DE2450819B2 - Verfahren zum hydraulischen Abbau von Kohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum hydraulischen Abbau von Kohle im Rückbau aus einem Kohlenflöz, bei dem, von einer Hauptstrecke ausgehend, ..■·> mindestens ein Ort schräg aufwärts durch das Flöz bis zu einem Endpunkt des Abbaufeldes mit einer durchschnittlichen Steigung von mindestens 2° vorangetrieben wird, ein Monitor in dem Ort angeordnet wird, aus dem ein Hochdruckwasserstrahl gegen die "> Kohle gerichtet wird und die gewonnene Kohle durch das Wasser zu einem Rinnensystem gefördert wird, das innerhalb des Ortes angeordnet ist.

Der hydraulische Abbau von Kohle bietet einige Vorteile. Wenn er richtig betrieben wird, sind eine vollständigere Hereingewinnung der Kohle eines Kohlenflözes und eine Reduzierung der Kosten möglich, da weniger Arbeit und Ausrüstung als bei anderen Kohlenabbauverfahren benötigt werden.

Beim hydraulischen Abbau können die Abbaufelder genauer ausgewählt werden, so daß es möglich ist, den Abbau zu beenden, wenn die Kohle in einem bestimmten Bereich eines Flözes erschöpft ist.

Aus Glückauf 109 (1973) Nr. 22 vom 25. Oktober, Seiten 1098 und 1099 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Kohle in einfallenden Kohleflözen bekannt, bei dem das Flöz in waagerechten Scheiben in Kurzfrontstreben im Rückbau abgebaut wird. Jedoch erfolgt der Abbau nach diesem bekannten Verfahren nicht hydromechanisch.

Aus dem Sonderdruck »Aus Brennstoff-Wärme-Kraft« Band 20 (1968), Nr. 8, Seiten 1 bis 6, ist ein hydromechanisches Gewinnungsverfahren für Kohle bekannt, bei dem mächtige Flöze mit einem Einfallen von 80° hydromechanisch abgebaut werden. Aus Glückauf 1910 (1974), Nr. 1 vom 10. Januar, Seiten 5 bis 8, sind verschiedene Techniken zur söhligen hydraulischen Förderung von hydromechanisch gewonnener Kohle bekannt, wobei unterhalb der Gewinnungsörter und der Hauptstrecken große Brocken von über 60 mm Korngröße aus dem Trübestrom abgebchieden und in einem Brecher gebrochen werden. In der US-PS 38 09 318 wird ein Monitor zum hydromechanischen Abbau von Kohle beschrieben.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren der eingangs genannten Gattung, bei dem jedoch die großen Kohlebrocken, wie üblich, außerhalb der Gewinnungsörter gebrochen werden. Dies führt nicht nur zur Schwierigkeit in den teilweise sehr langen Transportrinnen, in denen die Wasser-Kohle-Aufschlämmung fließt, da sie sehr oft durch Ansammlungen großer Brocken verstopft werden. Ferner wird durch diese großen Brocken sowohl der Abtransport der Kohle vor Ort als auch die Fließgeschwindigkeit der Wasser-Kohle-Aufschlämmung in den Rinnen beträchtlich verringert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß ein schneller, reibungsloser Abtransport der hereingewonnenen Kohlen von den Gewinnungsörtern ermöglicht und damit auch eine Beschleunigung der hydromechanischen Gewinnung der Kohle aus dem Stoß erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß man auf an sich bekannte Weise eine Düse mit einem Durchmesser von 18 bis 40 mm verwendet, aus der das Wasser mit einem Druck von 35,2 at bis 210,9 at und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1892 l/min bis 11 355 l/min ausgestoßen wird, daß man die gewonnene Kohle durch eine Brechvorrichtung vor ihrem Abtransport nach dem Rinnensystem auf einen maximalen Querschnitt von kleiner als 15,3 cm bricht sowie die Kohle-Wasser-Aufschlämmung mit einem Kohle-Wasser-Verhältnis von 1 :4 bis 4 : 1 über eine oder mehrere Ablenkvorrichtungen vom Kohlenstoß der Brechvorrichtung und/oder dem Rinnensystetn zuführt.

