DE2650552A1

DE2650552A1 - Verfahren zur fixierung von befestigungselementen in gestein

Info

Publication number: DE2650552A1
Application number: DE19762650552
Authority: DE
Inventors: Henry Kinny Kennedy-Skipton
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1976-11-04
Publication date: 1977-05-18
Also published as: IN145713B; US4114384A; FR2330852A1; DE2650552B2; DE2650552C3; AU497155B2; BE847939A; GB1506897A; AU1884076A

Description

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED London, Großbritannien

Verfahren zur Fixierung von Befestigungselementen

in Gestein

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fixierung von Befestigungselementen in Bohrlöchern in Gesteinsmassen. Das Verfahren ist bei Verankerungsbolzen oder anderen stabähnlichen Elementen in Gestein anwendbar und besonders brauchbar bei der Aussteifung von Gestein in Tunneln und Kohlegruben mit langen Dübeln oder Pflöcken. Die Erfindung umfaßt auch pumpbare Zusammensetzungen für die Anwendung des Verfahrens und die Verfahrensweise zur Herstellung solcher Zusammensetzungen.

Bei der Verstärkung oder Aussteifung von Gestein, die in Kohlebergwerken weitgehend praktiziert wird, werden mehrere gekoppelte Dübel, die üblicherweise aus Holz und aus einer kompakten oder hohlen Spaltholzstruktur bestehen, deren Gesamtlänge etwa 6,1 m beträgt,in vorge-

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.S

bohrte Löcher eingesetzt, in die eine Vergußmasse bzw. ein Kitt gepumpt wird, der üblicherweise aus einer synthetischen härtbaren Harzzusammensetzung besteht. Die Härtung des Harzes schafft eine Verbindung zwischen den Grubenholzdübeln und dem umgebenden Gestein. In dieser Weise können mehrere schwache Schichtungen zu einem starken Verbundträger zusammengefügt werden. Diese Technik wird sowohl für Tunneldecken als 'auch eine Wand- oder FrontabStützung angewandt und hat zu einem sichereren und produktiveren Betrieb von Kohleflözen beigetragen. Eine ähnliche Technik wird zum Vergießen bzw. Einkitten von Verankerungsbolzen angewandt, wie sie beispielsweise für die Befestigung von Deckenabstützplatten oder anderen Befestigungen in Gruben vorgesehen werden. Üblicherweise wird das Harz von einer Pumpe durch flexible Rohre um das Befestigungselement herum eingepreßt.

Für diese Zwecke wurden Polyesterharze und Harnstoff/Formaldehyd (UF) Harze erfolgreich angewandt. Polyesterharze sind erheblich fester und daher den UF Harzen vorzuziehen, jedoch sind sie brennbar und erfordern Chemikalien für die Reinigung der Pumpausrüstung. UF Harze sind im ungelierten Zustand in Wasser leicht löslich, so daß die Pumpenreinigung unproblematisch ist und sie sind nicht ohne weiteres brennbar. Sie haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß sie beim Brennen toxische Gase entwickeln, die erhebliche Mengen Cyanwasserstoff aufweisen und sie werden somit zur Gefahrenquelle, wenn sie in einen Brand am Arbeitsplatz einbezogen werden.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Einkitten oder Vergießen von Befestigungselementen in Gestein,bei dem keine brennbaren oder potentiell toxischen Vergußmassen angewandt werden.

