DE3005366A1 - Verfahren zum bruchbau von maechtigen kohlenfloezen in mindestens zwei baenken und verfestigungsloesung zu dessen durchfuehrung - Google Patents
Verfahren zum bruchbau von maechtigen kohlenfloezen in mindestens zwei baenken und verfestigungsloesung zu dessen durchfuehrungInfo
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Description
DR. STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT
ZUGELASSENER VERTRETER AUCH BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT
PROFESSIONAL REPRESENTATIVE ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE
Konto-Nr. 1 368 71
sparkasse Dachau-Indersdorf IBLZ 700 515 40)
(VIA Bayerische Landesbank
p 1 297
zur Patentanmeldung
TATABANYAI SZENBANYAE
Tat ab any a, Ungarn
betreffend
Verfahren zum Bruchbau von mächtigen
Kohlenflözen in mindestens zwei Bänken und Verfestigungslösung zu dessen Durchführung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bruchbau von mächtigen Kohlenflözen, wobei das Flöz in mindestens
zwei Bänken abgebaut wird, und eine Verfestigungslösung zu dessen Durchführung.
030035/0736
Bei mächtigen, nur in mehreren Bänken abbaubaren Kohlenflözen stoßen der Anfang und der laufende Betrieb
des Strebbaues unter dem Bruchraum auf erhebliche Schwierigkeiten. Nachdem die erste Bank unter dem unbeschädigten
Hangenden abgebaut ist, kann mit dem Auffahren beziehungsweise Vortrieb der zur folgenden Bank gehörenden
Parallelstrecken, mit dem Vorrichten und überhaupt mit dem unter dem Bruchraum erfolgenden Abbau der folgenden
Bank erst nach dem Eintreten einer bestimmten spontanen Verdichtung des Bruchraumes begonnen werden. Der zeitliche
Abstand zwischen dem Abbau der einzelnen Bänke kann in Abhängigkeit von den Umständen und den behördlichen
Sicherheitsvorschriften 1 bis 3 Jahre betragen.
Diese herkömmliche Verfahrenstechnik beziehungsweise Technologie hat unter anderem folgende Nachteile:
a) Infolge der in den Bruchraum gelangten Kohle und der lockeren Struktur des
Bruchraumes beziehungsweise der Bruchberge ist die Gefahr der Selbstentzündung groß und leider entstehen auch oft
endogene Brände. Dies kann, besonders in von Schlagwetter gefährdeten Gruben, zu
außerordentlich schweren Katastrophen führen, aber auch ohne diese erfordert die Aufrechterhaltung
einer relativen Sicherheit einen beträchtlichen Aufwand, vor allem infolge der langen Wartezeit.
030035/0736
b) Während dieser Wartezeit müssen die Hauptstrecken des Baufeldes und die übrigen
unterirdischen Grubenräume beziehungsweise -anlagen (wie Pumpenkammer, Transformatorstation,
Energieversorgung und Bewetterung) aufrechterhalten werden, was ebenfalls einen bedeutenden Arbeite- und Kostenaufwand bedeutet.
c) Die Betriebspunktfördermenge ist geringer.
d) Beim Abbau unter dem Bruchraum ist die Strebleistung um 30 bis 60% geringer als beim
Abbau unter ungestörtem Hangenden.
e) Auch wenn genügend lange gewartet wurde und daher die Bruchberge sich entsprechend gesetzt
und verdichtet hat, sind doch aus verfahrenstechnischen beziehungsweise technologischen
Gründen und Sicherheitsgründen in jedem Falle Verfahren und Vorrichtungen, welche eine
ausreichende Sicherung des Firstes gewährleisten, erforderlich.
Wie aus Schrifttumsangaben hervorgeht, wird beim Abbau mächtiger Flöze in Bänken der First der folgenden Bank
mit einem Drahtnetz verstärkt (WESTFALIA-LÜNEN). Das
Wesen des Verfahrens besteht darin, daß hinter der fortschreitenden Abb au/Lade-Mas chine eine Art von Matte
aus Drahtgewebe gebildet und die Dachschichten des Abbaues auf diese Matte zu -Bruch geworfen (bestürzt) werden.
030035/0730
-J-
Mittels dieser Drahtmatte, einer Art von Kunstfirst, wäre
für die Sicherheit des Strebes tinter dem Bruchraum beim Abbau der nächsten Bank gesorgt.
