DE2263751A1

DE2263751A1 - Verfahren zur verbesserung der durchfuehrung von schiessarbeiten

Info

Publication number: DE2263751A1
Application number: DE19722263751
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Lingens; Ernst Morhenn
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1972-12-28
Filing date: 1972-12-28
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2212530A1; BE809114A; FR2212530B1

Description

Troisdorf, den 27. Dezember 1972 72 133 (2161) Dr.Sk/Ko

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

"Verfahren zur Verbesserung der Durchführung von Schießarbeiten"

Es wurde schon vorgeschlagen, zur Erhöhung der Sicherheit bei der Schießarbelt im Kohlenbergbau die Bohrlöcher mit Schaum vollzufüllen und anschließend diese Bohrlöcher mit Sprengpatronen zu laden. Hierdurch sollten u.a. die Schlagwettersicherheit erhöht und der Wirkungsgrad bei der Staubbekämpfung verbessert werden. Zahlreiche Versuche haben jedoch ergeben, daß mit diesem Verfahren erhebliche Nachtelle verbunden sind. Es zeigte sich regelmäßig, daß ein großer Teil des ins Bohrloch eingebrachten Schaumes verlorengeht. Zunächst wird beim Laden mit Sprengpatronen ein Teil des vorher eingebrachten Schaumes aus dem Bohrloch herausgedrückt. Eine weitere Schauamenge geht durch die Haftung des Schaumes am Ladestock beim Hin- und Herschieben, insbesondere jedoch bei» Herausziehen dee Ladestockes verloren. Ein anderer Teil des Schaumes wird bei diesen Ladevorgang durch Zerdrücken der Schaumbläschen zerstörte Außerdem ergab sich» daß ein Teil de« Schaumes* der in Spalten oder Ktllfte» die das Bohrloch durchsetzen» eindringt$ dort durch Reibung zerstört . ,wird. Insgesamt wird also zunächst eine verhältnismäßig große

i -2-

Schaummenge In jedes Bohrloch eingebracht. Nach dem Ladevorgang 1st aber nur noch relativ wenig, stellenweise kaum Schaum Im Bohrloch vorhanden. Es 1st daher keineswegs gewährleistet, daß die gewünschte und geforderte Schaummenge In Jedem Bohrloch stets vorhanden 1st. Dies gilt besonders für den Bohrlochabschnitt zwischen Sprengladung und Bohrlochmund, d.h. der geforderte Einschluß der Sprengladung 1st nicht mit Sicherheit gegeben. Hierdurch werden die Schlagwettersicherheit und die Staubbekämpfung wesentlich gemindert und vielfach Überhaupt nicht mehr gewährleistet.

Es wurde nun gefunden, daß die beschriebenen Nachteile auf einfache und sichere Weise behoben werden können. Versuche ergaben überraschend, daß es bei der Schießarbeit zur Erzielung der gewünschten Erfolge nicht erforderlich 1st, den Raum zwischen Sprengstoffladung und Bohrlochwandung sowie die Spalten und Klüfte mit Schaum auszufüllen. Di« Schlagwettersicherheit und der Wirkungsgrad bei der Staubbekämpfung hängen in.erster Linie, wie sich ergeben hat, davon ab, daß der Raum zwischen Bohrlochmund und Sprengladung einwandfrei und sicher mit Schaum vollgefüllt 1st.

Das erfindungigemäße Verfahren besteht daher darin, zunächst die gesamte Sprengladung in das Bohrloch einzuführen und anschließend in den verbleibenden Raum zwischen Bohrlochmund und Sprengladung Schaum, oder eine schaumartige Masse einzubringen. Die Herstellung des Schaumes aus seinen Komponenten trfolgt zweckmäßig In einem geeigneten Schaumaggregat vor Ort. Von hier

409827/0497

aus wird der Schaum durch Schläuche oder Rohre zum Bohrloch geführt. Vorteilhaft wird zum Ende des Schlauches hin ein Ventil eingebaut, das unmittelbar vor Ort an den Bohrlöchern bedient werden kann. Weiter hat sich als günstig erwiesen, am Ende des Schlauches ein Rohrstück mit verhältnismäßig geringem Durchmesser so anzubringen, daß das Ventil zwischen Schlauchende und Rohrstück zu liegen kommt. Durch die Querschnittsverengung im Rohrstück werden eine verhältnismäßig hohe Austrittsgeschwindigkeit und ein guter Zusammenhalt des Schaumes erreicht. Durch diese Anordnung braucht ein Schlauch im Bohrloch nicht bis an die Sprengladung herangeführt und dann langsam während des Füllvorganges herausgezogen zu werden. Es genügt vielmehr, das Ende des Rohrstückes in den Bereich des Bohrlochmundes zu bringen, das Ventil zu öffnen und nach dem verhältnismäßig schnellen Füllvorgang sofort wieder zu schließen. Die Versuche ergaben, daß bei einem derartigen Füllvorgang der Raum zwischen Bohrlochmund und Sprengladung stets einwandfrei mit Schaum vollgefüllt war. Zweckmäßig wird zwischen Ventil und Rohrstück eine Schutzglocke angebracht, um die Hand zu schützen.

