DE3443744A1

DE3443744A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterwassergewinnung fester mineralischer rohstoffe, insbesondere von braunkohle

Info

Publication number: DE3443744A1
Application number: DE19843443744
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 2820 Bremen Gollenbeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1986-06-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Unterwassergewinnung fester
mineralischer Rohstoffes insbesondere Braunkohle Die Erfindung betriff t. ein erfahren und eine Vorrichtung zum abbau sowie zur Foerderung von Braunkohle und anderen unter aehnlichen geologischen Gegebenheiten gelagerten festen Rohstoffen oder Mineralien aus grosser Tiefe mit Unterwassertechni ken.
Es ist bekannt, Braunkohlelagerstaetten im Untertagebau- und im Tagebauverfahren abzubauen, wobei sich mit zunehmender Entwicklung hochleistungsfaehiger Bagger- und Foerdertechniken der Braunkohlentagebau als sehr wirtschaftliche Technik durchgesetzt hat. Mit Hilfe "bergeversetzender" Verfahren werden heute Lagerstaetten auch i n mehreren hundert Metern Tiefe m Tagebau abgebaut.
Diese Form des Tagebaus ist nur in Verbindung mit einer umfangreichen Entwaesserung des Bodens und einer damit verbundenen Absenkung des Grundwasserspiegels bis unter die tiefstgelegenen abzubauenden Floeze moeglich. Derartige Suempfungsmassnahmen reichen bis zu tiefliegenden Grundwasserstockwerken und bewirken damit eine weitraeumige Absenkung des Grundwasserspiegels in Verbund mit weitreichenden Verschiebungen von Wasserscheiden. In diesen Wasserwirtschaftlich betroffenen Bereichen entstehen schwerwiegende Schaeden und mit einem Verkuemmern der betroffenen Landschaft und ihrer Oekologie ist zu rechnen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen Die Erfindung, wie sie in den Anspruechen gekennzeichnet istS loest diese Autgabe indem sie auf dauernde Entwaesserungsmassnahmen verzichtet und den abbau des Deckgebirges sowie der Braunkohle nach dem Unterschreiten der natuerlichen Brundwasseroberflaeche unter Wasser in einer gefluteten Grube mit Unterwasserabbau- und Unterwasserfoerdereinrichtungen durchfuehrt.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen dass auf eine tiefe und grossflaechige Grundwasserabsenkung verzichtet wird und damit auch alle daraus abzuleitenden Folgeschaeden vermieden werden.
Das in der Erfindung beschriebene Unterwassergewinnungsverfahren zeichnet sich damit durch eine hohe Umweltfreundlichkeit aus. Dabei entfallen saemtliche in Verbindung mit den Suempfungsmassnahmen anfallenden Investitions- und Betriebskosten sowie die bei der Rekultivierung entstehenden Kosten zur Auffuellung der Restloecher des Tagebaus mit Oberflaechenwasser.
Im folgenden wird die Erfindung von lediglich einen Ausfuehrungswag darstellenden Zeichnungen erlaeutert. Es zeigt Figur 1 in perspektivischer Darstellung ein Abbaufeld mit einer erfindungsgemaessen Unterwasser abbau- und Unterwasserfoerdereinrichtung zum kontinuierlichen Abtragen, Transportieren und Absetzen des Deckgebirges und Figur 2 in perspektivischer Darstellung das gleiche Abbaufeld mit einer erfindungsgemaessen Unterwasserabbau- und Unterwasserfoerdereinrichtung zum kontinuierlichen Abbau und Transport t der Braunkohle. Beide Vorrichtungen der Erfindung arbeiten gleichzeitig in einem Unterwassertagebau und sind allein aus Gruenden der uebersicht 1 i cheren Darstellung in zwei Figuren wiedergegeben.
