DE4013145C1

DE4013145C1 - Backfilling mined cavities in coal mine - uses water absorbent waste material and mineral material, swelling on contact with water

Info

Publication number: DE4013145C1
Application number: DE19904013145
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Prof. Dr.-Ing. 4630 Bochum De Erhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1991-06-13
Anticipated expiration: 2010-04-26

Abstract

The backfilling of mined cavities in a coal mine uses waste, as stowing material, stored in the open air and susceptible to water absorption. During and after filling, and during the placing of the stowing material, a dry mineral material is added to hinder water circulation, as it is subject to swelling when in contact with water. ADVANTAGE - Facility for using also water absorbent waste.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfüllung von untertägigen Abbauhohlräumen in flözartigen Lagerstätten insbesondere des Steinkohlenbergbaus, wobei während des Abbaus Versatzgut in die Abbauhohlräume eingebracht wird.The invention relates to a method for backfilling of underground mining cavities in seam-like deposits in particular the coal mining industry, while during mining Set material is introduced into the excavation cavities.

Aus dem Steinkohlenbergbau ist ein derartiges Verfahren bekannt (DE-OS 38 11 325), bei dem die im Strebbau erstellten Abbauhohlräume mit sogenannten Waschbergen wieder versetzt werden. Bei den Wasch bergen handelt es sich um zerkleinertes Gestein, welches ur sprünglich mit der geförderten Kohle nach Übertage gelangt ist und in der Aufbereitung vom Rohstoff Kohle getrennt wird. Gemäß der DE-OS 38 11 325 werden den Waschbergen Deponiestoffe in Form von Kraftwerksfilterasche und salzhaltigen Rückständen aus der Rauchgaswäsche beigemengt. Die Waschberge werden auf unterschiedliche Art und Weise nach Untertage transportiert und dann in der Nähe des Abbauhohl raumes mittels druckluftbetriebener Blasmaschinen in den Hohlräumen versetzt. Dieses hauptsächlich zur Bergschaden minderung eingesetzte Blasversatzverfahren verringert insbeson dere den Betrag der durch den Bergbau hervorgerufenen Berg senkungen sowie die vom Bergbau zu tragenden Kosten für die Beseitigung von Bergschäden.Such a process is used in coal mining known (DE-OS 38 11 325), in which the mining cavities created in longwall so-called wash mountains can be moved again. In the wash salvage is crushed rock, which is ancient originally reached the surface with the extracted coal and is separated from coal as a raw material in processing. According to DE-OS 38 11 325, landfill materials in the form of power station filter ash and saline residues from the flue gas scrubbing are added to the washing mountains. The Wash mountains are re-created in different ways Transported underground and then near the excavation hollow room by means of compressed air powered blow molding machines in the Voids offset. This mainly to damage the mountain reduction used blow displacement process reduces in particular the amount of the mountain caused by mining reductions and the costs borne by mining for the Elimination of mining damage.

Das hauptsächlich zur Bergschadenminderung verwendete Blasversatzverfahren ist aber sehr aufwendig und verteuert somit die ohnehin nicht wirtschaftliche Förderung der Stein kohle.The mainly used for the mining damage reduction Blow displacement process is very complex and expensive hence the non-economical promotion of the stone coal.

Auf der anderen Seite fallen in hochindustrialisier ten Ländern von Jahr zu Jahr größere Mengen an wassergefährden den Stoffen an, d. h. Haushaltsmüll, giftiger sowie hoch giftiger Sondermüll, die so sicher deponiert werden müssen, daß die Bestandteile nicht wieder in den Biokreislauf gelangen können.On the other hand, fall in highly industrialized countries with larger amounts of water hazards from year to year the fabrics, d. H. Household garbage, toxic and high toxic hazardous waste that must be safely deposited, that the components do not get back into the bio-cycle can.

Während Haushaltsmüll sowie giftiger Sondermüll hauptsäch lich in übertägigen, gegen das Grundwasser abgedichteten Deponien gelagert wird, muß insbesondere hochgiftiger Sonder müll in untertägigen Abbauhohlräumen des Salzbergbaus in Spezialgebinden eingelagert werden. Diese im Rahmen des Salz bergbaus geschaffenen Hohlräume haben den Vorteil, daß sie innerhalb der Lagerstätte liegen und somit nicht im wasserfüh renden Gebirge. Dadurch kann es nicht zum Verrotten der Spezialgebinde, wie z. B. Fässer, und zu einer Auslaugung der vielfältigen chemischen Bestandteile des Deponiegutes kommen. Auch wird daran gedacht, den getrennt lagernden, hochgiftigen Sondermüll bei Vorhandensein entsprechender Aufbereitungs anlagen wieder auszulagern und dem Recyclingprozeß zuzuführen. Mainly during household waste and toxic hazardous waste Lich in surface, sealed against the groundwater Landfills are stored, especially must be highly toxic garbage in underground mining caves of salt mining in Special containers can be stored. This as part of the salt Mining cavities have the advantage that they lie within the deposit and therefore not in the water mountains. This will not cause the rot to rot Special containers, such as B. barrels, and to leach the diverse chemical components of the landfill material. It is also thought of the separately stored, highly toxic Hazardous waste if appropriate treatment is available to relocate plants and to recycle them.

