DE2129462C3 - Verhinderung der Selbstentzündung von Kohle durch Calcium- bzw. Magnesiumchlorid mit Netzmittelzusatz - Google Patents

Description

es jedoch erwünscht sein, daß das Mittel in Form eines Nebels 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 100 u erforderlich.

Die hygroskopischen Salzpulver werden durch Zugabe von Netzmitteln erst praktisch wirksam. Voraussetzung ist die Zugabe eines nichtionogenen Netzmittels, da anionen- und kationenaktive Nttzmittel 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 ?s von entscheidender Bedeutung, daß die unmittelbar nach dem Auftreffen der Salzteilchen auf die zu behandelnde Kohlenoberfläche durch Zerfließen sich bildende Salzlösung die Kohlenoberfläche lückenlos überzieht und vor allem in alle Poren und Spalten der Kohle odei bei Haufen von Kohlcklcin 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 vern.ag. AK in dieser Beziehung besonders geeignet haben sich Dialkylphenylpolyglykoläther mit 5 bis 20 Glykolresten in der Glykoläthergruppe und Alkylgruppen mit 1 bis 9 C-Atomen erwiesen. Diese Netzmittel werden dem lngroskopischen Salzpulver in Mengen zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das fertige Gemisch, zugesetzt. Die Netzmittel können in trockener Form mit dem Salzpulver \ermischt werden oder als hochkonzentrierte etwa 60- bis 7O°/oige 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 Alkylarylnolyglykoläthern, zu vermischen. Solche Mischungen sollen pro Gewichtsteil Dialkylpolvglykoläther 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 Cakiumcarbonat, Kesselasche, Industriestaub mit geringem Kieselsäuregehalt oder Gemische solcher Inertstoffe, enthalten. Diese Inertstoffe können in dem erfindungsgemäßen Mittel in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil hygroskopisches Salz 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 Bezeichnung »Pudersalz« vertrieben wird. Solches Pudersalz, dessen Teilchengröße zu über 90 Gewichtsprozent unter 0,2 mm liegt, wird mit wenig Wasser zu einem knetbaren Salzteig vermischt und dazu das feinteilige, 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 Mittel, wie vorstehend beschrieben, im Bergbaubetrieb unter Tage

S zur Staubbekämpfung zu verwenden. Naturgemäß wird auch 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

ίο hygroskopische Salze enthaltender Mittel bisher offenbar nicht bekannt war, wurden diese Mittel auch nicht an solchen Stellen aufgebracht, an denen keine Staubablagerung auitrat, 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 weiteren, 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 erlindungsgemaßen Mittels einige Beispiele gegeben werden.

Aus gleichen Gewichtsteilen Calciumchloridpulver mit 85 Gewichtsprozent CaCl., und Calciumsulfatpuiver wird ein trockenes Gemisch hergestellt und diesem Gemisch unter lebhafter Bewegung 3 Gewichtsprozent einer Lösung zugesetzt, die 60 Gewichtsprozent Netzmittel enthält. Dieses Netzmittel besteht zu '-' 1 seines Gewichts aus einem Dimethylphenylpolyglykoläther mit 12 Glykolresten und zu ¹ :i aus einem Nonylphenylpolyglykoläther 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 hattet ohne abzulaufen, und gleichzeitig schnell in alle Spalten und Hohlräume der Kohle eindringt.

In einem Abbaubetrieb mußte ein Restpfeiler an Kohle in Form eines gleis.hschenkligen Dreiecks vo .

250 m Schenkellänge und einer Basis von 60 m stehenbleiben. Da die Neigung zur Selbstentzündung dieser Kohle (Flöz Sonnenschein) bekamt 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 3600 m'¹ 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 CO-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.

Weiterhin wurden Versuche über längere Zeiträume durchgeführt, bei denen abgedämmte Strecken mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt wurden.

Zum Vergleich wurden unbehandelte, abgedämmte Strecken herangezogen, die im glleichen Flöz lagen.

