-
Bohrlochverschluß zum Verhüten von Grubenexplosionen unter Anwendung
eines in das Bohrloch geschobenen Besatzes von Gesteinstaub Bei den Sprengarbeiten
im Bergbau wurde früher und wird stellenweise auch heute noch in die Bohrlöcher
nach Einführung der Sprengpatronen ein Lettenbesatz, d. i. eine Lehm- oder Tonfüllung,
eingestampft, die das Zurückschlagen von Stichflammen vermeiden und die Sprengwirkung
erhöhen `soll. Anstatt dieses Besatzes oder um dessen Herausdrücken zu verhindern,
wird meistens in die Bohrlochmündung ein massiver Verschlußstopfen eingetrieben.
-
Nachdem sich der Gesteinstaub oder Flugasche als das geeignetste Mittel
zur Erstickung von Flammen erwiesen hat, ist der Grubenbetrieb größtenteils dazu
übergegangen, anstatt des Lettenbesatzes einen solchen aus Gesteinstaub oder Flugasche
zu verwenden. Zur Einführung des Gesteinstaubes in dieBohrlöcher wird er in Form
von Tuben mit einer leicht zerstörbaren Umhüllung aus schlecht brennendem Material
(z. B. präpariertem Papier) in die Bohrlöcher hineingesteckt. Dieser Besatz soll
beim Losgehen des Schusses eine flammenerstickende Wolke bilden.
-
In Verbindung mit dieser Maßnahme wird vielfach auch noch ein Außenbesatz
angeordnet, indem Gesteinstaub in einem Papierbeutel, auf einem Brettstück, Blech
oder einem Schippenblatt unmittelbar vor dem Bohrloch so angebracht wird, daß die
etwa ausblasende Schußflamme den Gesteinstaub ergreift und mitreißt. Es wird z.
B. in die Bohrlochmündung ein Pflock gesteckt und daran unmittelbar vor der Bohrlochmündung
mittels Draht ein Papierbeutel mit Gesteinstaub befestigt, um durch dessen Zerstörung
beim Schuß noch mehr Gesteinstaub aufzuwirbeln. Oder eine Schaufel ohne Stiel mit
darauf gehäuftem Gesteinstaub wird mit ihrer Tülle in das Bohrloch gesteckt, so
daß die durch die hohle Tülle strömenden Sprenggase den Staub von der Schaufel abblasen.
Auch ist von einer Seite der öffentlich noch nicht bekannte Vorschlag gemacht worden,
einen offenenAußenbesatzbehälter für Gesteinstaub aus unverbrennbarer Pappe anzubringen,
in dessen Innenraum der zur Durchleitung ausblasender Sprenggase dienende, in das
Bohrloch gesteckte, hohle Zapfen einmündet.
-
Da es beim Sprengen häufig vorkommt, daß der Schuß nur seitlich wirkt
und die Bohrlochmündung unbeschädigt bleibt, entsteht dann bei den Sicherheitsmaßnahmen
entsprechend dieser Vorschläge der Nachteil, daß ihre Wirksamkeit sich nicht vollständig
entwickeln kann. Wirkt der Schuß zu stark nach vorn, so kann dadurch der Besatz
mit Pflock und Beutel, die Schaufel oder der Außenbesatzbehälter aus nachgiebiger
Pappe aus dem Bohrloch herausgeschleudert werden. Diese Teile können alsdann so
weit zurückfliegen, daß das Herausschlagen einer Stichflamme nicht vermieden wird.
-
Meistens gehen auch beim Schuß die wieder verwendbaren Teile der Sicherheitsanordnungen
durch Verschüttung verloren. Bei Schußversagern ist es außerdem bei den bisher bekannten
Maßnahmen
schwierig, die Sprengpatronen und den Besatz aus dem Bohrloch herauszuholen.
-
Zur Beseitigung dieser Nachteile, zur sicheren Verhütung von Grubenexplosionen
beim Sprengen und zur Erhöhung der Sprengwirkung dient gemäß vorliegender Erfindung
ein Bohrlochverschluß unter Anwendung eines in das Bohrloch geschobenen Besatzes
mit Gesteinstaub oder Flugasche, wobei in die Bohrlochmündung ein sich gegen deren
Wandung ringsherum festpressender hohler Stopfen eingetrieben wird, der an seinem
in das Bohrloch hineinragenden Ende offen ist und dessen aus der Mündung herausragender,
geschlossener Kopf mit Querdurchbohrungen von verhältnismäßig geringer Weite nach
verschiedenen Seiten versehen ist, aus denen durch den Schuß der Staub des Besatzes
nach außen getrieben wird. Von diesen Durchbohrungen dienen eine oder zwei als Durchgänge
für die Zünddrähte.
