EP0136523B1

EP0136523B1 - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Ausbringen von hydromechanisch gefördertem hydraulischen Baustoff des Untertagebetriebes

Info

Publication number: EP0136523B1
Application number: EP84110148A
Authority: EP
Inventors: Karl Ernst V. Eckardstein
Original assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Current assignee: Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1984-08-25
Publication date: 1988-06-29
Also published as: KR850003767A; EP0136523A1; DE3472433D1; DE3335953C2; ZA847651B; DE3335953A1; DD233108A5; US4708288A; JPS60156864A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum pneumatischen Ausbringen von hydromechanisch gefördertem hydraulischen Baustoff des Untertagebetriebes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Hydraulische Baustoffe, welche unter Tage eingesetzt werden, sind körnige bis pulverförmige Substanzen mit unterschiedlichem Wasser-Feststoff-Faktor, die beim Verspritzen häufig mit Zuschlägen u.a. aus Kunststoff oder Fasermischungen verarbeitet werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Spritzbetone aus diesen Baustoffen bzw. -mörtel, die ihrerseits in mehreren Zentimetern Dicke auf den Gesteinsmantel von Grubenbauen, darunter vor allem von Strecken unter Aussparung der Sohle möglichst frühzeitig nach dem Hereingewinnen des Ausbruches, beispielsweise durch Sprengen aufgetragen werden, um die Eigentragfähigkeit des umgebenden Gebirges zu erhöhen. Neben dieser Ausbruchsicherung beim Auffahren von Räumen im Berg-und Tunnelbau dient das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Abdichtung von Brand- und Wetterdämmen und zur Glättung von Wänden mit dem Ziel der Herabsetzung von Wetterwiderständen, sowie allgemein für Verbauarbeiten. Hierbei kann mit dem Ziel der Frühfestigkeit dem Baustoff vorzugsweise flüssiger Anreger beigemischt werden, um nach möglichst kurzer Zeit eine optimale Tragfähigkeit zu gewährleisten, die u.a. die Konvergenz der Gebirgsschichten gering hält.
Die hydromechanische Förderung des nassen Baustoffes, insbesondere in Form eines Mörtels oder Betons hat gegenüber der auch bekannten Trockenförderung, bei der man dem Baustoff am Ende der Leitung das notwendige Anmachwasser und gegebenenfalls einen Anreger zusetzt, den Vorteil einer gleichmäßigen Zusammensetzung der aufgetragenen Schichten gemäß einer vorgegebenen Rezeptur, welche die im Gefolge von ungleichmäßigen Zusammensetzungen des Baustoffes und unkontrollierter Wasserzugabe auftretenden Festigkeitsschwankungen in den aufgetragenen Schichten ausschaltet. Die Erfindung geht daher von einem vorbekannten Verfahren (BE-A-855 720) aus, bei dem der Baustoff mit Hilfe eines mit einer Düse versehenen Mundstückes einer mit einer Pumpe beaufschlagten Förderrohr- bzw. Schlauchleitung austragen und auf die zu beschichtende Fläche gespritzt wird.
Bei der vorbekannten Vorrichtung wird der Baustoff in Achsrichtung der Düse hydromechanisch gefördert. Kurz vor der Düse wird dem hydromechanischen Förderstrom Druckluft über radial im Mundstück angeordnete Düsenkanäle zugesetzt. Der hiermit bewirkten Beschleunigung des Baustoffes sind jedoch Grenzen gesetzt. Denn die Düsenvorrichtung muß wegen der Verstopfungsgefahr auf die begrenzte Verdichtbarkeit des nassen Baustoffes Rücksicht nehmen. Der Baustoff Wird in direktem Kontakt an den Einmündungen der Druckluftkanäle vorbeigeführt, so daß der Druckluftstrom an dieser Stelle eine relativ glatte und somit kleine Angriffsfläche sieht. Eine wirksame Zerteilung des Baustoffes ist somit kaum möglich. Ferner besteht die Gefahr des Verstopfens der Druckluftzuführungen, was zum totalen Ausfall des Verfahrens bzw. der Vorrichtung führt.
