PL128685B1 - Method of protecting mine gangways - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczania chodników w kopalniach przy uzyciu pozostalosci z popluczyn gazów odlotowych z palenisk, zwlaszcza silowni na wegiel kamienny, w którym to sposobie pozostalosc pochodzaca z pluczki zawierajacej wapien lub wapno przerabia sie na siarczan wapnia, który z kolei rozklada sie i przykrystalizowuje w pólwodzian siarozanu cC i stosuje w kopalni do wykonywania konstrukcji ochronnych* Plukanie na mokro gazów odlotowych, zwlaszcza z silowni, sluzy do odslarozania poprzez absorboje za pomoca wapienia /CaCO~/ lub wapna w postaci tlenku /CaO/ albo wodorotlenku /Ca/OH/^/* Powstajace pozostalosol zawieraja oddzielony S02, glównie w postaoi siarczynu wapniowego /CaSO^zHgO/, Siarozyn uzyskiwany jest w cieklej postaci 1 zawiera ewentualnie równiez pyl, jesli wapno lub wapien stosuje sie w oddzlelaozach mokrych sluzacych jednoczesnie do oddzielania pylu i SO-* Siarozyn wapnia mozna jednak¬ ze otrzymac wzglednie wolny od pylu Jesli przed pluczka mokra zastosuje sie elektro¬ filtry Opisane pozostalosci otrzymuje sie w stosunkowo duzej ilosci. Manipulowanie nimi Jest jednak trudne ze wzgledu na ich konsystencje oraz wlasoiwosci ohemiozne. Zwlaszoza ich skladowanie Jest polaczone s duzymi trudnosoiami* Dlatego tez dotychczas skladowa¬ nie takich pozostalosol nie bylo dozwolone przez wladze nadzorcze* V opisie patentowym RFN nr 26 03 699 podano rozwiazanie tego zagadnienia w taki sposób, ze substrat przerobiony z pozostalosci z popluczyn gazów odlotowych przekrysta- lizowuje sie w pólwodzian siarczanu przy ozym transportuje sie suchy pólwodzian siarczanu o*, i traktuje go woda* Pólwodzian siarczanu oC zastepuje pod ziemia tradycyjne zabezpieczenie chodników za pomoca kopalnia¬ ków lub drewna budowlanego /drewno filarowe/. Takie drewno zazwyczaj uklada sie kolejno warstwami na krawedzi chodnika po wybraniu wegla* Poprzez takie ukladanie warstwami2 128 685 w stos -wytwarza sie polaczenie pomiedzy stropem i spagiem pokladu majaoe na celu podpar¬ cie stropu w rejonie krawedzi ohodnika i przez to zmniejszenie skutków cisnienia na obu¬ dowie chodnika oraz jak najdalej idace utrzymanie profilu ohodnika wedlug ksztaltu i przekroju* Nie powstaje przy tym szczelne dla wentylacji odgrodzenie chodników tak, ze w przypadku stosowania stosów do zabezpieczania krawedzi ohodnika nie mozna zapobiec zwarciu wentylacji pomiedzy dwoma chodnikami wybierkowymi i przez to ewentualnie w sta¬ rym, opuszczonym chodniku moze powstac pozar tlacy* Ukladanie drewna w warstwy jest bardzo pracochlonne, naklady materialowe sa duze,, i nie mozna wykluczyc niebezpieczenstwa pozaru* W przeciwienstwie do tego pólwodzian siarozanu c^ daje sie pneumatycznie transporto¬ wac do miejsca zastosowania z minimalnym nakladem pracy oraz stosowac w kazdej dowolnej postaci* Tama chodnikowa wykonana z pólwodzianu siarozanu c* daje calkowite zamkniecie przed zwarciem wentylacji przez co zapobiega pozarom tlacym w opuszczonym, starym chod¬ niku i jest sama niepalna* V praktyce jednak wystepuja trudnosci w przypadku tam chodni¬ kowych z pólwodzianu £< -siarczanu wapnia* Wykonane z niego tamy ohodnlkowe maja te wa¬ de, ze przy ich stosowaniu dochodzi do odksztalcen