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Verfahren zur Wasserhaltung in Bergwerken Bei Untertagebetrieben in
wasserführendem Gebirge, insbesondere bei Bergwerken, verursacht die Wasserhaltung
erhebliche Kosten, die den Betrieb. zusätzlich stark belasten. Wegen der zuweilen
unerwartet und in großen Mengen auftretenden Wasserzuflüsse müssen die Pumpanlagen
mit einer hohen Leistungsreserve ausgestattet werden. Außerdem sind besondere Kläranlagen
erforderlich, um die vom Wasser mitgerissenen Gebirgs- und Schlammteilchen abzuscheiden,
die sonst zu einem erhöhten Verschleiß in den Pumpen führen. Um die Pumpentätigkeit
nach einem festen Plan zu regeln und zum Spitzenausgleich möglichst in betriebsruhige
Stunden verlegen zu können, ist es bekannt, den Schacht weiter als zum Abbau erforderlich
abzuteufen und den so entstandenen Sumpf als Speicher für das Wasser zu verwenden.
Auch ist es bekannt, zu diesem Zwecke besondere sog. Sumpfstrecken aufzufahren,
die so groß bemessen sind, daß sie die normalen Wasserzuflüsse für t bis
2 Tage aufnehmen können, wodurch die Pumparbeit vollständig in die Nachtstunden
verlegt und mit billigem Nachtstrom durchgeführt werden kann. Solche Sumpfanlagen
sind naturgemäß recht kostspielig.
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Das Wasserhaltungsverfahren nach der Erfindung ermöglicht eine viel
größere Speicherung der anfallenden Wasser ohne wesentliche zusätzliche Kosten.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, die zur Speicherung der Wasser besonders
angelegte Räume erfordern, besteht das -Verfahren nach der Erfindung darin,
daß die durch den Abbau der Kohle oder des Erzes entstandenen Hohlräume selbst,
nachdem sie mit gut wasserdurchlässigen Versatzmassen, wie z. B. Kies, grobem Sand
oder sperrigen Bergen, aufgefüllt worden sind, nacheinander bis zur Verschlammung
als Wasserspeicher verwendet werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung
der abgebauten Felder wird jede laufende Wartung der Speicher überflüssig. Auf besondere
Filter kann verzichtet
werden, weil die porigen Versatzmassen der
Speicher selbst als Filter wirken. Weiterhin gestattet es das Verfahren nach der
Erfindung, da die abgebauten Felder bei fortschreitendem Abbau in immer größerer
Zahl verfügbar «-erden, immer größere Wassermengen zu speichern, insbesondere wenn
an der tiefsten Stelle des Feldes mit dem Abbau begonnen und nacheinander die entstandenen
weiteren Abbauräume als Speicher zugeschaltet werden. Das Verfahren ist besonders
geeignet für den Braunkohlentiefbau.
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Zweckmäßig wird bald nach dem Abteufen des Schachtes oder nach dem
Auffahren von waagerechten oder geneigten Stollen an der tiefsten Stelle des gesamten
Abbaufeldes oder des unterirdischen Raumes mit dein Abbau des zu gewinnenden Materials
begonnen. Die Lage des oder der Wasserspeicher ini Raume wird den naturgegebenen
Erfordernissen der Lagerstätte oder (los Bauraumes angepaßt. Die entstehenden Hohlräume
werden mit Versatzmaterial ausgefüllt, das wasserdurchlässig sein muß. Je nach der
Menge der zu erwartenden Wasser wird die Größe des Speicherraumes bemessen und das
Versatzmaterial nach Durchlässigkeitswert und Porenvolumen ausgewählt.
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-Nach Möglichkeit wird der Wasserspeicherraum waagerecht angelegt;
er kann aber auch geneigt oder senkrecht angeordnet werden. Vorzugsweise bei waagerechter
Anordnung erfolgt der Abzug des Wassers aus dem Speicherraum durch eine oder mehrere
angeschlossene Sumpfstrecken, Flutgräben o. dgl., die durch eine finit Schlitzen
oder mit Steckfiltern und Abschlußschiebern oder mit ähnlichen Vorrichtungen versehene
Trennwand (Sperrmauer, Holz oder Drahtgeflechte o. dglj vom Speicherbecken abgetrennt
werden. Von dieser Sumpfstrecke aus werden die Wasser entweder direkt oder durch
einen besonderen Flutgraben der Punipenkainmer zugeleitet.
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Die Regelung des Wasserspiegels im Speicherhecken erfolgt durch die
Einstellbarkeit und Verschließbarkeit der Öffnungen «in der Trennwand oder durch
eine Stau- öder Sperrvorrichtung im Flutgraben. Im letzteren Falle: kann auch auf
eine besondere Trennwand gegen das Speicherbecken verzichtet bzw. kann diese durch
eine sonst im Bergbau übliche Ausbauart ersetzt werden. Der Abzug der Wasser kann
an einer oder an mehreren Stellen erfolgen. Die Sumpfstrecken können auch durch
öffnen zwischengeschalteter Sperrschieber miteinander verbunden werden.
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Liegt das Speicherbecken nicht waagerecht, so können an mehreren Stellen
und in verschiedenen Höhenlagen Wasseraustrittsstellen (Sumpfstrecken, Streckenköpfe,
Flutgräben o. dgl.) angeordnet werden, die alle mit der Pumpenkammer verbunden werden
und jede für sich absperrbar sind, so daß auch bei senkrechter Anordnung das Wasser
im Speiclierbecken bis zur gewünschten Menge gestaut werden kann.