Beim vorgeschlagenen Verfahren erfolgt ein glatter, reibungsloser und schneller Abtransport der gewonnenen Kohle vom Gewinnungsort durch die Rinnen in dem Ort und den Strecken. Dadurch kann die Kohle vom

Stoß mit einer hohen Geschwindigkeit unter minimalern Arbeitseinsatz gewonnen werden.

Die Kohle-Wasser-Aufschlämmung fließt das abfallende Ort abwärts, wonach sie teilweise entwässert werden kann und dann in geeigneter Weise vs eitertransportiert wird, um entwässert und gegebenenfalls einer weiteren Behandlung unterzogen zu werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Kohle aus einem Flöz hereinzugewinnen, das ein solrh schweres Obergestein aufweist, daß es unpraktisch ist. Versatz einzubringen. Auch ein Kohlenflöz mit einem starken Einfallen kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgebaut werden, örter, welche 0,3 m über eine Entfernung von 0,9! m bis 1,22 m ansteigen, können erfindungsgemäß ohne Schwierigkeiten hydraulisch abgebaut werden. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, Kohle von relativ großer Härte hydraulisch abzubauen, da die Kohlenbrocken, die vom Hochdruckwascerstrahl gewonnen werden, vor Ort so weit zerkleinert werden, daß ihr wirtschaftlicher Abtransport möglich ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet man als Brechvorrichtung einen Brecher, dem ein Förderer vorgeschaltet wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Druck des Wasserstrahles in einem Bereich von 133,6 bis 154,7 at gehalten. Als besonders günstig erwies sich eine Geschwindigkeit der Wasserausstoßes aus dem Monitor in einem Bereich von 3407 bis 5677 l/min.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden bei der hydromechanischen Gewinnung der Kohle aus dem Stoß zuerst die Liegendkohle, dann die Hangendkohle und dann gegebenenfalls stehengebliebene Pfeiler hereingewonnen und die Kohle wird vor ihrer Zuführung zur Brechvorrichtung durch den Hochdruckwasserstrahl weiter zerkleinert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein zweiter Monitor verwendet werden, der die großen Kohlenstücke weher zerkleinert, bevor sie der Brechvorrichtung zugeführt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im folgenden so beschrieben, wie es in verschiedenen Anwendungen benutzt werden kann, die eine Gewinnung von Kohle aus einem Flöz von »Balmer«-Koh!e einschließen. Selbstverständlich kann das vorliegende Verfahren auch zur Gewinnung anderer Kohlearten eingesetzt werden, abhängig von deren Härte sowie deren Befestigungs-, Spalt- und Brecheigenschaften.

Zunächst werden zwei parallele Örter, die in ansteigender Richtung von der Horizontalen aus geneigt sind, durch einen Flöz der abzubauenden Kohle vorangetrieben, wie z. B. der Kohle, die in dem Balmer Nr. 10 Flöz in der Natal-Gegend von Fernie Basin, British Columbia, gefunden wird, was in der Druckschrift 68-35 des »Geological Survey of Canada, Department of Energy, Mines and Resources«, 1968, mit dem Titel »Petrology of the No. 10 (Balmer Coal Seam in lhe NATAL Area of the Fernie Basin, British Columbia« beschrieben ist.

In einem größeren Feld des Balmer Flözes, das mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung abgebaut worden ist, beträgt die durchschnittliche Mächtigkeit des Kohlenflözes ungefähr 15,2 m und das durchschnittliche Einfallen ungefähr 30°.

Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders wirksam in solch relativ mächtigen und stark einfallenden Kohlenflözen, die eine Wirksamkeit des Hochdruckwasserstrahles unter großen Winkeln sowohl in der Horizontalen wie auch in der Vertikalen ermöglichen. Der Monitor kann z. B. zu seiner Rechten und Linken innerhalb eines Bereiches von 180° von seinem Standort in dem Ort arbeiten und kann Kohle unter einem vertikalen Winkel kopfüber bis zu 90° schneiden, wobei die Begrenzung im letzteren Falle durch die Sicherheit des Bedienungsmannes gegeben ist Die große Breite des Balmer-Flözes und seiner Steigung von 30° oder mehr bietet daher eine ausgezeichnete Möglichkeit für

ίο die wirkungsvolle Verwendung der vorliegenden Erfindung.

