DE4440792C2 - Explosionssperre für untertägigen Grubenbetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Explosionssperre für untertägigen Grubenbetrieb, mit einem nach oben offenen Wassertrog, auf dessen Öffnung ein Deckel aufsetzbar ist, mit einer in den Troginnenraum oberhalb des maximalen Füllpegels einmündenden Öffnung zum Befüllen.

Derartige Explosionssperren für den untertägigen Grubenbetrieb sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt, so zum Beispiel aus der DE-PS 25 54 242. Dort ist ein Wassertrog für untertägige Explosionssperren beschrieben, der aus einem im wesentlichen quaderförmigen Kunststoffkasten mit einer offenen Oberseite besteht, die mittels eines auflegbaren Deckels verschließbar ist.

Zum Betrieb wird der Wassertrog bis zu seinem oberen Rand mit Wasser gefüllt und mit dem Deckel verschlossen. Je nach Streckenquerschnitt weist die Explosionssperre einen oder mehrere Wassertröge auf, die in leiterförmigen Tragegestellen quer zur Streckenlängsrichtung eingebaut werden.

Wird die Explosionssperre von der bei schlagenden Wettern entstehenden Druckwelle erfaßt, wird der Deckel gefolgt von einer oben aus dem Trog austretenden kleinen Wassermenge (Wasserzunge) abgeweht. Gleichzeitig wird der aus leicht brechendem Material bestehende Wassertrog zerstört, so daß ein weiterer Teil der in dem Wassertrog befindlichen Wassermenge dem Grad der Zerstörung entsprechend, freigegeben und zerstäubt wird.

Die in den Trogresten verbleibende Wassermenge gelangt unter Einwirkung der Druckwelle auf die Streckensohle, während der zerstäubte Teil des Wassers einen löschenden Vorhang aus fein verteilten Wassertröpfchen bildet, der verhindert, daß die bei der Gasexplosion entstehende Flammenfront die Explosionssperre überwindet. Die Flammenfront wird durch den Tropfenvorhang abgekühlt und gelöscht, so daß keine nachfolgende Kohlenstaubexplosion iniitiert werden kann.

Je nach Trogkonstruktion findet ständig eine mehr oder weniger große Verdunstung des in den Wassertrögen befindlichen Wassers statt. Diese Verdunstung ist abhängig von der Wettergeschwindigkeit, der relativen Luftfeuchte der Wetter und der Beschaffenheit der Tröge. Die relative Luftfeuchte der Wetter wird möglichst niedrig gehalten, damit die Bergleute kühlende, wasseraufnahmefähige Wetter vorfinden. Dementsprechend ist die Verdunstung aus den Trögen groß.

Es ist infolge gemachter Erfahrungen eine feststehende Regel, daß der Deckel mit dem Trog nicht verklebt werden sollte, da dadurch die mechanische Stabilität des Troges und seine Zerberstbarkeit zu Ungunsten der Löschwirkung bzw. Wasserverteilung verändert würde. Ein zuverlässiges Zerbersten der Wassertröge wäre dann nicht mehr gewährleistet. Insbesondere die dem von der Druckwelle abgenommenen Deckel folgende Wasserzunge würde nicht mehr auftreten.

Bei dem derzeitigen technischen Stand der Explosionssperren muß die Wasserverdunstung in verhältnismäßig kurzen Intervallen durch zeitaufwendiges und kostspieliges Nachfüllen von Wasser ausgeglichen werden, damit die erforderliche Mindestwassermenge nicht unterschritten wird. Die aus Sicherheitsgründen erforderliche Mindestwassermenge pro Trog kann bei 10.000 Trögen pro Bergwerksanlage oft nicht eingehalten werden.

