugabe von Netzmitteln erst praktisch wirksam. Voraussetzung ist die Zugabe eines nichtionogenen Netzmittels, da anionen- "und kationenaktive Netzmittel in der durch Aufnahme von Luftfeuchtigkeit entstehenden gesättigten Salzlösung ihre Wirksamkeit verlieren. Jedoch sind auch nicht alle nichtionogenen Netzmittel in gleichem Maße geeignet. Für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Mittels ist es von entscheidender Bedeutung, daß die unmittelbar nach dem Auftreffen der Salzteilchen auf die zu behandelnde Kohlenoberfläche durch Zerfließen sich bildende Salzlösung" die Kohlenoberflache lückenlos überzieht und vor allem in alle Poren und Spalten der Kohle oder bei Haufen von Köhleklein in alle Zwischenräume eindringt und so den Zutritt von Luftsauerstoff unterbindet. Es müssen daher solche nichtionogene Netzmittel zur Anwendung gelangen, die die Oberflächenspannung der entstehenden hygroskopischen Salzlösung gegenüber Kohle so stark herabsetzen, daß diese schnell in die feinsten Kapillarräume einzudringen vermag. Als in dieser Beziehung

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besonders geeignet haben sich Dialkylphenylpolyglykoläther mit 5 bis 20 Glykolresten in der GIykoläthergruppe und Alkylgruppen mit 1 bis 9 C-Atomen erwiesen. Diese Netzmittel werden dem hygroskopischen Salzpulver in Mengen zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das fertige Gemisch, zugesetzt. Die Netzmittel können in trockener Form mit dem Salzpulver vermischt werden oder als hochkonzentrierte etwa 60- bis 70%ige Lösung auf das lebhaft bewegte Salzpulver aufgesprüht werden. Es ist jedoch auch möglich, das genannte hochwirksame Netzmittel mit anderen nichtionogenen Netzmitteln, insbesondere '

Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylpolyglykoläthern, zu vermischen. Solche Mischungen sollen pro Gewichtsteil Dialkylpolyglykoläther höchstens 0,4 bis 1,0 Gewichtsteile an anderen nichtionogenen Netzmitteln enthalten.

Das erfindungsgemäße Mittel kann außer den festen, feinteiligen, hygroskopischen Salzen und dem Netzmittel auch noch feinteilige, trockene Inertstoffe, wie beispielsweise Gesteinstaub, getrockneten Ton, natürliches oder synthetisches Calciumsulfat oder Calciumcarbonat, Kesselasche, Industriestaub mit geringem Kieselsäuregehalt oder Gemische solcher Inertstoffe, g

enthalten. Diese Inertstoffe können in dem erfindungsgemäßen Mittel in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil hygroskopisches Saiz^vorliegen. Vorteilhaft soll die Korngröße solcher Inertstoffe unter 0,2 mm liegen. Ein hinsichtlich seiner unterstützenden Wirkung besonders geeigneter Inertstoff ist feinteiliges Natriumchlorid, das beispielsweise unter der Be- · zeichnung "Pudersalz" vertrieben wird. Solches "Pudersalz", dessen Teilchengröße zu über 90 Gewichtsprozent unter 0,2 fjh liegt, wird mit wenig Wasser zu einem knetbaren Salzteig vermischt und dazu das feinteilige,

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hygroskopische Salz in solcher Menge gegeben, daß in dem Gemisch pro Gewichtsteil hygroskopisches Salz 0,2 bis 5 Gewichtsteile "Pudersalz" enthalten sind. Anschließend wird dem auf diese Weise erhaltenen trockenen, pulverförmigen Gemisch das Netzmittel zugesetzt. ■ ■ .

Es ist bereits bekannt, solche Kittel, wie vorstehend beschrieben, im Bergbaubetrieb unter Tage zur Staubbekämpfung zu verwenden. Naturgemäß wird auch J^ überall da, wo solche Mittel bisher auf die Oberfläche von Kohle aufgebracht wurden, neben der Staubbindung auch die Selbstentzündung der Kohle verhindert. Da die Nebenwirkung solcher hygroskopische Salze enthaltender Mittel, bisher offenbar nicht bekannt war, wurden diese Mittel auch nicht an solchen Stellen aufgebracht, an denen keine Staubablagerung auftrat, wohl aber eine Selbstentzündung der Kohle hätte verhindert werden können. Ziel der Erfindung ist es daher, diese bisher für die Bindung von Kohlen- und Gesteinstaub bekannten Mittel einem weite-: ren, neuen und mit dem bisherigen in keinem Zusammenhang stehenden Verwendungszweck zuzuführen und damit gleichzeitig die Aufgabe zu lösen, die Selbstentzündung von Kohle zu verhindern^ \

Im folgenden sollen für die Zusammensetzung und die Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels einige Beispiele gegeben werden.