Die parallelen örter werden bei einer durchschnittlichen Steigung von ungefähr 7° aufwärts durch das Flöz bis zu einem vorbestimmten Endpunkt vorangetrieben,

ι ί wobei die örter horizontal zueinander in einem Abstand von ungefähr 10,6 m angeordnet sind. Der Abstand kann jedoch so groß wie 60,8 m und so gering wie 6,1 m sein, was von den Eigenschaften der KohJe, des Strahldrukkes und dgl. abhängt. Je höher der Druck und je größer die Menge des Wasserstrahles ist, desto größer ist der Abstand, in welchem Kohle von vorgegebenen Befestigungs-, Spalt- und Brecheigenschaften abgebaut werden kann.

Je größer die Entfernung zwischen benachbarten

j-, örtern und folglich je größer die Abbaufelder in den Flözen sind, desto größer sind die Einsparungen an Arbeit und Zeit, die bei einem hydraulischen Abbaubetrieb verwirklicht werden können, da die größeren Kosten in der Ausbildung der Örter liegen, obwohl die

κι Eingänge durch hydraulisches Abbauen oder Kombinationssysteme, die herkömmlichen Abbau und Rinnentransport kombinieren, vorgetrieben werden können.

Nachdem die örier vorgetrieben worden sind, wird innerhalb eines Ortes ein Monitor angeordnet, welcher,

j-; wie oben beschrieben, in vertikaler und horizontaler Richtung gedreht werden kann. Hochdruckwasser wird zu der Düse gefördert. Die Steuerung des Strahles erfolgt durch Fernsteuerung.

Ein zweiter Monitor, wie der erste ausgebildet, wird

in innerhalb des benachbarten parallelen Ortes angeordnet.

Während des Betriebs wird das Wassers steuerbar von der Düse des Monitors mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von mindestens ungefähr 3785 l/min

r, gegen die Oberfläche des Stoßes der abzubauenden Kohle ausgestoßen. Die Wassermengen, die verwendet werden können, variieren von 1892 bis 11 355 l/min, abhängig von den Bedingungen in der Grube.

In der Balmer-Grube liegt der Druck des Wasser-

-><> Strahles durchschnittlich zwischen 133,6 und 154,7 at. Der Druckbereich, der verwendet werden kann, kann jedoch abhängig von der Härte der Kohle und den Befestigungs-, Spalt- und Brecheigenschaften der Kohle von 35,2 bis 210,9 at variieren.

y, Eines der wesentlichsten Merkmale des Verfahrens besteht darin, daß, wie oben erwähnt, die Verwendung von hohen Wasserstrahldrücken möglich ist und daß zur gleichen Zeit das Problem gelöst ist, die großen Kohlenstücke und Brocken, die normalerweise nicht

ι ..ι transportierbar sind, wirkungsvoll zu entfernen. Gemäß der Erfindung wird die gewonnene Kohle von einem sich bewegenden Rost aufgenommen, auf welchen die Kohle strömt, wobei der Rost die Kohle zu einem Brecli.-r fördert, welcher die Kohle in Stücke mit einem

. . maximalen Querschnitt von kleiner als 15,3 cm bricht.

Diese kombinierte Förder- und Brechmaschine lagert die Kohle zusammen mit feiner Kohle und anderen Stücken von einer Größe, die normalerweise nicht

gebrochen oder verkleinert werden müssen, auf einer Rinne ab. Die Kohle liegt aufgrund des Wassers des Hochdruckwasserstrahles in Form einer Wasser-Kohle-Aufschlämmung vor.

Nachdem die verfügbare Kohle in dem Abbaufeld abgebaut worden ist, wird der Monitor, wie oben erwähnt, zurückgezogen und im Ort eine durchschnittliche Strecke von ungefähr 12,2 bis 15,2 m zurückbewegt. Die tatsächliche Entfernung hängt in der Praxis von der Natur der Kohle ab und kann in einem Bereich von 3,0 bis 30,4 m liegen, um so einen neuen Arbeitsplatz in der Nachbarschaft des Kohleabbaufeldes zu schaffen. Währenddessen wird der zweite Monitor in dem benachbarten parallelen Ort betätigt, um einen ähnlichen Abbauvorgang durchzuführen. Die obenerwähnte Schrittfolge wird im folgenden mit »Differentialrückbau« bezeichnet.

