DE3903437A1 - Anlage zum herstellen von daemmen im untertagebetrieb aus staubfoermigem baustoff und aus dammabschalungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Herstellen von Dämmen im Untertagebetrieb aus staubförmigem Baustoff und aus Dammabschalungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Erfindung bezieht sich auf Baustoffe, welche sich von den unter Tage eingesetzten körnigen Baustoffen durch ihre Kornfeinheit unterscheiden. Während die Kornuntergrenze körniger Baustoffe des Untertage­ betriebes bei 1 mm liegt, weisen feinkörnige Baustoffe für die Anlage gemäß der Erfindung einen Anteil von 90% auf, der unter 0,1 mm liegt und besitzen eine Kornobergrenze von 1 mm. Solche Baustoffe bestehen in der Praxis häufig zu rd. 70% aus Kraftwerksabgängen, nämlich hauptsächlich Elektrofilter- bzw. Wirbel­ schichtaschen und ca. 30% Zement. Solche Baustoffe sind hydraulisch. Ihr Problem liegt darin, daß sie u.a. wegen der Silikosegefahr unter ständigem Abschluß gehalten werden müssen. Ihre Verarbeitung setzt die Einhaltung eines vorgegebenen Wasser-Zementfaktors voraus. Überschreitungen dieses Faktors führen zu Zementschlempen, welche sich nicht verarbeiten lassen, während Unterschreitungen zu mangelnder Härtung und damit zu fehlender Festigkeit Anlaß geben.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Strecken­ begleitdämme. Solche Dämme werden zur Verminderung der Konvergenz des Gebirges in der Strecke und damit zur Schonung des Streckenausbaus mitgeführt. Die Verar­ beitung von hydraulischen Baustoffen hat - einwandfreie Verarbeitung vorausgesetzt - den Vorteil, daß mit relativ geringen Dammbreiten Streckenpfeiler hoher Festigkeit geschaffen werden, welche einerseits einen Anschluß der Hohlraumverbindung an das Gebirge und andererseits einen wetterdichten Abschluß des im Streckenstoß anstehenden alten Manntes bewirken. Da es sich um einen Vollversatz des Dammhohlraumes handelt, werden je nach Flözmächtigkeit erhebliche Baustoff­ mengen erforderlich, weil der Baustoff die alleinige Verfüllung bildet.

Solche Baustoffmengen erfordern eine eigene Abbau­ streckenförderung, der meistens auch eine eigene Schacht- und Hauptstreckenförderung vorgelagert ist. Die Förderwege werden dabei durchweg pneumatisch überwunden. Der Abbaustreckenförderung ist meistens ein eigener Silo vorgeschaltet, welcher zum Ausgleich der Förderung führt. Ihm ist eine Schleuse nachgeord­ net, welche die Mengen des in die Streckenleitung eingeschleusten Baustoffes derart dosiert, daß sich im Ergebnis eine Dünnstromförderung in der Förder­ leitung einstellt, bei der der Baustoff in der Förder­ luft suspendiert ist. Die Erfindung nutzt die sich hieraus ergebende Mengendosierung für die Einstellung des Wasser-Zementfaktors und damit zur Sicherung der Durchhärtung des Baustoffes im Streckendamm.

Der Zusatz des Anmachwassers erfolgt durch eine geeignete Düsenanordnung. Diese hat die Aufgabe, das Anmachwasser in Tröpfchen zu spalten, denen sie eine Relativgeschwindigkeit zu den fliegenden Baustoff­ partikeln aufprägt, um dadurch die Anlagerung der Tröpfchen an die Staubkörner zu ermöglichen. Solche als Spiraldüsen oder Ringstrahldüsen vorbekannte Anordnungen sind aus der Benetzung von grobkörnigen Baustoffen bekannt und werden erfindungsgemäß verwen­ det. Sie gewährleisten einen ausreichenden Wasserdurch­ satz und eine hinreichende Tröpfchenumformung.

Der anfangs nasse Baustoff muß mindestens an den streckenparallelen Stößen des Dammes abgekleidet werden. Diese Abkleidung wirkt als Schalung, die den erhärteten Baustoff in die dem Damm vorgegebene Form verbringt. Bei Streckenbegleitdämmen ergibt sich aus der Bogenform des in der Regel angewandten Streckenausbaus am Streckenstoß ein Ausbruch in Form eines Zwickels zwischen dem Gebirge und der späteren streckenseitigen Abschalung, der aus dem Dammhohlraum heraus nicht oder nur schwer zu verfül­ len ist. Dieser Zwickel muß verfüllt werden. Das läßt sich auch mit einer anderen Vorrichtung als mit der erfindungsgemäßen Anlage durchführen. Die Bedeutung liegt darin, daß die Zwickelverfüllung den Damm wetter­ dicht zum alten Mann hin an den Streckenausbau anschließt.