Da das Fassungsvermögen übertägiger Deponien begrenzt ist und neue Standorte nur sehr schwer zu finden sind sowie die zur Verfügung stehenden untertägigen Hohlräume im Salzbergbau im Verhältnis zu der jährlich entstehenden, sicher zu deponie renden Menge an wassergefährdenden Stoffen relativ gering ist, steigen allgemein die Deponierungskosten stark an und außerdem wird zunehmend im Salzbergbau nur noch der hochgiftige Sonder müll zu enormen Kosten pro Gewichtseinheit deponiert (Berg- und Hüttenmännische Monatshefte, 1989, S. 377-391).Because the capacity of above-ground landfills is limited and new locations are very difficult to find as well as the available underground caves in salt mining in relation to the annual, safe to landfill amount of water-polluting substances is relatively small, landfill costs generally rise sharply and also is increasingly only the highly toxic special in salt mining garbage deposited at enormous costs per unit of weight (mountain and Hüttenmännchen monthly magazines, 1989, pp. 377-391).

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfüllung von untertägigen Abbauhohlräumen in flözartigen Lagerstätten zu entwickeln, mit dem es auch möglich ist, wassergefährdende Stoffe sicher und auf Dauer unter Abschluß vom Biokreislauf zu lagern und hierdurch zugleich die Wirt schaftlichkeit des Bergbaus zu verbessern.The object of the invention is therefore to provide a method for Backfilling of underground mining cavities in seam-like To develop deposits with which it is also possible water-polluting substances safely and permanently under lock and key from the bio cycle and thereby the host Improve mining economics.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen teil des Patentanspruchs 1.The solution to this task results from the license plate part of claim 1.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Anwendung der Erkenntnisse über die tektonische Beanspruchung des Steinkohlengebirges und der abbaudynamischen Vorgänge wird es nunmehr auf vorteilhafte Weise möglich, den bei der Gewin nung der Steinkohle entstehenden Abbauhohlraum auf wirtschaft lich interessante Weise zu nutzen, da die wassergefährdende Ab fallstoffe produzierende Industrie und Bevölkerung bereit ist, je Gewichtseinheit für eine Endlagerung einen die Versatz kosten weit übersteigenden Betrag aufzubringen. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit z. B. des Steinkohlenbergbaus deutlich erhöht.With the help of the inventive method and the Application of knowledge about tectonic stress of the hard coal mountains and the mining-dynamic processes it is now possible in an advantageous manner to win The extraction cavity created by the hard coal is economical interesting way to use, since the water hazardous Ab industry and population producing waste materials is ready the offset per unit weight for final storage cost far in excess. This will the economy z. B. of coal mining clearly elevated.

