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Die Erfindung betrifft ein Baumaterial für die Herstellung von
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Dämmen und Pfeilern im untertägigen Bergbau, insbesondere von Streckenbegleitdämmen
und Ausbaupfeilern im Steinkohlenbergbau, das aus Anhydrit II (CaS04) mit einem
Kornanteil o,2 mm unter einem Drittel und einem Anreger besteht Die Erfindung betrifft
außerdem ein Verfahren zur Verarbeitung des Baumaterials gemäß Anspruch 1 bis Anspruch
6 mit Wasser zu Dämmen im untertägigen Bergbau, insbesondere zu Streckenbegleitdämmen
und Ausbaupfeilern im Steinkohlenbergbau.
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Derartige Streckenbegleitdämme und Ausbaupfeiler werden im untertägigen
Steinkohlenbergbau eingesetzt, um die Strebbegleitstrecken, insbesondere bei Bruchbau,
zu schützen, den auf die Strecke einwirkenden Druck zu vergleichmäßigen und den
Streckenbereich gegen den alten Mann abzudichten, so weit es sich um Gewinnung im
Vorbau bzw. um Strecken handelt, die aus anderen Gründen offengehalten werden sollen.
Die aus dem beschriebenen Anhydrit II und Anreger bestehenden Streckenbegleitdämme
und Ausbaupfeiler verdrängen zunehmend die früher üblichen Holz- bzw. Bergepfeiler.
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Gegenüber aus Beton hergestellten Streckenbegleitdämmen und Pfeilern
haben Anhydritpfeiler ein vorteilhaftes elastisches Verhalten, bestehen aus hygienisch
unbedenklichen Bestandteilen und außerdem sind die Förderaggregate beim Transport
der entsprechenden Baumaterialien einem wesentlich geringeren Verschleiß unterworfen.
Außerdem ist die Wärmeentwicklung beim Abbindeprozeß relativ gering und die erreichbaren
Druckfestigkeiten sind wesentlich günstiger als die bei zementgebundenen Dammbaustoffen
bzw. bei Holz- und Bergepfeilern.
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Ein für die Herstellung von Dämmen und Pfeilern geeignetes hydraulisch
abbindendes Material aus Anhydrit ist bekannt (DE-AS 22 16 039). Dieses als Naturanhydrit
bezeichnete Baumaterial hat einen Kornanteil bis 30 % unter o,2 mm, einen Kornanteil
mit weniger als 5 Gew% unter o,o6 mm und eine maximale Körnung bis 25 mm. Darüber
hinaus ist diesem Baumaterial ein Anteil von Gips-Halbhydrat von o,5 bis lo Gew%
zugemischt. Ober die Zumischung des Gips-Halbhydrats soll der Anteil an Feinstkorn
reduziert werden, um die Staubbelastung beim Transport und dem Verblasen zu verringern.
Darüber hinaus ist der zur Herstellung des Materials notwendige Vermahlungsaufwand
entsprechend kleiner als bei dem vorbekannten Baumaterial (DT-PS 12 97 563).
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Trotz der Verringerung des Feinstkornanteiles und Anwendung verschiedener
Techniken beim Benetzen des ausgetragenen Dammbaumaterials mit Wasser ist die Staubbelastung
weiter beträchtlich. Des weiteren ist nachteilig, daß der Anhydrit II in der Regel
nicht am Verwendungsort zur Verfügung steht, sondern oft von der Lagerstätte zum
Verwendungsort über große Entfernungen transportiert werden muß. Neben den hohen
Transportkosten fallen Rekultivierungskosten für die Lagerstätten des Anhydrits
an, da die Abbaugebiete für Anhydrit häufig in Landschaftsschutzgebieten liegen.
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Ausgehend von der Erkenntnis, daß beim Einsatz des Anhydrits II als
Baumaterial für die Herstellung von Dämmen und Pfeilern im untertägigen Bergbau
ein großer Teil des Anhydrits lediglich als inertes Verfüllmaterial verwendet wird,
liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein für den untertägigen
Einsatz geeignetes Dammbaumaterial zu schaffen, dessen Anteil an hydraulisch abbindendem
Material, d.h. an Anhydrit II, weitgehend variabel und möglichst gering ist.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Anteil
Anhydrit II über o,2 mm teilweise oder ganz durch einen inerten Zuschlagstoff ersetzt
ist.
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Es ist zwar bereits bekannt, einen feinstaufgemahlenen Anhydrit mit
sulfatischem Anreger und Zuschlagstoffen, wie Sand oder dergleichen, zur Mörtel
herstellung zu verwenden (DE-AS 11 50 613).