In Figur 1 ist ein Ausschnitt des unter der Wasseroberflaeche 1 befindlichen Abbaufeldes dargestellt. Darin wird das Deckg@ g<--h i rge 2 mit Hilfe eier Grabeinrichtung 3 as dem festen Verbund geloest und durch Unterdruck; vermischt mit dem umgebenden Wasser, dem schwimm- und tauchfaehigen Abbaugeraet 4 zugefuehrt. Unter Einsatz von Baggerpumpen wird das Abraum-Wassergemisch durch eine gelenkige Rohrleitung 5 bis zu deren Ende 6 gefoerdert und dort.: im Bereich des bereits ausgebeuteten Tagebaus, unter Wasser abgesetzt.
Zur leichteren Verlegung des gesamten Rohrstranges wird dieser in den Gelenkverbindungen 8 durch verstellbare, vertikale Zugeinrichtungen 9 von an der Wasseroberflaeche schwimmenden Pontons 10 aus gehalten und verfahren. Eine entsprechende Einrichtung befindet sich am Ende der Rohrleitung zur Steuerung der Absetzbewegungen. Die Positionierung der Pontons 10 kann dabei je nach Wassertiefe sowohl durch aktive Steuerorgane (z.B. Propeller) als auch durch passive Steuerorgane (z.B. Anker und Trossen) erfolgen.
Diese Vorrichtung zum Abbau des Deckgebirges arbeitet bis zum Erreichen des Braunkohlenfloezes 11. Die Zufuhr der erforderlichen Energie erfolgt fuer alle Antriebs- und Steuereinrichtungen ueber geeignete Schleppleitungen 12 vom Fest l and aus In Figur 2 ist der gleiche ausschnitt des unter der Wasseroberflaeche 1 befindlichen Abbaufeldes dargestellt. Darin wird die Braunkohle mit Hilfe eines weiteren schwimm- und tauchfaehigen Abbaugeraetes 13 aus dem Floez 11 geloest und vermischt mit dem umgebenden Wasser durch Unterdruck dem Abbaugeraet zugefuehrt und mit einer hydraulischen Rohrfoerderanlage, bestehend aus den gelenkig verbundenen Rohrleitungen 14 und der entsprechend der Wassertiefe erforderlichten Anzahl von Pumpstationen 15 vertikal zu einer an der Wasseroberf 1 aeche schwimmenden Einheit 1 16 gefoerdert.
Von dort aus wird das Waclsser-Kahlegem sch durch eine an der Wasseroberflaeche schwimmende Rohrleitung 17, die an ihren gelenkigen Verbindungen durch Auftriebskoerper 18 getragen wird, kontinuierlich zu einer beweglichen Landstation 19 gefoerdert, in der Wasser und Braunkohle getrennt werden.
Der Abtransport der Braunkohle erfolgt anschliessend mit konventionellen Foerdereinrichtungen 20. Das abgeschiedene Wasser wird ueber die Rohrleitung 21 wieder dem Unterwassertagebau zugefuehrt.
Die zum Betrieb der erforderlichen Antriebs- und Steuerorgane erforderliche Energie wird vom Festland aus ueber geeignete Schleppleitungen 22, die parallel zu den Foerderleitungen 14 und 17 angeordnet werden, zugefuehrt.
Der Anstrich des Tagebaus sowie die Abtragung des Deckgebirges bis dicht unter die Grundwasseroberflaeche erfolgt erfindungsgemaess ueber konventionelle landgestuetzte Baggereinrichtungen.
Der beim ersten Aufschluss des Unterwassertagebaus bis zum Erreichen der kohl efuehrenden Schichten anfallende Abraum erfolgt erfindungsgemaess durch Zwischenlagerung in oberirdischen Halden und kann nach Äbschluss des Braunkohleabbaus zum Verfuellen der verbliebenen Grube genutzt werden Aufstellung der in Figur 1 und 2 vewendeten Bezugszeichen zur Patentanmeldung: "Verfahren und Vorrichtung zur Unterwassergewinnung fester mineralischer Rohstoffe, insbesondere Braunkohle" 1 Wasseroberflaeche des Abbaufeldes 2 Deckgebirge 3 Grabeinrichtung 4 Unterwasserabbaugeraet fuer das Deckgebirge 5 Abraumfoerderleitung Endrohr 7 Abraum Gelenk 9 Zugei nri chtung 10 Ponton 11 Braunkohlenfloez 12 Energieversorgungs- und Steuerleitung 13 unterwasserabbaugeraet feuer die Braun kohle 14 Druckrohrleitung 15 Pumpstation 16 schwimmende Einheit 17 Foerderleitung 1 i:- Schwi mmkoerper 19 Trennanlage 20 Braunkohleabtransport 21 Wasserrueckfuehrung 22 Energi eversorgungs- und Steuerleitung 2: Liegendes - L e e r s e i t e -