Die Wassertröge nach dem Stand der Technik haben meistens einen die Trogöffnung umlaufenden glatten Flansch, gegen den der Deckel mittels geeigneter Haltemittel angepreßt wird. Die Deckel selbst haben von oben zugängliche Einfüllöffnungen für das ausschließlich von oben erfolgende Befüllen der Tröge mit Wasser. Das Füll- bzw. Nachfüllgerät für die unter der Fürste hängenden Tröge ist ein an seinem oberen Ende zum Halbkreis gebogenes Rohr etwa in Form eines Spazierstockes, mit welchem das Wasser von oben in die Einfüllöffnung des Deckels eingeleitet wird. Da die Einfüllöffnung des Deckels von der Sohle aus nicht einzusehen ist, besteht beim Befüllen und Nachfüllen die Gefahr, daß der Deckel beim Einführen des Füllrohres zerstört wird oder beim Entfernen des Füllrohres von dem Trog abgerissen wird.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, die Explosionssperren nach dem Stand der Technik wartungsfreundlicher zu gestalten und auch bei den rauhen Betriebsbedingungen untertage unbeabsichtigte Beschädigungen an den Trögen oder Deckeln zu vermeiden. Zugleich wird angestrebt, die Verdunstung der Wasserfüllung möglichst völlig zu unterbinden, um die Wartungsintervalle zu verlängern.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Öffnung zum Befüllen mit einem von unten sichtbaren und zugänglichen Einfüllstutzen versehen ist, der einen nach unten gerichteten Befüllanschluss aufweist

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Bergmann beim Befüllen des Wassertroges den Einfüllstutzen unter Sichtkontrolle von unten erreichen kann. Hierdurch werden Beschädigungen des Wassertroges oder des Deckels beim Befüllen oder Nachfüllen zuverlässig vermieden. Da der Bergmann beim Befüllen des Troges mit dem Deckel nicht mehr in Berührung kommt, kann dieser auch nicht mehr unbeabsichtigt beschädigt oder von dem Trog abgerissen werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Einfüllstutzen eine oberhalb des maximalen Füllpegels des Wassertroges in den Troginnenraum einmündende Ausflußöffnung aufweist.

Durch diese Ausbildung und Anordnung des Einfüllstutzens wird die Befüllung von der Sohle her erleichtert und das Abfließen von Wasser aus dem Trog durch den Einfüllstutzen hindurch zuverlässig vermieden.

Weiterhin weist der Einfüllstutzen zweckmäßig ein fülldruckbetätigtes und selbstätig schließendes Ventil auf. Dieses Ventil enthält beispielsweise einen Ventilkegel oder einen sonstigen beweglichen Ventilkörper, der durch den Wasserdruck beim Befüllen angehoben wird und beim Entfernen des Füllrohres durch Eigengewicht in die Schließstellung fällt. Somit kann über den Einfüllstützen kein Wasserdampf aus dem Wassertrog austreten, wodurch die Wasserverdunstung aus dem Trog nahezu vollständig unterbunden wird.

Weiterhin ist der Befüllanschluß des Einfüllstutzens mit einer Schnellkupplung für den flüssigkeitsdichten Anschluß eines Füllrohres versehen. Als Schnellkupplung kommt beispielsweise ein Bajonett-Verschluß in Frage, dessen korrespondierenden Teile sich an dem Befüllanschluß und am oberen Ende des Füllrohres befinden.

Vorteilhaft ist der Einfüllstutzen in einer Einformung des Wassertroges angeordnet.

Diese Einformung kann sich beispielsweise im Bereich einer senkrechten Seitenkante des Wassertroges befinden und nach Innen eingeformt sein. Auf diese Weise ist der Einfüllstutzen geschützt angeordnet und ragt nicht über dem Querschnitt des Wassertroges vor. Auch durch diese besondere Anordnung werden unbeabsichtigt Beschädigungen des Einfüllstutzens oder des Wassertroges vermieden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Explosionssperre sieht vor, daß der Wassertrog an seinem oberen Rand eine umlaufende, durchgehende Dichtkante und Haltenocken aufweist, wobei der Deckel auf die Dichtkante des Wassertroges dichtschließend aufsteckbar ist und Rastkehlen aufweist, in die beim Aufsetzen des Deckels die Haltenocken einschnappen. Der so befestigte Deckel bleibt über lange Zeit hinweg dicht und erhöht dennoch die Gesamtstabilität des Wassertroges nicht in unzulässiger Weise. Der Deckel wird also bei einer auftretenden Druckwelle zuverlässig von dem Wassertrog abgeweht, so daß sich die für die Verteilung des Wassers wichtige Wasserzunge ausbilden kann.