luków chodnika 1 specznienia spagu* Celem wynalazku jest zapobiezenie tym niedogodnosciom* Stwierdzono, ze odksztalcenia obudowy oraz specznienie spagu wynikaja z przekazy¬ wania cisnienia górotworu od stropu na spag poprzez bardzo wytrzymala tame chodnikowa z pólwodzianu siarozanu c< 9 Wprawdzie stosy drewniane przekazuja równiez olsnienie górotworu ale w przeciwienstwie do tam chodnikowych z pólwodzianu siarozanu c* sa one bardzo podatne* Wedlug wynalazku dajaca sie nastawiac podatnosc tam chodnikowych z pólwodzianu siarozanu £< mozna osiagnac przez zastosowanie dodatków* Stwierdzono, ze jako dodatki mozna stosowac produkty odpadowe a w szczególnosci mineralne produkty od¬ padowe. Rozwiazany przez to zostaje nie tylko problem usuwania pozostalosci z popluczyn gazów odlotowych leoz takze inne zagadnienia usuwania odpadów* W wytworzonych z pólwo¬ dzianu siarozanu c< i z róznych mineralnych produktów odpadowych materialach budowlanych do budowy tam chodnikowych pólwodzian siarczanu oC przejmuje funkcje hydraulicznego srod¬ ka wiazaoego* Jako material dodatkowy mozna z dobrym wplywem na urabialnosc stosowac popiól lotny, np* z elektrofiltrów silowni, wykorzystujac jego pucolanowe lub krypt ohydra- uliczne wlasciwosci, majace wplyw na rozwój wytrzymalosci i ksztalt ziarna* Oprócz tego popiól lotny powoduje zmniejszenie ilosci wody przetrzebnej w procesie wiazania* ^Prze¬ widziane wedlug wynalazku zastosowanie popiolu lotnego usuwa ciazacy problem jego skla¬ dowania* Jako dodatki mozna stosowac równiez odpady pluczkowe lub kamienie dolowe z wydoby¬ cia wegla i/lub granulat popiolu - i/lub zuzle ze spalania wegla J/lub zuzel z przemyslu hutniczego i/lub siarczyn wapnia pochodzacy z opartych na wapnie pluczek gazów odloto¬ wych i/lub wytworzony z tego dwuwodny siarczan wapnia* W przypadku dodania granulatu popiolu 1 ewentualnie takze gruboziarnistych materialów dodatkowych jak np* zuzla hutni¬ czego, powstaje w pylistym materiale poddawanym mieszaniu tak zwane ziarno wlane* Zapo¬ biega ono osadzaniu sie pylistego pólwodzianu siarozanu c< oraz popiolu lotnego w kry- tyoznyoh rejonach drogi transportu pneumatycznego* Oprócz tego ziarno wlane nadaje posadzoe stabilniejsza strukture* Sam siarczyn wapniowy, pochodzacy z pozostalosci po¬ pluczyn z gazów odlotowych z silowni na wegiel kamienny, l/lub sporzadzony z niego dwu¬ wodny siarczan wapnia bylby nieodpowiedni do zastosowania w tamach chodnikowych* Ma on zbyt mala wytrzymalosc koncowa* Zmieszany z pólwodzianem siarczanu C< zmniejsza Jego duza wytrzymalosc i Jako dodatek nadaje mu pozadana podatnosc* Otrzymana mieszanine pól¬ wodzianu siarczanu c* z dodatkiem miesza sie z woda 1 sporzadza z niej konstrukcje ochronne w kopalniach, zwlaszcza tamy*128 685 3 V korzystnaJ .postaoi sposobu wedlug wynalazku podatnosc materialu dostosowuja sie kazdorazowo do istnieJacyoh. okolicznosol.np* do spodziewanego olsnienia górotworu oraz rodzaju stropu 1 spagu poprzez rózna ilosc stosowanych, dodatków* Dostosowanie do okolicz— nosoi w przypadku tradycyjnego zastosowania drewna wymaga duzego doswiadczenia 1 naste¬ puje na podstawie oszacowania, kazdorazowo poprzez rózna gestosc ulozenia drewna warstwami* V sposobie wedlug wynalazku ilosc stosowanych dodatków