Die Erfindung geht von einer vorbekannten Anlage für Streckenbegleitdämme aus. Hierbei bestehen die Ab­ kleidungen aus Behältern, welche im Dammhohlraum ein­ gebracht und in diesen verfüllt werden. Die Behälter übernehmen damit eine Doppelaufgabe. Einerseits verhin­ dern sie das Freiwerden von gefährlichen Stäuben. Andererseits wirken sie als Abschalung der Massen, die die Dammform vorgibt. Verschiedene Ausführungsformen solcher Behälter sind bekannt. Neben luftundurchläs­ sigen, aus beschichteten Geweben bestehenden Behältern mit eingebauten Filtern für die abströmende Förderluft sind Filtersäcke bekannt, die als Ganzes aus einem luft­ durchlässigen Gewebe bestehen, das meistens aus Baum­ wollfäden gewebt ist. Solche Behälter besitzen einen Einblasstutzen, der an die Mündung des die Strecken­ förderleitung nachgeschalteten Düsensatzes angeschlossen wird, wodurch das austretende Düsenwasser je nach Menge der Baustofförderung einen mehr oder weniger mächtigen Tröpfchenmantel um den trockenen Baustoffstrom bildet. Der Düsensatz bzw. das Abblasende der Förderleitung wird meistens am Strebhangenden befestigt, um die erheblichen statischen und dynamischen Rückstoßkräfte aufzufangen, welche von den Druckstößen der Dünnstrom­ förderung ausgehen.

Diese Behälter, insbesondere in der Form der Filter­ säcke, zeigen in der Praxis erhebliche Nachteile. Der Anschluß der Dammverfüllung an das Hangende setzt die Anlage des Behälters voraus, was bei Filtersäcken in der Regel nicht gelingt, die sich mit der Förderluft ballonartig aufblasen. Das hat u.a. Wetterkurzschlüsse zur Folge, welche in der Praxis Abdichtungsmaßnahmen, beispielsweise nachträgliche Verfüllungen mit einem aushärtenden Kunststoffschaum erzwingen. Aus den Dämmen gezogene Proben bzw. Kerne zeigen eine mangelhafte Verfestigung des Baustoffes. Entweder ist dieser riesel­ förmig verblieben, hat also nicht abgebunden oder ist teils fest, teils körnig, hat also eine ungleichmäßige Verfestigung erfahren, wobei die wertvolle Zement­ schlempe von dem in hohen Prozentsätzen vorhandenen Zuschlagstoffen ohne oder mit latent hydraulischen Eigenschaften getrennt ist. Das Material der beschrie­ benen Filtergewebesäcke, welche wegen ihres vergleichs­ weise geringen Preises den beschichteten Behältern mit eingebauten Filtern vorgezogen werden, verteuert den Versatz erheblich und ist im übrigen nicht ausreichend widerstandsfähig, so daß es immer wieder zu gefährli­ cher Ausbreitung von freigewordenem Baustoff infolge geplatzter oder anderweitig undichter Filtergewebesäcke kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, welche auf einfache Weise eine günstigere Qualität des Damm­ versatzes liefert und das Freiwerden gefährlicher Stäube verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird der aus der Mischung von Bau­ stoff und Wasser hervorgehende Mörtel außerhalb des Dammes bereitet und ohne Zwangsmischung in einem als Mischstiecke dienenden Endabschnitt der Förderleitung hergestellt, Es hat sich nämlich überraschend heraus­ gestellt, daß mit Hilfe einer an die Anmachwasser­ eindüsung anschließende Mischstrecke, welche eine sich an die Düsenanordnung anschließende Anschlußförder­ leitung bildet, der Mischvorgang sich auf einer relativ kurzen Förderleitungsstrecke von z.B. 4 bis 6 m voll­ ständig durchführen läßt. Die Mischung läßt sich aber nicht nur derart ausführen, daß ein Mörtel entsteht, aus dem kein Staub mehr frei wird, auch die Vollständigkeit der Mischung läßt sich einfach überwachen, weil die Ein­ haltung des vorgegebenen Wasser-Zementfaktors zu einer bestimmten Konsistenz des Mörtels führt, welcher infolge der Beschwerung des Baustoffes mit dem Anmachwasser zu einem geringen Teil aus der Mündung der Förderleitung abfließt und dadurch in seiner Konsistenz beobachtet werden kann. Diese soll sämig-flüssig sein. Dadurch reduziert sich die Dammabkleidung auf einfache Ver­ schläge, welche nur noch die Abschalungsfunktion erfül­ len und deswegen bei Streckendämmen nur die strecken­ parallelen Dammwände zu verschalen brauchen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Baustoff nur als flüssiger Mörtel frei wird, der keine gefährlichen Stäube abgibt. Die Verschläge sind einfach auszuführen, z.B. mit parallelen Bahnen aus einem mit Kunststoff be­ legten Drahtgewebe. Versatzbehälter werden überflüssig. Die Qualität der Dammverfüllung kann mit der erfindungs­ gemäßen Anlage erheblich gesteigert werden, ohne daß deswegen die Leistung, mit der der Baustoff in den Damm­ hohlraum eingebracht wird, gegenüber der Förderleistung der pneumatischen Förderung vermindert zu werden braucht. Die Verfüllung des Dammhohlraumes ist nämlich kein Problem, weil der frei werdende Mörtel den vor­ gegebenen Wasser-Zementfaktor einhält und deswegen alle Teile des Dammraumes härten. Der Wasser-Zementfaktor liegt in der Regel zwischen 3 bis 4. Der Mörtel trifft mit erheblicher kinetischer Energie auf, woraus sich eine zusätzliche Verfestigung der Dammverfüllung ergibt. Diese läßt sich auch unmittelbar an das Hangende an­ schließen.