Die Anwendung des Verfahrens in der Praxis ist mit mehreren technischen und betriebsmäßigen Problemen und
Sicherheitsproblemen verbunden, zum Beispiel den folgenden:
A; Das richtige Auflegen der Gewebematte auf die Sohle beziehungsweise Schwelle
des Strebes ist kompliziert und umständlich.
B) Durch den Kunstfirst wird die Standfähigkeit beziehungsweise Stabilität des Bruchraumes
nicht erhöht, auf dessen Verfestigung und Verdichtung wird kein Einfluß ausgeübt, dadurch wird lediglich das
Herabfallen von Firstbrocken eingeschränkt.
C) Die Gewebematte geht innerhalb kurzer Zeit zugrunde, sie zerreißt bereits, wenn Hangendenblöcke
beziehungsweise Firstblöcke von einigen Tonnen Gewicht auf sie stürzen. Dies verursacht beim Abbau der folgenden
Bank nicht selten ernste Betriebsstörungen.
D) Die sicherheitstechnischen Probleme ergeben sich aus den vorhergehenden Punkten. Der
größte Nachteil ist jedoch, daß das Verfahren
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infolge seines mechanischen Charakters die Gefahr der Selbstentzündung nicht
vermindert, sondern im Gegenteil verdeckte beziehungsweise endogene Brände im durch das Verfahren gelockerten Bruchraum
noch leichter entstehen können.
In der deutschen Auslegeschrift 22 16 039 ist ein hydraulisches Bindemittel, welches für Zwecke der
Sicherung einer Art von Grubenausbau dient, beschrieben. Die Hauptbestandteile dieses Bindemittels sind natürlicher
Anhydrit von bestimmter Korngröße, Gipshalbhydrat und eine gegebene Menge Wasser. Dem Gemisch wird gegebenenfalls
auch ein Aktivator zugesetzt.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die
Herstellung der einzelnen Bestandteile des Bindemittels und dessen pneumatische Förderung an den Ort der Verwendung
in der Grube heikle und komplizierte Arbeitsgänge, für welche entsprechende Vorrichtungen und Rohrnetze
benötigt werden, sind. Auch ist die Druckfestigkeit auch nach dem völligen Abbinden verhältnismäßig gering, weswegen
das Bindemittel bei größeren Sicherheits- und Festigkeitsanforderungen nicht verwendet werden kann.
Aus diesem Grunde und auch aus verfahrenstechnischen beziehungsweise technologischen Gründen wird daher dieses
Bindemittel zur Verfestigung des Bruchraumes nicht verwendet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bruchbau von mächtigen Kohlenflözen, durch
welches der Abbau unter wesentlich verringerter Belbstentzündungsgefahr
und gleichzeitig mit wesentlich erhöhter Arbeitsplatzkapazität und Abbauleistung unter
Verwendung von Materialien, welche in großer Menge zur Verfugung stehen und mit geringem Aufwand verbunden
sind, bei einfacherer Verfahrenstechnik beziehungsweise Technologie und erhöhter Produktivität durchgeführt
werden kann, sowie eine Verfestigungslösung zu dessen Durchführung zu schaffen.
Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß der Staubanteil des zu Bruch geworfenen
Hangenden, das heißt der Anteil mit Korngrößen unter 1 mm, der bei federn Bruchbau sich in der erforderlichen Menge
von 5 bis 10 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der zu verfestigenden
Bruchberge, bildet, in der erfindungsgemäß festgestellten weiter unten festgelegten Verfestigungslösung die Rolle eines hydraulischen Zusatzstoffes übernimmt.