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Eine mechanische Reinigung der Wasser von mitgespülten Schlammteilchen
u. dgl. erfolgt bei allen geschilderten Ausführungen in der Regel sebsttätig im
Versatzmaterial, so daß sich besonders Reinigungsanlagen erübrigen.
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Um das Speichervermögen und die Sicherheit noch weiter zu erhöhen,
kann man dem erwähnten Speicherbecken noch ein oder mehrere Reservebecken anfügen,
die durch überläufe miteinander verbunden werden. S3 kann das zweite Becken durch
einen Damm vom ersten Becken so getrennt werden, daß es durch einen regelbaren Durchlaß
oder einen flberlauf mit diesem in Verbindung steht und erst überflutet wird, wenn
das erste Becken bis zu einer bestimmten Höhe gefüllt ist.
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Für eine zuverlässige Ent- und Belüftung der Speicherbecken ist Sorge
zu tragen, damit sich der Wasserhaltungsbetrieb störungsfrei vollziehen kann. So
kann zur Regelung der Luftabfuhr und Luftzufuhr eine Verbindung zwischen den Speicherräumen
mit der Luft mittels einer über den Speicherräumen oder in ihrer Nähe angeordneten
Strecke oder mittels eines Luftkanals erfolgen.
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Die Wasserzuleitung zum Speicherbecken kann beim Abbau so erfolgen,
daß die abzubauenden Lagerstättenteile unmittelbar oder mittelbar anschließend an
das oder die Speicherbecken abgebaut und mit wasserdurchlässigem Versatzmaterial
versetzt werden. Das Wasser kann sich also durch das Versatzmaterial zu dem in gleicher
Höhe oder tiefer gelegenen Speicherbecken hin bewegen, es können aber auch Verbindungen
durch offene Gefluter oder durch Rohrleitungen o. dgl. von den Abbauräumen aus zu
dem Speicherbecken hergestellt «erden.
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Sollte im Laufe mehrjährigen Betriebes eine Verschlammung der Speicherbecken
beobachtet «erden, so kann direkt über, unter oder neben den Speicherbecken eine
neue Speicheranlage hergerichtet werden.
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Als Ausführungsbeispiel ist eine gemäß der Erfindung entworfene Wasserhaltung
auf der Zeichnung durch Abb. i im Grundriß und durch die Abb. z und 3 im Profil
teilweise veranschaulicht.
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Die Wasserhaltung ist hier vorgesehen für den Abbau einer mächtigen,
gleichmäßig einfallenden Lagerstätte. die in einem fast rechteckigen Abbaufeld abgebaut
werden soll. Die Wasserhaltung ist an der tiefsten Stelle
des Feldes
waagerecht liegend an der Schmalseite des Abbaufeldes in solchen Ausmaßen vorgesehen,
daß sie bei einem Porenvolumen des Versatzmaterials von 3o0% etwa 500
000 maufzunehmen vermag.
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Neben dem Hauptspeicher i ist ein mit ihm auf gleicher Sohle liegender
Hilfs- oder Reservespeicher z vorgesehen, der durch einen Überflutungsdamm i o von
dem Hauptspeicher getrennt ist. Zum Hauptspeicher gehört die Sumpf- oder Wasseraustrittsstrecke
3 und zum Zusatzspeicher die Strecke q.. Die Wasseraustrittsstrecken sind durch
den Kanal 5 miteinander verbunden. An die Austrittsstrecke 3 schließt sich eine
etwas einfallende Strecke 6 an, die die Wasser in offenem Gefluter oder in Leitungen
zu der Pumpenkammer 7 führt. Die Wasseraustrittsstrecken sind von der in einer höheren
Ebene vorgesehenen Strecke 8 aus begehbar, die in die vom Füllort kommende Fahr-
oder Wetterstrecke g einmündet.
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Wie Abb.3 zeigt, befindet sich zwischen den beiden Wasseraustrittsstrecken
3 und ¢ der Verbindungskana15, der durch Schieber oder Ventile i i geschlossen oder
geöffnet werden kann. An die Wasserspeicher schließt sich das Hauptabbaufeld 12
an.
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Eine senkrechte Anordnung, die auch beliebig schräg gedacht werden
kann, ist in Abb. 4. im Schnitt dargestellt. Hierbei kann der Wasseraustritt aus
dem Speicherbecken i an mehreren sich in Zahl und Größe nach den örtlichen Erfordernissen
richtenden Austrittsstellen erfolgen. In der Darstellung sind die Wasseraustrittsstellen
13 in den an den Wasserspeicher i heranführenden Strecken 1.4 vorgesehen, die durch
Dammtüren oder durch von der Strecke 15 aus betätigte und in Abb. 5 dargestellte
Schieber 16 abgesperrt werden können.
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Durch Schließen der Schieber oder Dammtüren kann das aus dem Abbau
17 unmittelbar zufließende oder zugeleitete Wasser im Speicher gestaut werden, so
daß es erst nach längerem Zuströmen abgezogen zu werden braucht.
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Dem senkrechten Wasserspeicher können ebenfalls ein oder mehrere Reservespeicher
18 angegliedert werden, die durch den Kanal i g mit dem Wasserspeicher i verbunden
sind. Die Wasseraustrittsstrecken können auch zwecks Zuleitung der Wasser zur Pumpenkammer
2o in einer Strecke zusammengefaßt und mit der oder den Ableitungsstrecken der Reservespeicher
beliebig verbunden werden.