Im Bereich des mit Deponiegut versetzten Abbauhohlraumes wird die Wasserzirkulation dadurch verhindert, daß die ursprünglichen, im Rahmen von tektonischen Untersuchungen bereits vorbekannten Störungszonen sowie die durch den Abbau im Gebirge entstandenen Aufblätterungszonen oberhalb, unter halb und seitlich des Abbauhohlraumes mit einem mineralischen, bei Kontakt mit Wasser aufquellenden Stoff versetzt werden. Zu diesem Zweck werden mit bekannter Technik Bohrlöcher in die Störungs- bzw. Aufblätterungszonen vorgetrieben und z. B. hochquellfähige Tone, wie z. B. Montmorillonit und Bentonit mittels Druckluft eingeblasen. Auf vorteilhafte Weise kann der mineralische Stoff über eine Mehrzahl vom Streb sowie den Strecken aus hergestellten Bohrlöchern in die Aufblätterungs bzw. Störungszonen transportiert werden. Bei diesem bevor zugten Verfahren wäre es somit möglich, die ohnehin notwendigen Abbaubegleitstrecken sowie den Strebraum als Ansatz- und Herstellungsraum für die Bohrlöcher zu nutzen. So könnten insbesondere im Bereich der Strecken während des Fortschreitens des Abbaus sowie des Versatzes aus einer großen Anzahl unterschiedlich orientierter Bohrlöcher heraus große Mengen von Ton in die abzudichtenden Zonen rund um den Abbau hohlraum transportiert werden.In the area of the excavation cavity filled with landfill material the water circulation is prevented by the original, as part of tectonic investigations Already known fault zones as well as those caused by the dismantling Exfoliation zones formed in the mountains above, below half and to the side of the excavation cavity with a mineral, upon contact with water swelling substance. To For this purpose, wells are drilled into the Disruption or exfoliation zones driven and z. B. highly swellable clays, e.g. B. montmorillonite and bentonite blown in with compressed air. Advantageously, the mineral substance over a majority of the longwall as well as the Stretching from drilled holes into the exfoliation or fault zones are transported. Before this drawn procedures it would thus be possible to do the anyway the necessary mining support routes and the longwall as Use preparation and manufacturing space for the boreholes. For example, in the area of the routes during the Progress of mining as well as offsetting from a large Large number of differently oriented boreholes Amounts of clay in the areas to be sealed around mining cavity are transported.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, daß der mineralische Stoff durch Bohrlöcher, die aus mindestens einer oberhalb des Abbaus aufgefahrenen Strecke in die Aufblätterungs- bzw. Störungszone hineinragen, als Hangend abdichtung eingebracht wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Bohrlöcher unbeeinflußt vom Abbau, z. B. vor dem Anlau fen des Abbaus aus der Sonderstrecke heraus, hergestellt werden können. Allerdings ist nach dem Durchgang des Abbaus mit dem Zubruchgehen der Strecke zu rechnen. In a further method according to the invention it is possible that the mineral matter through boreholes that come from at least one route driven above the mine in the exfoliation or fault zone protrude as a hanging sealing is introduced. This procedure has the advantage that the boreholes are unaffected by mining, e.g. B. before the Anlau the dismantling from the special route can be. However, after the passage of the dismantling to expect the route to collapse.

Ebenso ist es auf vorteilhafte Art und Weise zusätzlich möglich, daß der mineralische Stoff durch Bohrlöcher, die aus mindestens einer unterhalb des Abbaus aufgefahrenen Strecke in die Aufblätterungs- bzw. Störungszone hineinragen, als Liegend abdichtung eingebracht wird.It is also additional in an advantageous manner possible that the mineral matter through boreholes that come from at least one route under the mine in the exfoliation or fault zone protrude as lying down sealing is introduced.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens am Beispiel des Steinkohlengebir ges im Ruhrgebiet. Es zeigen:Further advantages result from the following Description of the process using the example of the hard coal mountains in the Ruhr area. Show it:

Fig. 1 die schachbrettartige Verteilung von geringer und stärker tektonisch beanspruchten Bereichen im Gebirge, Fig. 1, the checkerboard distribution of smaller and more tectonically stressed regions in the mountains,

Fig. 2 die Änderung der Großtektonik in Verbindung mit der schachbrettartigen Verteilung von geringer und stärker tektonisch beanspruchten Bereichen im Horizontalschnitt, Fig. 2 shows the change of the Großtektonik in connection with the checkerboard distribution of smaller and more tectonically stressed regions in a horizontal section,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Abbaueinwirkungs bereich im Steinkohlengebirge des Ruhrgebiets, Fig. 3 shows a cross-section, by reducing Einwirkungs area in the coal of the Ruhr area Mountain

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Abbaubetrieb, Fig. 4 shows a longitudinal section through a mining operation,

Fig. 5 einen Grundriß zweier nebeneinanderliegender Deponien mit Sicherungsstreifen, Fig. 5 is a plan view of two adjacent landfills with securing strip,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5, Fig. 6 shows a section according to section line VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Grundriß zweier nebeneinanderliegender Deponien mit Sicherungsstreifen und Damm, Fig. 7 is a plan view of two adjacent landfills with securing strip and Damm,

Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7, Fig. 8 shows a section according to section line VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 einen Grundriß zweier nebeneinanderliegender Deponien, Figure 9 is a plan view of two adjacent landfills.,

Fig. 10 einen Grundriß eines Abbau- und Deponiebetriebes und Fig. 10 is a plan of a mining and landfill operation and

Fig. 11 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie X-X in Fig. 10. Fig. 11 shows a section according to the section line XX in FIG. 10.

Der naturgegebene Gebirgszustand mit Gebirgsaufbau und tektonischer Beanspruchung sowie abbaudynamische Vorgänge können Zirkulationswege für Gas und Wasser im Steinkohlen gebirge bereitstellen.The natural mountain state with mountain structure and tectonic stress and degradation-dynamic processes can circulation paths for gas and water in hard coal provide mountains.