Eine wichtige Rolle spielt die Zusammensetzung des Materiales des Hangenden beziehungsweise Firstes, das heißt
der Deckgesteine. Die bekannten Deckgesteine, wie Mergel, Sandmergel, Ton, Sand und Schneckenmergel, können, wenn
sie als Bruchberge vorliegen, alle verfestigt werden. Besonders*günstig ist es, wenn die Bruchberge Schneckenfossilien
enthält, weil in diesem Fall der Calciumcarbonatgehalt die Verfestigung verbessert. Während die Ver-
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festigungslösung die zu verfestigende Schicht der Bruchberge
durchtränkt, tritt die Verfestigung nicht nur als Folge der Verbindung beziehungsweise des Zusammenbackens
der einzelnen Bruchbergebrocken ein, sondern auch innerhalb der Brocken. Zuerst werden die Bruchbergebrocken
plastisch und beginnen durch die Einwirkung der Verfestigungslösung
zu quellen. So entsteht aus den größeren plastisch gewordenen Bruchbergebrocken und den zwischen
diesen befindlichen ebenfalls plastisch gewordenen feineren Bruchbergefraktionen eine verhältnismäßig
zusammenhängende, plastische und daher nahezu luftdichte, später betonartig erhärtende Schicht. Diese Schicht und
die befeuchtende und wärmeentziehende Wirkung der Verfestigungslösung
setzen durch die Benetzung und das Verschließen der Luftwege die Gefahr des Entstehens endogener
Brände auf ein Mindestmaß herab. Durch die Verfestigungslösung wird eine Schicht der Bruchberge, im allgemeinen in
einer Mächtigkeit von 10 bis 100 cm, zu einer entsprechend gut belastbaren betonartigen Schicht umgewandelt. Die auch
bei Einsatz von verhältnismäßig wenig Bindemittel erzielbare zureichend hohe Festigkeit kommt jedoch nicht nur
durch die verfestigende Wirkung der Verfestigungslösung
zustande, sondern überraschenderweise spielen dabei auch zusätzliche Druckkräfte, die durch das Quellen der
größeren Brocken "von innen" und von den über der zu verfestigenden Bruchbergeschicht liegenden Schichten
"von außen" ausgeübt werden, eine Rolle..
030035/0736
Experimentell wurde festgestellt, daß durch Erhöhen des Aktivatorzusatzes die eventuell nicht ausreichende
Menge des Schneckenmergels ergänzt werden kann. Wenn das Beckgestein aus Kalkstein besteht und daher der
Feinkornanteil der Bruchberge zu gering ist, dann kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe durch einen Zusatz
von Materialien mit großer spezifischer Oberfläche, wie Kraftwerkkesselasche beziehungsweise Aschenschlacke, in
der Verfestigungslösung erreicht werden.
Ferner kann gegebenenfalls durch einen Zusatz von Chloriden von Alkali- und/oder Erdalkalimetallen in der
Verfestigungslösung nicht nur das Abbinden beschleunigt, sondern darüberhinaus sowohl die anfängliche als auch die
endgültige Druckfestigkeit der behandelten Schicht erhöht werden.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum
Bruchbau von mächtigen Kohlenflözen in mindestens zwei Bänken durch Verwendung eines Verfestigungsmittels,
gegebenenfalls mit einem Gehalt an einem Aktivator, auf einmal oder in mehreren Portionen in den Flözen, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß als Verfestigungsmittel eine Verfestigungslösung von gebranntem oder gelöschtem
Kalk und/oder Zement, gegebenenfalls zusammen mit 1 oder mehr Alkali- und/oder Erdalkalimetallchlorid(en) und/oder
erforderlichenfalls 1 oder mehr Zusatzstoff(en) mit großer spezifischer Oberfläche, in Wasser in einer Menge von
mindestens 10 Vol.-%, bezogen auf den zu verfestigenden Bruchraum beziehungsweise Abraum, in den Bruchraum beziehungsweise Abraum eingebracht wird und die folgende
Bank des Flözes unter beziehungsweise neben dem
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BAD ORIGINAL
verfestigten Bruchraum in an sich bekannter Weise
abgebaut wird.
Vorzugsweise wird die Verfestigungslösung in einer Menge von 20 bis 25 Vol.,-%, bezogen auf den zu verfestigenden
Bruchraum beziehungsweise Abraum, verwendet. Zweckmäßig wird als Verfestigungslösung eine solche,
welche den gebrannten oder gelöschten Kalk und/oder Zement in einer Menge beziehungsweise Gesamtmenge von
10 bis 60 Gew.-%, insbesondere 20 bis 4-0 Gew.-%, bezogen
auf das Gewicht des Wassers, enthält, verwendet.
Vorzugsweise wird beziehungsweise werden als Alkali- und/oder Erdalkalimetallchloridee) Natriumchlorid,
Magnesiumchlorid und/oder Calciumchlorid verwendet. Zweckmäßig wird als Verfestigungslösung eine solche, welche
das gegebenenfalls eingesetzte beziehungsweise die gegebenenfalls eingesetzten Alkali- und/oder Erdalkalimetallchloride)
in einer Menge von 0,3 bis 6 Gew.-%, insbesondere 0,7 bis 3,0 Gew.-%, ganz besonders 0,8 bis 3,0 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthält, verwendet.