Zweckmäßig, weisen der Wassertrog und der Deckel zusätzlich jeweils umlaufende abgestufte Flansche auf, die in geschlossenem Zustand dichtend aufeinander aufliegen und auf die von außen federnde Halteklammern aufsteckbar sind. Diese Halteklammern erhöhen die Dichtigkeit und geben dennoch im Falle des Auftretens einer Druckwelle den Deckel ohne nennenswerten Widerstand frei. Die Haltklammern können beispielsweise aus Metall oder korrosionsfreiem Kunststoff bestehen.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß an der Innenwandung des Wassertroges mindestens eine senkrechte Führungsleiste angeformt ist, auf der ein senkrecht verschiebbarer, durch die Trogwandung hindurch sichtbare Anzeige-Schwimmer geführt ist. Der Anzeige-Schwimmer ist beispielsweise ein dunkelgefärbter Kunststoff-Hohlkörper, der auf der Wasseroberfläche schwimmt und dessen vertikale Position durch die im Bereich der Führungsleiste transparente Wandung des Wassertroges hindurch erkennbar ist. Somit ist der Füllungsgrad des Wassertroges einfach von außen anhand der Schwimmerposition ablesbar. Zweckmäßigerweise ist der Wassertrog in diesem Fall mit Markierungen versehen, die ein Erreichen des Mindestfüllstandes deutlich signalisieren.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß zwei Führungsleisten auf gegenüberliegenden Seiten des Wassertroges angeordnet sind und der Anzeige-Schwimmer an beiden Führungsleisten geführt ist. Hierdurch wird ein Verkanten des Anzeige-Schwimmers vermieden. Außerdem wird ein Ablesen des Wasserstandes von beiden Seiten des Wassertroges her ermöglicht.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die gegenüberliegenden Längsseiten des Wassertroges mit einem Abstandhalter relativ zueinander fixiert sind. Durch den Abstandhalter, der beispielsweise als Leiste ausgeführt sein kann, die mit Hammerkopf-Enden versehen ist und lose in entsprechende Öffnungen im Inneren des Wassertroges nahe dem Rand eingehängt wird, wird eine Ausbauchung der Wände des Wassertroges und ein Lockern bzw. Ablösen des Deckels weitestgehend unterbunden. Die Gesamtstabilität des Wassertroges wird dabei nicht in unzulässigerweise erhöht.

Der Abstandhalte kann gegebenenfalls sinnfällig mit den Führungsleisten für den Anzeige- Schwimmer kombiniert werden. In diesem Falle ist der Abstandhalter formschlüssig an den oberen Enden der Führungsleisten festlegbar ist.

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im folgende anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wassertroges mit abgenommenen Deckel;

Fig. 2 einen Deckel für den erfindungsgemäßen Wassertrog gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Explosionssperre bestehend aus einem Wassertrog gemäß Fig. 1 mit aufgesetztem Deckel gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Detailansicht des Einfüllstutzens aus Fig. 1.

In der Fig. 1 ist der Wassertrog 1 als ganzes im wesentlichen quaderförmig und hat am Rand seiner obenliegenden Öffnung eine Dichtkante 2 mit Haltenocken 2a und einen nach außen abstehenden, umlaufenden Flansch 3.

