DE3324708A1

DE3324708A1 - Fegekorn fuer den untertaegigen bergbau

Info

Publication number: DE3324708A1
Application number: DE19833324708
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1985-01-17
Also published as: DE3324708C2

Description

"Fegekorn für den untertägigen Bergbau"
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Rückständen aus der Wirbelschichtfeuerung als Fegekorn für feinkörnige Baustoffe im Untertagebergbau, das gleichzeitig als selbsthärtendes Bindemittel, besonders für die Errichtung von Dämmen und Pfeilern sowie für die Verwendung als Saumversatz untertage, eingesetzt werden kann.
Dämme werden im untertägigen Bergbau sowie im Tunnelbau nicht nur zur Absperrung von Wetterwegen benutzt, sondern haben u. a. auch tragende Funktionen zu erfüllen. Aus diesem Grunde muß der eingesetzte Baustoff in relativ kurzer Zeit abbinden, aushärten und vor allem ausreichende Frühfestigkeiten entwickeln.
Hierfür werden in der Regel Naturanhydrit, synthetischer Anhydrit, aber auch Baustoffe auf Kalk- und Zementbasis eingesetzt. In den letzten Jahren wurden derartige Baustoffe auch auf der Basis von Alpha-und/oder Beta-Gipshalbhydrat entwickelt.
Im untertägigen Bergbau wird zwischen grob- und feinkörnigen Baustoffen unterschieden, wobei letztere in der Regel staubförmig sind. Diese Baustoffe werden untertage überwiegend mittels pneumatischer Fördereinrichtungen zum Einsatzort transportiert.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei pneumatischer Förderung von feinkörnigen Baustoffen merkliche Förderschwierigkeiten, insbesondere bei längeren Förderstrecken, auftreten können, die bis zu Verstopfungen der Blasleitungen führen. Aus diesem Grund werden den Baustoffen sogenanntes Fegekorn beigegeben, um eine störungsfreie Förderung zu gewährleisten.
Als Fegekorn werden Kies, Naturanhydrit, Flugaschen oder, wie bei der DE-PS 30 46 576, Schlacken eingesetzt. Nachteilig bei der Verwendung von Kies und Schlacken ist aber, daß diese sich im Baustoffverbund chemisch inert verhalten und nicht zur Abbindefähigkeit bzw. zu einer Verbesserung der Frühfestigkeit beitragen, sondern vielmehr eine Festigkeitsminderung bewirken, wie z. B. in der DE-PS 30 46 576 eingeräumt wird. Zudem geht mit dem Kies ein hochwertiger, immer knapper werdender Zuschlagstoff auf natürlicher Basis verloren. Die Erfahrungen bei Einsatz von Flugasche als Fegekorn zeigen, daß während des pneumatischen Transports Entmischungen auftreten, die zu starken Festigkeitsschwankungen im eingebrachten Baustoff führen können.
Durch die Zugabe von grobkörnigem Anhydrit konnte zwar die Verblasbarkeit feinkörniger Baustoffe verbessert werden, jedoch ist es bekannt, daß Naturanhydrit in dieser grobkörnigen Form sich nahezu inert zu Wasser verhält und dementsprechend wiederum nicht zur Frühfestigkeitsentwicklung des Baustoffs beiträgt, sondern sie eher nachteilig beeinflußt. Zudem wird auch hier ein hochwertiger natürlicher Baustoff kostenintensiv verbraucht.
Das Prinzip der Wirbelschichtfeuerung eignet sich in besonderer Weise zur Verbrennnung von minderwertigen Brennstoffen und sogar industriellen Rückständen, die ansonsten kostenintensiv und umweltbelastend deponiert werden müßten, wie z. B. Flotationsbergen, Waschbergen, Teichschlämmen aus der Kohlegewinnung und Klärschlämmen; nach diesem Verfahren können selbstverständlich auch andere Brennstoffe, wie höherwertige Kohlen, Ballastkohlen, Torfe und Ölschiefer verfeuert werden.
Mit der Verbrennung von Abfällen mildert man zwar das Problem ihrer Deponierung, dagegen ist es bisher nicht gelungen, die Rückstände der Wirbelschichtverbrennung wirtschaftlich zu verwerten. Sie müssen bislang wiederum deponiert werden. Es ist lediglich versucht worden, speziell aus der Verbrennung von Flotationsbergen entstandene Rückstände für die Herstellung von Mauerziegeln, als Zusatz für Mörtelbinder und für die Herstellung eines Leichtbetonzuschlagstoffes einzusetzen. Die Rückstände aus der Verbrennung von Flotationsbergen stellen jedoch wegen ihrter chemisch-physikalischen Ähnlichkeit mit natürlichen Rohstoffen (z. B. Tone) eine Singularität dar, die nicht auf Verbrennungsrückstände anderer Stoffe und insbesondere nicht auf Kohle übertragbar ist und deshalb im folgenden ausgespart wird. Besonders für Rückstände aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen nach dem Wirbelschichtprinzip gibt es derzeit noch keine Verwendungsmöglichkeiten.
Die bei der Wirbelschichtfeuerung anfallenden Rückstände können in ihren chemisch-physikalischen Eigenschaften völlig unterschiedlich sein. Dies hängt ab von - der Art des zu verbrennenden Stoffes, - der Verfahrensführung der Verbrennung, dem Einsatzstoff zur Entschwefelung und dem Ent-- schwefelungsgrad, - den Austragstellen der Anlage (z. B. Asche hinter Fließbett, Asche hinter Zyklon, Asche hinter Filter).
