DE3118034A1

DE3118034A1 - "verfahren und besatzampulle zum verdaemmen von bohrloechern mit pastenbesatz"

Info

Publication number: DE3118034A1
Application number: DE19813118034
Authority: DE
Inventors: Ortwin M. 4330 Mülheim Zeißig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1982-11-25
Also published as: GB2099117B; GB2099117A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdammen von Bohrlöchern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1; ferner betrifft die Erfindung eine Besatzampulle zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Besetzen von Bohrlöchern, die im Untertagebetrieb, vorzugsweise im Steinkohlenbergbau für Spreng tetriebe benutzt werden, weil unter solchen sprengtechnischen Voraussetzungen auf die Verminderung der lungengängigen Stäube und gegebenenfalls auf die Vermeidung von Schlagwetter- und Kohlenstaubexplosionen ein besonderes Augenmerk gerichtet, werden muß. Anders als die Verdammung von Sprengladungen mit dem sogenannten Lettenbesatz hat Wasserbesatz den Vorteil, daß durch den Besatz selbst solchen Gefahren vorgebeugt wird. Der Wasserbesatz kann jedoch schon bei geringfügigen Beschädigungen der Wasserbesatzpatronen im Bohrloch auslaufen. Da die leere Hülle keine Verdämmwirkung hat, kann es in solchen Fällen zu erheblichen Schwierigkeiten kommen. Diese lassen sich durch Pastenbesatz vermeiden, weil die pastösen Eigenschaften dieses Verdämmaterials weg'in ihrer Zähflüssigkeit in der Umgebung der Besatzpatrone 3ine Haftung erzeugen und dadurch verhindern, daß die Ladung freigelegt wird. Geeignete Pasten weisen allerdings ihrerseits einen erheblichen Wasseranteil auf, welcher die Verdämmwirkung garantiert und enthalten außerdem Gelierstoffe, welche ihrerseits keine gefährlichen Wirkungen auslösen dürfen, d.h. insbesondere hygienisch einwandfrei sind. Dafür eignen sich z.B. Carboxylmethylzellulose, gegebenenfalls unter Einsatz von bestimmten Anregerstoffen oder Bentonit und Alkalien.

Es ist bekannt, die über Tage fertig zubereitete Paste vor

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Ort und außerhalb des Bohrloches mit Hilfe einer Pumpe in die Bohrlöcher einzubringen. Dieses Verfahren ist jedoch aus verschiedenen Gründen nachteilig. Einerseits ist es bedenklich, weil nur schwer kontrollierbar ist, ob die Paste die Ladung erreicht und vorschriftsmäßig verdämmt hat. Andererseits benötigt man verhältnismäßig viel Paste, was aus wirtschaftlichen Gründen vermieden werden muß. Dann wirkt sich der Transport des erheblichen Wasseranteils der Paste besonders schädlich aus.

Die Erfindung geht deshalb von einem anderen bekannten Verfahren aus, bei dem man die je für ein Bohrloch bestimmte Pastenmenge in einer odor mehreren Besatzampullen unterbringt und diese aus PVC oder Polyäthylen bestehenden Ampullen in das Bohrloch einbringt, nachdem man sie an der Spitze angeschnitten oder in anderer Weise perforiert hat. Insbesondere handelt es sich hierbei um schlauchförmige Ampullen aus flexibler Kunststoffolie. Man erreicht bei solchen Ampullen die Verdämmwirkung mit Sicherheit dadurch, daß man die Paste, d.h. jedenfalls den aus der Besatzampulle ausgepreßten Anteil der Pastenfüllung im Bohrloch freimacht, wo er sich mit den Unebenheiten der Bohrloi:hwände verzahnt und/oder in etwaige Risse eindringt.

Solche Pastenbesat?:patronen müssen über Tage hergestellt werden, hauptsächlich weil man aus wirtschaftlichen Gründen nur Mengen an Besatzpaste produzieren kann, die für einen Sprengbetrieb zu groß sind. In entsprechenden Anlagen erfolgt die Zubereitung der Paste und deren Einfüllen in die Ampullenhüllen. Da die Paste u.U. bis zu 90 % aus Wasser besteht und wegen der großen Anzahl von Sprengbohrlöchern z.B. im Steinkohlenbergbau erhebliche Besatzmengen über weite Strecken

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transportiert werden müssen, ergibt sich aus diesem Verfahren ein erheblicher wirtschaftlicher Nachteil aufgrund des damit verbundenen Wassertransportes. Es kommt hinzu, daß Wasser in genügender Menge und ausreichender Qualität unmittelbar vor Ort in aller Regel zur Verfügung gestellt werden kann.