Die sich ergebende Wasser-Kohle-Aufschlämmung wird in eine Rinne geleitet und in einen Bereich außerhalb des abgebauten Gebietes zum Entwässern und dgl. transportiert.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer geologischen Formation mit einem Kohlenflöz und einer Anordnung von örtern, die bei der praktischen Durchführung des vorliegenden Verfahrens benutzt werden,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen der Örter gemäß Fig. 1, in welcher die Betriebsweise der vorliegenden Erfindung dargestellt ist,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Monitors, der bei dem vorliegenden Verfahren verwendet wird, und

Fig.4 einen Querschnitt einer Düsenspitze, wie sie bei dem vorliegenden Verfahren verwendet wird.

In F i g. 1 ist ein Schnitt durch einen Teil der geologischen Formation dargestellt, welcher den Kohlenflöz Balmer Nr. 10 enthält, der im Natal-Gebiet von Fernie Basin, British Columbia, liegt. Der Kohlenflöz ist ungefähr 30° geneigt und durchschnittlich ungefähr 15,2 m mächtig.

Bei Ausführung des vorliegenden hydraulischen Abbauverfahrens bei Balmer-Kohle wird ein Paar von örtern 11 und 12 mit einer durchschnittlichen Steigung von 7° ±2° gebildet. Die örter sind im wesentlichen parallel zueinander und erstrecken sich mit einem durchschnittlichen Abstand von mindestens ungefähr 6,1m und häufiger von 15,2 bis 18,2 m, wie oben beschrieben. Die örter sind im allgemeinen, wie im Schnitt in F i g. 1 gezeigt, mit Bögen auf einer 1,5-m-Grundiinie geformt und jeweils mit einer Hauptstrecke durch die Grube (nicht gezeigt) verbunden.

Ein Monitor 13 ist innerhalb des Orts 11 angeordnet und ein ähnlicher Monitor (nicht gezeigt) ist innerhalb des Orts 12 angeordnet Der Monitor 13, gezeigt in F i g. 3, weist ein Rohr für einen Hochdruckwasserstrahl mit einer entfernbaren Düse auf und ist mit einer Leitung verbunden, welche Wasser unter hohem Druck von einer Pumpe (nicht gezeigt) zu dem Rohr leitet

Bei einem wirkungsvollen Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens beträgt der Wasserdruck an der Strahlrohrdüse 14 ungefähr 133,6 bis 154,7 at, und das Wasser wird aus der Düse mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4163 l/min ausgestoßen. Der Monitor 13 ist an einem Punkt in dem Ort unmittelbar in der Nähe der Front des Stoßes, dessen Kohle gewonnen werden soll, angeordnet und entfernt die Kohle von Abbaufeld, die innerhalb des wirksamen Bereiches de Monitors liegt, welcher ungefähr 18,2 bis 21,3 π betragen kann, oder auch so groß wie 60,8 m sein kanr abhängig von den Bedingungen.

Der Monitor 13 kann Drehbewegungen ausführe und wird vertikal und horizontal von einem entfernte Bedienungsstand gesteuert.

Die in F i g. 4 gezeigte Düse 14 ist aus Metall geform und kann mit dem Monitor 13 durch eine Schraubver bindung verbunden werden. Die Düse hat eine Spitze 2 mit einem sich verjüngenden Durchgang 23. De Durchgang 23 kann sich bei einem nützlichen System wie in Fig. 4 gezeigt, über eine Entfernung voi ungefähr 120 mm von einem Durchmesser von ungefäh 50 mm auf einen Durchmesser an der Spitze 24, der ii einem Bereich von 18 bis 30 mm variieren kann verjüngen. Die Düsenabmessungen hängen jedoch vor dem gewünschten Druck und der Menge des auszusto ßenden Wassers ab und können entsprechend variieren So kann der Düsendurchmesser z. B. für bestimmt besondere Anwendungen 40 mm betragen.

