DE4120189A1

DE4120189A1 - Entwaesserungselement fuer den brunnenausbau und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE4120189A1
Application number: DE19914120189
Authority: DE
Inventors: Reinhard Tost; Konrad Domke; Werner Fahle; Michael Dr Strzodka
Original assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Current assignee: LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-12-24

Description

Die Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Entwässerungselementes sind der Bergbau, die Wasserwirtschaft und die Umwelttechnik. Im Bergbau kommen für tiefe Entwässerungsbrunnen Filter in den wasserführenden Schichten zum Einsatz, die die Aufgabe haben, die hydraulische Funktionsfähigkeit des Brunnens zu gewährleisten. Diese Filter müssen sowohl über entsprechende technische Festig keitsparameter als auch als Entwässerungselement über optimale hydraulische Eigenschaften verfügen. Hieraus abgeleitet sind viel fältige Ausführungsformen von Filtern mit zweischichtigem Wandauf bau bekannt. Als Stützkörper werden geschlitzte oder perforierte Stahl- oder Plastrohre in unterschiedlichsten Varianten einge setzt. Sie sollen die statische Stabilität der Filtersäule im aus gebauten Brunnen gewährleisten und sind gleichzeitig Trägerelement für eine Mantelschicht. Das Material der Mantelschicht soll gut wasserdurchlässig sein und gleichzeitig einen hohen Filtereffekt garantieren. Aufgesetzte Kiespackungen sind dafür als Vorzugs variante bekannt.

Nachteile dieser Art von Brunnenfilter sind die aufwendige Herstel lung und die zu geringe Durchlaßfähigkeit des Stützkörpers bzw. die ungenügenden Festigkeitswerte des Filters beim Einbau, wenn zugunsten des Wasserdurchsatzes der Anteil der Öffnungen im Stützkörper ver größert wird.

Alternativ dazu wurden deshalb Filter aus Beton oder ähnlichen Bau stoffen mit einschichtigem Wandaufbau entwickelt.

Ihr Einsatz als Entwässerungselement setzte sich jedoch nicht durch. Zum einen ist ihr Einbau in größeren Teufen festigkeitsmäßig kaum möglich, zum anderen wird der geforderte Filtereffekt durch das eingesetzte Material nicht erreicht.

Im Rahmen des Umweltschutzes steht nun in immer stärkerem Maße die Forderung, umweltverträgliches Ausbaumaterial zum Einsatz zu bringen.

Es soll gleichzeitig überbaggerungsfähig sein, um auch speziell für die Entwässerung im Braunkohlebergbau geeignet zu sein und einen gleichwertigen Filtereffekt im Vergleich zu bekannten Aus baumaterialien aufweisen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Entwässerungselement gelöst, das aus einem homogenen Gemisch besteht, das sich aus aus gewählten Zuschlagstoffen und einem Bindemittel zusammensetzt. Dabei muß das Bindemittel gut härtbar sein und die einzelnen Korn teile zu einem porösen Material verbinden. Die Wasserdurchlässig keit und der Reinigungsgrad des zulaufenden Wassers werden durch die entstandene Gefügestruktur bestimmt. Diese baut sich nach der Körnung des ausgewählten Zuschlagstoffes auf. Die Dosierung des Bindemittels muß so erfolgen, daß im Herstellungsverfahren die trockenen Kornteile nur benetzt werden. Die entstehenden Hohlräume im Materialgefüge dürfen durch das Bindemittel nicht zugesetzt wer den.

Um sowohl die notwendigen mechanischen Festigkeitswerte als auch den gewünschten Filtereffekt des zulaufenden Wassers zu erhalten, ist ein Massenverhältnis von 30 . . .20 : 1 zwischen Zuschlagstoff und Bindemittel einzuhalten. Als Bindemittel wird ein Reaktionsharz, vorzugsweise auf der Basis von Polyurethan, verwendet, dem ein Härter und ein Katalysator beigegeben werden. Nach dem intensiven Mischen der einzelnen Bestandteile wird die Masse zum Aushärten in eine vorbereitete, dem Fachmann bekannte Form gefüllt und zur Ausfüllung der Hohlräume bzw. zwecks Verdichtung der Masse gerüttelt. Das Aushärten kann unter Zufuhr von Wärme im Temperaturbereich von etwa 80°C erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Eine Variante des erfindungsgemäßen Entwässerungselementes soll nachstehend näher beschrieben werden.

Es besteht aus einem Kies-Bindemittel-Gemisch folgender Zusammen stellung:

25 Masseteile
getrockneter Filterkreis mit einer Krönung von 1 . . . 4 mm

1 Masseteil
Reaktionsharz auf der Basis Polyurethan

Im Herstellungsverfahren werden diese beiden Komponenten unter Zugabe eines Härters sowie eines Katalysators als Reaktionsmittel intensiv vermischt. Dabei müssen die einzelnen Kieskörner vollkom men mit dem Bindemittel benetzt werden.

Nach dem Mischen wird die Masse in eine vorbereitete Form gefüllt, zur Ausfüllung der Hohlräume gerüttelt und unter Einwirkung von Wärme im Temperaturbereich von ca. 80°C ausgehärtet. Katalysator und Wärme wirken als Verfahrensbeschleuniger.

Mit diesem Entwässerungselement wird ein naturnaher Ausgangsstoff im Brunnenausbau eingesetzt. Sein Filtereffekt und die mechanischen Festigkeitswerte ergeben sich aus den Korngrößen einschließlich dem Unterkornanteil sowie dem Bindemitteleinsatz.

Claims

1. Entwässerungselement für den Brunnenausbau mit ringförmigem Aufbau, gekennzeichnet dadurch, daß das Entwässerungselement aus einem Materialgemisch be steht, das sich aus 20 . . . 30 Masseteilen eines definierten Zuschlagstoffes und 1 Masseteil eines Bindemittels zusammen setzt.

2. Entwässerungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Zuschlagstoffe Filterkiese im Fraktionsbereich von vorzugsweise 1 . . . 4 mm eingesetzt werden.

3. Entwässerungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Bindemittel auf der Basis Polyurethan eingesetzt wird.

4. Entwässerungselement nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß den Kiesen im Mengenaustausch Leichtzuschlagstoffe beige mengt werden können.

5. Verfahren zur Herstellung eines Entwässerungselementes für den Brunnenausbau, gekennzeichnet dadurch, daß vorbehandelte Zuschlagstoffe mit einem Reaktionsharz im Masseverhältnis 20 : 1 bis 30 : 1 unter Zugabe eines Härters und Katalysators vermischt werden und die entstandene Masse in einer üblichen Form aushärtet, wobei Wärme zugeführt werden kann.