DE2440175A1

DE2440175A1 - Verfahren zur staubbekaempfung beim versetzen ausgekohlter raeume und zur gleichzeitigen verhinderung von versatzbraenden im kohlenbergbau

Info

Publication number: DE2440175A1
Application number: DE19742440175
Authority: DE
Inventors: Hans Lewer
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1974-08-22
Filing date: 1974-08-22
Publication date: 1976-03-04
Also published as: DE2440175B2; FR2282530A1; GB1480665A

Description

D I PL.-CHEM. JOACHIM DREoSLER PATENTANWALT 5202 HENNEF/SIEÜ 1 ■ ALLNER, /IUM WcINGArITEN 11

19-8. 1974-Th/L; CFK 428

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

Verfahren zur Staubbekämpfung beim Versetzen ausgekohlter Räume und zur gleichzeitigen Verhinderung von Versatz— branden im Kohlenbergbau

Die durch die Gewinnung von Kohle im Bergbau entstehenden Hohlräume werden nach Beendigung des Kohleabbaus wieder verfüllt. Diese Verfüllung geschieht wahlweise durch Strebbruchbau, durch Blasversatz oder durch Handvollver— satz. Alle drei Verfahren haben das Ziel, den ausgekohlten Raum wieder zu füllen, wozu das Gestein aus dem Hangenden, Berge aus der Kohlenaufbereitung oder beim Streckenvortrieb anfallende Berge verwendet werden. Es bilden sich bei der Durchführung jeder dieser Versatzarten erhebliche Staubmengen, die teils aus dem Versatzgut stammen, zum Teil aber auch Ablagerungen am Liegenden sind, die beim Einbringen des Versatzgutes erneut aufgewirbelt werden.

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Diese Staubmengen bestehen zum Teil aus Kohlenstaub und zum Teil aus Gesteinstaub und stellen daher eine Gefahr für den Grubenbetrieb und die Gesundheit der darin Beschäftigten dar, da derartige Stäube die Entstehung von Staublungen und Silicose verursachen. Dazu kommt, daß ira Versatzraum Hohlräume verbleiben, bedingt durch die zum Teil grobe Stückigkeit des hereingebrochenen Haufwerks beim Bruchbau oder durch Absetzen des Versatzes beim Blas— oder Handvollversatz. In jedem Fall ermöglichen solche Hohlräume das Auftreten von Schleichwetterströmen, die das Entstehen von Selbstentzündungsbränden im Versatsgut begünstigen.

Den genannten Staubgefahren sucht man seit langem durch die Behandlung mit Wasser zu begegnen. So wird beim Bruchbau das Bruchfeld vor dem Hereinbrechen des Hangenden mit Wasser berieselt» Das Hereinbrechen tritt aber häufig mit so weitgehender zeitlicher Verzögerung ein, daß bei der in den Grubenräumen herrschenden hohen Temperatur und durch den von der Wettergeschwindigkeit abhängigen häufigen Luftwechsel das Wasser inzwischen wieder verdunstet und die zuvor bewirkte Staubbindung wieder aufgehoben ist. Auch die Berge beim Blas— oder Handversatz werden feucht angeliefert, aber bei längeren Förderwegen sind sie zumeist schon weitgehend oder völlig abgetrocknet, wenn sie zur Anwendung gelangen. Beim Blasversatz kommt noch hinzu, daß durch die Reibung des Versatzes an der Innenwand der Rohrleitungen erhebliche Mengen an trocknem Feinstaub entstehen, die die Staubbelastung der Wetter steigern.

Auf eine Neigung der Kohle zur Selbstentzündung hat eine Behandlung mit Wasser keine verzögernde Wirkung. Vielmehr scheint sowohl eine grubenfeuchte als auch eine stärker mit Wasser benetzte Kohle eine zumindest gleich hohe, gewöhnlich aber eine erhöhte Selbstentzündungsbereitschaft zu zeigen, wie aus "Glückauf-Forschungshefte" Heft 1/33 (1972) zu entnehmen ist.