Unter den verwendeten Typen der Strahlrohrdüser hat sich eine Düse mit einem inneren Durchmesser vor ungefähr 24 mm an der Spitze als nützlich zum Abbat von Kohle in einem Abstand von ungefähr 12,2 bis 21,3m erwiesen. Die Eigenschaften der Kohle in den Abbaufeld steuern im wesentlichen die Dicke de Kohle-Wasser-Aufschlämmung und daher die Meng( des zu verwendenden Wassers. In weitem Abstand kam das Gewichtsverhältnis daher 1 :2 betragen (d. h., di< festgelegte Wasserströmungsgeschwindigkeit betrag ungefähr 4 Tonnen/min und die Kohlegeschwindigkei ungefähr 2 Tonnen/min). Bei relativ nahen Abstände: kann das Gewichtsverhältnis Kohle/Wasser von 1 : 2 bi< 4 : 1 variieren, so daß man 4 Tonnen Kohle pro Tonne Wasser bei sehr leicht abzuscherender Kohle erhalter kann.

Eine 22-mm-Düse kann für äußerst harte Kohle be allen Abständen bis zu ungefähr 6,1 m verwende werden, wobei die Gewichtsverhältnisse Kohle/Wassei zwischen ungefähr 1 :4 bis 1 :3 verlaufen. Unter extren schlechten Bedingungen würde eine gute Produktion ir 400 Minuten (100% der verfügbaren Schichtzeit ungefähr 600 Tonnen betragen. Zum Vergleich wird be weicher Kohle und bei Verwendung der großer 24-mm-Düse ein Ergebnis in der Größenordnung vor 2200 Tonnen pro Schicht in 400 Minuten Betriebszei erzieh.

Im folgenden werden die Schritte und Techniken, die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß dei Erfindung benutzt werden, weiter im einzelnen be schrieben.

Wenn der Monitor 13 seinen Platz eingenommen hat wird die Düse 14 gegen die Front des Stoßes gerichtet welches wie oben erwähnt, in unmittelbarer Nähe dei Düse liegt Anschließend wird das Wasser unter einen Druck von ungefähr 133,6 bis 154,7 at angedreht Da; Wasser, welches die Düse 14 mit einer Geschwindigkeii von ungefähr 3407 bis 5677 l/min und vorteilhafterweise insbesondere 4163 l/min verläßt, wird steuerbar geger den Stoß gerichtet und ausgestoßen. Das aufeinander folgende Bewegungsmuster des Strahls gegen das Abbaufeld kann sich verändern.

Bei einer Folge wird z. B. der Schritt der Gewinnung der Liegendkohle so ausgeführt, daß er nicht mehr als 10% einer gesteuerten hydraulischen Abbauzeitperiode umfaßt Die Schritte der Gewinnung der Hangendkohlc

und des Abbaus stehengebliebener Pfeiler umfaßt ungefähr 60% dieser Zeitperiode und die weitere Zerkleinerung durch den Hochdruckwasserstrahl dauert daher nicht mehr als 30% dieser Periode.

Die Schrittfolge, die beim Betrieb des Monitors 13 verwendet wird, ob manuell oder automatisch, verändert sich mit den Eigenschaften der Kohle. Die Bedienungsperson kann es für erforderlich halten, zunächst die Liegendkohle zu gewinnen, dann die Hangendkohle und Pfeiler zu entfernen und schließlich die Kohle mit dem Hochdruckstrahl weiter zu zerkleinern. Abänderungen dieser Folgen werden häufig verwendet. Zerkleinerungsschritte müssen nicht erforderlich sein, oder die vorausgehende Gewinnung der Liegendkohle braucht nicht immer durchgeführt zu werden.

Wasser in der Kohleaufschlämmung, welche gemäß dem bisher beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, reicht von einem Verhältnis von ungefähr 1 :4 bis zu einem Verhältnis von ungefähr 1 :0,5. Die Kohleaufschlämmung kann dann entwässert werden.

Je größer das Verhältnis von Kohle zu Wasser ist, desto größer ist die Effektivität des Abbaubetriebes.