Erschwerend wirkt sich die hydromechanische Förderung des Baustoffes aus, wenn der Baustoff u.a. aus Gründen der verminderten Reibung in der Förderleitung in dieser mit einem vergleichsweise großen Querschnitt herangeführt und nicht durch einen Verteiler mehreren Austragsrohren bzw. -schläuchen gleichzeitig aufgegeben werden kann. Denn in diesen Fällen muß der hydromechanische Förderstrom, wie bei einer weiteren vorbekannten Vorrichtung auch noch auf einem geringeren Querschnitt am Mundstück reduziert werden, der sich aus der Handhabung des Mundstückes mit den erforderlichen Kräften eines Bedienungsmannes ergibt, sofern nicht Manipulatoren oder Monitoren eingesetzt werden können.
Da man unabhängig von diesen Schwierigkeiten wegen der Gefahr von Beeinträchtigungen der Wege der hydromechanischen Förderung durch erhärtenden Baustoff den Anreger entweder erst im letzten Augenblick zusetzen will oder, wie in der BE-A-855 720 vorgesehen, direkt mit dem Druckluftstrom zusetzen will, geschieht das mit einer oder mehreren Düsen am Ende oder kurz vor dem Ende der hydromechanischen Förderstrecke. Das führt jedoch dazu, daß sich der Anreger nicht völlig und nicht homogen mit dem hydraulischen Baustoff vermischt. Dann sind die erzeugten Schichten inhomogen, in denen die geforderte Frühfestigkeit nicht überall erreicht wird. Es kommt hinzu, daß Verluste an Anregerflüssigkeit auftreten, die mit der radial geführten Treibluft weitergetragen und in der Atmosphäre zu Schadstoffkonzentrationen führen.
Daraus, aber auch aus anderen Ursachen können sich Rückprallverluste einstellen, worunter man den Prozentsatz an ausgetragenem Baustoff versteht, der nicht haftet und herunterfällt. Zwar werden die bei trockenen Verfahren üblichen Größenordnungen von 30 % bis 40 % von den nassen Verfahren nicht erreicht, jedoch hat auch deren Quote unterschiedliche Ursachen. Sie hängt u.a. von dem Haftvermögen des Baustoffes, dem Auftreffwinkel des aus dem Mundstück austretenden Baustoffstrahles u.ä. Parametern ab. Insbesondere aber stellen die systembedingten Veränderungen der Tragfähigkeit des Untergrundes, auf den der Baustoff beim Spritzen auftrifft, eine der wesentlichen Ursachen des Rückpralls dar. Denn unabhängig von der Härte des Stoßes, z. B. einer Gebirgsoberfläche, verändert sich der Widerstand des Untergrundes im Zuge des Aufbaus der Spritzschicht und wird in der Regel umso geringer, je mehr der Auftrag wächst. Die Frühfestigkeit des Baustoffes spielt daher in diesem Zusammenhang ebenso wie die jeweils ausgetragene Baustoffmenge eine Rolle. Die bekannte Vorrichtung ermöglicht jedoch keine Steuerung der Auftreffgeschwindigkeit und keine Anregerverwendung zur Vermeidung übermäßiger Rückprallverluste, jedenfalls aber nicht in dem erforderlichen Maße.
Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das als bekannt vorausgesetzte Verfahren so zu führen, daß es sich besser beherrschen läßt und insbesondere die Möglichkeit bietet, beim Einsatz von Anregern eine bessere Wirtschaftlichkeit bei Schonung der Atmosphäre und Wirksamkeit in der aufgetragenen Schicht zu erreichen, wobei das neue Verfahren auch die Voraussetzungen dafür schaffen soll, die systembedingten Rückprallverluste zu vermindern.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Baustoff einem Förderluftstrom derart aufgegeben, daß der Dichtstrom des Baustoffes zerteilt und die sich hieraus ergebenden Baustoffpartikel derart beschleunigt werden, daß sie sich im Förderluftstrom in der Schwebe halten. Dieser den Baustoff in einer u.a. von der Luftgeschwindigkeit und -menge einerseits und der Fördermenge andererseits abhängigen Dichte enthaltende Förderluftstrom läßt sich am Mundstück ohne die Gefahr von Verstopfern austragen und bei düsenförmigen Mundstücken auch einschnüren und daher mit erhöhter Geschwindigkeit austragen, welche bei gegebenem Querschnitt und gegebener Fördermenge im wesentlichen von der Druckluftmenge abhängig ist. Andererseits führt das Aufbrechen des Dichtstromes, in dem der Baustoff hydromechanisch gefördert wird, zur Vergrößerung der freien Baustofflächen, welche ihrerseits für die Verbesserung der Aufnahme eines etwa eingesetzten Anregers günstige Bedingungen bieten.
Die Erfindung hat daher den Vorteil, daß sie am Mundstück zu einer wesentlichen Herabsetzung der zu manipulierenden Gewichte führt und den Baustoff in einem aufgelockerten Zustand ausbringt, der eine gleichmäßige Verteilung des Baustoffes auf den jeweiligen Untergrund begünstigt und auch dadurch schon zu einer erheblichen Reduzierung der Rückprallverluste führt. Das Aufbrechen des Dichtstromes mit Hilfe des Druckluftstromes hat keine nachteiligen Folgen für den Baustoff, weil dieser Vorgang, soweit er zur Entmischung des Baustoffes führt, beim Aufprall wieder rückgängig gemacht wird. Der Luftverbrauch hält sich in erträglichen Grenzen, weil die damit geschaffene pneumatische Förderstrecke sich auf das Mundstück beschränkt und relativ kurz ist.
Zur weiteren Steigerung der Effektivität des Verfahrens wird der Anreger bereits im Druckluftstrom verteilt, insbesondere in diesem zerstäubt.
Damit vergrößert man die Zahl der Anregerpartikel und die Wahrscheinlichkeit erheblich, daß ein Anregerpartikel mit einem Baustoffteilchen zusammentrifft durch die beim Zusatz des Dichtstromes entstehende Relativgeschwindigkeit dieser Partikel. Bei erheblich reduzierter Anregermenge wird dadurch gleichzeitig eine beträchtlich verbesserte Wirkung des Anregers erreicht, der zusammen mit dem Druckluftstrom vor dem Auftreffen auf den Dichtstrom stark verwirbelt wird. Die Verwirbelung des Druckluftstromes kann auch dazu beitragen, die Dichte des Baustoffes im Förderluftstrom zu erhöhen und dadurch die Druckluftmenge zu reduzieren, die für das Ausbringen des Baustoffes benötigt wird.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 lassen sich die Rückprallverluste vermindern, die bei wachsender Schichtdicke systembedingt bislang unverhältnismäßig stark ansteigen. Indem man nämlich den Förderluftstrom reduziert, kann die zur hydromechanischen Förderung eingesetzte Pumpe, die meistens als Kolbenpumpe, seltener als Schneckenpumpe ausgeführt ist, mit der vorgegebenen Aufgabemenge gleichmäßig arbeiten, aber dennoch die in dem auftreffenden Spritzstrahl enthaltende Menge und Geschwindigkeit des Baustoffes angepaßt werden. Die Verwirklichung der Merkmale des Anspruches 3 bietet die vorteilhafte Möglichkeit, den aus dem Ende der hydromechanischen Förderleitung austretenden Baustoff von seiner relativ geringen Geschwindigkeit auf die erheblich höhere pneumatische Fördergeschwindigkeit angemessen zu beschleunigen und Baustoffsedimentationen zu verhindern.