mozna okreslic na podsta¬ wie wczesniej zalozonych stosunków ilosciowych na podstawie oceny miejsoa stosowania, bez koniecznosci prowadzenia eksperymentów i odwolywania sie do doswladozenia* Korzyst¬ nie do pólwodzianu siarczanu c* dodaje sie do 50$ wagowych popiolu lotnego* Korzystnie tez do mieszaniny tej dodaje sie 20 - 60£ wagowych wody.Przeróbke pozostalosci pochodzacych z popluczyn gazów odlotowych na gips oraz przekrystallzowanie wykonuje sie czesciowo przed transportem pólwodzianu siarczanu oC 1 kazdorazowych dodatków* Z drugiej strony, gips pochodzacy z obróbki wstepnej mozna transportowac takze z silowni na wegiel kamienny lub z instalacji przygotowujacej do staoji rozdzielczej a tutaj przekrystalizowac do pólwodzianu siarczanu c*. , zmieszac z dodatkiem, np* z popiolem lotnym, lub zhomogenizowac i Jako mieszanine przesylac do kopalni* Mieszanine mozna Jednak wytwarzac równiez w kopalni* Korzystnie stosuje sie mieszanine bez dodatku aktywatorów, transportuje sie Ja pneumatycznie i dodaje wode pod koniec transportowania przed uzyciem w kopalni* Wszystkie mieszaniny zlozone z pólwodzianu siarozanu c< Jako srodka wiazacego i dodatku daja sie stosowac bez aktywatorów, sa niewrazliwe na wilgotnosc powietrza, latwo sie nimi operuje i wiaza dopiero po dodaniu wody* Dlatego tez daja sie one latwo transportowac i wtlaozac na stok poprzedzajacego odcinka, tzn* bez szozellny dylatacyj¬ nej, a przez to nanosic bez przejscia* Do tego celu przydatne sa znajdujace sie zazwy¬ czaj w kopalni urzadzenia transportujaoe i tloczace* Dalsza zaleta mieszanin stosowanych w sposobie wedlug wynalazku Jest bardzo niewielkie pylenie podozaa nanoszenia ze wzgle¬ du na dobra zwilzalnosc i wchlanianie wody przez pólwodzian siarozanu c< i popiól lotny.Wynalazek Jest blizej wyjasniony na rysunku, na którym fig* 1a 1 fig* 1b przedsta¬ wiaja rózne tamy chodnikówep a rysunek 2-schemat ideowy wytwarzania pólwodzianu siarozanuo<# Na rysunku 1 przedstawiono chodnik 1 wydrazony w pokladzie 2* Po wybraniu pokladu 2 wzdluz chodnika 1 w powstalej pustej przestrzeni wznosi sie zabezpieczenie chodnika 3* Zabezpieczenie to w wykonaniu tradycyjnym przedstawionym na fig* ta sklada sie z nalozo¬ nego na siebie warstwami drewna kopalnianego, drewna filarowego lub innego drewna budow¬ lanego *t* Zabezpleozenie chodnika 3 tworzy podpore laozaoa strop 5 nad pokladem 2 ze spa¬ giem 6 pod pokladem 2* Ten rodzaj zabezpieczenia chodnika przejmuje sprezyscie podatny górotwór* W przypadku zabezpieczenia chodnika w postaci tamy chodnikowej z ozystego pól¬ wodzianu siarozanu cK Jak przedstawiono na fig* 1b, 'duze olsnienie górotworu wywoluje odksztalcenie 7 obudowy chodnika i/lub zaznaczone schematycznie strzalkami 8 pekanie spagu chodnika 1 wybrzuszenie 9 spagu do wolnego przekroju chodnika* Dlatego tez w sposobie wedlug wynalazku do utworzenia podatnej tamy ohodnikowej zamiast 100)* pólwodzianu siarozanu OC stosuje sie mieszanine pólwodzianu siarczanu C* oraz substanojl dodatkowych* Jak przedstawiono na rysunku 2, pólwodzian siarozanu O* powstaje z gazu spalinowego* który z nie przedstawionego na rysunku paleniska kotla do¬ prowadzany Jest przewodem gazów odlotowyoh 11 poprzez wlaczona posrednio pluczke gazów odlotowych 12 do komina i stamtad