Beim Betrieb ist es notwendig, mit örtern zu arbeiten, die ansteigen, um eine Schwerkraftströmung des Kohle/Wasserschlammes aus dem Bereich, in welchem der Abbauvorgang durchgeführt wird, und entlang der Rinnen zu dem Entwässerungssystem zu gewährleisten. Die Rinne kann aus jedem haltbaren Material hergestellt sein, Bei dem hier erläuterten Betrieb werden Stahlrinnen benutzt und die 7°-Neigung (welche um ungefähr ±2° schwanken kann) sorgt für ausreichende von der Schwerkraft induzierte Strömungsgeschwindigkeiten, solange die Kohle in Teilchen gebrochen wird, deren größter Querschnitt im allgemeinen nicht die Hälfte der Breite der Rinne überschreitet. Wenn andere Materialien für die Rinne benutzt werden, kann die Neigung der Rinne aufgrund von Reibungseffekten anders sein. So ist z. B. eine Rinne aus Glasfiber betriebsbereit für Kohle-Wasser-Aufschlämmungen, wie hier betrachtet, mit einer geringeren Neigung als der von Stahl, z. B. mit einer 4°-Neigung ±2°. Für die Rinne und die Rinnenauskleidung können verschiedene Materialien verwendet werden, abhängig von den Abbaubedingungen, den Kosten, der Haltbarkeit und anderen Faktoren, wie sie vom Fachmann leicht in Rechnung gestellt werden können.

Im allgemeinen besteht das Rinnensystem aus einzelnen Abschnitten, oder trogartigen Einheiten, mit einer Länge von 3,04 bis 3,65 m und einer Breite von ungefähr 0,61 m, so daß die Länge der Rinne durch die Bedienungsperson während des Abbaubetriebes durch Hinzufügen oder Herausnehmen einer Einheit in die oder aus der Leitung eingestellt werden kann. In ähnlicher Weise können die Mittel des Rinnensystems, an welchen sich die Strömungsrichtung des Schlammes ändert, leicht mit Hand eingestellt werden, um die Änderung in der Strömungsrichtung zu bewirken. Das Vortreiben der Hauptstrecke erfolgt unter Verwendung einer konventionellen Abbaumaschine in Kombination mit einem Rinnensystem. Trotz der Nachteile einer kontinuierlichen Abbaumaschine unter bestimmten Umständen gibt es andere Bedingungen, unter denen das kontinuierliche Abbauen und der von der Rinne erstellte hydraulische Transport recht vorteilhaft sein können. Zum Beispiel in Gruben, in welchen die Steigung des Flözes nicht sehr groß ist, d.h. in der Größenordnung von 7 bis 12° liegt, und in welchen das Kohlenflöz keine große Dicke aufweist, d. h. ungefähr 0,91 bis 3,04 m, kann das kontinuierliche Abbauen mit großer Wirksamkeit durchgeführt werden, da die abgebaute Kohle mit einer befriedigenden Größe direkt zu der Rinne gefördert werden kann mit einem Wasserstrom von genügendem Volumen, um eine Aufschlämmung zu bilden zum Transport der Kohle zu dem Punkt in der Grube zur Entwässerung und/oder zum weiteren Abtransport von der Grube. Dieses

ίο Kombinationssystem verringert die Anzahl des Betriebspersonals, d. h. Arbeitskosten in der Grube, und vermeidet die Notwendigkeit einer kostspieligen Ausrüstung wie z. B. des Pendelwagens und des Bandförderers, welche normalerweise zu Transportzwecken in einem kontinuierlichen Abbausystem verwendet werden. Es ist möglich, dieses Kombinationssystem in Örtern in hydraulischen Gruben zu benutzen.