Vorzugsweise wird beziehungsweise werden als Zusatzstoff(e)
mit großer spezifischer Oberfläche Kraftwerkkesselasche, Aschenschlacke, Sand und/oder Dolomitpulver
verwendet. Zweckmäßig wird als Verfestigungslösung eine solche, welche den gegebenenfalls eingesetzten Zusatzstoff
beziehungsweise die gegebenenfalls eingesetzten Zusatzstoffe mit großer spezifischer Oberfläche in einer
Menge von 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthält, verwendet.
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Vorteilhaft wird die über oder unter Tage hergestellte
Verfestigungslösung durch ein Rohrsystem mittels der Schwerkraft oder einer zwischengeschalteten Pumpe in
den Bruchraum beziehungsweise Abraum eingebracht.
Nach einer bevorzugten Aus führung s form des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mit der Verfestigungslösung
behandelte Bruchbergen durch mechanische Einwirkungen, zweckmäßig Rütteln, verdichtet.
' Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Abbau von
zwei benachbarten Abbaubänken ein Vorrichtungsstreckenpaar angelegt beziehungsweise durchgefahren, welches zwischen
dem Bruchraum der oberen Bank und dem der unteren Bank in Bruchberge gelassen und beim Bruchbau der unteren
Bank aufgegeben wird.
Nach einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beziehungsweise werden die Bank beziehungsweise Bänke unter dem Bruchraum
nach dem völligen Abbau der vorhergehenden Bank beziehungsweise Bänke oder gleichzeitig mit diesem,
jedoch mit einem späteren Anfangszeitpunkt abgebaut.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Verfestigungslösung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine solche von gebranntem oder gelöschtem Kalk und/oder Zement,
gegebenenfalls zusammen mit 1 oder mehr Alkali- und/oder Erdalkalimetallchlorideen) und/oder erforderlichenfalls
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1 oder mehr Zusatzstoff(en) mit großer spezifischer Oberfläche, in Wasser ist.
Die Hauptvorteile der Erfindung sind zusammengefaßt wie folgt:
I) Durch die hohe wärmeentziehende Wirkung der Verfestigungslösung und die plastische
Verdichtung des behandelten Bruchraumes sowie dessen Verfestigung und ferner durch
das Verschließen der zum Bruchraum führenden Luftzugänge wird die Gefahr des Entstehens
von endogenen Bränden auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
II) Durch die erfindungsgemäß erreichte Verfestigung wird die behandelte Schicht der
Bruchberge betonartig gebunden. Dadurch wird die Arbeitssicherheit größer und die
Bruchgefahr geringer.
III) Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Bruchbergen verschiedener
Zusammensetzung zu verfestigen und dadurch die in mehreren Bänken abbaubaren mächtigen
Kohlenflöze in kürzeren Zeiten abzubauen. Der bei den herkömmlichen Verfahren in der
Größenordnung von Jahren liegende zeitliche Abstand zwischen dem Abbaubeginn der
einzelnen Bänke wird durch das erfindungsge-
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mäße Verfahren auf einige Monate verkürzt»
Das Auffahren der den Abbau unter dem Bruchraum vorbereitenden Parallelstrecken kann in einer einer Wartezeit von einem
Monat entsprechenden Entfernung von der Strebfront der ersten Bank folgen.
IV) Beim Abbau der unter dem Bruchraum liegenden Bank ist auch die Strebleistung und Betriebspunktförderkapazität
höher. Das jeweilige Flöz kann demnach schneller und wirtschaftlicher
abgebaut werden.
V) Durch den schnelleren Abbau der Bänke steigt das Maß der vertikalen Konzentration vorteilhaft
an, was neben bedeutenden Material- und Kostenersparnissen auch eine Verminderung
der Gefahr des Entstehens von endogenen Bränden bedeutet.
VI) Mit einem ParalIeIstreckenpaar von großem
Querschnitt ist auch der schnelle Abbau von zwei benachbarten Bänken möglich. Bei der
Verfestigung der Bruchoerge verfestigt sich auch der die Parallelstrecken umgebende Bruchraum
und dadurch wird auch die Standfähigkeit beziehungsweise Stabilität des zwischen den
zwei Abbaufronten in Bruchberge gelassenen Schlages erhöht.
