DE2347870C3

DE2347870C3 - Behälter für löschmittelgefüllte Explosionssperren in Bergwerken

Info

Publication number: DE2347870C3
Application number: DE2347870A
Authority: DE
Inventors: Pierre R. Sterrebeek Goffart (Belgien)
Original assignee: Sa Prb Bruessel
Current assignee: Sa Prb Bruessel
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-09-22
Publication date: 1976-01-08
Also published as: LU66154A1; US3878897A; DE2347870A1; FR2213411B1; GB1396446A; FR2213411A1; DE2347870B2

Description

ferneren Seite, d. h. in Richtung auf die Flammenfront, die dadurch notwendigerweise einmal getroffen werden muß.

In allen Fällen, findet eine so wirksame Verteilung des Wassers statt, daß sich in der Nähe des Kissens nur eine kurze Druckspitze mit begrenzter Intensität ergibt, da das Löschmittel gewissermaßen geschichtet ist und durch das Explosionsgas durch die Poren des Schaumstoffs ausgetrieben wird.

Ausführungsbeispiel

Ein 1 m langes, mit 45 1 Wasser als Löschmittel gefülltes Kissen in einem Schlauch aus Polyäthylenfolie, ^:t/_]n mm stark, dessen Schaumstoffüllung 20 bis 25 Zellen pro laufenden cm hat, wurde mit einem handelsüblichen Sprengsatz mit 11 Grai.im Pentrinit pro Meter gezündet, nachdem es in der Symmetrieachse eines gewölbten Stollens von 9 m² Querschnitt aufgehängt war. Die Bühne aus Metallstäben befand sich 50 cm unter dem First. Die Explosion wurde mit Zeitdehner (4000 Bilder pro Sekunde) gefilmt. Die F i g. 6 bis 11 zeigen Ausschnitte aus diesem Film. Nach 20 ms füllte das Wasser 18,5% des Querschnitts des Stollens (Fig. 6), zwischen 65 ms (Fig. 7) bis 150ms (Fig. 8 und 9) 50°,ο und ab 200ms (Fig. 10) bis 500ms (Fig. 11) ]OO°.o. Andererseits überschritt die Druckspitze in 20 cm Entfernung von der Folienhülle nie 1 kg/cm².

Man sieht also, daß das Wasser den Stollen-Querschnitt in 150 Millisekunden vollständig ausfüllt und daß es auch nach 500 ms noch nicht abgelaufen ist. Die Front der Tröpfchen schreitet von oben nach unten fort mit einer Fallgeschwindigkeit von größenordnungsmäßig anfangs 50m/sec, dann mit lOm/sec. Der dabei feinverteilte Zustand des Wassers verhindert Verletzungen. Es wurde festgestellt, daß 10 cm entfernt von dem Kissen die momentane Druckspitze (Dauer ungefähr 200 Mikrosekunden) um einen Fak-

!5 tor 2 zu schwach ist, um das schwächste menschliche Trommelfell zu zerreißen. Den gleichen Wert erhält man in 10 cm Abstand von einem Behälter ohne Wasser, dessen Sprengsatz durch ein Prisma von 40 X 40 cm aus sehr feinem Schaumstoff geschützt ist.

Die Löschkissen werden durch Druckwellen unmittelbar nicht beeinflußt, und es besteht keine Gefahr für Personen oder Sachen, wenn die Sperren bestimmungsgemäß oder unbeabsichtigt wirksam werden, selbst dann nicht, wenn das Wasser aus dem einen oder anderen Behälter bereits entwichen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Behälter für löschmittelgefüllte Explosionssperren in Bergwerken mit eingebautem, durch entfernt vom Behälter angeordnete Druckwellenoder Flammenfront-Detektoren zündbarem Sprengsatz, gekennzeichnet durch ein mit Kunststoffolie (5) überzogenes Kissen (2) aus wassergefülltem Schaumstoffschwamm (3), das den detektorzündbaren Sprengsatz (4) umhü'lt.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte prismatische SchaumstoiTschwamm (3) in einen beiderseits abgebundenen (6, 7), wassergefüllten Kunststofffolienschlauch (5) eingeschlossen ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schaumstoffschwamm (3) aus Polyurethan-Schaumstoff mit 20 bis 25 Poren/cm.

4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gesteinsstaub im Schaumstoffschwamm (3) eingeschlossen ist.

_memlen Platten aus Schaumkunststoff abzudecken, deren Abmessungen etwas kleiner als der Umfang des Behälters sind.

Bei Sperren mit Sprengsatz muß dafür gesorgt sein,

daß ihre Auslösung — gleich ob bestimmungsgemäß

durch Druckwelle oder irgendwie unbeabsichtigt —

die Umgebung und eventuell sich dort aufhaltende

Personen nicht nachhaltig schädigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ίο Sperren zu dem beschriebenen Zweck einen Feuerlöschmittelbehälter zu schaffen, der auch bei unbeabsichtigter Auslösung keinen nachhaltigen Schaden für Personen oder die Umgebung anrichtet und dennoch im Bedarfsfall das Feuerlöschmittel (Wasser) wirkungsvoll versprüht.