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Ein allgemein viel benutztes Kitt- oder Füllmaterial ist Gips auf der Basis von Calciumsulfat-hemihydrat,der jedoch für das Vergießen oder Einkitten von Befestigungselementen in Gestein in Bergwerken bislang nicht akzeptiert wurde. In der Tat entsprechen die Eigenschaften solcher Gipse, wie sie normalerweise angewandt werden, nicht den Anforderungen, die an eine geeignete pumpbare Vergußmasse gestellt v/erden. So werden Gipse als wenig feste Materialien angesehen, die nicht in der Lage sind, die erforderliche Bindefestigkeit zwischen dem Befestigungselement und dem Gestein zu ergeben. Sie erhärten zu rasch, als das sie über eine angemessene Zeitdauer zur Bedarfsstelle gepumpt werden könnten und bei Anteigung mit ausreichend Wasser für eine bequeme Pumpbarkeit ist ihre Festigkeit im erhärteten Zustand beeinträchtigt. Zusätzlich sind diese Gipse schwierig gleichmäßig zu pumpen, und zwar hauptsächlich wegen der nicht beständigen Viskosität im ungehärteten Zustande, die zu einer raschen Zunahme neigt und im übrigen sind nicht-abgebundene Gipsmassen nicht derart thixotrop, daß sie an «inem Auslaufen aus schräg nach oben führenden Bohrlöchern gehindert wären.

Es wurde nun gefunden, daß Calciumsulfat-hemihydrat-Gipse, die wasserlösliche Salze von Carboxymethylcellulose (CMC) als Erhärtungs- oder Abbindeverzögerer enthalten, eine überraschende Kombination von Eigenschaften aufweisen, welche sie als pumpbare Kitt- oder Vergußmasse für ein Vergießen von Befestigungselementen in Gestein besonders geeignet machen. Die CMC—Salze gestatten die Zubereitung von Gipsen von pumpbarer Viskosität mit verminderter Wassermenge, so daß die Abbindefestigkeit des Gipses erhalten bleibt. Es können niederviskose, glatte, plastische Gipsmassen mit geringerer Hemmwirkung zubereitet werden, die überraschend schnell gepumpt werden kön-

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nen. Die Viskosität der noch nicht erhärteten Gipsmasse kann durch Variation der Verzögererkdnzentratioh genau kontrolliert werden und sie bleibt niedrig bis in Nähe des Erhärtungszeitpunktes. Eine besonders vorteilhafte Eigenart dieser Gipsmassen ist ihre überraschend verbesserte Thixotropic, so daß sie nach Beendigung des Pumpvorganges wenig fließen und leicht pumpbare Massen in aufwärtsgerichteten Bohrlöchern an Ort und Stelle bleiben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die leichte Aufweitung, die beim Abbinden von Gipsmassen auftritt, nach der Erhärtung im wesentlichen erhalten bleibt (während Gipsmassen normalerweise über eine Zeitdauer von einigen Tagen nach dem anfänglichen Erhärten etwas schrumpfen). Dies gewährleistet, daß die Befestigungselemente rasch mit dem umgebenden Gestein eng verbunden werden und danach fest in ihrer Lage bleiben.

Diese günstige Kombination von Eigenschaften wird nur durch die CMC-Salze verliehen, während gefunden wurde, daß nicht-ionische Celluloseäther wie Methylcellulose, Methylhydroxyäthylcellulose oder Hydroxypropylmethylcellulose selbst bei Anwendung in Verbindung mit Protein-Verzögerer nicht zu den gleichen Vorteilen führen, obgleich sie zurVerbesserung der Wasserretention, wie nachfolgend beschrieben, günstig sein können.

Gemäß der Erfindung wird ein Befestigungselement in einem Bohrloch in einer Gesteinsmasse durch Vergießen mit einer Gipsmasse auf der Basis von Calciumsulfathemihydrat fixiert, das mit einer wässrigen, 0,01 bis 3 % (Gew./Vol.") wasserlösliches Carboxyraethylcellulosesalz enthaltenden Lösung angeteigt ist.

Die Erfindung umfaßt auch die genannten Gipsmassen

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für die Anwendung dieses Verfahrens.

Die Kitt- oder Vergußmasse wird vorzugsweise in die Bohrlöcher eingepumpt und für die Erleichterung dieses Vorganges sollte sie vorzugsweise 35 bis 45 Gew. teile Anteigwasser pro 100 Teile Calciumsulfat-hemihydrat enthalten.