Das Wirksamwerden eines oder mehrerer Zusatzmittel im Fördergutbeton setzt eine Einwirkzeit von unterschiedlicher Dauer je nach Zusatzmittel voraus. Diese Einwirkzeit muß genügend lang sein. Sie darf andererseits einen gewissen Zeitraum nicht übersteigen, weil sonst die Neigung zur Verstopferbildung unverhältnismäßig schnell zunimmt. Daher ist die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 4 zweckmäßig, weil nach dieser Ausführungsform die Einwirkzeit praktisch vorgegeben werden kann.
Zur Durchführung des Verfahrens schlägt der Anspruch 5 eine Vorrichtung vor, bei der der Baustoff und der Druckluft/Anregerstrom räumlich voneinander getrennt in das Mundstück eingebracht werden. Der Raum zwischen Dichtstromoberfläche und der Druckluft bzw. Anregereinmündung wird als Verwirbelungsstrecke für die Druckluft bzw. den Anreger genutzt. Ein weiterer Vorteil dieser Bauart besteht darin, daß die Zuführöffnungen für die Druckluft bzw. den Anreger nicht mit dem
Baustoff in Berührung kommen können und somit eine Verstopfung praktisch unmöglich ist.
Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen einer zur Ausübung des vorstehenden Verfahrens geeigneten Vorrichtung anhand der Figuren in der Zeichung; es zeigen

Fig. 1 in abgebrochener Darstellung und schematisch den Aufbau eines Mundstücks gemäß der Erfindung,
Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 in den Fig. 1 und 2 entsprechender Darstellung eine weiter abgeänderte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 3,
Fig. 5 eine weitere Variante der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4,
Fig. 6 in Seitenansicht und schematisch die Druckluftzuführung in einem Mundstück gemäß der Erfindung,
Fig. 7 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8 eine gegenüber der Darstellung der Fig. 7 weiter abgeänderte Ausführungsform,
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Drucklufteinführung in der Fig. 6 entsprechender Darstellung,
Fig. 10 in den Fig. 6 und 9 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Drucklufteinführung und
Fig. 11 in den Fig. 6, 9 und 10 entsprechender Darstellung eine weiter abgeänderte Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Mundstück 2 sitzt auf dem Ende einer Förderrohrleitung 3 einer in ihren Einzelheiten nicht wiedergegebenen, bekannten hydromechanischen Förderanlage für Spritzbeton, der schematisch bei 4 dargestellt ist. Das Mundstück 2 ist mit Hilfe eines Ringflansches 5 auf den dazu passenden Ringflansch 6 des Förderrohres 3 aufgeschraubt, wobei zwischen das abgebrochen wiedergegebene Rohr 3 und eine stationäre Förderrohrleitung eine Schlauchverbindung eingeschaltet ist.
Das Mundstück 2 besteht aus einem T-förmigen Rohr, dessen senkrechter Teil von einem Rohrstutzen 7 gebildet wird, der den Flansch 5 aufweist und der rechtwinklig von dem vergleichsweise engeren Rohr 8 des Mundstückes abzweigt. Das Rohr 8 ist mit einem Flansch 9 an einen entsprechenden Flansch 10 einer Düse 11 angeschlossen, aus der gemäß den Pfeilen 12 der Baustoff austritt.
Am gegenüberliegenden Ende ist mit Hilfe eines Flansches 14 ein Druckluftanschluß 15 an einen dazu passenden Flansch 15' des Rohres 8 angeschlossen. Die Einzelheiten des Druckluftanschlusses 15 ergeben sich aus der Darstellung der Fig. 6.
Danach tritt die bei 16 zugeführte Druckluft in eine rohrförmige Kammer 17 ein und passiert zunächst die Schaufeln 18 eines Leitapparates 19. Diese erzeugen einen Drall mit nachfolgender Verwirbelung des Luftstromes, der mit den Pfeilen 20 in den Figuren angedeutet ist.