An der in der Zeichnung vorn rechts liegenden Kante ist der Wassertrog 1 mit einer Einformung 4 versehen. Im Bereich der Einformung 4 ist ein Einfüllstutzen 5 an dem Wassertrog 1 angeformt, der einen innerhalb der Einformung 4 untergebrachten, nach unten gerichteten Befüllanschluß 6 hat. Seine Ausflußöffnung 7 in den Troginnenraum liegt etwa in Höhe der oberen Kante des Wassertroges 1 und damit oberhalb des maximalen Füllpegels.

Im Bereich der Längswandungen des Wassertroges 1 sind auf gegenüberliegenden Seiten Führungsleisten 8 angeformt. Auf diesen sind senkrecht verschiebbar Anzeige-Schwimmer 9 geführt.

Eine Abstandsleiste 10, die in abgenommen Zustand dargestellt ist, ist an ihren Enden hammerkopfartig ausgebildet und in Ausformungen der Führungsleisten 8 von oben lose formschlüssig einsetzbar.

Fig. 2 zeigt in derselben perspektivischen Ansicht wie Fig. 1 einen Deckel 11, der von oben dicht auf die Dichtkante 2 des Wassertroges 1 aufstülpbar ist. Der Deckel 11 weist einen zum Flansch 3 des Wassertroges 1 korrespondierenden, ebenfalls außen umlaufenden Flansch 12 auf und ist mit eingeformten Rastkehlen 13 versehen, die mit den Rastnocken 2a des Wassertroges 1 korrespondieren.

Fig. 3 zeigt im Schnitt eine Detaildarstellung des mittels des Deckels 11 verschlossenen Wassertroges 1. Dabei ist deutlich erkennbar, wie der Deckel 11 mit einer eingeformten Rastkehle 13 einen Haltenocken 2a des Wassertroges 1 umgreift. Außerdem ist erkennbar, wie die Flansche 3 bzw. 12 aufeinander aufliegen.

In Fig. 4 ist der Einfüllstutzen 5 mit einem darin angeordneten Ventil im Schnitt im Detail dargestellt. Darin ist deutlich der kegelförmige, senkrecht verschiebbar gelagerte Ventilkörper 14 erkennbar.

Die Anordnung der Ausflußöffnung 7 in den Troginnenraum oberhalb des gewellt eingezeichneten maximalen Füllstandes ist der Darstellung ebenfalls entnehmbar.

Außen an dem Einfüllstutzen sind über dessen Umfang verteilt Auflaufflächen eines Bajonettverschlusses angeordnet.

Unterhalb des Einfüllstutzens ist ein Füllrohr 16 dargestellt, welches an seinem oberen Ende eine Anschlußarmatur 17 trägt, die ebenfalls mit einem Bajonett 15 versehen ist, welches auf den Einfüllstutzen 5 aufsetzbar und verriegelbar ist. Das Aufsetzen und Verriegeln ist mit den Pfeilen oberhalb der Anschlußarmatur 17 angedeutet.

Im einzelnen geht man zur Benutzung der erfindungsgemäßen Explosionssperre wie folgt vor: Zunächst werden die Anzeige-Schwimmer 9 und die Abstandshalteleiste 10 in die Führungsleisten 8 des Wassertroges eingesetzt. Anschließend wird der Deckel 11 von oben auf den Wassertrog aufgesetzt und gleichmäßig festgedrückt, bis die Rastkehlen 13 in die Haltenocken 2a einschnappen und die Flansche 3 bzw. 12 aufeinander aufliegen. Gegebenenfalls können in den Zeichnungen nicht dargestellte Halteklammern auf die Flansche 3, 12 oder die Rastkehlen 13 und die Haltenocken 2a von außen aufgerastet werden.