Die bevorzugten Sorten von Ca-sulfat-hemihydrat-Gipsei sind solche mit geringer Porosität, z.B. diejenigen, die als alpha-Gips bezeichnet werden und ^"Encyclopedia of Chemical Technology" von Kirk-Othmer, 2.Auflage, Bd. 4 Seite 23 beschrieben werden. Diese Gipse erfordern eine geringe Menge Anteig- bzw. Anmachwasser und besitzen höhere Abbindefestigkeiten als die gebräuchlicheren Gipse, die poröser sind und aufnahmefähiger und darüber hinaus ergeben sie besonders glatte, konsistente_; leicht pumpbare Massen.

Die bevorzugte CMC Qualität ist eine niederviskose Qualität, deren 1 %ige (Gew./Vol.) wässrige Lösung eine Viskosität von 20 bis 80 cP bei 20⁰C hat. Der Substitutionsgrad liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,2 Carboxymethylgruppen pro Glucoseanhydrideinheit und das Molekulargewicht liegt vorzugsweise im Bereich von 80 000 bis 140 000. Das bevorzugte wasserlösliche Salz ist das Natriumsalz. Die CMC kann mit dem trockenen Gips oder mit der feuchten Gipsmasse vermischt werden,jedoch wird ihre einleitende Auflösung im Anteigwasser und die Anteigung des Gipses mit der Lösung bevorzugt. Für geeigneten Betrieb sind Erhärtungs- bzw. Abbindezeiten von etwa 1,5 bis 2 Stunden nach Vermischen bzw. Anmachen des Gipses erwünscht, was durch NaCMC (SCMC) Mengen von 0,1 bis 0,2 % (Gew./Vol.; g/100 ml) im Anteigwasser erreicht wird. Wenn die Anteiglösung vor der Anwendung aufbewahrt

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werden soll, ist es günstig, als Konservierungsmittel ein Bioeid wie z.B. Benzisothiazolon hinzuzufügen.

Die Gipsmasse kann auch Füllstoffe in einer Menge bis zu 100 Teilen pro 100 Teile Calciumsulfat-hemihydrat (in Gewicht) enthalten. Die Füllstoffe können beispielsweise mineralische Tone, Talkum, Hochofenschlacke, Glas, Asbest, Kreide, gemahlenen Kalkstein, Quarz, Bimsstein, Portlandzement, Aluminiumoxidzement, hydraulischen Zement, Cellulosefaser^ wie Holzmehl und Sägemehl oder synthetische Kunstfasern wie Nylonfasern umfassen.

Die Gipsmasse wird ohne weiteres durch Vermischen der Bestandteile nach üblichen Gipsmischmethoden erhalten. Der feuchte Gipsbrei entwickelt beim Stehen rasch thixotrope Eigenschaften, jedoch wird die ursprüngliche Viskosität durch Rühren leicht wieder hergestellt. Eine gewisse Absonderung von Wasser kann beim Stehen auftreten, jedoch wird all dieses Wasser, das mit der Gipsoberfläche in Berührung bleibt, während der Erhärtung wieder aufgenommen. Diese Wasserabsonderung ist jedoch ein Nachteil, wenn die Gipsmasse in absorbierenden Schichtungen angewandt werden soll, da der Wasserverlust zu einer ungenügenden Hydratisierung des Hemihydrats führen kann, mit dem Ergebnis einer unvollkommenen Abbindung der Gipsmasse. Die Wasserabsonderung kann durch Auflösen von 0,01 bis 5,0 % (Gew./Vol.) Hydroxypropylguargummi mit einem Molekulargewicht im Bereich von 500 000 bis 5 000 000 oder von nicht-ionischem Celluloseäther, wie z.B. Hydroxypropylmethylcellulose, Methylcellulose oder Methylhydroxyäthylcellulose im Anteigwasser vermindert oder verhindert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Beispielen weiter erläutert, bei denen die angegebenen Teile und Prozente auf das Gewicht bezogen sind, wenn nichts anderes angegeben ist.