Beim Wasserbesatz ist es deshalb schon bekannt geworden (DBP 10 66 929), unter Verwendung vorgeformter Wasserbesatzampullen mit zugeschweißter glatter Spitze die Wasserfüllung unter Druck vor Ort, aber außerhalb des Bohrloches in die Ampullen einzubringen, die¹. Ampullen druckdicht zu verschliessen und dann mit diesen Ampullen die Bohrlöcher zu besetzen. Wegen der Eigenschaften des Pastenbesatzes und der vor Ort herrschenden ungünstigen Bedingungen kann man aber eine für den Pastenbesatz geeignete Paste nicht vor Ort in eine leere Patronen- oder Ampullenhülle einbringen.

Der Erfindung liegt die 7.ufgabe zuqrunde, das Besetzen von Bohrlöchern mit Pastenbesatz rationell und so auszugestalten, daß der Wassertransport :.m wesentlichen entfällt, jedoch ein ordnungsgemäßes Verdammen der Ladungen erreicht werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liefert man die mit dem Vorprodukt gefüllten Patronen- oder Ampullenhüllen an, wodurch man das ordnungsgemäße Einfüllen der Paste über Tage gewährleisten kann. Vor Ort füllt man nur noch den fehlenden Wasseranteil auf, was unproblematisch ist, weil man dafür die vielfach bewährte Technik einsetzen kann. Die Herstellung

der Besatzampulle reduziert sich dadurch auf die Durchmischung bzw. Auflösungties Vorproduktes in dem Wasseranteil. Das läßt sich in der verschlossenen Ampulle selbsttätig oder auch durch verschiedene Hilfsmaßnahmen, z.B. durch einfaches Schütteln der mit dem Wasseranteil aufgefüllten Ampulle erreichen.

Am geringsten ist der Transportaufwand mit den Merkmalen des Anspruches 2.

Gegebenenfalls empfiehlt sich eine Sicherung der Besatzampulle gegen Verlust des Konzentrates bzw. der Trockenmasse, was durch die Merkmale dor Ansprüche 3 und 4 erreicht werden kann. Hierbei kann der dir; Trockensubstanz enthaltende Bohiilter in der verschlossenen Ampulle geöffnet werden. Vorgesehen ist aber alternativ ein Behältermaterial, das sich in dem aufgefüllten Wasser mehr oder weniger selbsttätig auflöst.

Die Einzelheiten und weiteren Merkmale sowie andere Vorteile der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Besatzampullen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figuren in dec Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausfüirungsform der Erfindung in teilweise abgebrochener Darstellung und im Längsschnitt,

Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform einer Pastenbesatzampulle gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2 und

Fig. 4 in Ansicht und Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In allen Ausführungsformen der Erfindung wird eine an sich bekannte Wasserbesatzpatrone bzw. -ampulle 1 verwendet, weicheentsprechend den Abmessungen des Bohrloches vorgeformt ist. Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um eine geblasene Kunststoffolie mit abgerundeter bzw. kegelförmiger Spitze 2. Dieser Ampullenkörper besteht z.B. aus Polyäthylen oder PVC. An seinem der Spitze 2 gegenüberliegenden Ende hat er eine Schulter 3 und einen kurzen Hals 4, der eine Einfüllöffnung 5 für Wasser umgibt. Die Einfüllöffnung 5 läßt sich mit einem Stopfen 6 verschließen, der eine radiale Rippe 7 aufweist, welche mit einer radialen Nut 8 .im Hals 4 zusammenwirkt, so daß ein druckdichter Verschluß gegeben ist.

Die Erfindung läßt sich auch auf nicht dargestellte, aber jedenfalls vorbekannte Folienschläuche anwenden, die an einem Ende abgeschweißt sind und am anderen Ende ein selbstschließendes Lippenventil aufweisen, durch das Wasser eingefüllt werden kann, das aber den Austritt von Wasser verhindert.

