DE1921084C - Hydraulisch abbindendes Trockenmor telpulver - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde:

1. gasdichte und tragfähige Streckenbeglcitdämme für ausgekohlte Abbaufelder herzustellen,

2. Hohl'äume zwischen Ausbau- und Ausbruchsqucrs hnitt in bergmännischen Grubenbauen zu verfüllen.

3. einen flexiblen Spritzbclag in Wölbungen und Manschetten im Streckenumfang mit hoher Festigkeit herzustellen,

4. ausreichend feste Überzüge auf Verschlagen als Widerlager von Abschlußdämmen zur Einsparung von *u errichtenden Abschlußmauern herzustellen und

5. Gebirge zu verfestigen und Sickerwasser abzu- *⁵ dichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist folgendes bekannt. In Querrichtung zu den Abbaustrecken befindefV sich die Abbaufelder. Um den Ausbau der Abbaustrecken ao zu schonen, Selbstentzündung durch Schlechtwetterströme im Alten Mann zu verhüten und durch Vermeidung von Wcttervcrlusten durch den ausgekohlten Raum klimatische Schwierigkeiten im Streb zu verhindern, werden zusätzlich parallel zu den Abbau- as strecken zur Abstützung des Hangenden im bereits entkohlten Teil der Abbaufelder Holzpfeiler errichtet, die dann mit Bergen verfüllt und gegebenenfalls zusätzlich abgedichtet werden. Die Holzpfeiler sollen den Druck der Hangendschichten aufnehmen, während die Berge mit einer zusltzlichen Abdichtung zur Vermeidung von Wetterverlusten dienen sollen, um so die Wetterführung in den Abbaustrecken zu verbessern. Die Holzpfeiler werden auf einer Breite von etwa 3 m errichtet. Es kommt indes häufig vor, daß die Abbaustrecken nachträglich laufend wieder ausgebessert werden müssen; die Holzpfeiler können den Gebirgsdruck nur ungenügend aufnehmen, da durch ungleichmäßige Druckaufnahme nur eine punktförmige Belastung gegeben ist. Ferner ist die Gasabdichtung — jedenfalls ohne zusätzliche Maßnahmen — unzureichend, weil die locker zwischen den Pfeilern eingebrachten Berge gasdurchlässig lind.

Hohlräume zwischen Ausbau- und Ausbruchquerschnitt werden in bergmännischen Grubenbauen nur mit Handbergen verpackt Dadurch ergeben sich möglicherweise in Auskenehingen Methanansammhntgcn oder aber auf alle Fälle nicht bewetterte Stellen·

Zum Herstellen einet flexiblen Spritzbelages in Wölbungen und Manschetten im Streckenumfang mit hoher Festigkeit wird eine Zement-Gesteinsstaub aufschlämmung mit gutem Erfolg angewendet, wo nur geringe Festigkeiten erforderlich sind. Wenn indes höhere Festigkeiten nötig sind, verwendet man unter anderem Zementinörtelmischungen. Ein Nachteil dieser erhärteten Zementmörtelmischungen ist ihre Sprödigkcit, so daß der Spritzbelag schon bei geringstem Druck abplatzt. Zum Abschluß ausgeraubter Abbaustrecken werden Dämme im Untertagebetrieb des Steinkohlenbergbaus in der Weise hsrgetleUt, daß man in den ausgeraubten Strecken am Dämmende und am Dammanfang Stützwände «richtet und den durch diese Wände gebildeten Hohlraum zunächst mit Bergeversatz und dann mit efrwm pumpfähigen, aas praktisch reinem hochpitwentifem Kalksteinmehl, gegebenenfalls Zement und Wasser bestehenden Brei anfüllt. Die Errichtung von Abschlußdimmen ist ein sehr aufwendiges und lohnintensives Verfahren.

Für die Gebirgsverfestigung und Abdichtung von Sickerwasser wird eine Zementtrübe benutzt, die mittels einer in einem abgedichteten Bohrloch befindlichen Sonde in das anstehende Gebirge gedrückt wird. Durch Sickerwasser kommt es häufig vor, daß die Zementtrübe herausgewaschen wird und somit der ganze Effekt nutzlos ist.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß sich zur Lösung der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren ein hydraulisch abbindendes Trockenmörtelpulver folgender Zusammensetzung hervorragend eignet:

20,0 bis 65,0 Gewichtsprozent eines hydraulischen

Bindemittels,

0,2 bis 6,0 Gewichtsprozent Kaliumchlorid (wasserfrei),

76,8 bis 30,0 Gewichtsprozent eines Kalkmergels

mit mindestens 5·/, Tonanteil, 3,0 bis 15,0 Gewichtsprozent eines schwach gebrannten Zementklinkers, vorzugsweise Lepolofenklinker mit einem Litergewicht (bestimmt aus der Fraktion 5 bis 7 mm) von weniger als 1000 g/l, vorzugsweise 600 bis 800 g/l. wobei allerdings eine restlose Entsäuerung des Rohmaterials gewährleistet sein muß.

Eine bevorzugte Zusammensetzung des hydraulischen Mörtels ist:

54,0 Gewichtsprozent Zementklinker,

40,0 Gewichtsprozent Kalkmergel mit mindestens

S Gewichtsprozent Ton, 1,0 Gewichtsprozent Kalziumchlorid (wasserfrei) und

5,0 Gewichtsprozent schwach gebrannter Lepol·- ofenklinker.