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Beispiele 1 bis 10

Bei der Herstellung der Gipsmassen dieser Beispiele wurden 100 Teile Calciumsulfat-hemihydrat mit einer wässrigen Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose bei 15 C zu einem pumpbaren Brei angeteigt. Einzelheiten über die Qualitäten des Calciumsulfat-hemihydrats, der Konzentration und Menge Anteigwasser sowie über die Eigenschaften der Gipsmassen sind in Tabelle 1 angegeben. Für die Herstellung des Gipsbreis wurden die Bestandteile durch Rühren mit einem Doppelblatt-Schaufel- oder Flügelrührer vermischt>bis ein glatter, dickflüssiger Brei erhalten war.

Der alpha-Gips wurde durch Calciumsulfat-hemihydrat gebildet, das durch Brennen von Gips in einem Autoklaven in einer ¥asserdampfatmosphäre erzeugt worden war und aus im wesentlichen kugeligen, nicht-porösen Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,5 bis 1,5 p. bestand.

Der in den Beispielen 9 und 10 angewandte Calciumsulfat-hemihydrat-Gips war ein normaler absorbierender Gips, der durch Brennen von Gips bei Atmosphärendruck in einer trockenen Atmosphäre erhalten wird und aus stabellenförmigen Teilchen mit einer mittleren Länge von 0,5 bis 1,0 μ und einem mittleren Durchmesser von 0,03 bis 0,3 μ besteht.

Die angewandte SCMC war von raschlöslicher, gekörnter Qualität mit einem Substitutionsgrad von 0,7 und einem Molekulargewicht von 80 000 bis 140 000. In 1 ^iger (Gew./Vol.) wässriger Lösung lag ihre Viskosität bei 15°C bei 50 cP. Die Teilchen hatten eine Größe, die durch ein 18 mesh BS Sieb (mit 0,855 mm lichter Maschenweite) hindurchging und von einem 85 mesh BS Sieb (mit 0,18 mm

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lichter Maschenweite) zurückgehalten wurde.

Zugfestigkeitsprüfungen wurden 24 Stunden nach anfänglicher Erhärtung durchgeführt.

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Tabelle 1

O CO OO

Beispiel	Qualität des Calcluru- sulfat- hemihydrats	Teile An- teiglösung pro 100 Teile oC-Gips	SCMC in der Anteig- lösung (%) (Gew./Vol.)	Anfangs- viskosität . (cP)	Erhärtungs zeit (min)	Zugfestig keit (kilo New ton /ni2)
1	α-Gips	28	0_t1k	8820 ·	87	2600
2	ti	33,3	0,1k	3908	100	3550
3	Il	39	0,1k	122k	115	3550
h	»t	hk	0,1k	k28	160	1450
5	Il	50	0,1k	288	300	1300 j
6	Jl	39	0,10	920	96	3100- j
7	It	39	0,12	11 k8	10L	2800
8	Il	39	0,16	1108	170	2300
9	!■formal	39	0,1k	3700	H50	325O
10	11	39	0,20	2OkO	210	355O

CD Ol CD

Die in der vorstehenden Tabelle angegebenen Eigenschaften des Gipses zeigen, daß eine optimale Zugfestigkeit mit 33 bis 39 Teilen Anteiglösung erhalten wird. Die Viskosität des Gipsbreis,der mit einer 0,10 bis 0,15 % (Gew./Vol.) SCMC enthaltenden Anteiglösung erhalten wird, ist so niedrig und die Erhärtungszeit soweit verzögert, daß der Brei als Vergußmaterial oder Kitt für eine "Dübelaussteifung" von Gestein in Bohrlöcher gepumpt werden kann. Der alpha-Gipsbrei von Beispiel 3 hatte eine niedrigere Viskosität als der Normalgipsbrei von Beispiel 9 und die alpha-Gipsmassen waren auch glatter und konsistenter, was ihre Pumpbarkeit ebenfalls erhöht.