Wegen des Gefährdungspotentials einer in großer Teufe im Steinkohlengebirge gelagerten Deponie ist alles zu unterneh men, damit Gefährdungen irgendwelcher Art ausgeschlossen werden können. Daher müssen vor der Planung eines Abbaubetrie bes und damit der Lage einer Deponie die natürliche tekto nische Beanspruchung des Gebirges, die abbaudynamischen Vorgän ge, die Zusammenhänge zwischen abbaudynamischen Vorgängen und tektonischer Beanspruchung sowie auch spätere tektonische Bewegungen berücksichtigt werden. Über das beispielhaft genann te Steinkohlengebirge im Ruhrgebiet sind aufgrund von umfang reichen Untersuchungen ausreichende Erkenntnisse über die tektonische Beanspruchung vorhanden.Because of the risk potential of one in great depth Everything is done in the hard coal dump men, so that hazards of any kind are excluded can be. Therefore, before planning a mining operation bes and thus the location of a landfill the natural tekto African stress on the mountains, the mining dynamic processes ge, the relationships between mining dynamics and tectonic stress as well as later tectonic stress Movements are taken into account. About the example The hard coal mountains in the Ruhr area are due to their size sufficient investigations provide sufficient knowledge about the tectonic stress present.

Fig. 1 zeigt skizzenhaft eine schachbrettartige Vertei lung von tektonisch gering beanspruchten Bereichen t_g und tektonisch stärker beanspruchten Bereichen t_s, die nach dem Generalstreichen S der Schichten ausgerichtet sind. Diese schachbrettartige Verteilung von geringer und stärker tekto nisch beanspruchten Bereichen t_g und t_s wird in Fig. 2 mit der Änderung der Großtektonik in Verbindung gesetzt. Hieran ist zu erkennen, daß ein Graben G zu den stärker beanspruchten Bereichen t_s und eine Staffel ST sowie ein Horst H zu den tendenziell geringer beanspruchten Bereichen t_g gehören. Bei der Planung von Abbau- und Deponiebetrieben im Steinkohlenberg bau ist es also grundsätzlich sehr wichtig, die Großtektonik zu beachten, um derartige Betriebe möglichst nur in gering tektonisch beanspruchten Bereichen t_g aufzufahren. Dazu kommt, daß im Gebirge die Folgen ursprünglicher Klaffungs-, Auf lockerungs-, Pressungs- und Quetschungsbereiche vorhanden sind. Dabei sollen derartige Betriebe die Quetschungs- und auch Pressungsbereiche bevorzugen, weil dort die Zirkulation von Wasser bereits von Natur aus behindert ist. Zusätzlich sind die Folgen von unterschiedlichen Massentransporten wäh rend der tektonischen Beanspruchung von Interesse, wobei eine einheitliche oder eine gegenläufige Transportrichtung zu unterscheiden sind. Fig. 1 shows a sketch of a checkerboard-like distribution of tectonically less stressed areas t _g and tectonically more stressed areas t _s , which are aligned after the general brushing S of the layers. This checkerboard-like distribution of less and more tectically stressed areas t _g and t _s is shown in FIG. 2 in connection with the change in large-scale electronics. From this it can be seen that a trench G belongs to the areas t _s which are more heavily used and a season ST and an Horst H belong to the areas t _g which tend to be less used. When planning mining and landfill operations in hard coal mining, it is therefore very important to pay attention to large-scale electronics, so that operations of this kind can only be located in areas with slightly tectonic stresses t _g . In addition, there are the consequences of original gaping, loosening, pressing and squeezing areas in the mountains. Such companies should prefer the squeezing and squeezing areas, because the circulation of water is already naturally impeded. In addition, the consequences of different mass transports during tectonic loading are of interest, whereby a uniform or an opposite transport direction must be distinguished.

Darüber hinaus sind umfangreiche Untersuchungen der Klein tektonik mit unterschiedlichen Verfahren notwendig, um im Abbau-Deponiebereich die einzelnen Störungszonen zu ermitteln, die zumindest theoretisch Zirkulationswege für Gas und Wasser darstellen.In addition, extensive investigations of the small are tectonics with different processes necessary in order to Mine area to determine the individual fault zones, the at least theoretically circulation paths for gas and water represent.