Konzentrisch in der Rohrkammer 17 ist ein weiteres Rohr 21 befestigt, dessen vorderes Ende mit einem über den Leitapparat 19 vorstehenden Kegelverschluß 22 versehen ist. Der Verschlußkegel hat auf seiner Kegelfläche mehrere Öffnungen 23, 24, durch die ein vorzugsweise flüssiger Anreger austreten kann. Der Verschlußkegel wird in der Praxis im allgemeinen mit Hochdruckzerstäuberdüsen für flüssige Anreger besetzt.
Gemäß der Darstellung der Fig. 1 wird die Druckluft über einen Stutzen 25 mit Absperr- und Regelorgan 26 gemäß dem Pfeil 27 zugeführt. Auch der Anreger wird über einen Rohrstutzen 28, ein Absperr- und Regelorgan 29 gemäß dem Pfeil 30 dem Rohr 21 zugesetzt.
Im Betrieb fördert eine Kolbenpumpe den aus einer hydraulischen körnigen bis pulverförmigen Substan, Wasser, Sand 31 und Zuschlägen 32 bestehenden Baustoff 4 durch den Stutzen 7 kontinuierlich in das Rohr 8. Der stark verwirbelte Druckluftstrom hinter dem Leitapparat 19 reißt den aus den Öffnungen 23, 24 austretenden Anreger mit und verteilt ihn nebel- bis tropfenförmig über den gesamten lichten Querschnitt des Rohres 8. In diesen verwirbelten Druckluftstrom wird an der Mündung des Stutzens 7 der Baustoff 4 entsprechend der hydromechanischen Förderung zugesetzt. Dabei wird der geschlossene Strom aufgebrochen und in Partikel zerlegt, welche im Druckluftstrom verteilt in der Schwebe gehalten werden. Die mit dem Strom mitgeführten Baustoffpartikel erreichen die Düse 11 und werden aus dieser gemäß den Pfeilen 12 ausgebracht. Sie durchqueren im freien Flug die Distanz zu einer Fläche bzw. einer Gebirgsoberfläche, auf der sie sich in Form einer durchgehenden Schicht anlagern.
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Rohrstutzen 7 ebenso wie das angeflanschte Rohr 3 nicht rechtwinklig, sondern spitzwinklig zum Rohr angeordnet. Das begünstigt die hydromechanische Förderung durch Herabsetzung des Förderwiderstandes und kann sich daher unter bestimmten Voraussetzungen günstig auswirken.
Gemäß der Darstellung der Fig. 3 ist der Querschnitt des Mundstückrohres 8 hinter der Einmündung des Rohrstutzens 7 mit einer festen Blende, deren Schikane bei 38 dargestellt ist, verengt. Diese Schikane besteht aus einem von der kreisförmigen Rohrwandung begrenzten Wehr, dessen Kante eine abgerundete Innenfläche 39 aufweist. Die Schikane 38 führt zu einer den Druckluftstrom 40 einschnürenden Querschnittsverminderung, wobei an der Fläche 39 zusätzlich Wirbel entstehen, die das Aufbrechen des Dichtstromes 41 durch die Rohre 3 und 7 begünstigen. Einige dieser Wirbel sind bei 42 schematisch dargestellt.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 verwendet statt der Scheibenform der Schikane 38 eine Blende 43 mit trapezförmigem Querschnitt, um Sedimentationen in ihrem Strömungsschatten entgegenzuwirken. Dieser Tendenz wird mit der Ausführungsform nach Fig. 5 noch stärker entgegengewirkt, weil hierbei der Querschnitt der Blende 44 in dem Düsenrohr 8 eine Wölbung 45 aufweist, auf der der Förderluftstrom 46, welcher sich hinter der Einmündung des Rohres 7 bildet, beschleunigt wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist eine Schikane 38 in Richtung des Doppelpfeiles 36 mit Hilfe einer Stellvorrichtung 47 in Richtung des Rohrstutzens 7 in dem Querschnitt des Düsenrohres 8 verschieblich. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, eine Blendenöffnung 489 verstellbar einzurichten, welche der Förderluftstrom unmittelbar hinter der Einmündung des Rohres 7 zu durchqueren hat. Mit einer solchen verstellbaren Blende läßt sich das Mundstück 2 auch auf unterschiedliche Baustoffzusammensetzungen bzw. unterschiedliche Wasser-Feststoffaktoren einstellen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wird statt einer verstellbaren Blende 38 ein in dem Rohr 7 verschiebliches Teleskoprohr 49 zur Einstellung des Blendenquerschnittes 48 im Düsenrohr 8 benutzt. Das Teleskoprohr bildet die Verlängerung der Rohrleitung 3, die mit Hilfe einer ringförmigen Verstelleinrichtung 50 axial im Rohr 7 verschoben und eingestellt werden kann. Eine Dichtung 51 dichtet auf dem Mantel des Rohres 49 und verhindert den Austritt von Druckluft aus dem Druckluftstrom 40 bzw. dem Förderluftstrom 46 im Mundstückrohr 8 von der Düse. Die axiale Verstellbarkeit des Teleskoprohres 49 ermöglicht die Veränderung des Querschnittes 48 auf besonders einfache Weise. Außerdem ist bei der Darstellung der Fig. 8 das Rohr 8 mehrteilig ausgebildet, nämlich aus den Rohrabschnitten 52, 53 und der Düse 54 zusammengesetzt. Dadurch läßt sich nicht nur die angeflanschte Düse 54, sondern auch das anschließende Rohr 53 entfernen, was die Beseitigung von Verstopfern und die Wartungsarbeitung am Mundstück 2 wesentlich erleichtert.
Im Betrieb lassen sich sowohl die Anregermenge mit dem Absperr- und Regelorgan 29 wie auch die Druckluftmenge mit dem Absperr- und Regelorgan 26 steuern. Die Steuerung der Druckluftzufuhr über das Regelorgan 26 kann so erfolgen, daß die Austrittsgeschwindigkeit des Förderluftstromes bei 12 entsprechend dem Aufbau der Schicht verlangsamt wird.
Häufig sind die dem geförderten hydraulischen Baustoff zugesetzten Zusatzmittel, insbesondere also Anreger, verunreinigt. In vielen Fällen handelt es sich auch um inhomogene Zusatzmittel. Wenn größere Mengen solcher Zusatzmittel durchgesetzt werden müssen, kommt es häufig zu Verstopfungen. Gemäß der Darstellung der Fig. 9 ist der Druckluftanschluß 15 für diese Verhältnisse vorgesehen und weist einen feststehenden Kolben 56 auf. Der Kolben 56 hat einen reduzierten Teil 59, welcher außen einen Anschluß 60 für die Zuführung des Zusatzmittels aufweist. Das reduzierte Teil ist hohl ausgebildet, wobei der Hohlraum sich, wie bei 63 dargestellt, in den Kolben 56 fortsetzt. Radial orientierte Querbohrungen 61, 62 münden in parallelen Luftkanälen 57, 58, welche mit der bei 16 zugeführten Druckluft beaufschlagt werden, deren Strom dadurch in mehrere Teilströme zerlegt wird. Auf diese Weise lassen sich relativ weite Strömungskanäle für das Zusatzmittel verwirklichen, ohne daß es zu einer ungenügenden Durchmischung des Zusatzmittels und dem Luftstrom kommen kann. Denn das Zusatzmittel wird über die radialen Querbohrungen 61, 62 in den turbulenten Luftstrom eingebracht.
In vielen Fällen ist es zudem erforderlich, mehr als ein Zusatzmittel einzuführen, wobei die Zusatzmittel erst im Luftstrom zusammengebracht werden sollen. Ausführungsformen für einen derart ausgebildeten Druckluftanschluß 15 zeigen die Fig. 10 und 11.