Bei Proben des Breis von Beispiel 3 wurden Viskositätsmessungen bei 15⁰C zu unterschiedlichen Zeiten nach dem Vermischen mit einem Brookfield Viskosimeter (RVT-Modell; mit einer Nummer 5 Spindel bei 100 Umdrehungen pro Minute und 2 Minuten Spindelrotation) durchgeführt, v/ob ei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

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vr -4t

Tabelle 2

Zeit nach Vermischen	Viskosität bei 1 5°G
(Minuten)	CcP)
10	1221].
20	1352
30
60	I28O
ao	600
90	1148
100	I68O
110	1132
115	Gipsbrei erhärtet

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Diese Messungen zeigen, daß die Viskosität fast bis zum Hartwerden des Gipsbreis im wesentlichen konstant bleibt. Der erhärtete Gipsbrei hatte eine Zugfestigkeit von 3 550 kilo-Newton/m und eine Druckfe-

2 stigkeit von 3 400 kilo-Newton/m .

Bei einem Pumpbarkeitstest wurde der Brei von Beispiel 3 durch ein PVC-Rohr von 1,6 cm Durchmesser

und 8 m Länge mit einer Pumpe mit 2 040 kilo-Newton/m Abgabedruck mit einer Geschwindigkeit von 29 kg pro Minute gepumpt.

Einiger Gipsbrei wurde in ein Metallrohr von 5 cm Durchmesser und 2,5 m Länge gepumpt, das an einem Ende verschlossen war und zwei gekoppelte Holzdübel von 2 m und 3,2 cm Durchmesser enthielt, die zur Anpassung an ein 1,6 cm PVC-Zulieferungsrohr längs ihrer Länge ausgehöhlt waren. Beim Abbinden bzw. Erhärten wurden die Holzdübel mit dem Metallrohr durch den Gips fest verbunden.

Bei einer Prüfung der Verankerungsfestigkeit in Beton wurde ein Bolzen aus hoch_zugfestern Stahl von 20 mm Durchmesser in ein Loch von 17,8 cm χ 3,5 cm Durchmesser in einen Block von hochdichtem Beton (Druckfestigkeit von 27 500 kilo-Newton/m.) unter Verwendung der Masse von Beispiel 3 eingegipst und mit einer handbetriebenen hydraulischen Winde herausgezogen. Der erforderliche axiale Zug lag bei 66 kilo-Newton entsprechend 3,7 kilo-Newton/cm Bindung. Diese Werte halten durchaus einem Vergleich mit der Verankerungsfestigkeit von etwa' 4 -kilo-Newton/cm, die mit Polyestermassen erhalten wird bzw. von etwa 1,2 kilo-Newton/cm, die mit Harnstoff/Formaldehydharzmassen erhalten wird, stand.

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Beispiel 11

100 Teile alpha-Gips wurden mit 39 Teilen einer wässrigen Anteiglösung mit 0,10 % (Gew./Vol.) SCMC (wie es in Beispiel 1 verwendet wurde) und 0,05 % (Gew./ Vol.) hydroxypropyliertem Guargummi bis zur Erzielung eines glatten Breis gemischt. Der hydroxypropylierte Guargummi hatte ein Molekulargewicht von 3 000 000 und einen Substitutionsgrad von 1,0. Eine 2 %±ge wiss.Lösung hatte eine Viskosität von 129 000 cP bei 20⁰C.

Beim Stehen des Gipsbreis vor der Erhärtung trat keine Wasserabsonderung auf. Die Zugfestigkeit der erhärteten bzw. abgebundenen Gipsmasse lag bei 35>5O kilo-Newton/m .

Viskositätsmessungen an Proben des Breis wurden nach dem in Beispiel 1 angewandten Verfahren durchgeführt; die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

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Tabelle 3

Zeit nach Vermischen	Viskosität bei 1£°C
(Minuten )	(cP)
10	337'6
20	3372
30	3592
	1 6100
	31 760
60	62880
80	61^480
120	Gipsbrei erhärtet

Die Viskosität blieb nur etwa 30 Minuten lang bei einem konstanten niedrigen Wert und stieg danach rasch an.