- 13 03Q035/073S
VII) Unter gegebenen Flözverhältnissen ist es
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Flöz in mehreren Bänken abzubauen, wobei
der Abbau jeweils mit zeitlicher Verschiebung begonnen wird«
Es wurden Versuche, bei welchen verschiedene Deckgesteine nach dem Zubruchwerfen mit Verfestigungslösungen
verschiedener Zusammensetzung behandelt wurden, durchgeführt. Die Proben der verfestigten Bruchbergen wurden
dann einer Belastung, welche dem Bruchraumdruck entsprach,
ausgesetzt. Nach einer Belastungsdauer von 30 Tagen wurde
die Einwegbruchfestigkeit der Proben bestimmt.
Damit sollte festgestellt werden, wie sich die Festigkeit und im Zusammenhang damit die Verdichtung
der Bruchbergen mit natürlichem Kornmfchungsverhältnis
durch die Einwirkung der erfindungsgemäßen Verfestigungslösung verändern.
Einer dieser Versuche wurde mit Lumasella-Dachgestein
durchgeführt. Für dieses Gestein war ein hoher Calciumcarbonatgehalt
(CaCO,-Gehalt), der jedoch in der Probe
ungleichmäßig verteilt war, charakteristisch. Eine Anreicherung des Calciumcarbonates war vor allem in der
Umgebung der Urversteinerungen zu beobachten, an den
anderen Stellen war eher Ton beziehungsweise Bitumen/Kohle-Bindemittel vorherrschend.
- 14 030036/0738
Die Proben hatten die folgende Zusammensetzung:
a) kalkigere, zähere Teilprobe
CaCO, 86,5 Gew.-%
MgCO, 2,1 Gew.-%
Lösungsrückstand 11,4 Gew.-%
b) weniger kalkige Teilprobe
CaCO, 66,0 Gew.-%
MgCO, 1,4 Gew.-%
Lösungsrückstand 32,6 Gew.-%
c) Durchschnittsprobe
Carbonatgehalt 82,0 Gew.-%
Lösungsrückstand 18,0 Gew.-%
Die Verfestigungslösung wurde in einer Menge von 20 Vol.-%, jeweils bezogen auf das Volumen des Bruchraumes
beziehungsweise Abraumes, zugesetzt.
Die Zusammensetzung der .Verfestigungslösungen und die Durchschnittswerte der Einwegbruchfestigkeit der
Proben nach einer 30 Tage langen Belastung zusammen mit denen von Kohle und des unversehrten Hangenden sind in
der folgenden Tabelle zusammengestellt.
- 15 -
030035/0736
- 15 Tabelle
| Probe | Zusammensei bes Zement |
;zung der Verfes in Gew.-%, sogen auf das W gelöschter Kalk |
ftigungs lösung asser Magnesium chlorid |
Durchschnittswerte der Einweg~ bruchfestigkeit in ρ kp/cm |
| 1 | 22,0 | - | 0,75 | 116 |
| 2 | 34,0 | - | 1,20 | 167 |
| 3 | 18,0 | 4,0 | 0,75 | 102 |
| 26,0 | 8,0 | 1,20 | 145 | |
| Kohle (Vergleich) |
- | - | - | 50 |
| unversehrtes Hangendes (Vergleich) |
- | - | - | 150 |
- 16 -
Bei den Untersuchungen wurde festgestellt, daß in den mit den erfindungsgemäßen Verfestigungslösungen behandelten
Bruchräumen die Bruchberge plastisch wurde und quoll sowie ferner von der nicht behandelten Bruchbergeschicht
ein äußerer Druck ausgeübt wurde und durch die Wirkung dieser Faktoren die erforderliche Luftdichtigkeit
zustandekam. Ferner wurde beobachtet, daß die behandelte Bruchbergeschicht bereits nach 30 Tagen eine von der
Zusammensetzung der Verfestigungslösung und dem Deckgestein abhängige derartige Bruchfestigkeit, welche den verfahrenstechnischen
beziehungsweise technologischen und sicherheitstechnischen Anforderungen entsprechend der Bruchfestigkeit
des unversehrten Hangenden nahekam und zum Teil diese sogar überstieg, aufwies.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei sind:
Figur 1 eine Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im
Strebrückbau in Draufsicht,
Figur 2 ebenfalls ^ine Darstellung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens im Strebrückbau in Draufsicht, wobei
jedoch zwei benachbarte Bänke mit einem Parallel- beziehungsweise Begleitstreckenpaar
abgebaut werden können,
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030035/0738
-yf-
Figur 3 die Oarstellung einer bei einem genügend weit auslaufenden Flöz möglichen
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Draufsicht, bei welcher gleichzeitig
mehrere mit einer entsprechenden Zeitverschiebung nacheinander begonnene Strebe betrieben werden, und
Figur 4 die Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in
Draufsicht bei einem Streb, in welchem mittels Parallelstrecken mit großem Querschnitt
der Abbau von je zwei benachbarten Bänken gleichzeitig durchgeführt werden kann.