Fig. 3 zeigt in einem Querschnitt einen Abbaueinwirkungs bereich 10 eines Abbaubetriebes 11 mit den vom Abbau 11 aus gehenden zur Tagesoberfläche E verlaufenden Grenzen 12. Die senkrechten, gestrichelten Linien 13 grenzen einen Innen bereich 14 oberhalb des Abbaus 11 von einem Außenbereich 15 seitlich davon ab. Fig. 3 shows in a cross section a mining action area 10 of a mining operation 11 with the boundaries 12 extending from the mine 11 to the daily surface E. The vertical, dashed lines 13 delimit an inner area 14 above the degradation 11 from an outer area 15 laterally therefrom.

Unter der Tagesoberfläche E befinden sich als ausgezo gene Linie die Senkungsmulde k₁ nach herkömmlichem Berechnungs verfahren und gestrichelt die tatsächlich entstandene Senkungs mulde k₂. Vergleichbare Berechnungen sind möglich für Schief lagen, Krümmungen, Verschiebungen, Längenänderungen und im Gebirge für Stauchungen und Streckungen.Underneath the daily surface E there is a solid line, the depression trough k ₁ according to the conventional calculation method and dashed lines the depression trough k ₂ actually created. Comparable calculations are possible for inclinations, curvatures, displacements, changes in length and in the mountains for upsets and stretches.

Die Form der Senkungsmulde k₂ hängt von Aufblätterungen und Aufscherungen im Gebirge ab. Sie ist außerdem abhängig vom Gebirgsaufbau, der Tektonik, dem Abbaufortschritt, der gebauten Mächtigkeit, dem Versatz, den Versatzänderungen, der Abbaufolge und dem Durchbauungsgrad. Die Unterschiede zwischen den berechneten und den tatsächlich entstandenen Senkungen geben also Hinweise auf Aufscherungen und Aufblätte rungen, die ihrerseits maßgebende Faktoren für die Zirkulation von Gas und Wasser sind.The shape of the depression trough k ₂ depends on flare-ups and flare-ups in the mountains. It also depends on the mountain structure, the tectonics, the progress of the mining, the built thickness, the offset, the changes in offset, the mining sequence and the degree of construction. The differences between the calculated and the actual subsidence thus give indications of eruptions and bloating, which in turn are decisive factors for the gas and water circulation.

In Fig. 3 sind die im Abbaueinwirkungsbereich 10 ent stehenden Aufblätterungen und Aufscherungen nicht dargestellt. Die Aufblätterungs- und Aufscherungszonen entstehen dadurch, daß mit Fortschreiten des Abbaus 11 das Gebirge oberhalb des Abbaus 11 seinen Gleichgewichtszustand verliert und bestrebt ist, sich zumindest tendenziell in Richtung zum Abbauhohlraum zu bewegen. Dies führt zu Zerstörungen im Gebirgsverband.In Fig. 3 ent in the degradation area 10 emerging and Aufeschungen are not shown. The exfoliation and shear zones result from the fact that as the mine 11 progresses, the mountain above the mine 11 loses its equilibrium state and attempts to at least tend to move towards the mining cavity. This leads to destruction in the mountain range.

Ein Längsschnitt durch einen Abbaubetrieb 11 zeigt Fig. 4. Die Abbaurichtung verdeutlicht der mit R bezeichnete Pfeil. Dargestellt sind eine Aufblätterungszone A und eine Aufscherungszone B, die durch den Abbau 11 hervorgerufen werden, und natürliche Aufscherungen N, die sich durch die tektonischen Beanspruchungen ergeben haben. Mit der Bezugs ziffer 16 sind Bohrlöcher dargestellt, über die aus dem Abbau betrieb 11 heraus quellfähiges Material (in Pfeilrichtung) in die Aufblätterungszone A und in die Aufscherungszone B sowie die natürlichen Aufscherungen N eingebracht werden soll. Damit kann die in den Abbauhohlräumen untergebrachte Deponie im Steinkohlengebirge gegen Gas- und Wasserzirkulation geschützt werden. A longitudinal section through a mining operation 11 shown in FIG. 4. The decomposition illustrates the direction indicated by arrow R. Shown are a delamination zone A and a delamination zone B, which are caused by the degradation 11 , and natural delays N, which have resulted from the tectonic stresses. With the reference numeral 16 holes are shown through which from the mining operation 11 out swellable material (in the direction of the arrow) in the exfoliation zone A and in the reeving zone B and the natural reeving N should be introduced. In this way, the landfill in the hard coal mountains in the mining cavities can be protected against gas and water circulation.