45 Die durch eine gemeinsame Vermahlung der vorstehend angegebenen Bestandteile entstehende homogene Mischung wird mittels einer Blasvorrichtung trocken geblasen und in einer Mischdüse eine solche

so Menge Wasser zugedüst, daß ein plastischer Brei entsteht, der dann unter Druck gegen Widerlager gespritzt werden kann. Die Menge zugesetzten Wassers liegt, bezogen auf die Mischung, zwischen 23,0 und 40,0 Gewichtsprozent; der bevorzugte

SS Wassergehalt liegt bei 27,5 Gewichtsprozent. Der bekannte Zusatz von Kalziumchlorid zu hydraulischen Bindemitteln bewirkt neben der an sich nicht erwünschten verflüssigenden Wirkung eine schnelle Anfangserhärtung. Um zu verhindern, daß wegen

βο der verflüssigenden Wirkung des Kalziumchlorids die gegen Widerlager gespritzte Masse wegfließt, wird der Mischung schwach gebrannter Lepolofenklinker zugesetzt. Der schwach gebrannte Lepolofenklinker bindet einen Teil des zugesetzten Wassers, womit

•s eine sofortige Versteifung der Maue eintritt. Diese Masse ist dann nicht mehr fließfähig und klebt, vor allem auch wegen des vorliegenden Tons, an den errichteten Widerlagern.

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Eine Prüfung der Druckfestigkeit der erhärteten Masse bei verschiedenen Temperaturen nach 6 bis 28 Tagen ergab folgende Werte:

Prüftermin

6 Stunden
24 Stunden

3 Tage
28 Tage

Temperatur

20" C

3O⁰C

15 kp/cm¹

80 bis 100 kp/cm¹

etwa 160 kp/cm*

> 300 kp/cm·

20 kp/cm¹

100 bis 125 kp/cm*

etwa 160 kp/cm*

£ 300 kp/cm*

Die Versuchsergebnisse zeigen, daB bei einer höheren Temperatur zunächst höhere Festigkeiten erreicht werden.

Durch eine Erhöhung der Menge Zementklinkrranteil auf Kosten de» Kal'>Tiergels werden höhere Festigkeiten erreicht; aber aann muß ein Kalkmergel mit einem verhältnismäßig hohen Gehalt an Ton verwendet werden, um Gasdichtigkeit des Abschlußdammes od. dgl. zu erzielen.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Gemisches hat den großen Vorteil, daß man stark benutzte Strecken im Untertagebetrieb entlasten kann, indem man über größere Entfernungen das Gemisch in »5 Rohrleitungen bläst

Mit Hilfe des «rf. uungsgemäßen Gemisches lassen sich parallel zu den Abbaustrecken gasdichte und tragfähige Streckenbegleitdämme errichten, indem man diese Mischung gegen Widerlager, z. B. einen Holzverschlag oder eine Wettertuchabsperrung spritzt und so den Begleitdamm kontinuierlich aufbaut. Die erzielten Druckfestigkeiten nach 24 Stunden liegen über den Festigkeiten der Holzstöße. Gleichzeitig ist im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren Gasdichtigkeit gewährleistet.

Mit der erfindungsgemäßen Mischung können Hohlräume zwischen Ausbau· und Ausbruchquerschnitt gasdicht verfallt und Ausspritzungen von Wölbungen und Manschetten von hoher Festigkeit aber auch von großer Flexibilitit durchgeführt werden.

Weiterhin lassen sich mit der ernndungsgemäßen Mischung an Stelle von gemauerten Winden am Anfang und am EmIe von Atxchlufidimmen ausreichend feste Widerlager errichten, indem man die Mischung in ausreichender Stärke auf Verschlage spritzt und nach Erhärtung den Hohlraum gasdicht mit einer wäßrigen Aufschlämmung von Gesteinsstaub und Zement verfüllen kann. Man spart also die lohnintensive und aufwendige Arbeit zur Errichtung von Abschlußmauern.

Die erfindungsgemäße Mischung eignet sich sehr gut zum Verfestigen von Gebirge und zum Abdichten von Sickerwasser, weil der im Kalkmergel enthaltende Ton in die feinsten Kapillaren eindringen und durch das Quellen des Tones Verstopfungen und außerdem hohe Festigkeiten erzielt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch abbindendes Trockenmörtelpulver, gekennzeichnet durch seine Zusammensetzung aus:

20,0 bis 65,0 Gewichtsprozent eines hydraulischen Bindemittels,

0,2 bis 6,0 Gewichtsprozent Kalziumchlorid ^wasserfrei),

76,8 bis 30,0 Gewichtsprozent eines Kalkmcrgels

mit mindestens 5*/, Tonanteil,
3,0 bis 15,0 Gewichtsprozent eines schwach gebrannten Zementklinkers, vorzugsweise Lepolofenklinker mit einem Litergewicht (bestimmt aus der Fraktion S bis 7 mm) von weniger als 1000 g/l, vorzugsweise 600 bis 800 g/l, wobei allerdings eine restlose Entsäuerung des Rohmaterials gewährleistet sein muß.

2. Hydraulischer Mörtel nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an:

54,0 Gewichtsprozent Zementklinker. 40,0 Gewichtsprozent Kalkmergel mit mindestens S Gewichtsprozent Ton. 1,0 Gewichtsprozent Katziumchlorid (wasserfrei) und

S₁O Gewichtsprozent schwach gebrannter Lepolofenklinker.