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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Errichten wetterdichter
Dämme zwecks Abriegelung von Grubenbauen, insbesondere Abbaustrecken, aus an Ort
und Stelle sich verfestigenden Stoffen.
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Im Bergbau ist es oft erwünscht, Grubenbaue, insbesondere Abbaustrecken,
durch die Errichtung von Dämmen abzuriegeln. Dies ist beispielsweise zur Vermeidung
von Wetterverlusten oder Schleichwetterströmen der Fall. Im Kohlebergbau spielt
die Errichtung von Abriegelungsdämmen bei der Abwehr oder Bekämpfung von Grubenbränden
und/oder Schlagwetterexplosionen eine große Rolle. Beispielsweise ist es hier oftmals
erforderlich, einen Alten Mann wetterdicht abzudämmen.
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Zur Herstellung solcher Dämme für die Sicherung oder Abriegelung von
Grubenbauen werden nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden älteren Vorschlage
(deutsche Auslegeschrift 1265 689), die früher üblicherweise aus Bergen und/oder
Sandsäcken gebildeten Dämme durch solche ersetzt, die durch oder unter der Wirkung
von pneumatischen oder hydraulischen Treibmitteln eingebrachte und sich erst nachfolgend
verfestigende Stoffe aufgebaut werden. Dies geschieht durch fortlaufendes Anlagern
von Schichten eines Gemisches aus mit kalthärtendem Kunstharz in Pulverform versetzter
feingemahlener Asche, Schlacke od. dgl. und bis zu angenähert dem gleichen Gewichtsanteil
Wasser sowie mit einem auf den jeweiligen Kunstharzanteil abgestimmten Zusatz an
Härtemitteln. - Weiterhin ist das Errichten von Dämmen zum Abschluß von Grubenbauen
durch Einblasen eines in staubförmigem oder körnigem Zustand befindlichen Materials
in. einen zwischen Verschalung gebildeten Raum bekannt (deutsche Auslegeschrift
1163 755), wobei als Material für den Aufbau des Dammes ein hydraulisch abbindende
Eigenschaften besitzender Stoff in feinkörnigem Zustand verwendet wird, der bei
seinem Austritt aus der Blasleitung mit Wasser oder einer anderen sein Abbinden
bewirkenden Flüssigkeit benetzt wird. Als hydraulisch abbindefähiges Material ist
hierbei in erster Linie gebrannter Gips: vögesehen,- der zweckmäßig mit Gesteinsstaub
im Verhältnis 1:2 gemischt werden soll, wobei weiterhin inerte Füllstoffe in Form
von Sand, Flugasche od. dgl. in zur Bildung von Mörtel üblichen Mengen zugesetzt
werden kann.
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Die Errichtung solcher Dämme in Grubenbauen ist umständlich und zeitraubend,
was sich besonders bei Grubenbränden oder, .Schlagwettergefahr, wo eine rasche Errichtung
eines Dammes entscheidend sein kann, ungünstig auswirkt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahrender
eingangs bezeichneten Art zur Errichtung wetterdichter Dämme zu schaffen, das eine
wirtschaftliche` und rasche Errichtung d& Dämme erlaubt.
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Die Aufgabe wild dadurch gelöst, daß man den Damm aus einem nicht
ausgehärteten Schaumkunststoff errichtet und aushärten läßt.
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Als Material -für-'-den Schaumkunststoff kommen alle Stoffe in Frage,
die in einem noch nicht ausgehärteten Zustand in einen Damm verformt werden können
und sich dann aushärten. Selbstverständlich sollte sich der Schaumkunststoff in
einer Zeit aushärten, daß einerseits ausreichend Zeit für die Errichtung des Dammes
zur Verfügung steht und andererseits nach der Errichtung des Dammes eine möglichst
rasche Aushärtung erfolgt. Dies kann durch entsprechenden Zusatz von für die jeweiligen
Schaumkunststoffe bekannte Katalysatoren erreicht werden.
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Es ist zwar bereits durch die deutsche Auslegeschrift 1014 508 bekannt,
sich verfestigende Schaumkunststoffe zur Auffüllung von Hohlräumen, in denen sich
schlagende Wetter ansammeln können, und zum Abdichten von Wetterwegen zu verwenden.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß *nshärtende Schaumkunststoffe auch
vorzüglich zur Errichtung von Dämmen zwecks Abriegelung von Grubenbauen verwendet
werden können, wobei Luft- bzw. wetterdichte Absperrungen erhalten werden.
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Vorzugsweise wird der Damm dadurch errichtet, daß.man den Damm durch
lagenweises Aufspritzen des Schaumkunststoffes errichtet. Es sind zahlreiche Verfahren
und Vorrichtungen bekannt, durch die ein noch nicht ausgehärteter Schaumkunststoff
hergestellt und an Ort und Stelle verspritzt werden kann. Das lageweise Aufspritzen
der Schaumkunststoffe geschieht dabei vom Boden der Grubenbaue aus. Die Lagen werden
dabei möglichst nur so dick gespritzt, daß der noch nicht ausgehärtete Schaumkunststoff
nicht in sich zusammensinkt. Nach dem teilweisen oder vollständigen Aushärten einer
unteren Lage kann die nächste Lage aufgebracht werden.