In den Figuren sind Strebfronten 11, 21, 31, 41,
Parallelstreckenpaare 12, 22, 32, 42, Parallelstreckenpaarorte 13* 23, 33» "4-3»
Bruchräume 14, 24, 34, 44,
Entfernungen 25, 35» 45 zur vorhergehenden Strebfront,
in Bruchberge gelassene Abschnitte 26, 36 der Parallelstreckenpaare
mit großem Querschnitt und ^uerschläge 1?» 2?» 37, 4? gezeigt.
In den obigen Bezugszeichen gibt die erste Ziffer
jeweils an, um die wievielte Bank es sich handelt (im Falle der Entfernungen ist hierfür die nachfolgende
Bank maßgebend). Durch die Querschläge 17, 2.7, 37, 4?
sind die Parallelstrecken 12, 22, 32, 42 mit einer Hauptförderstrecke 8 und einem HauptwetterschLag 9
verbunden (Figuren 3 und 4). In den Figuren 3 und 4
- 18 -
0035/0736
sind der Einfachheit halber abweichend von den Figuren 1
und 2 die einzelnen Strecken durch eine Gerade markiert.
Es wurden in schwebend abwärts verlaufenden Streben im Rückbau oder im Vorbau in der Startstrecke des Strebes
auf der Sohle durchlöcherte Rohrleitungen verlegt. Diese waren mit einer die Verfestigungslösung fördernden Rohrleitung,
die in einer der Parallelstrecken geleitet wurde, verbunden. Beide Rohre wurden beim Strebrückbau
beim Zubruchwerfen (Zurückwerfen) der Parallelstrecke beziehungsweise des Strebflügels unter dem Bruchraum
begraben.
In dem unter Abbau stehenden Strebflügel wurden alle 20 bis 50 ^ weitere durchlöcherte Rohre auf der
Sohle verlegt und auch diese an die Rohrleitung der Parallelstrecke angeschlossen. Gleichzeitig
wurde der ehemalige nun bereits unter dem Bruchraum liegende Rohrabschnitt der Parallelstrecke abgebunden.
Außer dem durchlöcherten Rohr in der Strebfront konnten im Strebflügel, zweckmäßig auf dem Panserförderer, noch
Hochdruckschläuche verlegt werden, die ebenfalls mit der in der Parallelstrecke geführten Rohrleitung verbunden
wurden. Am Schlauch konnten erforderlichenfalls Abzweigungen, deren Zahl sich nach der Strebfrontlänge richtete,
- 19 -
030036/0 7 36
ausgebildet werden. An die Abzweigungen konnten Schläuche angeschlossen werden, mit denen der Bruchraum des Strebes
mit einer erfindungsgemäßen Verfestigungslösung berieselt werden konnte.
Bei schwebend aufwärts verlaufenden Streben im Rückbau oder im Vorbau konnte die Behandlung des Bruchraumes
mit der Verfestigungslösung auch unmittelbar von der Strebfront aus mit einem dort zweckmäßig ausgebildeten
Rohrsystem vorgenommen werden.
Wenn die Neigungsverhältnisse des Abbaues eher ein Voranschreiten in der Ebene ermöglichten, mußten die
in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Maßnahmen kombiniert angewandt werden.
Bei schwebend aufwärts verlaufendem Streb mit Schreitausbau konnte als zusätzliche oder alternative
Ausführungsform die Verfestigungslösung auch von dem durch den Strebflügel geführten Schlauch beziehungsweise
von den dort geführten Schläuchen abgezweigt und mittels
- 20 -
Ö30035/0738
unter dem Bruchraum angebrachter Sonden in den Bruchraum
eingebracht werden. Die Sonden wurden dabei an den Einheiten des Schreitausbaues angebracht und bewegten sich
mit diesen zusammen.
In jedem der bisher beschriebenen Fälle konnte beim Vorrichten und Vorantreiben des Strebes unter dem Bruchraum
die Verfestigungslösung auch durch vom Streb oder von den Parallelstrecken aus gebohrte Löcher in den Bruchraum
eingebracht werden. Diese "sekundäre" Bruchraumverfestigung kann dann erforderlich sein, wenn in der oberen
Bank die Verfestigung der Bruchberge aus irgendeinem Grund nicht zufriedenstellend war.
Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform befindet sich die Strebfront 11 der oberen Bank zwischen
den Parallelstreckenpaaren 12 im Rückbau. Hinter der Strebfront 11 der Abbaurichtung entgegengesetzt befindet
sich der verfestigte Bruchraum 14. Durch die Verfestigung der Bruchberge 14 ist es möglich, den Ort 23 des den
folgenden unter dem Bruchraum 14 verlaufenden Streb vorrichtenden Parallelstreckenpaares 22 in einer
minimalen, gegebenenfalls einem Monat Wartezeit ent-
- 21 -
Ö30Q35/0736
sprechenden, Entfernung 25 der Strebfront 11 der oberen Bank folgen zu lassen.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 kann mit einem Parallelstreckenpaar 12 mit großem Querschnitt
eine Kohlenbank mit einer Mächtigkeit von 4,5 bis 6,0 m,
bei Verwendung eines hohen Strebschildes gegebenenfalls bis zu 7,0 υ, in zwei Bänken abgebaut werden.
Das Parallelstreckenpaar 12 wird zweckmäßig mit dem größten Querschnitt vollmechanisiert aufgefahren. Der
Querschnitt und die Höhe der Strecke werden der Bankaufteilung entsprechend annähernd proportional ausgenutzt.
Ein der Entfernung 26 zwischen dem Bruchraum 14- der
oberen Bank und dem Bruchraum 24 der unteren Bank beziehungsweise zwischen deren abbaurichtungsseitigen Enden
entsprechender Abschnitt des Parallelstreckenpaares 12 wird der Mächtigkeit der oberen Bank entsprechend in
Bruchberge gelassen und später beim Strebbau der unteren Bank aufgegeben.
Bei der Ausführungsform der Figur $ wird bei Flözen,
die in der Abbaurichtung eine entsprechende Länge haben, gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht,
- 22 -
030035/0736
innerhalb des Flözes den Abbau an mehreren Betriebspunkten gleichzeitig, das heißt in mehreren, gegebenenfalls
drei bis vier, Bänken vorzunehmen.
Die Hauptförderstrecke 8 und der Hauptwetterschlag 9 müssen der Lage und den Abmessungen des Flözes entsprechend
angelegt werden, damit der in mehreren Bänken gleichzeitig erfolgende Abbau versorgt werden kann. Die Parallelstrecken
12, 22, 32, 42 sind durch Querschläge 17, 27, 37,
mit der Hauptförderstrecke 8 und dem Hauptwetterschlag 9
verbunden.
Das Vorrichten und der Abbau der nebeneinander beziehungsweise untereinander liegenden benachbarten Bänke kann in
der im Beispiel 6 beschriebenen Weise erfolgen. Der Strebfront 11 der ersten Bank folgt nach entsprechender
Verfestigung des Bruchraumes 14 in der Entfernung 25 der
Ort 23 des Parallelstreckenpaares 22 der zweiten Bank.
Die Entfernungen 25» 35» 45 sind aus den Verfestigungszeiten
der Bruchräume 14, 24 der vorhergehenden Bänke und aus dem Abbaufortschritt der vorhergehenden Bänke zu bestimmen.
Gemäß der in der Figur 4 dargestellten Kombination der Beispiele 7 und 8 erfolgt der gleichzeitige Abbau von zwei
benachbarten Bänken Jeweils mit Parallelstreckenpaaren 12, 22, 32, 42 von großem Querschnitt in der im
- 23 -
330035/073S
Beispiel 7 beschriebenen Weise. Außerdem ist wie im Beispiel 8 in Abhängigkeit von der Mächtigkeit des
Flözes und den technischen Möglichkeiten das Vorantreiben von zwei und auch mehr derartigen Abbauen möglich.
Patentansprüche
Ö3G035/073I
Leerseite
Claims (17)
1.) Verfahren zum Bruchbau von mächtigen Kohlenflözen
in mindestens zwei Bänken durch Verwendung eines Verfestigungsmxttels, gegebenenfalls
mit einem Gehalt an einem Aktivator, auf einmal oder in mehreren Portionen in den Flözen,
dadurch gekennzeichnet, daß man als Verfestigungemittel eine Verfestigungslösung von gebranntem
oder gelöschtem Kalk und/oder Zement, gegebenenfalls zusammen mit 1 oder mehr Alkali- und/oder
Erdalkalimetallchlorideen) und/oder erforderlichenfalls
1 oder mehr Zusatzstoff(en) mit großer spezifischer Oberfläche, in Wasser in
einer Menge von mindestens 10 Vol.-%, bezogen auf den zu verfestigenden Bruchraum, in den
Bruchraum einbringt und die folgende Bank des Flözes unter beziehungsweise neben dem
verfestigten Bruchraum in an sich bekannter Weise abbaut.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Verfestigungslösung in einer Menge von 20 bis 25 Vol.-%, bezogen auf den zu verfestigenden
Bruchraum, verwendet.