Gemäß Fig. 1 enthält die Ampulle 1 zwei Tabletten 9 bzw. 10, in denen die im wesentlichen wasserfreie Trockenmasse des Pastenbesatzes vereinigt ist. Die mit Ausnahme der beiden Tabletten 9 bzw. 10 leere Ampulle wird vor Ort angeliefert, d.h. die Ampulle wird über Tage hergestellt und mit den Tabletten gefüllt. Die Fig. 1 läßt erkennen, daß vor Ort Wasser eingefüllt worden ist, das in der Ampulle bis zu dem Spieqel 13 angestiegen ist. Außer dem eingefüllten Wasser-

anteil und der in den Tabletten 9, 10 vereinigten Trockenmasse wird vor ort die Paste in der Ampulle hergestellt.

Die Zubereitung kann dadurch erfolgen, daß man die Tabletten in dem eingefüllten Wasser zerfallen und gelieren läßt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung liegt gemäß Fig. 2 vor, an die Innenwand 11 einen oben bei 12 und unten bei 14 verschlossenen Folienschlauch 15 anzubringen, z.B. mit der Wand der Hülle 1 zu verschweißen. In dem Folienschlauch 15 befindet sich die Trockenmasse in Form eines Pulvers 16 mit Instant-Eigenschaft.

Der Folienschlauch bestehL aus einem leicht mit Wasser auflöslichen Material, z.B. einer Gelatine, so daß nach Einbringen der Wasserfüllung der Schlauch 15 das Instant-Pulver freigibt und die Gelierunq eintritt.

Ähnlich ist eine Ausführiingsform, wie sie in den beiden Darstellungen der Fig. 4 wiedergegeben ist. Danach befindet sich das Pulver 16 in einem Folienschlauch 17, der an seinen Enden bei 18 und 19 abgeschweißt ist und daher kissenartige Ausbildung aufweist. Dur^h das Abschweißen erzielt man einen erhöhten Innendruck, der die Freigabe des Pulvers 16 und die Wasserfüllung erleichtert.

Anstelle von Tabletten 9, 10 kommt auch die Einbringung der Trockensubstanz bzw. eines Konzentrates in Form von Flocken, Stäbchen oder ähnlichen Formkörpern in Betracht, die bei geöffnetem Stopfen 6 ebenfalls verhältnismäßig schwer die Einfüllöffnung 5 passieren können.

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Die Besatzpaste kann man in der Ampulle aus dem Konzentrat bzw. der Trockensubstanz und dem Wasseranteil mit den die Verdammung geforderten Eigenschaften hergestellt werden. Man kann die Stärke der Paste durch Messung der Penetrierung im voraus bestimmen und durch den Anteil des Konzentrates bzw.·des Vorproduktes festlegen.

Vorzugsweise stellt die Paste eine homogene Mischung dar, wobei nur wenig Energie zur Bereitung der Mischung erforderlich ist; diese Energie läßt sich durch Schütteln der gefüllten Ampulle während einer kurzen Zeit aufbringen. Wenn man den Zeitraum zwischen dem Einfüllen des Wassers in die Ampulle und der Fertigstellung der Besatzpaste verringern will, verwendet nan ein Konzentrat in Form eines Geles oder einer Paste, aus dem sich in· wenigen Minuten die Besatzpaste durch die Hinzufügung des Wasseranteiles herstellen läßt. Vorzugsweise verwendet man als Trockensubstanz eine Mischung aus einem Borat und aus Gummi bzw. Harz.

Vorzugsweise wird eine M;.schung aus Polyvinylalkohol und Natriumtetraborat benutzt, um eine geeignete Besatzpaste herzustellen. Hierbei hängt die Zeit und die Fertigstellung der Besatzpaste in der Anpulle im wesentlichen von den Anteilen der Mischungsstofi^:e ab.

