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Wassersperre gegen Kohlenstaubexplosionen in Untertagebetrieben Die
Erfindung bezieht sich auf eine Wassersperre gegen Kohlenstaubexplosionen in Untertagebetrieben,
bei der in der Firste der Grubengänge wassergefüllte Behälter aus Kunststoff angeordnet
werden.
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Bei der Erschließung und dem Abbau von Kohlenflözen mit gefährlichen
Kohlenstaubbildungen werden als Sicherung gegen die Ausbreitung von Kohlenstaubexplosionen
in den gefährdeten Grubenbauen Sperren aus Gesteinsstaub vorgesehen. Je nach der
Bedeutung des betreffenden Grubenganges ist nach den bergpolizeilichen Vorschriften
je Quadratmeter Streckenquerschnitt eine größere oder geringere Menge an Gesteinsstaub
erforderlich. Der Gesteinsstaub wird auf Holzbrettern aufgeschichtet, die an ihren
Enden auf Konsolen aufliegen, welche man am Streckenausbau befestigt. Unter dem
Einfluß der Stoßwelle einer Explosion werden die Bretter angehoben und abgeworfen,
so daß der sich ausbreitende Gesteinsstaub mit dem auf hoher Temperatur befindlichen
Teil des Kohlenstaubes vermischt und eine Temperaturabsenkung hervorruft, die die
Explosionswelle zum Auslaufen bringen soll.
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Damit sichergestellt ist, daß diese Gesteinsstaubsperren jederzeit
einwandfrei funktionieren, müssen diese in regelmäßigen Zeitabständen überprüft
werden, wobei insbesondere der Gesteinsstaub auf seine Wirksamkeit zu untersuchen
ist. Der Einbau der Bühnenbretter ist verhältnismäßig zeitraubend; das gleiche gilt
für die anschließende Belegung der Bretter mit Gesteinsstaub, so daß insgesamt erhebliche
Einbau- und Instandhaltungskosten entstehen.
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In manchen Grubenbetrieben ist man dazu übergegangen, an Stelle des
Gesteinsstaubes Wasser zur Abriegelung von Explosionen einzusetzen. Die Wirksamkeit
des Wassers ist im allgemeinen größer als die von Gesteinsstaub, jedoch ist man
aus verschiedenen Gründen im rheinisch-westfälischen Kohlenrevier bisher noch nicht
zur Benutzung von wassergefüllten Behältern als Sicherung gegen Kohlenstaubexplosionen
übergegangen. Dies hängt vor allem damit zusammen, daß die Verwendung der bisher
bekannten Zinkwannen oder Zinktröge, die sich ebenso wie die Gesteinsstaubbühnen
unter der Firste befinden müssen, eine laufende überprüfung des Wasserstandes stark
erschweren. Der Wasserstand nimmt aber infolge der natürlichen Verdunstung im Lauf
der Zeit ständig ab. Außerdem besteht die Gefahr einer zu großen Verschmutzung.
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Für Wassertrogsperren sind in neuerer Zeit auch Behälter aus einem
Kunststoffmaterial bekanntgeworden. Diese Behälter sind in ihrer Form den bisher
bekannten Metalltrögen nachgebildet worden, wobei man allerdings durch eine leichte
Schrägstellung der Seitenwände die Möglichkeit geschaffen hat, leere Behälter ineinanderzustapeln.
Die Überwachung dieser Behälter ist aber mit den gleichen Nachteilen verbunden wie
bei den Trögen aus Metall.
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Weiterhin ist eine Wassersperre in Form eines mit Wasser gefüllten
Kunststoffsackes bekannt, die beim Schießen zur Vermeidung von Schlagwetterzündungen
in entsprechender Entfernung von der Ortsbrust eingesetzt wird. In diesem Fall ist
aber für die Zerstörung des Kunststoffsackes eine besondere Sprengstoffladung im
Innern des Sackes vorgesehen, die in Verbindung mit der Ladung in den Bohrlöchern
gezündet wird. In diesem Fall liegt also nicht das Problem vor, eine Wassersperre
derart auszubilden, daß sie jederzeit funktionsbereit ist und erst beim Auftreten
einer Kohlenstaubexplosion entweder durch die Druckwelle oder die Explosionsflamme
wirksam wird. Man hat im übrigen auch bei Gesteinsstaubsperren bereits geschlossene
Säcke für die Unterbringung des Gesteinsstaubes verwendet. Für das Wirksamwerden
dieser Sperren wird das gleiche Prinzip angewendet wie bei den Staubbühnen mit lose
gelagerten Brettern. Die Säcke werden beim Auftreffen der Druckwelle auf eine -Prallplatte
aus ihrer Aufhängung gelöst und abgeworfen, wobei mit einer zusätzlichen Reißschnur
das Aufreißen der Säcke bewirkt wird.
