DE3704731C3 - Flotationsbergeversatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Versatz für bergmännisch hergestellte Hohlräume im untertägigen Berg- und Tunnelbau, bei dem in Rauchgasent­ schwefelungsanlagen anfallender Rohgips nach einer Vorbehandlung mit einer als Versatzgut geeigneten Komponente vermischt, nach unter Tage gebracht und dort als Versatz eingesetzt wird.

Im untertägigen Bergbau muß ein großer Teil der bergmännisch hergestellten Hohlräume anschließend wieder versetzt, d.h. mit einem Material ausgefüllt werden, das in seiner Tragfähigkeit möglichst dicht an der Tragfähigkeit der hereingewonnenen Kohle liegt. In der Regel werden dazu sog. Blasberge verwendet, bei denen es sich um die zerkleinerten Ortsberge bzw. die im Aufbereitungsprozeß anfallenden Waschberge handelt. Diese werden in der Regel blastechnisch bis zum Einsatzort gebracht und dort so verblasen, daß sich ein dichter und möglichst standfester Versatz ergibt. Um die Standfestigkeit zu verbessern, sind diesen Waschbergen Zement oder Blitzdämmer in der Größen­ ordnung von 15 bis 25% zugemischt worden (Glückauf- Forschungshefte 44, 1983 Heft 5, Seiten 199 bis 204). Auch feinkörnige Stoffe wie Flotationsabgänge und Elektrofilter­ asche sind danach dem Versatz beigemischt worden, weil die Flotationsabgänge wegen ihres Tongehaltes als ideales Bindemittel angesehen werden. Andererseits ist dieser Tongehalt nachteilig, weil er aufgrund der klebrigen Eigenschaften den Transport und das Austragen des Berge­ versatzes erschweren kann und weil bei entsprechend trockenem Gut soviel Staub entsteht, daß eine entsprechende Verfahrensweise ergonomisch nicht vertretbar ist. Aus Rauchgasentschwefelungsanlagen stammender Rohgips ist nach der DE-OS 29 06 230 nach Umkristallisation zu Alpha-Halbhydrat trocken gefördert, dann mit Kraftwerksflugasche, oder Orts- oder Waschbergen oder auch Aschegranulat gemischt und dann versetzt worden. Nach der DE-OS 29 23 545 wurde ein entsprechender Alpha-Gips mit Flugasche, entsprechenden Bergen oder Schlacken oder auch mit Dihydrat gemischt und dann unter Zugabe von 20 bis 60% Wasser unter Tage ausgetragen und vorzugsweise zu Streckenbegleitdämmen geformt. Weiter ist es bekannt, aus Anhydrit II bestehendes Baumaterial für untertägige Dämme einzusetzen (DE-OS 31 04 520) und dabei den Anhydrit-Anteil durch inerte Zuschläge in Form von Kalkstein, Bergen, Flugasche oder Wirbelschichtasche zu ersetzen. Alle diese Verfahren weisen den Nachteil auf, daß sie keine Lehre beinhalten, wie Flotationsberge versatztechnisch verwendet werden können. Insbesondere findet sich hier kein Hinweis, daß und wie mit dem Staubproblem umgegangen werden kann. Das Zumischen der Flotationsberge zu anderen Komponenten hat aber nicht nur den Nachteil der hohen Staubentwicklung, sondern erlaubt nur die Verwendung geringster Mengen an Flotationsbergen für diesen Einsatzfall.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Flotationsberge als Bergeversatz verwendbar zu machen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohgips auf unter 10% Feuchte entwässert, dann mit Flotationsbergen gemischt und blastechnisch unter Tage versetzt wird.

Ein solches Verfahren ermöglicht es, große Mengen Flotationsberge unter Tage vorteilhaft als Versatz einzusetzen, so daß damit ein Doppeleffekt insofern erzielt wird, als einmal ein über Tage schwer zu deponierendes Material nicht mehr auf Deponien untergebracht werden muß und zum anderen, daß unter Tage ein vorteilhaft dichter und damit wirksamer und tragfähiger Versatz zum Einsatz kommen kann. Dabei ist es sogar möglich, die Flotationsberge blastechnisch zu versetzen, was bisher deshalb nicht möglich war, weil dieses Material aufgrund des hohen Anteils an tonhaltigen Materialien zu sehr zum Ankleben neigt. Schließlich ist es mit Hilfe dieses Verfahrens möglich, entsprechende Mengen des aus Rauchgasentschwefelungsanlagen stammenden Rohgipses ohne großen Vorbereitungsaufwand umweltfreundlich zu deponieren und dabei die übertägigen Deponien wirksam zu entlasten. Gerade weil dem Stand der Technik ausschließlich Hinweise zu entnehmen sind, daß Flotationsberge entweder gar nicht oder aber nur in entsprechend geringem Anteil zusammen mit anderen, grobstückigem Bergematerial als Versatz eingesetzt werden können, ist der erwähnte Erfolg als überraschend anzusehen. Bei dem Verblasen des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Versatzes kommt es überraschend nicht zu einer Erhöhung der Staubbelastung, sondern vielmehr wird der Staub wirksam durch den gezielten Feuchtegehalt des Gemisches aus Rohgips und Flotationsbergen gebunden. Wesentlichen Anteil daran hat außerem der Calciumchloridanteil, den der Rohgips naturgemäß aufweist. Das Gemisch aus Rohgips und Flotationsbergen erweist sich somit als vorteilhaft blasfähiges Produkt.