Nach Fig. 10 ist der Kolben 56 zylindrisch ausgebildet. Er verschließt eine Kammer 70 des Rohres 71, welche den Druckluftanschluß bildet. In dem Kolben 56 befinden sich jedoch eine Mehrzahl von Axialkanälen 57, 58, die der Ausbildung im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 entsprechen. Das Zusatzmittel wird bei der Ausführungsform nach Fig. 10 jedoch an zwei Stellen, nämlich über Anschlüsse 64, 65 und die Querbohrungen 66, 67 den in Teilströme aufgeteilten Luftstrom der Axialkanäle 57, 58 zugeführt.
Eine abgeänderte Ausführungsform, welche in Fig. 11 dargestellt ist, hat ebenfalls zwei Anschlüsse für Zusatzmittel, die bei 68 und 76 dargestellt sind. Der Anschluß 76 beaufschlagt einen Axialkanal, welcher an dem oben beschriebenen Kegelverschluß 22 mit den Öffnungen 23 und 24 blind endet. Der weitere Anschluß 68 versorgt Parallelkanäle 72, 73. Diese beaufschlagen die Querbohrungen 74, 75 im Kolben 56 und führen dadurch das jeweilige Zusatzmittel den Luftkanälen 70, 71 zu, auf die der bei 16 eingeführte Hauptluftstrom aufgeteilt wird.
Das Wirksamwerden eines oder mehrerer Zusatzmittel in dem aus Beton bestehenden Fördergut erfordert eine für den Umständen des Einzelfalles abhängige Einwirkungszeit. Daraus ergibt sich eine möglichst lange, jedoch auch nicht zu lange Verweilzeit des Betons, der bereits mit den Zusatzmitteln versetzt ist, in der Gesamtvorrichtung. Unter diesen Umständen hat ein an einem Schlauch angebrachtes Mundstück den Vorteil, daß es die Einwirkzeit über die Schlauchlänge und die Durchtrittsgeschwindigkeit zu bestimmen gestattet. Ein Schlauch hat überdies den Vorteil, daß das eigentliche Spritzgerät nicht getragen oder gehandhabt zu werden braucht, sondern ausschließlich der wesentlich leichtere Austauschschlauch, in dem der Beton wie beschrieben im Tunnelstrom zum Mundstück gefördert wird.
Um einerseits die erforderliche Schlauchlänge verwirklichen zu können und andererseits die Verweilzeit nicht über Gebühr auszudehnen, kann die Geschwindigkeit des Betons vor dem Mundstück erhöht werden. Das geschieht zweckmäßig durch ein Austragsrohr bzw. einen Austragsschlauch, der einen geringeren Querschnitt als der Betoneinlauf aufweist. Eine solche Ausbildung hat überdies den Vorteil, daß sich kleinste Betonmengen verarbeiten lassen, weil der Austragsschlauch einen verhältnismäßig geringen Querschnitt hat.
Soweit das Mundstück mit einer Düse versehen ist, ergibt sich in der Düse die übliche Druckumsetzung in Geschwindigkeit. Falls am Austrag eine solche Geschwindigkeitserhöhung nicht gefordert wird, kann auf die Düse auch verzichtet werden.