Aus gleichen Gewichtsteilen Calciumchloridpulver mit 85 Gewichtsprozent CaGIp und Galciumsulf atpulver wird ein trockenes Gemisch hergestellt und diesem Gemisch unter lebhafter Bewegung 3 Gewichtsprozent einer Lö-

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sung zugesetzt, die 60 Gewichtsprozent Netzmittel enthält. Dieses Netzmittel "besteht zu 2/3 seines Gewichts aus einem Dimethylphenylpolyglykoläther mit 12 Glykolresten und zu 1/3 aus einem Nonylphenylp ο lyglyko läther mit 9. Glykolresten. Wird dieses Mittel an der dafür vorgesehenen Stelle unter Tage verblasen, so bildet sich unter der Wirkung der von dem hygroskopischen Salz den Grubenwettern entzogenen Feuchtigkeit die erwünschte Schutzschicht, die auf der Oberfläche der Kohle,- selbst auf senkrechten und überhängenden Flächen, gut haftet, ohne abzulaufen, und gleichzeitig schnell in alle Spalten und Hohlräume der Kohle eindringt.

In einem Abbaubetrieb mußte ein Eestpfeiler an Kohle in Form eines gleichschenkligen Dreiecks von 250 m Schenkellänge und einer Basis von 60 m stehenbleiben. Da die Neigung zur Selbstentzündung dieser Kohle (Flöz Sonnenschein) bekannt war, das Vorbeiziehen von Schleichwettern nicht zu vermeiden und der Kohlepfeiler durch den vorbeigeführten Abbau mehr oder weniger zerdrückt worden war, sollte der Restpfeiler ausgekohlt und der Raum mit Holzkästen versetzt werden. Dazu wäre bei einem Raum von 3 600 nr ein sehr hoher Arbeitsaufwand erforderlich gewesen. Statt dessen wurden die Flächen der stehengebliebenen—Kohle mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt, wozu im Verlauf von 3 Monaten insgesamt 30 t des Mittels verbraucht wurden. Während dieser Zeit wurde der ausziehende Wetterstrom mit einem selbstschreibenden GO-Meßgerät überwacht, und zusätzlich wurden fortlaufend Wetterproben entnommen. Die Auswertung ergab, daß der CO-Gehalt der Wetter zu keiner Zeit höher als 26 ppm lag.^: "

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Weiterhin worden Versuche über längere Zeiträume durchgeführt, bei denen abgedämmte Strecken mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt wurden. Zum Vergleich wurden unbehandelte, abgedämmte Strecken herangezogen, die im gleichen Flöz lagen.·

	unbehandelt	Beob achtungsz eit	bis	GO-Gehalt ppm	maximal
Flöz Sonnen schein	behandelt	von	11.10.66	minimal	680
Flöz Blücher 2	unbehandelt	4.12.63	9. 9..70	190	60
Flöz Wasser fall	behandelt	24.4.68	29. 1.70	O	160
unbehandelt	8.11.65	23. 6.7O	100	40
behandelt	14.12.68	25. 5*64	Spuren	X) 40 000
23- 3-64	21. 5.7O	40 .	160
8.12.69	110 ·

^x) ab 22. 5. 64 Schwelbrand durch Selbstentzündung

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Claims

Patentansprüche

1. Mittel zur Verhinderung der Selbstentzündung von Kohle, insbesondere im Untertagebetrieb, das auf die Oberfläche der Kohle aufgebracht wird und einen hygroskopischen Stoff sowie ein Netzmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es pulverförmig ist und in seiner Hauptmenge aus Calcium- bzw. Magnesiumchlorid besteht, das nichtionogene Netzmittel enthält.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als nichtionogene Netzmittel Dialkylphenylpolyglykoläther mit 5 his 20 Glykolresten in der Glykoläthergruppe und Alkylgruppen mit T bis 9 C-Atomen in dem Mittel enthalten sind.

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3· Mittel nach. Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtionogene Netzmittel ein Gemisch von Dialkylphenylpolyglykoläthern mit 5 bis 20 Glykolresten in

_ der Glykoläthergruppe und Alkylgrup-

pen mit 1 bis 9 C-Atomen und anderen

Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylpolyglyköläthern in dem Mittel enthalten ist.

4-, Mittel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 5 Gewichtsprozent an Netzmitteln enthält.

5. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses gegebenenfalls zusätzlich einen feinteiligen Inertstoff in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil hygroskopischen Stoff enthält.

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