Die Rückstände aus verschiedenen Austragstellen weisen zusätzlich noch Unterschiede hinsichtlich ihrer Korngrößenverteilung auf.
Diese Rückstände sind auch nicht vergleichbar mit Aschen aus Anlgen mit anderen Feuerungstechniken, wie Rost-, Staub- oder Schmelzkammerfeuerung, da hier bei wesentlich höheren Temperaturen (größer 1.000 0 C) verbrannt wird. Während Rückstände aus Rost-, Staub-oder Schmelzkammerfeuerungen einen Glasgehalt (glasige Bestandteile) von meist über 90 % aufweisen, liegen Rückstände aus der Wirbelschichtfeuerung in vorwiegend kristallinem Zustand vor, was ihrer Verwendung in vielen Bereichen der Baustoffindustrie entgegensteht.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, nicht nur das Rückstandsproblem der Wirbelschichtverbrennung zu lösen und damit gleichzeitig Lagerstätten hochwertiger Rohstoffe zu entlasten, sondern auch die bereits dargestellten Probleme beim Einsatz von Fegekorn für feinkörnige Baustoffe im untertägigen Einsatz besonders im Hinblick auf die Entwicklung der Festigkeiten auszuräumen.
Die aus der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe zu ziehende Lehre besteht darin, die aus der Wirbelschichtfeuerung als Verbrennungsrückstände anfallende Bettasche, Zyklonstaub und Asche aus einem Filter, ganz oder teilweise miteinander trocken vermischt als Fegekorn für feinkörnige Dammbaustoffe einzusetzen, wobei die Bettasche wegen ihrer Grobkörnigkeit immer im Fegekornmaterial enthalten sein muß. Die Bettasche kann aber auch allein verwendet werden.
Bei Versuchen wurde überraschend festgestellt, daß diese Rückstände im Gegensatz zu bisher als Fegekorn eingesetzten Stoffen nach dem Anmachen mit Wasser ein eigenes Erhärtungsvermögen aufweisen. Weiterhin hat sich gezeigt, daß die in Rede stehenden Stoffe schon nach sehr kurzer Zeit einer eigenen Festigkeitsentwicklung unterliegen. Dies war insofern nicht zu erwarten, als der durch die bei der Wirbelschichtverbrennung mit gleichzeitiger Entschwefelung entstehende Gips-Anhydrit CaS04 bei den herrschenden Verbrennungstemperaturen als CaS04 II in gleicher Modifikation ensteht wie Naturanhydrit, wobei letzterer jedoch reaktionsträge ist.
Die feinkörnigen Dammbaustoffe werden üblicherweise als Trockenfertigmörtel angeliefert, können aber auch untertage aus den Einzelkomponenten durch Vermischen zusammengestellt werden. Das nach der Erfindung vorgeschlagene bindefähige Fegekorn läßt sich selbstverständlich, wie von den bislang eingesetzten Fegekornstoffen bekann, an jeder beliebigen Stelle vor dem Verblasen mit dem Dammbaustoff homogenisieren. Das Fegekorn gemäß der Erfindung ist, weil selbsthärtend, hinsichtlich Lagerung und Transport wie ein selbsthärtender Baustoff, z. B. Zement, Gipshalbhydrat etc., zu behandeln.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind breitgestreut. Einmal wird das bisherige Problem der Entsorgung bei der Wirbelschichtverbrennung, bei der die Rückstände kostenintensiv deponiert werden mußten, abgebaut. Zum anderen werden beim Einsatz eines selbstabxndenden Fegekorns die mit chemisch inerten Fegekörnern einhergehenden Nachteile der Festigkeitsminderung des Dammbaustoffs ausgeräumt. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die erfindungsgemäße Verwendung der Wirbelschichtrückstände ein wesentlicher Beitrag zur Schonung hochwertiger Rohstofflagerstätten geleistet wird.

Claims

Patentansprüche 1. Fegekorn für den untertägigen Bergbau, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es aus der Verbrennung nach dem Prinzip der Wirbelschicht als Rückstand anfällt.
2. Fegekorn nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß es in einem Baustoff für den Untertageeinsatz zu 5 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 9 bis 22 Gew.-%, enthalten ist.
3. Fegekorn nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es als Bettasche hinter dem Wirbelbett abgezogen, und allein, ohne vorherige Vermischung mit anderen Rückständen der Wirbelschichtfeuerung, dem feinkörnigen Baustoff zugegeben wird.
4. Fegekorn nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bettasche ganz oder teilweise mit den anderen Aschen der Wirbelschichtfeuerung aus einem Filter und/oder einem Zyklonabscheider trocken vermischt und dann dem feinkörnigen Baustoff zugegeben wird.
5. Fegekorn nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rückstände einzeln zum Ort der Zugabe zum Baustoff transportiert und dann mit diesem gemeinsam vermischt werden.