-
In der beiliegenden Zeichnung zeigt Abb. i den Querschnitt eines zum
Schuß fertigen Bohrloches mit dem neuen Verschluß, Abb. 2 die Seitenansicht und
Abb.3 den Längsschnitt des Verschlußstopfens.
-
Zum Sprengen werden in das Bohrloch a zunächst eine Anzahl Sprengpatronen
b und alsdann die mit dem Zündhütchen c versehene Schlagpatrone d geschoben. An
das Zündhütchen c sind die beiden Leitungsdrähte e angeschlossen, die zu der elektrischen
Stromquelle nach außen geführt werden müssen. Sodann wird in das Bohrloch der Besatz
f aus Gesteinstaub oder Flugasche eingeführt. Um den Staub in das Bohrloch einführen
zu können, ist er tubenförmig verpackt und mit einer leicht zerstörbaren Umhüllung
versehen.
-
Damit nun der Staubbesatz unbedingt zur Wirkung kommen muß, wird gemäß
der Erfindung die Mündung des Bohrloches mit einem hohlen Stopfen g verschlossen.
Im Ausführungsbeispiel hat der in das Bohrloch einzutreibende Teil des Verschlußstopfens
die Form eines Kegelstumpfes und verjüngt sich nach dem in das Bohrloch hineinragenden
Ende. Dieses Ende 1a des Stopfens ist offen. Der sich am anderen Ende an den Kegelstumpf
anschließende und aus dem Bohrloch herausragende Teil i des Stopfens ist hohlzylindrisch
und durch die Kopfwand k verschlossen. Die Seitenwandung des hohlzylindrischen Teiles
i ist mit einer Anzahl Durchbohrungen l versehen. An die Kopfwand k ist nach außen
ein Zapfen in angeordnet, auf dem beim Eintreiben desVerschlusses gehämmert wird.
Dieser Zapfen in besitzt eine Querdurchbohrung n, die zum Anbinden des Verschlusses
dient. Die Außenfläche des kegelstumpfförmigen Teiles ist zweckmäßig, soweit sie
mit der Bohrlochwandung in Berührung kommen kann, mit Querrillen o versehen, die
dem Verschluß einen festeren Sitz im Bohrloch verleihen. Zweckmäßig wird der Verschluß
aus einem festen und nicht funkenreißenden Material, wie z. B. Delta-Metall, hergestellt.
Er kann aber auch aus Eisen oder Temperguß angefertigt werden.
-
Vor dem Einsetzen des Verschlusses werden zunächst die Leitungsdrähte
e durch den Innenraum des Stopfens hindurchgesteckt und durch eine oder zwei Durchbohrungen
l nach außen geleitet. Die für das Hindurchziehen der Leitungsdrähte zu benutzende
Durchbohrung hat einen etwas größeren Durchmesser als die anderen. Alsdann wird
der Verschluß in die Bohrlochmündung hineingetrieben, und zwar vollständig fest.
Die Länge des Staubbesatzes ist so bemessen, daß zwischen dem Besatz und dem Stopfen
noch ein Spielraum von etwa 5 bis io mm verbleibt. Die Dicke des Besatzes muß so
sein, daß er sich mit Leichtigkeit und ohne Reibungswiderstände in dem Bohrloch
verschieben kann. Die aus dem Stopfen g nach außen führende Leitung wird durch das
Loch n des Zapfens in gesteckt und durch einige Umschlingungen fest damit verbunden,
damit nach der Sprengung der Stopfen unter dem herausgebrochenen Material nicht
verlorengeht, sondern an der Leitung hängenbleibt. Er kann auch zu diesem Zweck
an einem besonders- angebrachten Draht befestigt werden.
-
Wird nun die Sprengladung zur Entzündung gebracht, so schleudert der
Druck zunächst den Staubbesatz f nach vorn, wobei dessen Umhüllung reißt und der
Staub in den Hohlraum des Stopfens und durch die Löcher in dessen Kopf ringsherum
nach außen getrieben wird, wo er eine dichte und große Staubwolke verbreitet. Da
diese Wirkung den leichtesten Widerstand bietet, muß sie unbedingt zuerst eintreten.