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Das Ziel der Erfindung geht dahin, Behälter für Wassersperren gegen
Kohlenstaubexplosionen derart auszubilden, daß sie bei größter Wirksamkeit nicht
nur leicht zu transportieren und einzubauen
sind, sondern vor allem
während des Einsatzes mit einem geringen personellen Aufwand auf ihre Wirksamkeit
hin kontrolliert werden können.
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Ausgehend von einer Wassersperre, bestehend aus in der Firste der
Grubengänge angeordneten wassergefüllten Behältern aus Kunststoff in trogartiger
oder beutelartiger Form, liegt die erfindungsgemäße Ausbildung darin, daß die Behälterwandungen
aus durchsichtigem faltbarem Kunststoff bestehen und mit Versteifungen versehen
sind. Bei einem trogartigen Behälter sind die Wandungen nach einem weiteren Erfindungsmerkmal
durch U-förmige Leisten versteift, die vorzugsweise aus aufgeschweißten Rippen eines
härteren Kunststoffes bestehen.
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Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung kann der Behälter als
oben offene, nach unten im Füllzustand bauchig erweiterte Rinne mit stirnseitigen
Abschlüssen ausgebildet sein, wobei an den oberen Längskanten der Rinne Leisten
mit Aufhängeösen angebracht sind.
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Als weitere Ausführungsform kann der Behälter gemäß der Erfindung
auch als waagerecht aufzuhängender, mit Einfüllöffnungen versehener, an den Enden
abgeschlossener Schlauch ausgebildet sein, der auf der Oberseite eine Leiste mit
Aufhängeösen besitzt.
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Die Verwendung eines faltbaren Kunststoffmaterials bringt zunächst
den Vorteil mit sich, daß die Behälter während des Transports zusammengelegt werden
können und dadurch gegenüber den bekannten starren Behältern wesentlich leichter
zu transportieren sind. Infolge der Transparenz der Behälterwandungen kann man von
außen jederzeit den Füllstand erkennen, wodurch die Kontrolle der in großer Zahl
in Grubenbetrieben eingesetzten Wassersperren wesentlich erleichtert wird. Bei einem
Behälter, der als Beutel ausgebildet ist, läßt sich die Aufhängung an der Firste
leichter durchführen als bei einem Behälter in Trogform. Ein geschlossener Beutel
hat darüber hinaus den Vorteil, daß das Wasser nur noch sehr wenig verdunstet und
gegen Verschmutzungen geschützt ist.
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Die Auslösung einer Wassersperre aus einem flexiblen Kunststoffmaterial
ist in höherem Maß sichergestellt als bei dem auf Brettern lagernden Gesteinsstaub,
dessen Herabstürzen als Auswirkung der Druckwelle in unterschiedlicher Weise sich
vollziehen kann. In jüngster Zeit durchgeführte Versuche mit Behältern aus Kunststoff
haben ergeben, daß derartige Behälter durch die Druckwelle einer Explosion nahezu
vollständig zertrümmert werden. Es braucht deshalb bei solchen Wasserbehältern weniger
Wert auf eine leicht kippbare Anordnung gelegt zu werden, als darauf, daß sie von
der Druckwelle erfaßt werden können. Auf der anderen Seite weiß man, daß bei einer
genügend großen Entfernung vom Explosionsherd die Explosionsflamme die Front der
Druckwelle einholt und gegenüber dieser sogar vorauseilen kann. In. solchen Fällen
sind die bisher bekannten Staubsperren nicht mehr in der Lage, Explosionen aufzuhalten.