Der Staubbindeeffekt kann erfindungsgemäß dadurch gezielt beeinflußt werden, daß der Rohgips auf einen Calciumchloridanteil von über 3,5% gebracht wird. Ein derartiger Anteil an Calciumchlorid begünstigt die die Blasfähigkeit des Produktes erbringende Staubbindefähigkeit. Gerade weil es sich bei der Flotationsberge-Komponente um ein sehr feinkörniges Material handelt, ist die durch das Calciumchlorid begünstigte Staubbindefähigkeit als wesentlich anzusehen. Vorteilhafterweise wird der Rohgips entwässert und dann auf einen Calciumchloridanteil von 3,5 bis 10% aufgesättigt. Dies kann auf einfache Art und Weise dadurch geschehen, daß während des Mischvorganges von Rohgips und Flotationsbergen Calciumchlorid beispielsweise in flüssiger oder auch in körniger Form zugegeben wird, so daß eine vorteilhafte Verteilung im Gesamtgut gewährleistet ist.

Der Rohgips soll auf unter 10% Feuchte entwässert werden, um zu erreichen, daß er beim Mischen mit den feuchten Flotationsbergen diesen soviel Feuchtigkeit wieder entzieht, daß das Gesamtgut vorteilhaft verblasen werden kann. Hierzu lehrt die Erfindung, daß der Rohgips je nach Feuchtegehalt der Flotationsberge entwässert, vorzugsweise auf unter 8% Feuchte entwässert wird. Der Rohgips nimmt dann begierig bis zu 30% Feuchte wieder auf, und zwar nimmt er die Feuchte aus den Flotationsbergen und ermöglicht somit die Herstellung eines insgesamt gesehen trockneren Produktes mit weniger freiem Oberflächenwasser, das dann vorteilhaft verblasen werden kann. Entsprechend wird das Mischungsverhältnis des entwässerten Rohgipses und der Flotationsberge jeweils so eingestellt, daß die Mischung eine Feuchte bis zu 30% aufweist. Dabei wird in der Regel von einem Mischungs­ verhältnis von 70 : 30 bis 30 : 70, vorzugsweise 50 : 50 ausgegangen. Anders ausgedrückt, ist somit vorgesehen, daß der Rohgips soweit entwässert wird, daß er beim Mischen mit den Flotationsbergen diesen 15 bis 25% Feuchte entziehen kann, vorzugsweise 20% Feuchte.

Insbesondere dann, wenn ein Calciumchloridanteil im Rohgips von über 3,5% vorhanden ist bzw. der Calciumchlorid­ anteil entsprechend aufgesättigt wurde, sieht die Erfindung vor, daß der Anteil der Flotationsberge teilweise durch Elektrofilterasche ersetzt wird. Die Elektrofilterasche wird durch den Rohgips mit hohem Calciumchloridgehalt ebenfalls staubgebunden und kann somit in der Mischung bzw. die Flotationsberge teilweise ersetzend staubfrei verblasen werden. Vorteilhaft ist darüber hinaus, daß eine solche Mischung wie auch die ohne Elektrofilterasche sehr verschleißarm ist, so daß höhere Standzeiten für Blasversatz­ maschinen und Blasversatzrohre erreicht wird.

Auch bei einem derartigen Mischprodukt sieht die Erfindung vor, daß die Entwässerung des Rohgipses und der Anteil an Elektrofilterasche und Flotationsbergen so gewählt bzw. eingestellt werden, daß die Feuchte des Gemisches bei 30% etwa liegt. Ein solches Mischprodukt ist dann wie bereits weiter oben erläutert vorteilhaft als Blasversatz unter Tage einzusetzen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Möglichkeit geschaffen ist, den über Tage nur mit erheblichen Aufwand zu deponierenden Rohgips, der aus Rauchgasentschwefelungsanlagen stammt sowie die sehr feinkörnigen Flotationsberge zu einem Material zu verarbeiten, das unter Tage nicht nur quasi als Ersatz für die übertägige Deponie untergebracht wird, sondern das dort vorteilhaft zum wirksamen Ausfüllen von Hohlräumen eingesetzt werden kann. Dieses Material hat zumindest die gleichen Eigenschaften wie der bisher aus Waschbergen mit evtl. Zusätzen bestehende Versatz, er weist sogar diesem gegenüber aufgrund seines günstigen Porenvolumens deutliche Vorteile auf.