Das vordere Ende des Staubbesatzes f wird beim Aufprallen auf den offenen Rand h
des Verschlußstopfens sofort platzen und der Staub durch den gewaltigen Druck nach
außen getrieben. Das hintere der Sprengladung zugekehrte Ende des Staubbesatzes
f backt beim Schuß durch die Hitze sofort zusammen. Eine Stichflamme kann also,
solange der Verschluß in der Bohrlochmündung sitzt, nicht herausschlagen. Wird jedoch
durch die Sprengung auch die vordere Partie herausgebrochen, also das ganze Bohrloch
zerstört, so wird eine etwa herausschlagende Flamme durch die vorher gebildete Gesteinstaubwolke
erstickt. Da diese Gesteinstaubwolke unbedingt bei jedem Schuß entstehen muß und
sich unmittelbar vor dem Bohrloch verbreitet, ist es unwesentlich, ob der Verschluß
im Bohrloch sitzenbleibt oder bei dessen Zusammenbruch herausfällt.
-
Ein weiterer Vorzug des vorliegenden Verschlusses liegt in der Beseitigung
der Nachschwaden. Diese Schwaden entstehen bekanntlich
beim Schuß
durch die Pulververbrennung. Sie sind sehr gesundheitsschädlich und haben oft zur
Erstickung geführt. Es ist nun die Erfahrung gemacht worden, daß diese Nachschwaden
in einer Gesteinstaubwolke schnell verschwinden, weil die darin enthaltenen Dämpfe
sich an den Staubteilchen abkühlen, wodurch der Staub schwerer wird, nach unten
fällt und den Schwaden mitnimmt. Dadurch, daß der Verschluß nun bei jedem Schuß
an dem Bohrloch eine Gesteinstaubwolke entstehen läßt, erfolgt also auch jedesmal
ein schneller Niederschlag der Nachschwaden.
-
Im Falle eines Versagers, also einer Fehlzündung, gestattet es die
vorliegende Anordnung, sämtliche Teile aus dem Bohrloch herauszunehmen und wieder
zu verwenden. In diesem Falle wird durch einige seitliche Hammerschläge auf den
Kopf des Verschlusses der Stopfen gelöst und mittels der Leitungsdrähte e die Sprengladung
und Besatzpatronen aus dem Bohrloch herausgezogen.
-
Bei den erwähnten, bekannten Anordnungen ist es leicht möglich, daß
der Innen- und Außenbesatz durch den Schuß aus dem Bohrloch herausgeschleudert wird
und eine Stichflamme herausschlägt, bevor sich die Staubwolke bilden kann. Der Pflock
für die Aufhängung des Gesteinstaubbeutels, die Tülle der den Gesteinstaub tragenden
Schaufel oder der in dem Bohrloch steckende hohle Zapfen des aus Pappe bestehenden
Gesteinstaubbehälters lassen die Sprenggase ohne Widerstand durchströmen. Durch
den hohen Druck und die dadurch bedingte Strömungsgeschwindigkeit der Gase wird
der Staub so weit in gerader Richtung mitgerissen, daß sich die Staubwolke erst
in einiger Entfernung vom Bohrloch bilden und die Stichflamme aus dem Bohrloch herausschlagen
kann. Demgegenüber bietet der vorliegende Hohlverschluß den Vorteil, daß der nach
außen vorstehende Abschluß des Hohlraumes dem Stoßdruck der Sprenggase eine Hemmung
bietet und der aus dem Innenbesatz in den Stopfen gedrückte Staub mit gedrosselter
Kraft durch die Querdurchbohrungen allseitig nach außen getrieben wird. Da die Durchbohrungen
rings um den Kopf des Stopfens dicht vor der Bohrlochmündung sitzen und der Stopfen
fest eingepreßt ist, muß sich die Staubwolke unmittelbar an der Schußstelle bilden.
Auch hat der mit dem Gesteinstaub aus dem Innenbesatz arbeitende Stopfen den Vorzug,
daß für den Außenbesatz kein Gesteinstaub notwendig ist, also die Bedienungsmannschaft
bei der Anbringung des Schusses nicht mit dem belästigenden Gesteinstaub in Berührung
kommt.