Als quellfähiges Material sollten möglichst mineralische Stoffe verwendet werden, die ihre Fähigkeiten zum Quellen über Jahrmillionen beibehalten haben. Zur Wasserabdichtung des Deponiekörpers sind daher insbesondere hochquellfähige Tone, wie z. B. Montmorillonit und Bentonit geeignet. Unter Umständen wäre es auch denkbar, daß der quellfähige Stoff zunächst vor Nässe geschützt wird und sich die Umhüllung später aufgrund des Druckes, bedingt durch die Zeit und/oder durch Salzwasser auflöst und dadurch das Quellen ermöglicht. In dem Zusammen hang ist ebenfalls wichtig, daß das Verpressen der tekto nischen Scherflächen mit Bohrlöchern 16 erfolgt, die die Scherflächen möglichst senkrecht durchsetzen.Mineral materials that have retained their ability to swell for millions of years should be used as swellable material as possible. To waterproof the landfill body are therefore particularly highly swellable clays, such as. B. montmorillonite and bentonite. Under certain circumstances, it would also be conceivable that the swellable substance is first protected from moisture and the covering later dissolves due to the pressure, due to the time and / or salt water, and thereby enables swelling. In the context it is also important that the pressing of the tectonic African shear surfaces takes place with boreholes 16 which penetrate the shear surfaces as vertically as possible.

Das Einpressen von quellfähigem Material sollte erfolgen, wenn die Aufblätterung A möglichst groß ist. Hinzu kommt, daß als Folge des Abbaus Bewegungen auf den Aufscherungen erfolgen, wodurch beispielsweise natürliche Aufscherungen zeitweilige Hohlräume aufweisen. Daher ist es sinnvoll, das quellfähige Material dann in das Gebirge einzupressen, wenn der Abbau 11 unterhalb der Bohrlöcher 16, kurz davor oder kurz danach steht. Zu dieser Zeit ist das Gebirge nämlich für das quellfähige Material am aufnahmefähigsten. Vergleichbares gilt auch für den Bereich unterhalb des Abbaus 11, wo eben falls in größeren Teufen Aufblätterungen A entstehen.The swellable material should be pressed in when the opening A is as large as possible. In addition, as a result of the degradation, movements occur on the shearings, which means that natural shearings have temporary cavities, for example. Therefore, it makes sense to press the swellable material into the rock when the mine 11 is below the boreholes 16 , shortly before or shortly after. At that time, the mountains were the most receptive to the swellable material. The same applies to the area below the mine 11 , where openings A occur in larger depths.

Das nunmehr über eine Vielzahl von Bohrlöchern 16 in die Aufblätterungszonen A, die Aufscherungszonen B und die natürlichen Aufscherungen N verpreßte quellfähige Material soll bei später eventuell auftretendem Wasser die Wasserzirku lation verhindern und eventuell vorhandene Hohlräume ver schließen. Das gleiche gilt auch für das Entstehen von Hohl räumen bei späteren tektonischen Beanspruchungen. The now swellable material via a plurality of boreholes 16 into the exfoliation zones A, the reeving zones B and the natural reeving N is intended to prevent water circulation in the event of water which may occur later and to close any cavities present. The same applies to the formation of cavities in later tectonic stresses.

Fig. 5 veranschaulicht in einem Grundriß zwei nebeneinan derliegende Deponien D1 und D2. Die Abbaurichtung ist wiede rum durch einen mit R gekennzeichneten Pfeil jeweils bestimmt, d. h. auch die Deponien D1 und D2 sind in gleicher Richtung hergestellt worden. Mit D3 ist des weiteren eine zukünftige Deponie bezeichnet. Fig. 5 illustrates in a plan two adjacent landfills D 1 and D 2 . The direction of mining is again determined by an arrow marked with R, ie the landfills D 1 and D 2 have also been produced in the same direction. D 3 also denotes a future landfill.

Dargestellt ist auch die verbleibende Kohle 17 sowie ein etwa 50 m breiter Sicherungsstreifen 18 um die Deponien D1 und D2 herum. In diesem Streifen 18 wird mit herkömmlichem Versatz oder auch ohne Versatz die Kohle hereingewonnen. Wenn im Sicherheitsstreifen mit großem Abbaufortschritt gearbeitet wird, werden die Aufblätterungen A größer, somit kann mehr quellfähiges Material dort verpreßt werden als oberhalb der Deponien D1 und D2. Der Sicherungsstreifen 18 hat also den Zweck, D1 und D2 seitlich verstärkt gegen Wasserzuflüsse abzudichten.Also shown is the remaining coal 17 and an approximately 50 m wide security strip 18 around the landfills D 1 and D 2 . The coal is extracted in this strip 18 with a conventional offset or without an offset. If work is progressing in the security strip with great progress, the openings A become larger, so that more swellable material can be pressed there than above the landfills D 1 and D 2 . The security strip 18 therefore has the purpose of sealing D 1 and D 2 laterally against water inflows.