Eine Wassersperre aus einem Kunststoffbehälter gemäß der Erfindung bietet aber auch
in diesen Fällen einen sicheren Schutz, denn beim Herannahen der Explosionsfront,
deren Temperatur auf 700 bis 900°C zu schätzen ist, tritt sogleich ein Schmelzen
des Kunststoffmaterials ein, dessen Schmelzpunkt bei 100° C oder nur wenig darüber
liegt. Normalerweise wird aber in erster Linie eine Zerstörung der Wasserbehälter
durch die Druckwelle erfolgen. Bei mittleren Schlagwetterexplosionen ist mit Flächendrücken
von 6 bis 8 atü/cmz zu rechnen, dem ein flexibler Kunststoffbehälter nicht gewachsen
ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an zeichnerisch
dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt F i g. 1 in perspektivischer
Ansicht einen offenen, rechteckigen, mit U-förmigen Versteifungsrippen versehenen
Behälter, F i g. 2 einen zu diesem Behälter passenden Deckel, F i g. 3 eine mit
Druckknöpfen versehene, über den Behälter zu legende Folie, F i g. 4 eine Behälterausbildung
als oben offene, nach unten zu bauchig erweiterte Rinne, F i g. 5 einen Schlauch
mit Einfüll- und Entlüftungsöffnung.
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Bei dem Behälter nach F i g. 1 mit den Längswänden 14 und den
Seitenwänden 11 sowie dem Boden 12 sind U-förmige Rippen zur Versteifung
vorgesehen. Die Endrippen 13 können aus Stahl bestehen, die Zwischenrippen
14 vorzugsweise aus hartem Kunststoff, den man auf die Wandungen aufschweißt.
Der ganze Behälter kann harmonikaartig zusammengepackt und auf diese Weise leicht
transportiert werden.
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F i g. 2 zeigt einen Deckel mit dem Boden 15, den Längswänden 16 und
den Querwänden 17, der auf den Behälter nach F i g. 1. lose aufgelegt werden kann.
Auch bei aufgelegtem Deckel ist der Wasserstand im Behälter sichtbar. Hat der Wasserstand
nachgelassen, so muß er durch Auffüllen aus der in allen Strecken gewöhnlich verlegten
Wasserleitung ergänzt werden.
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Die Folie gemäß F i g. 3 ist als Haube ausgebildet, die am überklappbaren
Rand Druckknöpfe 18 trägt, mittels deren sie am Behälter gemäß F i g. 1 befestigt
werden kann. Stattdessen kann die Befestigung eines Deckels oder einer Haube auch
mittels Reißverschluß oder Klebeband erfolgen. Gegen den Abschluß des wassergefüllten
Behälters bestehen deswegen keine Bedenken, weil beim Entstehen einer Explosionswelle
sicher= mit einem Schmelzen der Behälterwandung zu rechnen ist.
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Der Behälter gemäß F i g. 4 hat die Form einer oben offenen Rinne.
Den oberen Abschluß bilden die beiden Leisten 19 und 20, die mit Ösen 21
versehen sind und zwischen denen sich Abstandhalter 22 befinden. Die Kunststoffwandung
23 läßt sich in ungefülltem Zustand zu einem flachen Rechteck zusammenlegen. Die
beiden Endungen 24 sind so geformt, daß sie in aufgeblähtem Zustand Abschlüsse für
die Rinne bilden.
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Sehr ähnlich geformt ist der schlauchartige Behälter gemäß F i g.
5. Die Schlauchwandung 25 ist an beiden Längsenten mit der Leiste 26 verbunden,
an der sich ebenfalls Halteösen 27 befinden. 28 sind Löcher zur Belüftung
und zum Einfüllen und Ausgießen des Wassers. Auch der Schlauch nach F i g. 5 läßt
sich flach zusammenlegen. Für die Endwandungen 29 gilt das bezüglich der Wandungen
24 in F i g. 4 Gesagte.
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Es ist ein wesentlicher Vorteil der Verwendung des durchsichtigen,
faltbaren Kunststoffes, daß man sich den örtlichen Verhältnissen weitgehend anpassen
kann.
Als Kunststoff kommen Polyamide, ,PVC und andere in Frage,
die sich in entsprechender Wandstärke durchsichtig herstellen lassen.