Es wird angemerkt, daß das hier beschriebene System in Gruben betrieben werden kann, in welchen sich der Bergwerkseingang entweder oberhalb oder unterhalb des Abbaubetriebes befindet Der Abbaubetrieb, hier im Zusammenhang mit dem Balmer Nr. 10-Flöz beschrieben, wird oberhalb des Bergwerkseingangs durchgeführt, so daß die Kohle-Wasser-Aufschlämmung allein aufgrund der Schwerkraft entlang der Rinne und aus der Grube fließt. Wenn der Eingang der Grube oberhalb des Abbaubetriebes liegt, strömt die Aufschlämmung entlang der Rinne zu einer Pumpstation, die an einem geeigneten Ort unter Tage (im allgemeinen der niedrigste Punkt in der Grube) gelegen ist, wo die Kohle teilweise entwässert werden kann, wenn gewünscht, von wo aber in jedem Falle die Aufschlämmung (ob teilweise entwässert oder nicht) aus der Grube transportiert wird. Dies kann durch einen Pumpvorgang über Rohrleitungen durch den Grubenschacht oder andere geeignete Verfahren durchgeführt werden. Offensichtlich können die Kosten der Entfernung durch eine solche Pumpanordnung höher sein als lediglich durch eine SchwerkraftstrO-"< ng. Es kann jedoch aufgrund der anderen wesentliche!, Kostenvorteile bei dem hydraulischen Abbauverfahren trotzdem noch vorteilhaft sein, das hydraulische Abbauverfahren mit dem Pumpsystem zu benutzen.

Die Aufschlämmung kann zu der Oberfläche herunterfließen, wenn der zu bearbeitende Bestand auf einem höheren Niveau als das Entwässerungswerk an der Oberfläche liegt Wo das Flöz unterhalb des Grubeneingangs liegt, kann die Kohle teilweise unter Tage entwässert werden und dann ausgepumpt werden, oder die gesamte Kohle-Wasser-Aufschlämmung kann ausgepumpt werden. Entscheidend hierfür ist die Größe der Kohle. Bekannte Verfahren werden zum Transport der Kohle-Wasser-Aufschlämmung benutzt
Die Operationsfolge hängt von der Art der Bedingungen ab, die im Grubenbereich vorherrschen, wie z.B. Weichheit der Kohle, Obergesteingewicht, Nachfalltätigkeit des Hangenden und dgl. Die Produktionsgeschwindigkeiten können variieren zwischen ungefähr 1400 bis 1500 Tonnen Kohle pro Tag und

ungefähr 4500 bis 5000 Tonnen Kohle pro Tag, wobei ein typischer Betrieb eine durchschnittliche Produktionsgeschwindigkeit von ungefähr 2500 Tonnen pro Tag ergibt

Im folgenden wird eine durchschnittliche Gewinnung beschrieben, die für Balmer-Kohle verwendet worden ist:

1. Die Hereingewinnung der Liegendkohle verbraucht ein Minimum von 10% der verfügbaren

Zeit. Das Kohle-Wasser-Verhältnis ist 1 :4, für

solch eine geringe Produktionsrate.

2. Die Hereingewinnung der Handendkohle und die Entfernung der Pfeiler, welche 60% der verfügbaren Zeit verbrauchen und ein Kohle-Wasser-Verhältnis von 1 :2 bis 1 :1 benutzen kann.

3. Die weitere Zerkleinerung durch den Hochdruckwasserstrahl und der Transport der gewonnenen Kohle auf den mit dem Förderer kombinierten Brecher verbrauchen 30% der verfügbaren Zeit. Das Kohle-Wasser-Verhältnis reicht von 1:1 bis 4:1.

Als Ergebnis der oben beschriebenen Schritte strömt die Kohle-Wasser-Aufschlämmung, welche gebildet worden ist, abwärts (aufgrund der Eingangsneigung von 7° ±2°) und wird von einer oder mehreren Ablenkvorrichtungen 17, 18, die aus hölzernen Planken oder Stahlblech gebildet sind, in eine Rinne 19 gerichtet, von wo sie zu einem weiteren Verarbeitungsbereich (nicht gezeigt) geleitet wird.