	Flöz Sonnenschein	unbehandelt behandelt	Beobachtungszeit von j bis	11.10.66 9. 9.70	6
5	Flöz Blücher 2	unbehandelt behandelt	4. 12.63 24. 4.08	29. 1.70 23. 6.70	mini
	Flöz Wasserfall	unbehandelt behandelt	8.11.65 14.12. 68	25. 5.64 21. 5.70	IS
	23. 3.64 8.12. 69	K Spu
	t i:

*) Ab 22. Mai 1964 Schwelbrand durch Selbstentzündung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   gcndcn pulverförmigen, in seiner Hauptmenge aus Calcium- bzw. Magnesiumchlorid bestehenden, nichtionogene Netzmittel, die insbesondere als Dialkylphenylpolyglykoläther mit 5 bis 20 GIy-

   weise 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

   Verwendung eines aut Oberflächen aufzubrin- 5 Mittel besprüht wird. Außerdem ist bekannt, daß bei

   der Verwendung von netzmittelhaltigen Calciumchloridlösungen zur Kohlenstoßtränkung gleichzeitig die Selbstentzündungsgefahr geringfügig herabgesetzt wird. Schließlich ist ein Verfahren beschrieben, nach

   kolresten in der' Glykoläthergruppe und Alkyl- ίο dem netzmittelhaltiges Wasser unter einem Druck von gruppen mit 1 bis 9 C-Atomen oder als ein Ge- mehreren Atmosphären in Bohrlöcher eingepreßt misch von Dialkylphenylpolyglykoläthern mit 5 wird, die zuvor mit einer Tiefe von etwa 30 Metern bis 20 Glykolresten in der Glykoläthergruppe und in den Kohlenstoß getrieben worden sind. Alk diese Alkylgruppen mit 1 bis 9 C-Atomen und anderen Verfahren haben sich nicht allgemein einführen kön-Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylpolyglykoläthern in 15 nen, da ihre Durchführung sehr aufwendig, ihre Wir-Mcngen von 0.5 bis 5.0 Gewichtsprozent vornan- kung gering oder nur von kurzer Dauer ist. den sind, und gegebenenfalls zusätzlich einen fein- Es ist auch bereits darauf hingewiesen worden, daß

   teiligen Inertstoff in Mengen von 0,1 bis 5,0 Ge- bei der Anwendung eines Staubbindeverfahrens, das wichtsteilen pro Gewichtsteil hygroskopischen unter der Bezeichnung »Beeckerwerther Steinsalzver-Salzes enthaltenden Mittels zum Verhindern der ao fahren* bekanntgeworden ist, als Nebenwirkung eine Selbstentzündung von Kohle, insbesondere im Herabsetzung des CO.-Gehaltes der Grubenwetter Untertagebetrieb indem es auf die Oberfläche der durch Verminderung "der Oxydation des Kohlenstaubes einirill. Jedoch hat sich dieses Staubbindeverfahren wegen der damit verbundenen Nachteile as und der Einschränkung seiner Anwendbarkeit in nennenswertem Umfang im Bergbau nicht einführen können. Daher konnte aus den gleichen Gründen der Antioxydationswirkung solcher Steinsalzüberzüge keine praktische Bedeutung zukommen. 30 Daher wurde nach einem Mittel zur Verhinderung der Selbstentzündung \on Kuhle gesucht, das mit relativ geringem technischem Aufwand auf die Oberfläche der zu schützenden Kohle aufgebracht werden kann und dort über eine, lange Zeitdauer wirksam

   Kohle aufgebracht wird.

   von Ausrüstungsgegenständen und sonstigen Materialien oft zur Folge, daß ganze Feldesteile aufgegeben werden müssen. Zudem bedeuten sie eine erhebliche Gefährdung der Beschäftigten unter Tage.