Um die Bildung von Klumpen in der nesatzpaste zu verhindern, stellt man die Besatzpaste so schnell wie möglich in der Patrone her. Das läßt sich durch Verteilung des Konzentrates bzw. der Trockensubstanz über die Länge der Ampulle erreichen. Besonders geeignet sind dafür die dargestellten Ausführungsformen, bei denen das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz in auflösbaren Behältern untergebracht: ist. Verwendet man

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jedoch das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz in granulierter Form, dann können die beispielsweise aus Polyvinylalkohol und Natriumtetraborat bestehenden Partikel mit einer wasserlöslichen bzw. im Wasser verteilbaren Masse umhüllt sein, die beispielsweise aus Polyäthylenglykol besteht. Diese Umhüllung der Partikel läßt sich gleichmäßig im Wasser verteilen, bevor das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz aufgelöst wird.

Je nach Ampullenkonstruktion kann man das Wasser mit Hilfe einer Einfülldüse, die ihrerseits an eine Wasserleitung angeschlossen ist, einbringejn. In einer solchen aus einem Folienschlauch mit Lippenventil bestehenden Ampulle wurde bei einem praktischen Versuch eine Mischung aus 11,5 g PVA, 4,75 g Natriumtetraborat und eine Ummantelung aus Polyäthylenglykol mit einem Gewicht von 1,15 g als Konzentrat benutzt. Diese Ampulle wurde mit 170 ml aufgefüllt. Nach dem Auffüllen wurde die Ampulle von Hand 5 Sekunden lang geschüttelt. Dann bildete sich oine homogene Paste, und die Ampulle war nach 30 Minu:on so weit_f daß sie in das Bohrloch zum Verdammen eingebracht werden konnte. Die Stärke des Gels wurde mit einem die Penetration messenden Gerät festgestellt.

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Claims

Patentansprüche

(1. Verfahren zur Verdammung von Bohrlöchern, bei dem eine in das Bohrloch eingebrachte Ladung mit einem Wasser enthaltenden Pastenbesatz dadurch verdämmt wird, daß wenigstens eine mit der mit Wasser versetzten Paste gefüllte Besatzampulle in das Bohrloch eingebracht wird , dadurch gekennzeichnet , daß die ein Konzentrat (9, 10; 16) enthaltende und mit einer druckdicht verschließbaren Einfüllöffnung (5) versehene Besatzampulle (1) vor Ort, aber außerhalb des BohrJoches mit Wasser aufgefüllt und dann aus dem Wasser und aus dem Konzentrat die Paste in der verschlossenen Besatzampulle hergestellt wird, bevor diese mit der fertigen Paste in das Bohrloch eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat als im wesentlichen wasserfrei« Trockensubstanz (9, 10; 16) in der vor Ort angelieferten Besatzampulle enthalten ist und mit der Wasserfüllung aufgelöst wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß die in der Besatzampulle

(1) enthaltene Trockensubstanz (9, 10; 16) ihrerseits in einem Behälter eingeschlossen wird, aus dem sie zum Übertreten in die Wasserfüllung (13) gebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , daß der die Trockensubstanz (16) enthaltende Behälter (15, 17) mit dem Wasseranteil der Paste aufgelöst wird.
5. Besatzampulle zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ,gekennzeichnet durch eine Füllung mit einem Konzentrat oder einer im wesentlichen wasserfreien Trockensubstanz (9, 10; 16) einer Besatzpaste und einer geschließbaren Einfüllöffnung oder einem selbstschließenden Einfüllventil zum Einbringen einer Wasserfüllung (13), welche den Flüssigkeitsanteil des Pastenbesatzes ausmacht.
6. Besatzampulle nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , daß das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz aus einer oder mehreren Tabletten (9, 10) bestehen.
7. Besatzampulle nach Anspruch 5 ,dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz granuliert oder in Flocken vorliegen und Instanteigenschaftrm besitzen..
8. Besatzampulle nach ein 5m der Ansprüche 5 bis 7 ,

egekennzeichiet durch eine Umhüllung

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(15, 17) der TrockensuDstanz (16), die an der Innenwand

(11) der Besatzampullenhülle befestigt ist.
9. Besatzampulle nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz aus einer Mischung aus Borat und Gummi bzw. Harz bf-steh.t .
10. Besatzampulle nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat bzw. die Trockensubstanz aus einer Mischung aus Polyvinylalkohol und Natriumtetraborat bestehen.