In Fig. 6 ist der Schnitt VI-VI nach Fig. 5 dargestellt, der besonders deutlich die Abfolge von verbleibender Kohle 17, Sicherungsstreifen 18 und Deponie D1 darstellt. Die Deponie D1 wird in Abbaurichtung R mit zunehmendem Fortschreiten des Abbaus gefüllt. Auch einen mit P gekennzeichneten Pfeil wird auf einen hohen Druck am Rande der Deponie D1 verwiesen. Dieser Druck P verschließt vorhandene Klüfte und Scherflächen bzw. aufgetretene Hohlräume zusätzlich. Auch die Aufblätterun gen A oberhalb und unterhalb der Deponie D1 sind dargestellt.In Fig. 6 the section VI-VI of Fig. 5 is shown, which particularly clearly illustrating the sequence of residual coal 17, fuse links 18 and landfill D1. The landfill D 1 is filled in the direction of mining R as the mining progresses. An arrow marked with P is also referred to a high pressure at the edge of landfill D 1 . This pressure P also seals existing gaps and shear surfaces or cavities that have occurred. The Aufblätterun gene A above and below the landfill D 1 are shown.

Fig. 7 stellt wiederum in einem Grundriß die beiden neben einanderliegenden Deponien D1 und D2 dar. Der hier auch vorhandene Sicherungsstreifen 18 wird aber diesmal ohne Ver satz abgebaut. Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, daß der Sicherungsstreifen 18 durch einen Damm 19 aus quellfähigem Material gegenüber den Deponien D1 und D2 abgegrenzt wird. Fig. 7 again shows in a plan the two adjacent landfills D 1 and D 2. The security strip 18 also present here, however, is degraded without Ver this time. Another essential difference is that the security strip 18 is delimited from the landfills D 1 and D 2 by a dam 19 made of swellable material.

Einen Schnitt, dessen Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7 enthalten ist, zeigt Fig. 8. Von links nach rechts sind die anstehende Kohle 17, der Sicherungsstreifen 18 ohne Versatz, der Damm 19 aus quellfähigem Material und die Deponie D1 dargestellt. Daneben ist ein Bereich 20 mit einem höherem, als für die Teufe üblichen, Überlagerungsdruck zu erkennen. Ober halb und unterhalb des ohne Versatz hereingewonnenen Siche rungsstreifens 18 ist durch die Bezugsziffer 21 ein Bereich stärkerer Aufblätterung A gekennzeichnet, in den verstärkt quellfähiges Material eingepreßt oder eingebracht werden kann. Abbauseitig vom Damm 19 sind dagegen die Abbauhohlräume durch Deponiestoffe im wesentlichen ausgefüllt und somit kann ober halb und unterhalb der Deponie D1 im Vergleich zum Bereich 21 relativ wenig quellfähiges Material in die geringeren Aufblät terungen A eingebracht werden. Grundsätzlich kann daher fest gestellt werden, daß oberhalb, aber auch unterhalb eines Abbaus ohne Versatz, der darüber hinaus einen hohen Abbaufort schritt aufweist, die Aufblätterung A intensiver ist als dort, wo Deponiematerial eingebracht wird.A section, the section line VIII-VIII of which is contained in FIG. 7, is shown in FIG. 8. From left to right, the coal 17 present , the securing strip 18 without offset, the dam 19 made of swellable material and the landfill D 1 are shown. In addition, an area 20 with a higher overlay pressure than is usual for the depth can be seen. Above half and below the safety strip 18 obtained without offset, the area 21 is characterized by the reference numeral 21 , in which stronger swellings A can be pressed or introduced into the swellable material. On the mining side of the dam 19 , on the other hand, the excavation cavities are essentially filled by landfill materials and thus relatively little swellable material can be introduced into the lower Aufblät A upper and lower than the landfill D 1 compared to the area 21 . Basically, it can therefore be stated that above, but also below a mining without offset, which also has a high mining site, the opening A is more intense than where landfill material is introduced.