Die gesteuerte hydraulische Abbauperiode, die oben erwähnt worden ist, ist die Zeitperiode, während welcher ein wesentlicher Teil der verfügbaren Kohle durch den Monitor von dem Abbaufeld entfernt worden ist, während der Monitor von einer Position aus betrieben wird. Nach einer solchen Periode, in welcher ein wesentlicher Teil des Kohleabbaufeldes »ausgeräumt« worden ist, wird der Monitor 13 um eine Entfernung von 6,1 bis 18,2 m zurückgezogen und der Vorgang wird wiederholt Die Bewegung des Monitors erfordert eine Entkopplung und Entfernung von geeigneten Abschnitten des hydraulischen Rohres 15 und dessen Kupplungen. Nach der Bewegung wird der Monitor wieder angeschlossen. Andere Ausrüstungselemente wie z. B. ein Telefon 22 (vergleiche F i g. 2), Fernsteuerungen 16, der mit dem Förderer kombinierte Brecher 21 und die Ablenkvorrichtung 17, 18 werden ebenfalls um die gleiche Entfernung zurückbewegt.

Sobald der Abbau eines Abbaufeldes und der

ίο Abtransport in dem Ort Nr. 1 vollendet worden ist, beginnt der Abbau in dem benachbarten Ort Nr. 2. Das Verfahren wird abwechselnd betrieben, um einen stufenweisen Rückbau, wie oben beschrieben, zu bewirken.

Bei einer Abänderung des Verfahrens kann ein Doppelsystem von zwei Monitoren in jedem Ort benutzt werden. Bei diesem Doppelsystem werden ein Abbaumonitor und ein Brechmonitor benutzt. Der Abbaumonitor, der mit einem verhältnismäßig hohem Druck arbeitet, der zum Schneiden der Kohle in einem wirksamen Bereich geeignet ist, wird verwendet, um die Kohle von dem abzusaugenden Stoß zu entfernen. Der zweite Monitor in dem gleichen Ort wird dann betätigt, um die großen felsenartigen Kohlenbrocken zu zerbrechen und zu zerkleinern. Der Druck des Brechmonitors hängt von der Größe und der Natur der zu zerkleinernden Brocken ab, aber er braucht normalerweise nicht so groß zu sein wie der des Abbaumonitors. Die beiden Monitore können in Abhängigkeit von den Abbaubedingungen nacheinander oder gleichzeitig arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum hydraulischen Abbau von Kohle im Rückbau aus einem Kohlenflöz, bei dem, von einer Hauptstrecke ausgehend, mindestens ein Ort schräg aufwärts durch das Flöz bis zu einem Endpunkt des Abbaufeldes mit einer durchschnittlichen Steigung von mindestens 2° vorangetrieben wird, ein Monitor in dem Ort angeordnet wird, aus dem ein Hochdruckwasserstrahl gegen die Kohle gerichtet wird, und die gewonnene Kohle durch das Wasser zu einem Rinnensystem gefördert wird, das innerhalb des Orts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man auf an sich bekannte Weise eine Düse mit einem Durchmesser von 18 bis 40 mm verwendet, aus der das Wasser mit einem Druck von 35,2 at bis 210,9 at und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1892 l/min bis 11 355 l/min ausgestoßen wird, daß man die gewonnene Kohle durch eine Brechvorrichtung vor ihrem Abtransport nach dem Rinnensystem auf einen maximalen Querschnitt von kleiner als 15,3 cm bricht sowie die Kohle-Wasser-Aufschlämmung mit einem Kohle-Wasser-Verhältnis von 1 :4 bis 4 :1 über eine oder mehrere Ablenkvorrichtungen vom Kohlenstoß der Brechvorrichtung und/oder dem Rinnensystem zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Brechvorrichtung einen Brecher verwendet, dem ein Förderer vorgeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Wasserstrahls in einem Bereich von 133,6 bis 154,7 at liegt. v>

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Wasserausstoßes aus dem Monitor in einem Bereich von 3407 bis 5677 l/min litgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, -to dadurch gekennzeichnet, daß bei der hydromechanischen Gewinnung der Kohle aus dem Stoß zuerst die Liegendkohle, dann die Hangendkohle und dann gegebenenfalls stehengebliebene Pfeiler hereingewonnen werden und die Kohle von ihrer Zuführung ^ zur Brechvorrichtung durch den Hochdruckwasserstrahl weiter zerkleinert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Monitor verwendet wird, der die großen Kohlenstücke weiter >» zerkleinert, bevor sie der Brechvorrichtung zugeführt werden.