Mit Hilfe eines Selbstschlußventils kann das erfindungsgemäße Verfahren so gesteuert werden, daß in jedes Bohrloch in den Raum zwischen Sprengladung und Bohrlochmund eine Mindestmenge Schaum eingefüllt wird. Hierdurch wird die Arbeitszeit zum Einbringen von Schaum beträchtlich herabgesetzt. Wird die Mindestmenge in der Art gewählt, daß das Volumen des Schaumes etwas größer ist als das Volumen des Raumes zwischen Sprengladung und Bohrlochmund, so wird auf einfache Weise mit großer Sicher-

4Q9827/Q497 -^-

-A-

heit erreicht, daß der für den Schaum zur Verfügung stehende Raum in jedem Bohrloch voll mit Schaum ausgefüllt ist. Die Arbeitszeit des Einbringens von Schaum kann auch noch abgekürzt werden durch die Verwendung von zwei oder mehr Einfüllschläuchen, die gleichzeitig bedient werden und über einen Verteiler mit dem Schaumaggregat in Verbindung stehen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, Arbeiten an Betriebspunkten mit erschwerten Bedingungen durchzuführen. Es wurde z.B. gefunden, daß ein geeigneter Schaum auch bei höheren Temperaturen (50 bis 60⁰C) im Bohrloch durchaus beständig ist. Weiterhin konnte das Verfahren ohne weiteres in wasserführenden Bohrlöchern angewendet werden. Befand sich zwischen Sprengladung und Bohrlochmund Wasser, so wurde das Wasser während des Einbringens des Schaumes aus dem Bohrloch verdrängt, und der betreffende Bohrlochabschnitt füllte sich völlig mit Schaum. Auch in ansteigenden Bohrlöchern wurde der Schaum nicht herausgedrückt und blieb in dem Raum zwischen Sprengladung und Bohrlochmund ausreichend lange erhalten. Etwaiges Wasser lief dabei aus der Bohrlochsohle ab, ohne daß der Schaum zerstört wurde.

Der Schaum wird mit Hilfe eines geeigneten Schaumaggregates hergestellt. Die benötigte Druckluft kann vorteilhaft aus dem in Ortsnähe stets vorhandenen Druckluftnetz entnommen werden. Zur Schaumherstellung können jedoch auch inerte Gase, wie Stickstoff oder Kohlendioxid, verwendet werden. Ale Schaumbildner können in bekannter .Weise organische oder anorganische

409827/0497 ~5-

oberflächenaktive Substanzen eingesetzt werden. Auch an sich bekannte Schaumstabilisatoren können zugesetzt werden. Zur Herabsetzung der schädlichen Schwadenbestandteile, z.B. durch Absorption der bei der Detonation entstehenden nitrosen Gase, kann der Schaum geeignete Stoffe, wie z.B. Ammoniak, Harnstoff, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, enthalten.

Je nach Bedarf können Leicht- oder Schwerschäume eingesetzt werden. Die Verwendung von Leichtschaum führt z.B. schon zu einer beträchtlichen Verbesserung der Schlagwettersicherheit. Sollen die Schlagwettersicherheit und insbesondere der Wirkungsgrad bei der Staubbekämpfung noch sehr erhöht werden, so wird vorteilhaft Schwerschaum verwendet.

Der Vorteil des erfindungsgemäSen Verfahrens liegt darin, daß der Raum zwischen Sprengladung und Bohrloohmund auch bei schnel- \er Arbeitsdurchführung mit Sicherheit voll mit Schau® ausgefüllt wird. Nur hierdurch kann dl© Erhöhung der Schlagwetter-Sicherheit und des Wirkungsgrades der Staubbekämpfung sowie der günstige Einfluß auf dl© schädlichen Schwadenbestandteile völlig ausgenutzt werden»

Das Wasser bzw. die wäßrige Lösung liegt im Schaum la sehr feiner filssartiger Verteilung vor und lz@zin daher während des Schießvorganges sofort aktiv wsrciiszsc 3Ies uird cmreii folgende Versuche bestätigtι

In das Bohrlochtiefste eines Mörsers (fOö ε® BöhrlooliYämg®_s nun BohrlocMurchmesser) mirtl^n fc-sl ^sdssj ¥©rsy.sa swei Ps.troE.eK.

eines unter dem Handelsnamen Wetter-Carbonit erhältichen Sprengstoffes eingebracht. In das Bohrloch wurden jeweils folgende Substanzen gegeben:

1. 250 g Paste (mit Guarmehl angedicktes Wasser)