Fig. 9 beinhaltet prinzipiell den gleichen Grundriß wie Fig. 7. Allerdings weist der Grundriß eine natürliche, in etwa von NNW nach SSO verlaufende Aufscherungszone N auf, die nur einen geringen Abstand zu den Deponien D1 und D2 hat. Das Vorhandensein einer derartigen Zone beinhaltet die Gefahr einer in der Zukunft möglichen Aktivierung infolge natürlicher Gebirgsbewegungen. Aus diesem Grunde sollten die Deponien D1 und D2 für diesen Fall zusätzlich geschützt werden. In der in Fig. 9 dargestellten Situation ist daher der Aufscherungs bereich 25 neben der Deponie D1 und D2 ohne Versatz abgebaut worden. Dadurch kann verstärkt quellfähiges Material sowohl in den Hangend- und Liegendbereich als auch in die Aufscherungs zone eingebracht werden. Zusätzlich sind die Deponiekörper D1 und D2 störungsseitig mit einem Damm 19 aus quellfähigem Material abgesichert. Fig. 9 basically contains the same floor plan as Fig. 7. However, the floor plan has a natural Aufschungszone N, running approximately from NNW to SSO, which is only a short distance from the landfills D 1 and D 2 . The presence of such a zone entails the risk of future activation due to natural mountain movements. For this reason, landfills D 1 and D2 should be additionally protected in this case. In the situation shown in FIG. 9, the Aufscherungs area 25 next to the landfill D 1 and D 2 has been dismantled without offset. As a result, swellable material can be introduced to a greater extent both in the hanging and lying areas as well as in the Aufscherungs zone. In addition, the landfill bodies D 1 and D 2 are secured on the fault side with a dam 19 made of swellable material.

Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere zusätzliche Maßnahme zur Einbringung einer Hangend- bzw. Liegendabsicherung eines Deponiekörpers D1. Neben der Möglichkeit, aus den Abbau strecken 22 und dem Streb 21 Bohrlöcher 16 ins Hangende und ins Liegende herzustellen, kann zusätzlich jeweils in einem gewissen Teufenabstand im Hangenden und im Liegenden eine Bohrstrecke 23, 24 aufgefahren werden. Aus diesen Bohrstrecken könnte man in Abbaurichtung R vor dem Streb 21 bereits Rohr löcher 16 herstellen, die bei Beginn der Aufblätterungen A sofort zum Einblasen von quellfähigem Material zur Verfügung stünden. Allerdings müßte man nach Durchgang des Abbaus nach einer gewissen Zeit mit dem Zubruchgehen dieser Strecke rech nen. FIGS. 10 and 11 show a further additional measure for introducing a Hangend- Lying or protection of a landfill D1. In addition to the possibility of stretching 22 and the strut 21 to produce boreholes 16 into the hanging and lying, a drilling section 23 , 24 can also be drilled at a certain depth in the hanging and lying. From these drilling sections you could already produce pipe holes 16 in the direction of extraction R before the strut 21 , which would be available at the beginning of the opening A for blowing in swellable material. However, after the dismantling had been completed, this route would have to be reckoned with after a certain time.

Claims

1. A method for backfilling underground excavation cavities in seam-like deposits, in particular of coal-mining, whereby during the extraction of backfill material is introduced into the mining cavities, characterized in that water-polluting landfill materials are used and that during and after the mining and during the backfilling in the areas of exfoliation created in the area of mining by the same in the mountains and in the already original fault zones a mineral material which swells upon contact with water and prevents water circulation is introduced dry.

2. The method according to claim 1, characterized in that the zones of exfoliation from the mountain structure, the tectonics, the Progress, the built thickness, the offset, the Offset changes, the order of dismantling and the degree of construction are determined.

3. The method according to claim 1, characterized in that the original fault zones by the direction of the ener flow, the reduction and forwarding of convolution energies or different folding energies, by during the Designing larger gaps, Loosening, pressing and crushing as well as the resulting caused mass transport in the mountains, by opposing Movements in the mountains due to the effects of disturbance overlays and are determined by shift sliding.

4. The method according to claim 1, characterized in that the contribution area for the mineral substance, the above, below and laterally existing or emerging Fault or exfoliation zones included.

5. The method according to claims 1 and 2, characterized records that the mineral substance with the landfill filled excavation cavity in the area of the fault and bloat surrounding areas as a largely complete layer.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a waterproofing of the landfill body highly swellable clays, such as. B. montmorillonite or Bentonite.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral substance over a Most of them are made from the longwall and from the lines Transport boreholes into the opening or fault zones is tiert.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral substance by Drill holes that consist of at least one above the mine driven route in the Aufblätterungs or fault zones protrude into it as a slope seal.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral substance by Drill holes that consist of at least one below the mine driven route in the Aufblätterungs or fault protrude into the zone when the bedding is applied.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the one filled with landfill materials Extraction cavity on all sides at the edge from a dam capable sound is surrounded.

11. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized characterized in that the mineral substance with the help of pressure air over the drill holes in the exfoliation and fault zones is transported.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mineral substance with a the delaying addition is provided.