Zur Befüllung der Explosionssperre mit Wasser wird das Füllrohr 16 mit der Anschlußarmatur 17 auf den Einfüllstutzen 5 aufgesetzt und das Bajonett 15 durch eine kurze Drehung verriegelt. Anschließend wird das Füllrohr 16 mit Wasser beaufschlagt, welches über den Befüllanschluß 6 in den Einfüllstutzen 5 eindringt, den Ventilkörper 14 anhebt und über die Ausflußöffnung 7 in das Troginnere des Wassertroges 1 fließt. Beim Erreichen der maximalen Füllhöhe, die von außen anhand der Stellung des Anzeige- Schwimmers 9 ablesbar ist, wird der Wasserzufluß des Füllrohrs 16 abgestellt. Der Ventilkörper 14 fällt in seine Schließstellung und dichtet das Troginnere nach außen ab. Nunmehr wird die Anschlußarmatur 17 vom Bajonett 15 entriegelt, wonach das Füllrohr 16 widerstandslos abgezogen werden kann.

Die erfindungsgemäße Explosionssperre ist besonders wartungsarm, da der Deckel 11 dicht auf den Wassertrog 1 aufgestülpt ist und auch über den mittels des Ventilkörpers 14 verschlossenen Einfüllstutzen 5 kein Wasserdampf entweichen kann. Sollte dennoch ein Nachfüllen erforderlich sein, was anhand der Schwimmerstellung des Anzeige-Schwimmers 9 sofort und eindeutig von außen erkennbar ist, kann dies unter Sichtkontrolle von unten ohne Abnehmen des Deckels 11 genauso einfach wie der vorbeschriebene Befüllungsvorgang durchgeführt werden.

Die Berstfähigkeit der erfindungsgemäßen Explosionssperre ist gegenüber dem konventionellen, bewährten Ausführungsformen unverändert.

Claims (11)

1. Explosionssperre für untertägigen Grubenbetrieb, mit einem nach oben offenen Wassertrog, auf dessen Öffnung ein Deckel aufsetzbar ist, mit einer in den Troginnenraum oberhalb des maximalen Füllpegels einmündenden Öffnung zum Befüllen, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung zum Befüllen mit einem von unten sichtbaren und zugänglichen Einfüllstutzen (5) versehen ist, der einen nach unten gerichteten Befüllanschluss (6) aufweist.

2. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (5) eine oberhalb des maximalen Füllpegels des Wassertroges (1) in den Troginnenraum einmündende Ausflußöffnung (7) aufweist.

3. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (5) ein fülldruckbetätigtes und selbsttätig schließendes Ventil aufweist.

4. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befüllanschluß (6) des Einfüllstutzens (5) mit einer Schnellkupplung für einen flüssigkeitsdichten Anschluß des Füllrohres (16) versehen ist.

5. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfüllstutzen (5) in einer Einformung (4) des Wassertroges (1) angeordnet ist.

6. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassertrog an seinem oberen Rand eine umlaufende, durchgehende Dichtkante (2) und Haltenocken (2a) aufweist, wobei der Deckel (11) auf die Dichtkante (2) des Wassertroges (1) dicht schließend aufsteckbar ist und Rastkehlen (13) aufweist, in die beim Aufsetzen des Deckels (11) die Haltenocken (2a) einschnappen.

7. Explosionssperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassertrog (1) und der Deckel (11) zusätzlich jeweils umlaufende, abgestufte Flansche (3, 12) aufweisen, die in geschlossenem Zustand dichtend aufeinander aufliegen und auf die von außen federnde Halteklammern aufsteckbar sind.

8. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwandung des Wassertroges (1) mindestens eine senkrechte Führungsleiste (8) angeformt ist, auf der ein senkrecht verschiebbarer, durch die Trogwandung hindurch sichtbarer Anzeige-Schwimmer (9) geführt ist.

9. Explosionssperre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Führungsleisten (8) auf gegenüberliegenden Seiten des Wassertroges (1) angeordnet sind, und der Anzeige-Schwimmer (9) an beiden Führungsleisten (8) geführt ist.

10. Explosionssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegende Längsseiten des Wassertroges (1) mit einem Abstandshalter relativ zueinander fixiert sind.

11. Explosionssperre nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter formschlüssig an den oberen Enden der Führungsleisten (8) festlegbar ist.