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Beispiel 12

100 Teile alpha-Gips wurden mit 39 Teilen wässriger AnteiglÖsung gemischt, die 0,15 % (Gew./VoI,) SCMC und 0,15 % (Gew./Vol.) Hydroxypropylmethylcellulose enthielt. Die Hydroxypropylmethylcellulose hatte ein Molekulargewicht von 60 000, einen Substitutionsgrad von 1,5 (der Methylgruppen) und von 0,3 (der Hy&roxypropylgruppen) und eine Viskosität von 50 cP (als 2 %±ge wässrige Lösung bei 20 C).

Die Änderung der Gipsbreiviskosität mit der Zeit ist in Tabelle 4 wiedergegeben.

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Tabelle 4

Zeit nach Vermischen	Viskosiiätbei 20⁰C
(Minuten)·	(cP)
10	1580
20	21 00
30	22U0
UO	2020
.50	25U0
60	2?00
" 70	2800
80	3260
90	" 3980
200	Gipsbrei erhärtet

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4t>

Beispiele 13 bis 19

Bei diesen Beispielen wurde alpha-Gips mit unterschiedlichen Füllstoffen und Anteiglösung wie in den Beispielen 1 bis 5 gemischt, wobei die Füllstoff- und Anteigwassermengen zur Erzielung von Breiviskositäten von 1000 bis 2500 cP bei 15°C kontrolliert wurden. Einzelheiten der Zusammensetzung und Eigenschaften des jeweiligen Gipsbreis sind in Tabelle 5 wiedergegeben.

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Tabelle

Beispiel	Füllstoff typ	Teile Füll stoff pro 1Ö0 Teile Gips	Teile Lösung pro 100 Teile Gips	Anfangs- Viskosität : (CP)	Erhärtungs- zeit (min)	Zugfestig keit (kilo'New- ton ./m )
13 15 16 17 18 19 .	Porzellan erde Kraftwerks asche gemahlener Kalkstein Talkum Bentonit Portland zement Glasfasern . (6 mm lang)	30 30 60 30 15 60 5	65 ■ 50	12I₊O 1192 1 080 11+16 888 21+lj.O 1220	109 57 ' 77 76 105 38	1250 1550 1850 1850 620 I55O 2150

Diese Ergebnisse zeigen, daß die Verwendung von Füllstoffen, obzwar ihr Zusatz in großen Mengen ohne übermäßige Herabsetzung der Erhärtungszeit möglich ist, die erforderliche Anteigwassermenge erhöht und den abgebundenen Gips merklich schwächt.

Beispiel 20

Bei diesem Beispiel wurde die Gipsmasse von Beispiel 3 in einem Kohlenbergwerk als Vergußmaterial für Holzdübel oder Pflöcke verwendet, die in Bohrlöcher zur Verstärkung oder Aussteifung eines 1,53 m mächtigen Kohleflözes mit Verwerfung eingesetzt wurden.

Zwei Löcher von 4,3 cm Durchmesser mit 92 cm Abstand wurden horizontal in rechten Winkeln zum Abbaustoß auf eine Tiefe von 7,3 m gebohrt. Vier Längen Holzpflöcke von je 1,8 m Länge χ 3,5 cm Durchmesser, die an den Enden durch Stufenverbindungen miteinander verbunden waren, wurden in jedes Loch derart eingesetzt, das sie bündig mit der Lochöffnung lagen. ^Die Pflöcke hatten eine Aussparung über ihre Länge und ein Polythen-Breizulieferungsrohr mit einem Außendurchmesser von 1,9 cm und einem Innendurchmesser von 1,59 cm, das der Aussparung angepaßt und mit Klebeband befestigt war, reichte über die Länge der Pflöcke als Verbindungselement für das Einpressen des Gipsbreis. Zwei weitere Löcher wurden in rechten Winkeln zum Abbaustoß und um 30° gegen die Horizontale aufwärts geneigt bis zu einer Tiefe von 3>6 m von 2 Punkten am Abbaustoß gebohrt, die jeweils 30,5 cm vertikal über den vorangehenden Löchern angeordnet waren. Zwei stufig an den Enden miteinander verbundene Pflöcke mit Aussparungen, die den vorstehend beschriebenen entsprachen und ebenfalls mit einem in der Aussparung festgelegten Polythen-Zulieferungsrohr versehen waren, wurden

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in jedes der weiteren Löcher eingesetzt.