2. Kunststoffhülle mit 250 g Wasser

3. Kunststoffhülle mit 250 g Chlorcalciumpulver

4. Schwerschaum (Verschäumungszahl 8)

Die Substanzen 1. bis 3. wurden nur so weit in das Bohrloch eingeschoben, daß ihr Ende mit dem Bohrlochmund abschnitt. Mit dem Schwerschaum 4. wurde dagegen das gesamte Volumen des Bohrloches bis zur Sprengladung hin gefüllt. Nach der Detonation des Sprengstoffes wurde der Austritt der verschiedenen Stoffe aus dem Mörser mit Hilfe einer hochfrequenten Filmkamera (Bildfrequenz: 1200 Bilder/s,' Bildabstand: 0,8 ms) beobachtet. Die Stoffe 1. bis 3. wurden jedesmal strahlförmig aus dem Bohrloch herausgeschleudert. Wenig später traten die Schwaden aus, und es entstand ein wolkenförmiges Gebilde, aus dem dann die Stoffe 1. bis 3. lanzenförmig herausstießen. Während die Ausdehnungsgeschwindigkeit der Sv,h*oden sich zunehmend verringerte, blieb die Geschwindigkeit, des "Strahles" eine Zeitlang nahezu konstant. Als Ergebnis· bleibt festzuhalten, daß V/asser, Paste und feingemahlenes Chlcrcalciuin zusammenhängend, weggeschleudert wurden und sich mit aen Schwaden nur wenig mischten. Wurde dagegen Schwerschaum vorwendet, so entstand ein in sich homoge-

403827/D49?

nes, volkenföriniges Gebilde. Das im Schwerschaum enthaltene Wasser verteilt sich demnach günstig und kann rasch auf Staubbestandteile und schädliche Schwadenbestandteile einwirken.

Folgende Beispiele sollen den erfindungsgemäßen Gedanken erläutern:

409827/0497

Beispiel 1

Ein horizontal liegendes Glasrohr (AO mm lichte Weite, 1 m Länge), das an einem Ende verschlossen war, wurde mit Schwerschaum (Schaumbildner: Tutogen F^-' , Verschäumungszahl 10) gefüllt. Eine Sprengstoffpatrone (30 mra Durchmesser, 150 mm Länge) wurde mit Hilfe eines Ladestockes (28 mm Durchmesser) rasch durch den Schaum in das Rohrtiefste geschoben. Hierbei'traten etwa 30 % des im Glasrohr befindlichen Schaumes an der Mündung aus. Durch schnelles Hinausziehen des Ladestockes gingen weitere 10 bis 20 % des Schaumes verloren. Nach diesem, in bekannter Weise durchgeführten Ladevorgang enthielt das Glasrohr bei mehreren Versuchen nur noch ca. 50 % des ursprünglich eingefüllten Schaumes.

Wurde dagegen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet, d.h. wurde zunächst die Sprengstoffpatrone mit dem Ladestock in das Bohrtiefste eingebracht und dann erst der Schaum eingefüllt, so ging während des gesamten Ladevorganges kein Schaum verloren.

Beispiel 2

In einem Rundmörser (Bohrloch 40 . 2000 mm) wurde eine Sprengstoffpatrone (30 mm Durchmesser, 120 mm Länge) axial zentriert 250 mm vom Bohrlochmund entfernt angeordnet. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde der Raum zwischen Bohrlochmund und Sprengstoffpatrone mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Schaum gefüllt. Der Sprengstoff hatte folgende Zusammensetzung:

409827/0497 ~⁹~

J2»Ο % Glycerintrinitrat, Glycoldinitrat im Gewichtsverhältnis 60 : 40

0,8 % Nitrocellulose

1,0 % Holzmehl
25,0 % Natriumchlorid
41,2 $ Ammoniumnitrat.

Der Mörser wurde an die Stirnseite einer Schlagwetterkammer herange.fahren. Nach der Zündung der Ladung mit einer Aluminium-Sprengkapsel Nr. 8 trat bei mehreren gleichen Versuchen keine Schlagwetterexplosion auf. War dagegen kein Schaum im Raum zwischen Bohrlochmund und Sprengstoffpatrone vorhanden, so erfolgte "bei jedem Versuch eine Schlagv/etterzündung.

Auch nach dem bekannten Verfahren, das Bohrloch zunächst mit Schaum zu füllen und dann die Sprengstoffpatrone mit Hilfe eines Ladestockes (28 mm Durchmesser) einzubringen, wurde keine ausreichende Schlagwettersicherheit erreicht«, Während des Ladevorganges, insbesondere beim schnellen Herausziehen des Ladestockes, gingen bis zu 70 % der ursprünglich vorhandenen Schaummenge in dem 250 mm langen Raum zwischen 3ohrlochoiund und Sprengstoffpatrone verloren. Bei insgesamt 5 Versuchen wurde dreimal eine Schlagwetterzündung erhalten.

403821/0497

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erhöhung der Schlagwettersicherheit und/oder zur Verbesserung dec Staubbekämpfung bei der Schießarbeit im Bergbau mit Hilfe von Schäumen, die überwiegend aus
Schaumbildnern, Wasser und Gas bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen Bohrlochmund und Sprengladung mit dem Schaum oder einer schaumartigen Masse ausgefüllt wird, nachdem die Sprengladung in das Bohrloch eingebracht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum oder die schaumartige Masse zusätzlich noch an sich bekannte Mittel zur Herabsetzung der schädlichen Schwadenbestandteile enthält.

Dr.Sk/Ko

4 0 9 8 2 7/0A 9 7