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Bei einer anderen Verfahrensweise zur Errichtung der Dämme geht man
so vor, daß man zunächst ein Gerüst aus einer Platte, einem Drahtnetz, einem Textilgewebe
od. dgl. herstellt und daran den Damm durch Aufspritzen oder Durchspritzen des Schaumkunststoffes
errichtet. Das Gerüst kann beispielsweise aus einem quer über die Abbaustrecke gespannten
Drahtnetz bestehen, welches dann mit einem Schaumkunststoff durch ein bekanntes
Verfahren zugespritzt wird. Man kann das Gerüst auch in der Weise ausbilden, daß
es einen Hohlraum einschließt, worauf der Hohlraum mit dem Schaumkunststoff aufgefüllt
wird. Hierbei kann man beispielsweise so vorgehen, daß man zwei Platten quer über
die Abbaustrecke in der Weise anbringt, daß sie einen Hohlraum einschließen. Hierauf
kann durch eine Öffnung in einer der Platten ein Schaumkunststoff eingefüllt werden.
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Durch die Druckschrift »Schlägel und Eisen«, 1967, Seite 128, sind
Verfahren zur Grubenbrandbekämpfung angegeben, wobei die Abdämmung dadurch erfolgt,
daß eine zwei bis drei Zentimeter starke feuerfeste Schicht aus Natriumsilikat und
Kalciumchlorat mittels eines Zerstäubers auf einem Drahtgeflecht oder Stahlblech
aufgetragen wird, das am Streckenausbau oder den Stößen befestigt wird. Dieses Aufbringen
von Dichtungsmassen auf Drahtgeflechte erfolgt nur oberflächlich, um die Selbstentzündung
zu verhüten. Dabei kann diese Dichtungsmasse keinerlei tragende Funktion übernehmen,
sondern wird ausschließlich oberflächlich auf den Stoß aufgebracht.
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Durch die deutsche Patentschrift 849 392 ist ferner ein Verfahren
zur Abdämmung von Grubenbränden bekannt, wobei die Streckenquerschnitte auf der
Frischwetterseite mit metallischen, hohlraumreichen kisten- bis matratzenartigen
Versatzstücken zugestellt werden und diese dann mit vorteilhaft besonders zähem
Luftschaum, etwa durch Aufspritzen, vollgefüllt werden. Dabei werden für die Füllung
der Versatzstücke voluminöse metallische Abfälle verwendet.
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Dieser Eisenrahmen mit der Verfüllung von Abfallprodukten kann nicht
als wetterdichter Damm angesehen werden und hat auch keinerlei tragende
Funktion.
Dieser Eisenrahmen wird an Ort und Stelle fix und fertig am Brandherd montiert und
nach dem Erlöschen des Brandherdes wird dieser Damm sofort wieder entfernt.
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Aus Stabilitätsgründen wird es bevorzugt, daß als Schaumkunststoff
ein Hartschaum verwendet wird. Ein Hartschaum ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn der Damm, oder Teile davon, eine tragende Wirkung gegenüber dem Stein übernehmen
sollen, also in etwa die Aufgabe von Stempeln und sonstigen Gruben- bzw. Tunnelausbauten.
Hierzu wird der Schaumkunststoff vorzugsweise derart verarbeitet, daß er ein Raumgewicht
von mindestens 30 kg/ms erhält.
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Man kann bei solchen tragenden Dämmen noch die Tragfähigkeit dadurch
erhöhen, daß man Einbauten innerhalb der Schaumkunststoffdämme vorsieht, die eine
Verstärkung des Dammes ergeben. Diese Einbauten können die Form von Stempeln bzw.
Grubenausbauten besitzen, jedoch wegen der tragenden Funktion des Schaumstoffes
einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweisen.
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Für das Verfahren gemäß der Erfindung hat sich hervorragend ein Schaumkunststoff
auf der Basis von Harnstoff-Formaldehyd und/oder Melamin-Formaldehyd oder deren
Gemische bewährt, welche in Verbindung mit einer stark aufgeschäumten wäßrigen Netzmittellösung
verwendet werden. Ferner sind auch alle anderen Harze, die sich in ähnlicher Weise
zu Schaumkunststoffen verarbeiten lassen, geeignet. Die genannten Harnstoff-Formaldehyd-
und Melamin-Formaldehyd-Hartschäume werden nach einem bekannten Verfahren in der
Weise hergestellt, daß eine geschäumte Netzmittellösung und ein Vorkondensat der
genannten Harze gemischt werden. Durch die Druckschrift »Braunkohle, Wärme und Energie«,
1965, Heft 4, Seite 134, ist ein Kunststoffschäumverfahren bekanntgeworden, mit
dem es möglich ist, unter Tage an Ort und Stelle besonders leichten Schaum zu erzeugen.