Zur Erläuterung des Verfahrens dient das anliegende Schema der einzigen Figur.

Der von der Rauchgasentschwefelung kommende Rohgips wird im Rohgipsbunker (1) zwischengebunkert, dann über die Vorentwässerung (2) geführt und in einen Behälter gegeben, der in der Figur als Entwässerung (3) bezeichnet ist. Durch Zufuhr von Wärme, vorzugsweise der Abwärme des Kraftwerkes oder der sonstigen Anlage, dem die Rauchgasentschwefelung zugeordnet ist, wird der Rohgips auf unter 10% Feuchte entwässert.

Stellt sich bei Kontrollmessungen heraus, daß der Calciumchloridanteil unter 3,5% liegt, wird entweder der Entwässerung (3) oder der nachgeschalteten Mischschnecke (5) aus dem Calciumchlorid-Vorratsbehälter (4) Calciumchlorid in flüssiger oder fester Form zugeführt.

In der Mischschnecke (5) wird dann der entwässerte Rohgips mit Flotationsbergen gemischt, die über das Flotationsbergeband (7) herangeführt werden. Zur Vorrats­ haltung dient der Bunker (8). Der Eintrag (17) des Rohgipses liegt vor dem Eintrag (18) für die Flotationsberge, der wiederum vor dem Eintrag (19) für die evtl. zugeführte Elektrofilterasche liegt, die im Bunker (9) vorgehalten wird.

Das so erhaltene Versatzbergegut wird über die Transport­ leitung (10) nach unter Tage verbracht, wobei statt der Transportleitung (10) auch die Förderung in entsprechenden Containern bzw. Wagen möglich ist. Das Versatzgut aus Flotationsbergen und Rohgips weist eine den Transport in offenen Wagen ohne weiteres ermöglichende Feuchte auf, da durch die Staubbindung auch des Calciumchlorids eine genügende Staubbindefähigkeit vorhanden ist.

Über die Transportleitung (10) oder über entsprechende andere Transportmittel wird der Versatz einem Untertage- Bunker (11) zugeführt,von dem er beispielsweise über eine Transportschnecke der Versatzbergeschleuse (12) zugeführt wird. Hier gelangt das aus Flotationsbergen und Rohgips sowie ggf. aus Elektrofilterasche bestehende Versatzgut in die Blasversatzleitung (13) und von dort über das Strebmund­ loch (14) in den Streb (15).

Die Figur verdeutlicht somit, daß das aus Flotationsbergen und Rohgips ggf. Elektrofilterasche bestehende Versatzgut im untertägigen Bergbau im Streb direkt als wirksamer Versatz zum Einsatz kommen soll. Darüber hinaus ist es auch möglich, dieses Material in andere untertägige Hohlräume einzubringen und dort zu versetzen. Aufgrund des günstigen Porenvolumens ist ein so eingebrachter Versatz sehr dicht und weist eine hohe Tragfähigkeit auf. Die hohe Tragfähigkeit kann auch weiter dadurch erhöht werden, daß dem Gemisch Anreger oder Verfestiger zugeführt werden, so daß der natürliche Verfestigungsprozeß des Gemisches aus Flotationsbergen und Rohgips noch beschleunigt oder sonstwie gezielt beeinflußt werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von Versatz für bergmännisch hergestellte Hohlräume im untertägigen Berg- und Tunnelbau, bei dem in Rauchgasentschwefelungsanlagen anfallender Rohgips nach einer Vorbehandlung mit einer als Versatzgut geeigneten Komponente vermischt, nach unter Tage gebracht und dort als Versatz eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgips auf unter 10% Feuchte entwässert, dann mit Flotationsbergen gemischt und blastechnisch unter Tage versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgips auf einen Calciumchloridanteil von über 3,5% gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgips entwässert und dann auf einen Calciumchlorid­ anteil von 3,5-10% aufgesättigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgips je nach Feuchtegehalt der Flotationsberge entwässert, vorzugsweise auf unter 8% Feuchte entwässert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis des entwässerten Rohgipses und der Flotationsberge jeweils so eingestellt wird, daß die Mischung eine Feuchte von bis zu 30% aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgips soweit entwässert wird, daß er beim Mischen mit den Flotationsbergen diesen 15 bis 25% Feuchte entziehen kann, vorzugsweise 20% Feuchte.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Flotationsberge teilweise durch Elektrofilterasche ersetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, Anspruch 5 oder Anspruch 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung des Rohgipses und der Anteil an Elektrofilterasche und Flotationsbergen so gewählt wird, daß die Feuchte des Gemisches bei 30% liegt.