DE3925639A1 - Verfahren zum einbringen von vollversatz beim untertaegigen abbau von kohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Voll­ versatz beim untertägigen Abbau von Kohle in einem Abbaustreb mit Schreitausbaugestellen, wobei die Kohle in dem Abbau­ streb längs einer Abbaufront fortschreitend hereingewonnen und der dabei entstehende Abbauhohlraum in einem Verfüllungs­ bereich in Abbaurichtung hinter den Schreitausbaugestellen nach Maßgabe des Kohleabbaus fortschreitend mit Blasversatz verfüllt wird, und wobei der Blasversatz in Leitungen geführt wird, die mit den Schreitausbaugestellen verbunden sind sowie mit den Schreitausbaugestellen bewegt werden.

Um beim untertägigen Abbau von Kohle ein Absenken der Tages­ oberfläche und damit Bergschäden zu vermeiden oder zu vermin­ dern, ist es in der Praxis bekannt, sogenannten Vollversatz in Form von Blasversatz einzubringen. Blasversatz bedeutet, daß der Versatz mit Druckluft eingeblasen wird. Diese bekann­ ten Maßnahmen sind wegen der Abmessungen der Versatzeinrich­ tungen nur bis zu einer unteren Flözmächtigkeit von etwa zwei Metern praktisch durchführbar. Bei geringmächtigen Flözen wird in der Praxis der sogenannte Bruchbau durchgeführt. Da­ bei ist es bekannt, einen großen Teil der im Bruchhaufwerk noch verbleibenden Hohlräume durch Einpressen eines feinkör­ nigen, ausreichend fließfähigen Versatzstoffes nachträglich zu verfüllen, um die starke Absenkung der Tagesoberfläche in Grenzen zu halten.

Bei dem erstgenannten Verfahren stört, daß in dem als Voll­ versatz eingebrachten Blasversatz erhebliche Verfüllungslüc­ ken bleiben. Diese resultieren aus Zwischenräumen, die bei Störung des Körnungsaufbaus durch Entmischung als sogenannte Poren im Blasversatz freibleiben, und aus Hohlräumen, die aus dem Blasversatz herausgezogene Hangendkappen vor Schreitaus­ baugestellen hinterlassen. Verfüllungslücken entstehen aber auch als sogenannte Blasschatten. Die Verfüllungslücken be­ dingen Senkungen, die sich bis zur Tagesoberfläche fortsetzen können. Beim Bruchbau stört die auch im Rahmen der bekannten Maßnahmen mit nachträglichem Einbringen von feinkörnigem, fließfähigem Versatzmaterial freibleibende Absenkung der Ta­ gesoberfläche, die darauf beruht, daß erst nach Zubruchgehen des Hangenden die im Bruchhaufwerk verbleibenden Hohlräume verfüllt werden können, was in der Praxis nur unvollständig gelingt.

Im übrigen sind Versuche bekannt (DE-Zeitschriften "Kurznach­ richten aus Bergtechnik und Kohleveredelung", Nr. 119, Okto­ ber 1986, Seite 3 und "Glückauf" 122, 1986, Seite 667), Sus­ pensionen, die Flugasche, Schlamm und andere feinkörnige Be­ standteile aufweisen, in ein Bruchhaufwerk vom Liegenden aus einzupressen, nachdem das störende Absenken des Hangenden lange stattgefunden hat. Ein solches Verpressen vom Liegenden aus kann das stehende Gebirge im allgemeinen nicht erreichen, so daß erhebliche Absenkungen in Kauf genommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu­ geben, welches es erlaubt, auf einfache Weise und unabhängig von der Mächtigkeit des Flözes einen Blasversatz einzubrin­ gen, der allen Anforderungen des Vollversatzes genügt.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß mit einem Blasversatz gearbeitet wird, der zumindest teilweise aus ei­ nem feinkörnigen fließfähigen Versatzmaterial besteht, und daß das feinkörnige fließfähige Versatzmaterial aus dem Be­ reich des Hangenden in den Verfüllungsbereich eingebracht wird, bevor ein störendes Absenken des Hangenden eingeleitet wird oder erfolgt. Es versteht sich, daß das feinkörnige fließfähige Versatzmaterial, möglichst unmittelbar nach dem Einbringen, erstarren muß. Es ist entsprechend eingestellt und es ist außerdem so eingestellt, daß die Druckkräfte auf­ genommen werden, die im Rahmen des Vollversatzes aufzubringen sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die ein­ gangs beschriebenen Nachteile nur beseitigt werden können, wenn sichergestellt ist, daß der Blasversatz keinerlei Ver­ füllungslücken aufweist, rechtzeitig, ehe ein störendes Absenken des Hangenden eingeleitet wird oder erfolgt, tragend wirksam wird.

Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten für die Ver­ wirklichung des Verfahrens. Eine Ausführungsform, der beson­ dere Bedeutung zukommt, ist dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Blasversatz gearbeitet wird, der vollständig aus dem feinkörnigen fließfähigen Versatzmaterial besteht und eine pastenförmige Konsistenz aufweist sowie schnellhärtend einge­ richtet ist und daß das Versatzmaterial wie Spritzbeton mit Druckluft hohen Druckes eingeblasen wird. Es versteht sich, daß das Versatzmaterial so eingestellt ist, daß die schnelle Erhärtung nach dem Einbringen erfolgt. Dabei kann mit einem thixotropen Versatzmaterial gearbeitet werden. Auf die Spritzbeton-Technologie kann zurückgegriffen werden, und zwar auch bezüglich der Abbindeverzögerung auf dem Transportweg und der Schnellerhärtung nach dem Einbringen. Im allgemeinen wird man das feinkörnige fließfähige Material über Tage an­ machen und mittels Pumpen und Förderleitungen in den Abbau­ streb fördern.

Eine andere Verfahrensweise ist dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein trockener, durch den Körnungsaufbau als Vollver­ satz eingerichteter Blasversatz eingeblasen wird, der Verfül­ lungslücken aufweist, und daß dabei oder danach mit weiterem Abstand von den Schreitausbaugestellen das feinkörnige fließ­ fähige Versatzmaterial mit Hilfe von längs des Hangenden ver­ laufenden Schleppleitungen in den trockenen Blasversatz von dem Hangenden aus eingebracht wird. Die Schleppleitungen kön­ nen mit den Schreitausbaugestellen dem fortschreitenden Abbau folgend nachgezogen werden. Mit Rücksicht auf die Kinematik der Zusammenhänge, die aus der Bewegung der Schreitausbauge­ stelle nach Maßgabe des fortschreitenden Abbaus erfolgt, emp­ fiehlt es sich im Rahmen der Erfindung jedenfalls, das fein­ körnige fließfähige Versatzmaterial in dem Abbaustreb in Schlauchleitungen zu führen, die nach Maßgabe der Bewegung der Schreitausbaugestelle flexibel sind. Den Blasversatz muß parallel zur Abbaufront eine von Verfüllungslücken freie geschlossene Wand bilden. Das ist im allgemeinen dadurch er­ reichbar, daß jedes der Schreitausbaugestelle mit einer Lei­ tung zum Einbringen des fließfähigen Versatzmaterials ausge­ rüstet ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein feinkörniges fließfähi­ ges Versatzmaterial für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Dieses Versatzmaterial ist grundsätzlich gekenn­ zeichnet durch eine Mischung aus Flugasche, feinteiligen Gipskristallen und ggf. mineralischen Füllstoffen, die mör­ telartige Eigenschaften aufweist und mit Wasser angemacht so­ wie durch Zusatzmittel in bezug auf die Erhärtung eingestellt ist. Es versteht sich, daß im Detail eine Abstimmung der Zu­ sammensetzung der Mischung nach den jeweiligen örtlichen und betrieblichen Verhältnissen erfolgt, wobei die Abstimmung un­ schwer durch Versuche ermittelt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er­ läutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Abbaustreb, in den ein Blasversatz aus feinkörnigem fließfähigen Versatzmaterial eingebracht wird,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entsprechend der Fig. 1 für eine Verfahrensweise, bei der zuerst ein trockener Blasversatz mit vorgegebenem Körnungsaufbau und da­ bei oder danach der feinkörnige fließfähige Blas­ versatz eingebracht wird.

In den Figuren erkennt man einen Abbaustreb, in dem die Kohle längs einer Abbaufront 1 fortschreitend hereingewonnen wird. Längs der Abbaufront 1 ist ein Abbauförderer 2 angeordnet, auf dem sich eine Abbaumaschine 3 in bekannter Weise bewegt. Angeschlossen sind Schreitausbaugestelle 4. Mit dem Hereinge­ winnen der Kohle entsteht ein Abbauhohlraum 5, wobei in einem Verfüllungsbereich in Abbaurichtung hinter den Schreitausbau­ gestellen 4 nach Maßgabe des Kohleabbaus fortschreitend eine Verfüllung mit Blasversatz 6 vorgenommen wird. Der Blasver­ satz 6 wird in Leitungen 7 geführt, die mit den Schreitaus­ baugestellen 4 verbunden sind und mit den Schreitausbauge­ stellen 4 bewegt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 erfolgt der Austrag des Blasversatzes 6 in Form von einem feinkörnigen fließfähigen Versatzmaterial unter den Hangendkappen 8 der Schreitausbaugestelle 4. Dabei wird wie in der Spritzbeton­ technik gearbeitet. Es erfolgt eine Injektion von Druckluft, die in genügendem Abstand von der Austragstelle in das fein­ körnige fließfähige Gut eingeleitet wird. Die Druckluft ver­ leiht dem Versatzmaterial eine hohe Austraggeschwindigkeit, wodurch eine starke Verdichtung und eine sehr steile Blasver­ satzböschung 9 erreichbar ist, wenn mit einem Versatzmaterial pastenförmiger Konsistenz gearbeitet wird und über Erstar­ rungsmittel und andere Zusatzmittel die Erstarrung entspre­ chend eingerichtet wird. Gleichzeitig bewirkt die Druckluft eine schnelle Trocknung des eingebrachten Blasversatzes 6. Aus der Fig. 2 entnimmt man, daß die Zufuhr des Materials über jedem Schreitausbaugestell 4 erfolgt, so daß eine fast gradlinig verlaufende Böschung 9 des Blasversatzes erzeugt wird.