   Selbstentzündungsbrände können insbesondere beim Ausrauben abgeworfener Grubenbaue, beim Abbau in Störungen, beim Anstehen von Kohlenstreifen in der Firste einer Strecke und beim Stehenlassen nicht

   Dem Steinkohlenbergbau entstehen immer wieder
   größere Schaden durch Selbstentzündungsbrände in 35 bleibt.

   der Kohle. Solche Brände haben neben dem Verlust Es wurde die Verwendung eines auf Oberflächen

   aufzubringenden pulverförmigen, in seiner Hauptmenge aus Calcitm- bzw. Magnesiumchlorid bestehenden, nichtionogene Netzmittel, die insbeso.i-40 dere als Dialkylphenylpolyglykoläther mit 5 bis 20 Glykolresten in der Glykoläthergruppe und Alkylgruppen mit 1 bis 9 C-Atomen oder als ein Gemisch von Dialkylphenylpolyglykoläthern mit 5 bis 20 Glykolresten in der Glykoläthergruppe und Alkylgruppen oder nur schwer gewinnbarer Kohlenreste und -pfei- 45 mit 1 bis 9 C-Atomen und anderen Alkyl-, Aryller entstehen. oder Alkylarylpolyglykoläthern in Mengen von 0,5

   Die bekannten Maßnahmen zur Verhütung solcher bis 5.0 Gewichtsprozent vorhanden sind, und geBrände, wie Verhinderung von Schleichwetterströ- gebenenfalls zusätzlich einen fcinteiligen Inertstoff in men. dichtes Abdämmen von !abgeworfenen Strecken Mengen von 0,1 bis 5,0 Gewichtsieilen pro Gewichtsoder Einbringen dichten Verzuges, können eine 50 teil hvgroskopischen Salzes enthaltenden Mittels zum Selbstentzündung der Kohle nicht mit Sicherheit ver- Verhindern der Selbstentzündung von Kohle, inshindern, während der restlose Abbau von Kohleinseln besondere im Untertagebetrieb, indem es auf die und -pfeilern in den meisten Fällen zu zeitraubend ist. Oberfläche der Kohle aufgebracht wird, gefunden.

   Bekanntlich nimmt aufgelockerte und zerkleinerte Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels

   Kohle ständig Sauerstoff auf Dieser bewirkt eine 55 dient eir feinteiliges Calciumchlorid und oder Ma-Oxydation zu Kohlenmonoxid, wobei in der Kohle gnesiumchlorid. Bei der praktischen Anwendung des eine Temperaturerhöhung eintritt. Wird die ent- Mittels hat es sich gezeigt, daß je nach der Anwenstehende Wärme durch entsprechende Bewetterung dungsart unterschiedliche Kornfeinheiten zwecknicht laufend abgeführt, entsteht ein solcher Wärme- mäßig sein können. Eine obere Grenze für die Komstau, daß es zur Selbstentzündung der Kohle kommen 60 größe ist dadurch gegeben, daß das Mittel sich mit kann. Daher sind alle Teile des Grubengebäudes mit Druckluft verblasen lassen muß. Außerdem müssen zur Selbstentzündung neigender Kohle, in denen eine die Teilchen aber so leicht sein, daß sie mit dem so geringe Wetterströmung herrscht, daß zwar der Druckluftstrom auf die Oberfläche der zu behandelnzur Oxydation erforderliche Sauerstoff zugeführt, die den Kohle aufgebracht werden können. Das ist erfah-Oxydationswärme jedoch nicht hinreichend abgeführt 65 rungsgemäß dann gegeben, wenn die Korngröße des wird, brandgefährdet. Salzpulvers zu mehr als 80 Gewichtsprozent unter

   Um diesen Gefahren zu begegnen, sind verschie- 1 mm und zu mehr als 60 Gewichtsprozent unter dene Verfahren entwickelt worden. So ist beispiels- 0,3 mm liegt. Unter besonderen Bedingungen kann