Bei Verfüllung von Streckendämmen transportiert die Mischstrecke die Dammverfüllung von der Anmachwasser­ eindüsung durch einen kurzen Streckenabschnitt nach vorn und bei der Dammverfüllung durch einen Krümmer in den Dammhohlraum, der streckenparallel verfüllt wird.

Mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 wird erreicht, daß bei weiteren Unterbrechungen der Baustofförderung, welche aus fördertechnischen Gründen häufig nicht zu vermeiden ist, und nicht rechtzeitigem Abschluß der Anmachwasserzuleitung Flüssigkeit in die Abschnitte gelangt, welche der Anmachwassereindüsung vorgeschaltet sind. Im Ergebnis bedeutet dies die Vermeidung von Ver­ stopfern, die sich aus erhärtetem Baustoff in der Förder­ leitung ergeben können.

Grundsätzlich kann wenigstens ein Teil, nämlich bei der Verfüllung von Streckendämmen die Streckenleitung, der Streckenkrümmer und ein Teil der parallel zur Strecke verlaufenden Strebleitung in Rohren ausgeführt werden. Voraussetzung ist dies für die Erfindung nicht. Mit den Merkmalen des Anspruches 3 ist der Vorteil verbunden, daß die gesamte Mischstrecke flexibel ausgebildet ist und sich dadurch den zahlreichen Hindernissen anpasssen kann, welche am Übergang vom Streb in die Strecke normalerweise auftreten.

Die Verfüllung eines Streckendammes soll sich je nach Flözmächtigkeit durch Anböschen des Mörtels von unten nach oben erfolgen. Mit den Merkmalen des Anspruches 4 wird erreicht, daß der Streckendamm in voller Breite und Höhe in der beschriebenen, günstigen Weise gefüllt werden kann.

Mit Rücksicht auf die eingangs beschriebene Kontrolle des Wasser-Zementfaktors nach dem Augenschein des aus der Leitung abtropfenden flüssigen Mörtels ist es zweckmäßig, der Arbeitskraft die Steuerung der Anmach­ wassermenge zuzuordnen, welche auch die Verfüllung des Dammes steuert. Das gelingt mit den Merkmalen des Anspruches 5.

Das eingangs bezeichnete Problem der Zwickelverfüllung läßt sich ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Anlage beseitigen. Das ermöglichen die weiteren Ansprüche, mit denen die naturbesetzten Strecken der Zwickel bereits vor dem Durchgang des Strebes verfüllt wird.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben; es zeigen

Fig. 1 eine Kornverteilung mit dem erfindungsgemäßen staubförmigen Baustoff,

Fig. 2 eine Anlage gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform und in Seitenansicht, wobei die Anlagenteile schematisch wiedergegeben sind,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäs­ sen Anlage in Draufsicht und

Fig. 4 eine Eindüsungsvorrichtung bekannter Art, die in der erfindungsgemäßen Anlage Verwendung findet.

Gemäß der Darstellung der Fig. 1 ist durch die in die Spalte "Sand" eingetragene Kornverteilung der erfin­ dungsgemäße staubförmige Baustoff beispielsweise defi­ niert. Hiernach weist dieser Baustoff 90% Korn unter 0,1 mm auf, weitere 8% des Baustoffes liegen unter 0,25 mm und nur ca. 1% bewegen sich in Größenordnungen von 0,5 bis ca. 1,0 mm.