uchodzi do atmosfery* Dwutlenek siarki zawarty w ga¬ zach spalinowych absorbowany Jest w pluczce w roztworze wodnym* W przypadku uzycia wapna powstaje CaS0«*2H20 /dwuwodny siarczyn/* Pozostalosci otrzymywane z pluczki z wapnem utlenia sie powietrzem w zbiorniku 13* Potraktowane pozostalosci z pluczki z wapnem docie¬ raja do zageszczacza 1*U W zageszczaczu ik wytraca sie szlam wapienny CaSO. .2H20k 128 685 /dwuwodny siarczan/* Po odprowadzeniu togo szlamu wapiennego do suszarki 15 powstaje «skutek specjalnej krystalizacji tak znany pólwodzlanowy gips siarczanu/3 V oelu wytworzenia pólwodziana siarozanu C< szlam wapienny traktuje sie woda w mieszalniku 16* Powstaly szlam gipsu z woda pompuje sie w sposób oiagly do autoklaw wu 17 i w okreslonych, warunkach /temperatura ponizej 150 C/ przekrystallzowuje sie w gips c< # Do autoklawu 17 mozna wprowadzac dodatki dla nastawiania wartosci pH i dla zmiany pokroju krysztalu gipsu c^ # Umozliwiaja one wytwarzanie gipsów c* o róznorod— nyoh wlasoiwosolaoh* Otrzymany gips CK w postaoi zawiesiny wodnej jest odciagany w spo¬ sób ciagly z autoklawu i w nie przedstawionej na rysunku wirówce oddzielany od fazy wodnej* Po wysuszeniu* np* w suszaroe pneumatycznej, powstaje majacy postaó proszku gips CS /CaSO^A 1/2 H2 PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentów 1. # Sposób zabezpieczania chodników w kopalniach polegajacy na wykonaniu konstruk¬ cji ochronnych, zwlaszcza chodnikowych z pólwodzianu siarczanu C^ otrzymanego przez obróbke pozostalosci z popluczyn gazów odlotowych z palenisk, zwlaszcza silowni na we¬ giel kamienny, znamienny tym, ze jako dodatek do pólwodzianu siarczanu C* stosuje sie popiól lotny z Instalacji do spalania wegla i/lub odpady pluozkowe lub ka¬ mienie dolowe z wydobycia wegla l/lub granulat popiolu i/lub zuzel ze spalania wegla i/lub zuzel z przemyslu hutniczego l/lub siarczan wapniowy pochodzacy z zawierajacej wapno pluczki gazów odlotowych i/lub wytworzony z niego dwuwodny siarozan wapniowy.

2. , Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dopasowuje sie podat¬ nosc sporzadzanej tamy do górotworu i do cisnienia górotworu, przez zmiane stosunku zmieszania pólwodzianu siarczanu CS z dodatkami*128 685 5

3. * Sposób wedlug zastrz, 2, znamienny t y m, ze do pólwodziann siarcza¬ nu C< dodaje sie 50% wagowych popiolu lotnego*

4. *U Sposób wedlug zastrz* 3, znamienny t y m, ze do mieszaniny pólwodzla- nu siarozanu oCi popiolu lotnego dodaje sie 20 - 6o£ wagowych wody*

5. » Sposób wedlug zastrz* 1. albo 2t albo 3f albo 4, znamienny tym, ze pólwodzian siarczanu c* miesza sie lub homogenizuje z dodatkamif korzystnie z popiola» ml lotnymi przed przetransportowaniem do kopalni.

6. * Sposób wedlug zastrz. 1, albo 2, albo 3 albo *», znamienny tym, ze mieszanine sporzadza sie w kopalni*

7. Sposób wedlug zastrz. 1, albo 2, albo 3$ albo 4, znamienny tym, ze mieszanine transportuje sie pneumatycznie i pod koniec transportowania .przed uzyoiem dodaje sie do niej wody* \±\ Strona wybierania M .5 |J FIG.Ia RYS.1 FIG.Ib128 685 qazy spalinowe 12 T" 11 13 -+- CaS03-2HzO pótwodiian «C powodzian P CaSOv1/zH20 VU 15-+ T powietrze wilgotny CaS04-2H20 l Hz0 Ju 16 h" 17 RY5.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL PL PL