Claims

1. Verfahren zum pneumatischen Ausbringen von hydromechanisch gefördertem hydraulischen Baustoff des Untertagebetriebes, wobei dem im Dichtstrom (41) gepumpten nassen Baustoff (4) vor einem zum Ausbringen dienenden, insbesondere düsenförmigen Mundstück (11) Druckluft (40) zugesetzt und zusammen mit dem Baustoff ausgespritzt wird, wobei der Druckluft (40) vor dem Zusatz des Dichtstromes (41) ein Anreger zugesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckluftstrom (40) vor dem Auftreffen auf den Dichtstrom (41) verwirbelt, der Anreger im verwirbelten Druckluftstrom (40) verteilt wird und der Druckluftstrom (40) dem Dichtstrom (41) des gepumpten Baustoffes (4) in Austragsrichtung nach der Verwirbelungsstrecke des Druckluftstromes (40) unter Abschluß gegen die Außenluft durch den nassen Baustoff (4) zugesetzt und dabei im Baustoff (4) verteilt, sowie mit diesem dem Mundstück (11) zugeführt und aus diesem ausgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckluftstrom (40) und damit die Austrittsgeschwindigkeit des Förderluftstromes (46) mit der Druckluftzugabe über das Absperr-und Regelorgan (26) gesteuert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Zusammenführen des Druckluftstromes (40) und des Dichtstromes (41) der Förderluftstrom eingeschnürt und danach erweitert wird, bevor er ausgetragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Förderstrom durch ein Austragsrohr oder einen Austragsschlauch abgeführt wird, durch dessen Länge und verminderten Querschnitt über die Fördergeschwindigkeit des Dünnstromes die Einwirkzeit eines oder mehrerer Zusatzmittel festgelegt ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem vorzugsweise mit einer Düse (11) versehenen Mundstück (2) einer Förderrohr- bzw. -schlauchleitung (3) einer hydromechanischen Förderanlage, insbesondere zum Austragen von Spritzbeton oder -mörtel auf den Gesteinsmantel von Grubenbauen, wobei das Mundstück (2) das Ende eines pneumatischen Förderrohres (3) bildet, in das eine Zuführleitung (25) für Druckluft und mit dieser vermischt eines Anregers mündet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Mundstück (2) seitlich einen Rohrstutzen (7) aufweist, in den die Förderrohr- bzw. -schlauchleitung (3) mündet, und daß das Mundstück (11) über den Rohrstutzen (7) hinaus eine rohrförmige Verlängerung aufweist, deren dem Austritt (12) des Mundstücks gegenüberliegendes Ende verschlossen ist und mit einer Drucklufteinführung (25) versehen ist, der ein Verwirbelungsmechanismus (19) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucklufteinführung (25) eine Rohrkammer (15) mit einem Leitapparat (19) aufweist, dessen Schaufeln (18) Wirbel (20) im Druckluftstrom (40) erzeugen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Rohrkammer (15) konzentrisch ein Rohr (21) zur Zuführung von Anregern angeordnet ist, dessen inneres Ende mit einem Verschluß (22) versehen ist, der Öffnungen (23, 24) zur Einleitung des Anregers in den Druckluftstrom (40) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7,
gekennzeichnet durch
eine Blende hinter der Einmündung des Rohrstutzens (7) in das Mundstück (2) zur festen oder einstellbaren Einschnürung des Förderluftstromes (46) in einem Teilquerschnitt (48) des Mundstückrohres (8).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß als Blende eine Schikane (38, 43, 44) dient.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Blende ein Teleskoprohr (49) dient, das im Rohrstutzen (7) des Mundstückrohres (8) verschieblich angeordnet und abgedichtet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Rohrkammer (15) der Luftstrom auf eine Mehrzahl von Axialkanälen (57, 58) verteilt wird, welche radiale Öffnungen (61, 62) aufweisen, durch die der Anreger in den Luftstrom gelangt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkanäle (57,58) und die radialen Öffnungen (61, 62) in einem Kolben (56) ausgebildet sind, der die Rohrkammer (70) abschließt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (56) eine Baueinheit mit einem Rohrkolben (59) von vermindertem Querschnitt bildet, in dem eine axiale Öffnung (63) zur zentralen Zuführung von Anreger zu den radialen Öffnungen (61, 62) ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohrkolben eine konzentrisch innere Öffnung aufweist, die mit dem Kegelverschluß (22) blindgeschlossen ist, welcher Bohrungen (23, 24) aufweist, und daß ein oder mehrere, konzentrisch äußere Axialkanäle (72, 73) zur Zuführung von einem oder mehreren Zusatzmitteln zu den radialen Öffnungen (74, 75) dienen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die radialen Öffnungen (66, 67) im Kolben (56) an außen liegenden Anschlüssen (64, 65) für ein oder mehrere Anreger enden.