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Hieraus ergibt sich die Aufgabe, eine Befeuchtung für das Versatzgut und den Versatzraum beim Versatz im Kohlenbergbau zu finden, durch die die Staubbelästigung beim Versatz, aber auch die Gefahr der Selbstentzündung des Versatzgutes weitgehend vermindert wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Staubbekämpfung beim Versetzen ausgekohlter Räume und zur gleichzeitigen Verhinderung- von Versatzbränden im Kohlenbergbau durch Befeuchten des Versatzraumes und des Versatzgutes. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß als Befeuchtungsmittel hygroskopische Salze, vorzugsweise Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid, eingesetzt werden. Diese hygroskopischen Salze können dem Versatzgut in feinteiliger Form zugemischt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die hygroskopischen Salze in Form ihrer wäßrigen Lösungen mit 0,2 bis 35 Gewichtsprozent Salzgehalt über das Versatzgut und/oder in das Versatzfeld zu sprühen. _ , "

Wenn neben der Staubbindung gleichzeitig noch eine Selbstentzündung der Kohlenanteile im Versatz verhindert werden soll, läßt sich die Wirkung der hygroskopischen Salze bzw. ihrer Lösungen bedeutend verbessern, wenn den festen, feinteiligen Salzen oder deren Lösungen nichtionogene Netzmittel in einer Menge von 2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf wasserfreies Salz, zugesetzt werden.

Gegenüber der Verwendung von Wasser ohne die erfindungsgemäßen Zusätze ergibt sich bei dem vorliegenden Verfahren der Vorteil, daß der Versatz bzw. die; Versatzraum—Oberfläche unter den Bedingungen des Grubenklimas niemals austrocknet. Bekanntlich wird bei einer wäßrigen Lösung, in der ein stark hygroskopisches Salz gelöst wird, der Wasserdampfdruck stark herabgesetzt. Beim langsamen Verdunsten einer solchen Lösung tritt eine Konzentrierung

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des Salzgehalts und damit eine weitere Verminderung des Dampfdrucks ein, bis dieser auf die Höhe des Wasserdampf— drucks in der umgebenden Atmosphäre abgesunken ist. Infolge des nun herrschenden Gleichgewichts der Dampfdrucke über der Lösung und in der Atmosphäre hört jede weitere Wasserverdunstung aus der Lösung auf. Wird also der Staub auf dem Liegenden des ausgekohlten Raumes mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Lösung, die hierbei einen Salzgehalt von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent haben kann, berieselt oder besprüht, entsteht eine dauernd feucht bleibende Masse, die nicht mehr staubt.

Diese Wirkung wird erheblich unterstützt durch den Gehalt der zu verwendenden Lösung an nichtionogenen Netzmitteln. Während nämlich Gesteinstaub verhältnismäßig leicht von Wasser benetzt wird, ist Kohlenstaub ausgesprochen schwer benetzbar. Daher ist die unterstützende Wirkung eines Netzmittels in den meisten Fällen äußerst vorteilhaft. Allerdings sind nicht alle Netzmittel dazu gleich gut geeignet. Es wurde vielmehr festgestellt, daß nichtionogene Netzmittel, insbesondere Dialkylphenvlpolyglykoläther, im Zusammenwirken mit hygroskopischen Salzen, insbesondere wenn letztere in hoher Konzentration vorliegen, ihre volle Wirksamkeit behalten und ein sehr schnelles Benetzen von Kohleoberflächen bewirken. Durch diesen Gehalt an Netzmitteln wird erreicht, daß beim Bedüsen des Staubes die Feuchtigkeit nicht nur an der Oberfläche verbleibt, sondern in kürzester Zeit das gesamte Haufwerk gleichmäßig durchfeuchtet wird.

Es wird dabei praktisch jedes Gestein— und Kohleteilchen

mit einer dünnen Schicht der verwendeten wäßrigen Lösung ... . . « ...... .... #

überzogen. Diese Lösung, die außerdem noch in die feinsten Löcher und Spalte der einzelnen Teilchen dringt, verhindert den Zutritt von Luft bzv/. Sauerstoff und

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unterbindet daher eine Selbstentzündung der Kohleteilchen, die ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen infolge der großen Oberfläche des Kohlenstaubes sehr leicht eintritt.

Falls die hereinbrechenden Dachschichten noch mit Kohle durchsetzt sind, ist eine weitere Behandlung mit den er— findungsgemäß zu verwendenden netzmxttelhaltigen Salzen bzw. Salzlösungen zweckmäßig.