3·) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Verfestigungslösung eine solche, welche den gebrannten oder gelöschten
- 25 030035/0736
Kalk und/oder Zement in einer- Menge beziehungsweise
Gesamtmenge von 10 bis 60 Gew*-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-#, bezogen auf das Gewicht
des Wassers, enthalt, verwendet.
4-«) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Alkali- und/oder Erdalkalimetallchloride©}
Natriumchlorid, Magnesiumchlorid und/oder Calciumchlorid verwendet.
5-) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Verfestigungslösung eine solche, welche das beziehungsweise die Alkali-
und/oder ErdalkalimetallchloridCe) in einer Menge von 0,3 bis 6 Gew.-%, insbesondere
0,7 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des
Wassers, enthält, verwendet.
6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Zusatzstoff(e) mit großer spezifischer Oberfläche Kraftwerkkesselasche,
Aschenschlacke, Sand und/oder Dolomitpulver verwendet.
7.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Verfestigungslösung eine solche, welche den Zusatzstoff beziehungsweise
die Zusatzstoffe mit großer spezifischer Oberfläche in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%,
insbesondere 15 bis 20 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht des Wassers, enthält, verwendet.
030035/0736 -26-
8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man die über oder unter Tage
hergestellte Verfestigungslösung durch ein Rohrsystem mittels der Schwerkraft oder einer
zwischengeschalteten Pumpe in den Bruchraum einbringt.
9·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man mit der Verfestigungslösung behandelte Bruchbergen durch
mechanische Einwirkungen, zweckmäßig Rütteln, verdichtet.
10.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet,
daß man zum Abbau von zwei benachbarten Abbaubänken ein Vorrichtungsstreckenpaar
anlegt, welches man zwischen dem Bruchraum der oberen Bank und dem der unteren Bank in Bruchberge läßt und beim Bruchbau der
unteren Bank aufgibt.
11.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bank beziehungsweise
Bänke unter dem Bruchraum nach dem völligen Abbau der vorhergehenden Bank beziehungsweise
Bänke oder gleichzeitig mit diesem, jedoch mit einem späteren Anfangszeitpunkt abbaut.
- 27 -
030035/073B
12.) Verfestigungslösung zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine solche von
gebranntem oder gelöschtem Kalk und/oder Zement, gegebenenfalls zusammen mit 1 oder mehr
Alkali- und/oder Erdalkalimetallchlorideen) und/oder erforderlichenfalls 1 oder mehr
Zusatzstoff(en) mit großer spezifischer Oberfläche, in Wasser ist.
13.) Verfestigungslösung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie den gebrannten oder
gelöschten Kalk und/oder Zement in einer Menge beziehungsweise Gesamtmenge von 10 bis 60 Gew.-%,
insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthält.
14.) Verfestigungslösung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Alkali-
und/oder Erdalkalimetallchlorid(e) Natriumchlorid, Magnesiumchlorid und/oder Calciumchlorid
enthält.
15.) Verfestigungslösung nach Anspruch 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß sie das beziehungsweise die Alkali- und/oder Erdalkalimetallchlorid(e)
in einer Menge von 0,3 bis 6 Gew.-%, inebesondere 0,7 bis 3»O Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht des Wassers, enthält.
- 28 -
O3OO35/O730
16.) Verfestigungslösung nach Anspruch 12 bis 15»
dadurch gekennzeichnet, daß sie als
Zusatzstoff(e) mit großer spezifischer Oberfläche Kraftwerkkesselasche, Aschenschlacke, Sand und/oder Dolomitpulver enthält.
Zusatzstoff(e) mit großer spezifischer Oberfläche Kraftwerkkesselasche, Aschenschlacke, Sand und/oder Dolomitpulver enthält.
17.) Verfestigungslösung nach Anspruch 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß sie den Zusatzstoff beziehungsweise die Zusatzstoffe mit großer
spezifischer Oberfläche in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere 15 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthält.
030035/0736
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