Dieser Baustoff dient gemäß der Darstellung der Fig. 3 zur Verfüllung eines Streckendammes. Der Dammhohlraum (13) ist mit Hilfe zweier streckenparalleler Verschläge (14, 15) in Abbaurichtung des nicht dargestellten Strebes abgeschalt. Ein in bestimmten Abständen einge­ brachter Querverschlag (16) reicht nicht über die volle Flözmächtigkeit über die die Verschläge (14, 14 a) ge­ führt sind und erlaubt deswegen die Einführung des freien Endes einer Anschlußförderleitung in den abge­ schalten Dammräumen.

Der Baustoff wird trocken durch eine Streckenförder­ leitung herangeführt, die aus gekuppelten Normalrohren besteht. Das Ende der Streckenförderleitung bildet ein Blasschlauch (9), welcher es ermöglicht, die Förder­ leitung nach unten zu führen oder seitlich aus der Streckenflucht abzulenken. Der Blasschlauch ist über eine Flanschverbindung (2) an ein Übergangsrohr (8) angeschlossen. Eine Zentrischalenkupplung (6) mit einem Dichtring ermöglicht die Abwinklung der An­ machwassereindüsung (7), wodurch diese einen im wesentlichen horizontalen Verlauf erhält.

Die Wassereindüsung (7) ist hinsichtlich ihrer Einzel­ heiten aus der Darstellung der Fig. 4 beispielsweise zu entnehmen. Das Anmachwasser gelangt über eine mit einem Wasserventil (17) absperrbare Rohrleitung (18) durch einen Nippel (19) in einen radialen Wasser­ anschluß (20) eines Außenrohres (21) mit dem Durch­ messer der Streckenförderleitung.

In dem Außenrohr (21) sitzt ein zylinderischer Einsatz (22), welcher mit mehreren, d.h. insgesamt sechs Wasserdüsen durchdrungen wird, von denen zwei Düsen bei (23 und 24) zu erkennen sind. Diese Düsen erhalten aus einem von den abgedichteten Enden des Einsatzes (22) gebildeten Ringraum (25) das Anmachwasser und verteilen es über die Länge des Einsatzes (22) auf das im Dünn­ strom durch das Außenrohr pneumatisch geförderte, trockene Material.

An die beschriebene Eindüsung (7) schließt sich eine Mischstrecke (2) an, die den gleichen Durchmesser wie die Streckenförderleitung aufweist. Sie beginnt mit einer durch eine Zentrischalenkupplung (6 a) angeschlossenen Schlauchhülse (5), einem streckenparallelen Blasschlauch (4), einem daran anschließenden Rohrbogen, welcher seiner­ seits aus zwei Krümmern (3, 3 a) aufgebaut ist und dem Austragsschlauch (1), welcher ebenfalls parallel zur Strecke verläuft und die Mündung (26) bildet, aus der der fertige Mörtel austritt. Im Bereich der Mündung und einer Steuervorrichtung (15) aus zwei Handhaben (15, 15 a) an der Schlauchmündung (26) befindet sich ein Schell­ band mit Kugelhahn. Diese Vorrichtung ist mit (12) bezeichnet und dient zur Steuerung der Wasser­ menge, die über den Anschluß (18) in den Ringraum (25) eingebracht wird.

Im Betrieb wird über einen nicht dargestellten Streckensilo durch eine Schleuse, die beispielsweise als Schneckenschleuse ausgeführt sein kann, in die Streckenleitung in im wesentlichen fest liegender Menge der beschriebene staubförmige Baustoff eingebracht und pneumatisch im Dünnstrom gefördert. Er passiert zunächst die Eindüsung (7) und gelangt dann zusammen mit dem in Tröpfchen aufgebrochenen Anmachwasser in die beschrie­ bene Mischstrecke. Dort findet die Durchmischung des Anmachwassers mit dem fligenden Baustoff und damit die Mörtelbildung statt. Der Mörtel tritt aus der Mündung (26) aus. Der Mörtel bildet einen ununterbrochenen Strom, der aus einzelnen, in der Förderluft zum über­ wiegenden Teil suspendierten Partikel und aus einem dünnen Rinnsal besteht, welches von der Unterseite der Leitung abtropft oder abfließt. Nach dem Aussehen und Verhalten dieser Teilmenge des Mörtels wird die Vor­ richtung (12) nach Augenschein gesteuert, wodurch der vorgegebene Wasser-Zementfaktor unabhängig von den Schwankungen der von der Streckenförderleitung abge­ gebenen Baustoffmengen eingehalten wird. Mit Hilfe der aus zwei Zugseilen (15, 15 a) mit Handhaben bestehenden Einrichtung (15) kann die Mündung (26) nach oben und nach den Seiten verstellt werden. Damit wird der Mörtel im Dammhohlraum (13) von unten nach oben angeböscht, bis er den von den Verschlägen (14, 14 a) abgetrennten Raum vollständig ausfüllt.