Diese Aufgabe ist enlndungsgemäß durch ein mit Kunststoffolie überzogenes Kissen gelöst, das mit wassergefülltem Schaumstoffschwamm einen detektorzündbaren Sprengsatz umhüllt. Solche Kissen können mit beiderseits von ihnen angeordneten Flammen- und/oder Druckwellendetektoren über eine größere Länge der zu schützenden Strecke verteilt sein, so daß die Sperre bei jeder Explosionsgeschwindigkeit wirksam wird. Die Zeichnung zeigt schematisch und teilweise im Schnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Streckenabschnitt im Längsschnitt mit einem Behälter der Erfindung,

Fig. 2 ein Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1, Fig. 3 ein Längsschnitt durch den Behälter in gegenüber F i g. 1 und 2 vergrößertem Maßstab, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV der F i g 3, F i g. 5 bis 11 die Wiedergabe fotografischer Mo-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter für Explosionssperren in Bergwerken.

Zur Verhinderung einer Ausdehnung von Kohlestaub- und Schlagwetterexplosionen in Bergwerken sind von den deutschen Bergbaubehörden Gesteins-

^ct?.ubsperren vorgeschrieben. Gesteinsstaubsperren 35 mentaufnahmen eines Stollens beim Wirksamwerden bestehen aus im First angeordneter. Bühnen mit dar- einer mit Behältern gemäß der Erfindung ausgerüsteauf gelagertem Gesteinsstaub. Durch die Druckwelle

einer Explosion werden die einzelnen Bühnen mit dem darauf gelagerten Gesteinsstaub geworfen. Die dabei aufgewirbelten Staubteilchen wirken kühlend auf die Explosionsflamme, durchmischen sich mit dem ebenfalls aufgewirbelten Kohlenstaub und verhindern so eine Zündung des entstandenen Staub-Luft-Gemisches, wodurch die Explosion zum Stillstand kommt.

An Stelle von Gesteinsstaubsperren werden von· der Bergbaubehörde auch Wassersperren zugelassen. Beim Auslösen einer Sperre aus Wasserkästen durch die Druckwelle einer Explosion soll ein Wasserschleier im ganzen Streokenquerschnitt entstehen, der die Explosion zum Stehen bringt.

Beide Arten von Sperren werden ausgelöst durch die Druckwelle, die der Flammenfront vorausläuft. Sie sind daher nur wirksam, wenn die Explosionsgeschwindigkeit im Stollen· einige hunder m/sec nicht überschireitet. Überschreitet die Explosionsgeschwindigkeit etwa 1000 m/sec, so werden die Sperren zu spät ausgelöst und sind unwirksam.

Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist es bekannt, beidseitig der Sperren in einiger Entfernung von ihnen Druckwellen- oder Flammenfrontdetektoren im Stollen· anzuordnen, die, wenn sie ansprechen, eine in einem mit Wasser oder Gesteinsstaub gefüllten Kasten der Sperre liegende Sprengladung elektrisch zünden.

Es ist auch bekannt, solche Kästen von Wassersperren zum Schutz gegen Verschmutzung und Verdunstung des Inhaltes mit auf dem Wasser schvvimten Sperre.

Nach Fig. 1, 2 liegt auf einer mit Ketten oder Seilen 10 am First der Strecke 1 aufgehängten Bühne 9 ein Kissen 2. Das Kissen 2 besteht aus einer Schaumstoffmasse 3 (Polyurethan) mit den Maßen 100 X 20 X 20 cm, die in ein beiderseits (6 und 7) zugebundenes Rohr 5 aus Kunststoffolie, das mit Löschmittel (Wasser) gefüllt ist, gesteckt ist. Die Masse 3 saugt sich voll Wasser. Sie umschließt einen Sprengsatz 4, der mit einem Zünder 8 versehen ist. Das Kissen umschließt bei den angegebenen Maßen etwa 451 Wasser. Es kann auf der Bühne 9 liegend durch ein Gitter geschützt sein.

Die Detonationsgeschwindigkeit des Sprengsatzes 4 liegt zwischen 4000 und 8000 m/sec. Hiernach kann man berechnen, wie viele solcher Kissen und in welcher Entfernung vom Detektor sie in der Strecke angeordnet werden müssen, um die Sperre bei jeder Explosionsgeschwindigkeit wirksam werden zu lassen.

Im Falle einer Schlagwetter- und/oder Kohlenstaubexplosion, die sich mit großer Geschwindigkeit ausbreitet (1000 m/sec und mehr), wird die aus einer Kissenreihe bestehende Sperre gleich nach Auslösung durch den Detektor ansprechen. Die ganze Länge der Strecke, in der die Sperre installiert ist, wird dabei unter Wasser gesetzt. Im Falle einer Schlagwetter- und/oder Kohlenstaubexplosion, die durch eine große Verzögerung der Flammenfront gegenüber der Druckwellenfront gekennzeichnet ist, wird der Flammendetektor die detektornahen Kissen auslösen und der Druckwellendetektor die ferneren. Dadurch verteilt sich das Wasser immer mehr nach der detektor-