Claims

Patentansprueche 1. Verfahren zur Unterwassergewinnung fester mineralischer Rohstoffe, insbesondere Braunkohle, dadurch gekennzeichnet, dass im unentwaesserten Boden das Deckgebirge (2) in einer grossen, grundwassergefuellten Brube bis zum Braunkohlen+loez (11) mit Unterwasserabbaugeraeten (4) abgetragen wird und die so freigelegte Braunkohle mit speziellen Unterwasserabbaugeraeten (13) bis zum Liegenden (23) abgetragen und als Kohle-Wassergemisch abgesaugt und hydromechanisch durch Druckrohrleitungen (14) und Pumpen (15) kontinuierlich an die Wasseroberflaeche (1) gefoerdert und von dort aus ueber eine schwimmende Rohrleitung (17) an Land transportiert wird, wo Wasser und Braunkohle in einer beweglichen Landanlage (19) getrennt und das abgeschiedene Wasser durch eine Rohrleitung (21) wieder der Abbaugrube zugefuehrt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Unterwasserabbaugeraete (4) das Deckgebirge (2) von oben bis zum Braunkohlenfloez (11) abtragen und das Abraum-Wassergemisch durch unter Wasser verlegte bewegliche, gelenkige Rohrleitungen (5) kontinuierlich in den Bereich der bereits ausgebeuteten Grube gefoerdert und dort abgesetzt wird und dadurch eine ueber das Floez wandernde Abbaugrube geschaffen wird.

3 Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum abbau des Deckgebirges schwimm- und tauchfaehige Abbaugeraete (4) mit einer Grabeinrichtung (3) eingesetzt werden.

4. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnetS dass das Abraum-Wassergemisch durch eine unter Wasser verlegte Rohrleitung (5), die in ihren Belenken (8) ueber vertikale Zugeinrichtungn (9) von an der Wasseroberflaeche schwimmenden Pontons (10) gefuehrt wird, bis zum Absetzort transportiert wird.

6. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Braunkohle durch schwimm- und tauchfaehige Abbaugeraete (13) mit einer Grabeinrichtung (3) gewonnen und als hohle-Wassergemisch ueber vertikale, gelenkige Druckrohrleitunggen (14) mit Pumpstationen (15) in eine an der Wasseroberflaeche (1) schwimmende Einheit (16) geleitet und von dort ueber eine gelenkige Rohrleitung (17), die mit Hilfe der Auftriebskoerper (18) an der Wasseroberflaeche gehalten wird, einer landgestuetzten, beweglichen Trennanlage (19) zugefuehrt wird, von der aus das abgeschiedene Wasser ueber eine Rueckfuehrleitung (21) dem Unterwassertagebau wieder zugefuehrt wird.

7. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwasserabbaugeraete +uer das Deckgebirge (4) von Land aus ueber Energieversorgungs- und Steuerleitungen (12) betrieben werden.

B. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet dass die Unterwasserabbaugeraete fuer die Braunkohle (13) und die Foerderpumpen (15) von Land aus ueber Energieversorgungs- und Steuerleitungen (22) betrieben werden.