Frisch hergestellteGipsbreizusammensetzung wie in Beispiel 3 wurde mit einer Stoßheberpurape durch die Zulieferungsrohre mit einer Geschwindigkeit von 4,5 bis 9 l/min gepumpt, bis der freie Raum um die einzelnen Pflöcke ausgefüllt war und Gipsbrei aus der Lochöffnung austrat.

Wenn der Pumpvorgang gestoppt wurde, erfolgte nur ein vernachlässigbares weiteres Herauslaufen von Brei aus den Löchern. Das vorragende Polythen-Rohr wurde weggeschnitten und die Löcher mit einem Pfropfen aus iübdichtmasse verschlossen,um irgendeine Verlagerung von Pflöcken oder Gipsbrei zu verhindern. Nach 2 Stunden war der Gipsbrei erhärtet und die Pflöcke fest in ihrer Lage mit der Umgebung verbunden. Die Gesteinsmasse um die Bohrlöcher wurde dadurch ausreichend verfestigt, um ein "Unterschrämen" des. Kohleflözes und Sprengen in üblicher Weise zu gestatten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fixierung eines Befestigungselementes in einem Bohrloch in einer Gesteinsmasse mit einem Kittbzw. Vergußmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß als Kitt- oder Vergußmaterial eine auf Calciumsulfat-hemihydrat basierende Gipsmasse verwendet wird, die mit einer wässrigen Lösung angeteigt ist, die 0,01 bis 3 % (Gew./Vol.) wasserlösliches Carboxymethylcellulose salz (CMC-Salz) enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse in das Bohrloch gepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse 35 bis 45 Gew.-teile Anteigwasser pro 100 Teile Calciumsulfat-hemihydrat enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfat-hemihydrat alpha-Gips umfaßt.

5. Gipsmasse zum Vergießen bzw. Einkitten von Befestigungselementen in einem Bohrloch in einer Gesteinsmasse, gekennzeichnet durch mit einer wässrigen Lösung mit 0,01 bis 3 % (Gew./Vol.) wasserlöslichem CMC-Salz angeteigten alpha-Gips.

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6. Gipsmasse nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein solches wasserlösliches CMC-Salz, daß eine 1 %ige (Gew./Vol.) wässrige Lösung eine Viskosität von 20 bis

80 cP bei 20°C hat.

7. Gipsinas se nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das CMC-Salz einen Substitutionsgrad von 0,5 bis 1,2 hat.

8. Gipsmasse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das CMC-Salz ein Molekulargewicht im Bereich von 80 000 bis 140 000 hat.

9. Gipsmasse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das CMC-Salz ein Natriumsalz (WaCMC) ist.

10. Gipsmasse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anteigwasser NaCMC in Mengen im Bereich von 0,1 bis 0,2 % (Gew./Vol.) aufweist.

11. Gipsmasse nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anteigwasser ein Bioeid enthält.

12. Gipsmasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bioeid Benzisothiazolon umfaßt.

13. Gipsmasse nach einem der Ansprüche 5 bis 12, ge-

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kennzeichnet durch einen Füllstoff in einer Menge

von bis zu 100 Teilen pro 100 Teile Calciumsulfat-hemi-

hydrat (in Gewicht).

14. Gipsraasse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff mineralischen Ton, Talkum, Hochofenschlacke, Glas, Asbest, Kreide, gemahlenen Kalkstein, · Quarz, Bimsstein, Portlandzement, Aluminiumoxidzement, hydraulischen Zement, Cellulosefasern oder synthetische Kunststoffasern umfaßt.

15. Verfahren zur Fixierung eines Befestigungselements in einem Bohrloch in einer. Gesteinsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergußmasse eine Gipsmasse nach einem der Ansprüche 5 bis 14 verwendet wird«

16. Verfahren zur Herstellung einer Gipsmasse nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche CMC-Salz im Anteigwasser gelöst und das Calciumsulfat-hemihydrat mit der Lösung angeteigt wird.

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