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Ein solcher Anhydritmörtel ist jedoch lediglich für den Verputz von
Decken und Wänden vorgesehen, während die Anwendung eines derartigen Baumaterials
für die Herstellung von Dämmen und Pfeilern im untertägigen Bergbau nicht vorgesehen
ist. Für'die Herstellung von Abdämmungen unter Schlagwettergefahr ist vorgeschlagen
worden (DE-AS 11 63 755), hydraulisches Material, wie Zement, gegebenenfalls unter
Zusatz von inerten Füllstoffen, wie Sand, Flugasche, Kalkstein, einzusetzen. Anhydrit
II ist hierfür jedoch nicht vorgesehen und im weiteren darauf hingewiesen, daß der
in den Gruben zur Verfügung stehende Gesteinstaub die Abbindezeit des daraus hergestellten
Mörtels ungünstig verlängert wird. Selbst der Zusatz von Schnellbindern hat den
Nachteil der verlängerten Abbindezeit nicht beheben können. Nachteilig ist darüber
hinaus, daß die Druckaufnahmefähigkeit bei beiden Materialien eindeutig verringert
wird.
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Demgegenüber hat der Einsatz des erfindungsgemäßen Baurnaterials überraschend
gezeigt, daß damit schnell hochfeste und trotzdem optimal elastische Streckenbegleitdämme
und Ausbaupfeiler herstellbar sind. Darüber hinaus ist der Abbindeprozeß des erfindungsgemäßen
Baumaterials durch eine geringe Wärmetönung gekennzeichnet.
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Zur Erreichung ausreichend fester und gleichzeitig elastischer Streckenbegleitdämme
und Ausbaupfeiler ist ein Baumaterial vorgesehen, bei dem der Anhydrit II-Anteil
unter o,2 mm bis 29 % beträgt und der Zuschlagstoffanteil mit einer Körnung bis
25 mm gleich oder größer 71 % ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der
Zuschlagstoff Kalkstein bzw. Bergematerial einer Körnung bis 25 mm ist oder aber
Flugasche bzw. bei der Wirbelschichtverbrennung von Kohle anfallende Asche ist.
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Ober die Wahl der Anregersubstanz kann mit einem derartigen Baumaterial
die Festigkeitsentwicklung derartiger Streckenbegleitdämme und Ausbaupfeiler beeinflußt
werden.
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Bei der Verarbeitung des erfindungsgemäßen Baumaterials wird dieses
z.B.über übliche Blaseinrichtungen transportiert.
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-Dabei werden Anhydrit II und Zuschlagstoff dosiert zugegeben, dann
gemeinsam verblasen und beim Austragen mit Wasser und in dem Wasser gelöstem Anreger
benetzt. Bei Anwendung eines entsprechenden Verfahrens ist eine gute Durchmischung
von Anhydrit II und Zuschlagstoff sichergestellt, bei gleichzeitiger Reduzierung
des Staubanfalls, da die als Zuschlagstoffe vorgesehenen Materialien beim Verblasen
nur einein geringen Abrieb unterworfen sind und der Anteil an Feinstkorn von daher
gering bleibt.
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Weiter hat sich gezeigt, daß es auch möglich ist, den Anhydrit II
und den trocken beigemischten Anreger gemeinsam zu verblasen und dem Zuschlagstoff
zusammen mit dem Wasser am Einsatzort bei zu mischen, wobei die Anregermengen aufgrund
des wesentlich reudzierten Anteils an hydraulisch abbindendem Material, d.h. an
Anhydrit II unter 1 Gew% gehalten werden kann.
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Das erfindungsgemäße Baumaterial und das zur Verarbeitung des Baumaterials
vorgesehene Verfahren zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß der volkswirtschaftlich
hochwertigere Anteil des Baumaterials, nämlich der Anteil an Anhydrit II, wesentlich
verringert werden kann. Daraus resultiert eine Schonung der Abbaugebiete und eine
Reduzierung der Transportkosten, da die vorgeschlagenen Zuschlagstoffe entweder
unmittelbar am Verwendungsort zur Verfügung stehen oder aus geringen Entfernungen
herantransportiert werden können. Vorteilhaft ist weiter, daß bei gleichzeitiger
Reduzierung der Wärmeentwicklung eine geringere Staubentwicklung eintritt, was zu
einer Verbesserung der Arbeitsplatzbedingungen führt. Der technologisch hochwertige
Anhydrit II wird bei dem vorgeschlagenen Baumaterial nicht mehr als inertes Verfüllmaterial,
sondern ausschließlich als hydraulisch abbindendes Material, eingesetzt.
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BEISPIEL Ein Gemisch aus 28 Gew% Anhydrit II der Kornfeinheit o bis
o,2 mm und 72 Gew% aufbereitetes Bergematerial einer Körnung o bis 4 mm wird unter
Zugabe von o,42 Gew% Natriumhydrogensulfat und o,42 Gew% Eisen-II-Sulfat in Form
des Heptahydrates mit einem Wasser/ Feststoff-Faktor von o,lo mit Wasser vermischt
und anschließend in eine Form mit den Abmessungen 20 x 20 x 20 mm eingefüllt.
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Es ergaben sich folgende Druckfestigkeiten bei ausreichender Elastizität
des Formkörpers in Abhängigkeit von der Zeit: 5 h 5,2 N/mm2 24 h 10,2 N/mm2 72 h
25,4 N/mm2 7 d 30,3 N/mm2