Damit können Hohlräume ausgeschäumt und anstehendes Grubengas unwirksam gemacht
werden. Es handelt sich dabei um einen offenzelligen und damit gasdurchlässigen
Schaum, der ebenfalls keinerlei Stützfunktion übernehmen kann. Mit transportablen
Spritzgeräten kann dann der Schaum in bequemer Weise an die gewünschte Stelle gebracht
werden. Diese Mischungen können sowohl bei normaler Temperatur als auch unter besonderer
Erwärmung verspritzt werden. Es kann unter Umständen jedoch auch zweckmäßig und
vorteilhaft sein, einzelne Komponenten zu erwärmen. Durch eine Erwärmung der Komponenten
kann ein rascheres Aushärten der genannten Hartschäume erzielt werden. Als Härtungskatalysatoren
dienen bei der Herstellung von Formaldehyd-Harnstoff- oder Formaldehyd-Melamin-Harzen
organische oder anorganische Säuren wie Oxalsäure oder Phosphorsäure, oder Salze.
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Bisweilen ist es zweckmäßig, daß dem Hartschaum Füllstoffe zur Erhöhung
seiner Dichte und/oder seiner Festigkeit beigemischt werden. Als Füllstoffe kommen
insbesondere Schwerspat oder Schlacke oder abbindende Füllstoffe wie Gips oder Zement
in Frage. Durch die Einarbeitung der Füllstoffe kann die Festigkeit des errichteten
Dammes erhöht und damit seine Stützfunktion gesteigert werden. Abgesehen davon,
daß die daraus hergestellten Dämme auf einfachste Weise mit denkbar geringem Zeit-
und Arbeitsaufwand unter Verzicht auf jegliche Verschalung, lediglich durch lagenweises
Aufspritzen aufgebaut werden können, erreichen sie je nach der Menge der zugesetzten
Füllstoffe bzw. Gerüststoffe eine erhebliche Tragfähigkeit, die sie ohne weiteres
für den Ersatz von Bergedämmen geeignet machen. Ihr besonderer Vorzug liegt vor
allem darin, daß sie trotz ihres großen Porenvolumens volumenbeständig sind und
bereits vor der völligen Verfestigung gefahrlos dem Gebirgsdruck ausgesetzt werden
können, da ein dadurch bedingtes Nachgeben ihre endgültige Festigkeit oder Tragfähigkeit
erhöht.
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Wird zur Herstellung eines Dammes aus gefülltem Schaumkunststoff ein
bereits erwähntes Melamin-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz verwendet,
so werden vorzugsweise alle drei Bestandteile, nämlich die Schaummittellösung, das
Harzvorkondensat und die Füllstoffe aus getrennten Behältern mittels Druckluft als
Treibmittel in eine Mischkammer einer beispielsweise in der Druckschrift »Schlägel
und Eisen«, 1963, Seite 423, bekannten Apparatur eingeführt, dort gemischt und dann
als noch nicht verfestigter Schaumkunststoff ausgepreßt.
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Um derartige tragende Dämme zu errichten, ist es lediglich notwendig,
die die drei Komponenten enthaltenden Behälter in an sich bekannter Weise an die
im untertägigen Grubenbetrieb vieler Orts ohnehin vorhandene Druckluftleitung anzuschließen
und den an einem Spritzrohr austretenden, sich bereits in Sekunden verfestigenden
Schaum durch entsprechende Führung des Spritzrohres lagenweise aufzubauen oder ein
vorgefertigtes Gerüst damit zuzuspritzen. Es liegt innerhalb des Bereiches des erfindungsgemäßen
Verfahrens den Damm zunächst aus Schaumkunststoff-Fertigteilen zusammenzusetzen,
worauf anschließend die Fugen und die an den Grubenwandungen anliegenden Randteile
der Schaumkunststoff-Fertigteile mit frischem Schaumkunststoff abgedichtet werden.
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Weiterhin ist es insbesondere in Kohlebergwerken beispielsweise gemäß
der Druckschrift »Glückauf«, 1963, Seite 450, bekannt, bei Wetterlutten aus Kunststoff
diese mit einem leitenden, d. h. antistatischen Überzug zu versehen bzw. ihren Werkstoff
im ganzen leitfähig zu machen. Dieses bekannte Verfahren läßt sich auch vorteilhaft
auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, wobei in den Schaumkunststoff ein
antistatisches Mittel eingemischt wird, um dadurch einer elektrischen Aufladung
des Schaumkunststoffes und einer damit verbundenen Gefahr einer Funkenbildung durch
elektrostatische Entladung vorzubeugen. Es ist jedoch auch möglich, das antistatische
Mittel nach Fertigstellung des Dammes auf diesen, beispielsweise durch Spritzen
einer Lösung des antistatischen Mittels, aufzubringen.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in Gruben in wirtschaftlicher
Weise und in einer verhältnismäßig kurzen Zeit Dämme errichtet werden, die entweder
nur eine Abdichtungsfunktion oder aber sowohl eine Abdichtungsfunktion als auch
eine Stützfunktion ausüben.