In der Fig. 3 erkennt man am Schreitausbaugestell 4 die Hangendkappen 7, ein Schild 10 und Schleppbleche 11. In den eingebrachten Blasversatz 6 wird vom Bereich des Hangenden 12 her das feinkörnige ausreichend fließfähige Versatzma­ terial eingebracht, welches vom Hangenden 12 zum Liegenden 13 absinkt, wie in der Zeichnung durch Pfeile 14 angedeutet wurde. Das Versatzmaterial gelangt auf diese Weise in die Verfüllungslücken, die ausreichend ausgefüllt werden, so daß auf Verfüllungslücken beruhende Senkungen nicht mehr eintre­ ten können. Das Versatzmaterial wird mit Hilfe einer Schlauchleitung oder Rohrleitung 15 eingebracht. Diese befin­ det sich im Bereich der vorkragenden Hangendkappe 8 des Schreitausbaugestelles 4 und ist mit der Hangendkappe 8 ent­ sprechend verbunden. Die Schlauchleitung oder Rohrleitung 15 endet am Ende der Hangendkappe 8. Wird die Hangendkappe 8 aus dem Blasversatz 6 herausgezogen, so wird, vorzugsweise gleichzeitig, der Vorgang des Einbringens des Versatzma­ terials durchgeführt, so daß das Versatzmaterial gleichsam in die Spur eingebracht wird, die die Hangendkappe 8 beim Ziehen im Blasversatz 6 hinterläßt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Einbringen von Vollversatz beim untertägigen Abbau von Kohle in einem Abbaustreb mit Schreitausbaugestel­ len, wobei die Kohle in dem Abbaustreb längs einer Abbaufront fortschreitend hereingewonnen und der dabei entste­ hende Abbauhohlraum in einem Verfüllungsbereich in Abbaurichtung hinter den Schreitausbaugestellen nach Maßgabe des Kohleabbaus fortschreitend mit Blasversatz verfüllt wird, und wobei der Blasversatz in Leitungen geführt wird, die mit den Schreitausbaugestellen verbunden sind sowie mit den Schreit­ ausbaugestellen bewegt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit einem Blasversatz gearbeitet wird, der zumindest teilweise aus einem feinkörnigen fließfä­ higen Versatzmaterial besteht, und daß das feinkörnige fließ­ fähige Versatzmaterial aus dem Bereich des Hangenden in den Verfüllungsbereich eingebracht wird, bevor ein störendes Ab­ senken des Hangenden eingeleitet wird oder erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Blasversatz gearbeitet wird, der vollständig aus dem feinkörnigen fließfähigen Versatzmaterial besteht und eine pastenförmige Konsistenz aufweist sowie schnellhärtend einge­ richtet ist und daß das Versatzmaterial wie Spritzbeton mit Druckluft hohen Druckes eingeblasen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit einem thixotropen Versatzmaterial gear­ beitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das feinkörnige fließfähige Versatzmaterial über Tage angemacht und mittels Pumpen und Förderleitungen in den Abbaustreb gefördert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ erst ein trockener, durch den Körnungsaufbau als Vollversatz eingerichteter Blasversatz eingeblasen wird, der Verfüllungs­ lücken aufweist, und daß dabei oder danach mit größerem Ab­ stand von den Schreitausbaugestellen das feinkörnige fließfä­ hige Versatzmaterial mit Hilfe von längs des Hangenden ver­ laufenden Schleppleitungen in den trockenen Blasversatz ein­ gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppleitungen mit den Schreitausbaugestellen dem fort­ schreitenden Abbau folgend vorgezogen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das feinkörnige fließfähige Versatzmaterial zumindest in dem Abbaustreb in Schlauchleitungen gefördert wird, die nach Maßgabe der Bewegung der Schreitausbaugestelle flexibel sind.

8. Feinkörniges fließfähiges Versatzmaterial für die Durch­ führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ge­ kennzeichnet durch eine Mischung aus Flugasche, feinteiligen Gipskristallen und ggf. mineralischen Füllstoffen, die mör­ telartige Eigenschaften aufweist und mit Wasser angemacht so­ wie durch Zusatzmittel in bezug auf die Erhärtung eingestellt ist.