Die Mischstrecke benötigt in der Regel eine Länge zwischen 3 bis 6 m.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht die Misch­ strecke (27) aus einem einteiligen Schlauch. Auch die Benetzungsdüse wird mit einem Schlauch (9) aus einer Rohrweiche (28) beaufschlagt. Die Rohrweiche erhält den Baustoff von einer Schlauchleitung (29) aus der nicht dargestellten Streckenrohrleitung.

Mit der Rohrweiche (28) kann wahlweise der Schlauch (9) oder eine weiterführende Rohrleitung (30) beauf­ schlagt werden. Die Rohrleitung (30) ist an einem Einschienenhängebahnlaufwagen (31) aufgehängt und mündet in einen abwärts führenden Schlauch (32), aus dem die der Anmachwassereindüsung (7) entsprechende Eindüsung (33) beaufschlagt wird. An diese schließt sich ein Mischstreckenschlauch (34) an, in dem in der beschriebenen Weise der Mörtel fertiggemischt wird. über eine Rangierkatze (35) läßt sich die auf den Streckenstoß gerichtete Mündung des Mischstrecken­ schlauches (34) in Streckenlängsrichtung bewegen, während die Lenkhilfe (35) die Steuerung des Schlauches ermöglicht.

Die Anlage nach Fig. 2 ermöglicht die Verfüllung des beschriebenen Zwickels vor der bei (37) gezeichneten Strebfront, die mit einem an einem Strebförderer ge­ führten Kohlenhobel (38) abgebaut wird, wobei der Strebausbau bei (39) gezeichnet ist. Das in den Zwickel zwischen Streckenausbau und Gebirge am Streckenstoß eingebrachte Verfüllmaterial besteht aus dem staubförmigen Baustoff, aus dem der Mörtel mit Hilfe des Anmachwassers, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, fertig gemischt wird. Die Zwickelver­ füllung erhärtet so weit, daß sie beim Durchgang des Strebes hinreichend fest ist.

Mit Hilfe der Rohrweiche (28) kann die Zwickel- und die Dammverfüllung aus der Baustoffstreckenleitung wahlweise beaufschlagt werden.

Claims (6)

1. Anlage zum Herstellen von Dämmen im Unter­ tagebetrieb aus staubförmigem Baustoff und aus Dammschalungen, wobei der Baustoff trocken in dosierten Mengen pneumatisch durch eine Förderleitung angeliefert und durch ein­ gedüstes Anmachwasser mit einem vorgegebenen Wasser-Zementfaktor in den Versatzraum gebla­ sen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindüsung (7) des Anmachwassers einer Wasser und Feststoff pneumatisch weiterführenden Anschlußförderleitung vorgeschaltet ist, die als Mischstrecke (2) zur Herstellung des Mörtels dient und aus deren Mündung (26) der Mörtel in einen Verschlag (14, 14 a), welcher den Dammraum (13) mindestens streckenparallel begrenzt, austritt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die sich an die Eindüsung (7) des Anmachwassers anschließende, Wasser und Fest­ stoff führende Mischstrecke (2) eine Ausgleichs­ strecke (4), einen Streckenkrümmer (3) und eine Strebleitung (1) aufweist und die Aus­ gleichstrecke (4) nach unten geneigt ist.

3. Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs­ strecke (4), der Streckenkrümmer (3) und die Strebleitung (1) als Schlauchleitung ausge­ führt, jedoch rückschlagsicher aufgehängt sind.

4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebleitung (1) mit einer mechanischen Lenk­ hilfe (15) versehen ist.

5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Sichtweite der Mündung (26) der Strebleitung (1) eine Handsteuerung (12) der Düsenanmach­ wassermenge angebracht ist.

6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß strom­ aufwärts der Eindüsung (7) eine Rohrweiche (28) in die Förderleitung (29) eingebaut ist, welche zur wahlweisen Beaufschlagung der Eindüsung (7) oder einer weiterführenden Leitung (30, 32) dient, die mit einer Ein­ düsung (33) versehen ist, an die sich eine Mischstrecke (34) anschließt, welche zur Zwickelverfüllung eines Streckenbegleitdammes dient.