Beim Blasversatz werden als Versatzgut gewöhnlich Abgänge aus der Kohlenaufbereitung oder bei Ausrichtungs— arbeiten gewonnene und auf die erforderliche Korngröße gebrochene Berge verwendet. Beide Materialien enthalten noch gewisse Kohlenanteile. Dadurch ist die Möglichkeit zur Selbstentzündung gegeben, sobald sich in dem Versatz von Schleichwettern durchströmte Hohlräume bildeni Solche Hohlräume können immer dann entstehen, wenn der Versatz nicht dicht genug eingebracht werden konnte oder das Hangende sich erst nach längerer Zeit auf den Versatz absetzt.

Sowohl die Waschberge als auch die gebrochenen Berge fallen in feuchtem Zustand an. Die Waschberge enthalten diese Feuchtigkeit von der Kohlenwäsche her, und die in den Brechanlagen gewonnenen Berge werden zwecks Entstaubung während des Brechvorgangs mit Wasser berieselt. Da aus den bereits genannten Gründen diese Befeuchtung nur kurzzeitig wirksam ist und zudem beim Transport des Ver— satzgutes in der Rohrleitung weiterer trockner Feinstaub

3 entsteht, wird das Versatzgut erfindungsgemäß pro m mit 5 bis 10 Litern einer wäßrigen Lö.sung mit 25 bis 35 Gewichtsprozent Calcium- und/oder Magnesiumchlorid behandelt, oder es wird festes, pulverförmiges Calcium- und/oder Magnesiumchlorid in einer Menge von 2 bis 4 kg pro m

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Versatzgut zugemischt. Gleichzeitig können auch die genannten Netzmittel in einer Menge von 2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf wasserfreies Salz, zugegeben werden, vorzugsweise dann, wenn mit Selbstentzündung der Kohlenanteile gerechnet werden muß. Die Zugabe von Salz bzw. Salzlösung und gegebenenfalls Netzmittel kann beim Abziehen der Berge aus der Wäsche, in der Brechanlage, an der Blasversatzmaschine oder in die Blasleitung erfolgen.

Der Handvollversatz ist heute nur noch beim Abbau steil gelagerter Flöze üblich, Als Versatzgut werden 3erge wie beim Blasversatz, gelegentlich auch ungebrochene Berge aus Streckenvortrieben verwendet. Das Versatzgut wird in Wagen oder auf Bändern an eine Kippstelle des Abbaus gebracht und in den ausgekohlten Raum gestürzt.

Die Berge sind infolge des langen Förde-rweges erheblich oder auch völlig abgetrocknet, so daß der Feinstaub wieder in flugfähigem Zustand vorliegt. Daher wird das Versatz*- gut erfindungsgemäß in der beim Blasversatz beschriebenen Weise behandelt. Da sich bei der gegebenen Arbeitsweise Hohlräume noch weniger vermeiden lassen als beim Blasversatz, ist wegen der damit verbundenen Selbstentzündungs— gefahr hier die Zugabe von Netzmitteln besonders wichtig.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß Versatzgut und Versatzräume unter den normalen Wetterbe— dingungen des Kohlenbergbaus ständig feucht gehalten werden, ohne daß es danach noch zusätzlicher Arbeitsgänge bedarf. Insbesondere aber kann die Staubbelästigung beim Einbringen des Versatzes weitgehend vermieden und der Staub im Versatz flügunfähig gebunden werden. Zusätzlich verhindern die erfindungsgemäß einzusetzenden Mittel die Selbstentzündung von Kohlebestandteilen im Versatzgut und gegebenenfalls in den Wandungen des Versatzraumes.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Staubbekämpfung beim Versetzen ausgekohlter Räume und zur gleichzeitigen Verhinderung von Ver— satzbränden im Kohlenbergbau durch Befeuchten des Versatzraumes und des Versatzgutes, dadurch gekennzeichnet, daß als Befeuchtungsmittel hygroskopische Salze, vorzugsweise Calciumchlorid und/oder Magnesiumchlorid, eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hygroskopischen .Salze dem Versatzgut in feinteiliger, fester Form zugemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die hygroskopischen Salze als wäßrige Lösung mit 0,2 bis 35 Gewichtsprozent Salzgehalt über das Versatzgut und/oder in das Versatzfeld

gesprüht werden. ,:

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4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den festen hygroskopischen Salzen bzw. der wäßrigen Lösung dieser Salze nichtionogene Netzmittel in einer Menge von 2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf wasserfreies Salz, zugesetzt werden.

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