DE4331641C1 - Verfahren zum Einbringen von Blasversatz unter Zumischung von feinkörnigen Füllstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Blasversatz gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 7.

Für den pneumatisch eingebrachten Blasversatz werden vor­ nehmlich im Steinkohlenbergbau vorklassierte mineralische Aufbereitungsabgänge, sogenannte Waschberge, in den Korn­ klassen von 0-80 mm eingesetzt. Die maximale Korngröße ist im wesentlichen von der Größe der Zellenradtaschen der Blasmaschine abhängig. Der Ausschluß feinkörniger Berge ist durch die Schwierigkeiten begründet, die bei der Förderung, dem Bunkern, dem Einschleusen und dem pneumatischen Trans­ port in der Blasrohrleitung entstehen. Die Schwierigkeiten werden durch die Kleb- bzw. Backneigung des transportierten Materials, bedingt vor allem durch den hohen Wassergehalt und die vorrangig tonige Beschaffenheit der Feinberge ver­ ursacht.

Obwohl die Einbindung feinkörniger Stoffe in den Versatz eine dichtere Packung und somit einen tragfähigeren Versatz ergeben würde und andererseits durch Einsatz feinkörniger Stoffe eine komplizierte Übertageentsorgung entfallen könnte, ist der Einsatz feinkörniger Stoffe im herkömm­ lichen Blasversatz nicht durchführbar.

Versuche, dem Blasversatzmaterial teilentwässerte Flotati­ onsberge zuzusetzen, mußten aufgrund der beschriebenen Schwierigkeiten abgebrochen werden. Der Anteil an schlammig klebrigem Feingut in den Versatzbergen verursachte Ver­ schmutzungen und Verkrustungen der Förderbandanlagen und erforderte einen zusätzlichen hohen Reinigungs- und War­ tungsaufwand. Die sich aus dem Zusatz von Flotationsbergen ergebenden Schwierigkeiten wurden mit einem steigenden An­ teil derartiger Flotationsberge immer größer.

Als weiterer Nachteil stellte sich heraus, daß die Schütt­ guteigenschaften der Versatzberge sich derartig verschlech­ terten, daß eine Einführung in der Praxis sich als nicht sinnvoll herausstellte.

Neben dem bekannten Blasversatzverfahren zum Verfüllen un­ tertägiger Hohlräume in Strebbetrieben des Steinkohlenberg­ baus ist, wie aus der DE 34 13 602 C2 ervorgeht, ein Ver­ fahren bekannt, mit dessen Hilfe Flotationsberge, Elektro­ filterasche, Feinberge und feinkörnige mineralische Rest­ stoffe als hochkonzentrierte pastenförmige Suspensionen hy­ dromechanisch von übertage bis in den Abbaubetrieb geför­ dert und dort mittels einer speziellen, sogenannten Schlepprohrtechnik in den Bruchhohlraum als Nachversatz eingebracht werden können. Dieses Verfahren läßt unter be­ stimmten Voraussetzungen die Einlagerung von schadstoffhal­ tigen Reststoffen nach dem Prinzip des vollständigen Ein­ schlusses zu.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde ein Ver­ fahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Einbringen von Versatz zu schaffen, wobei das Verfahren unter Berücksichtigung des bestehenden Blasversatzverfahrens die Möglichkeit schafft, einen dichteren und festeren Versatz unter Zugabe von feinkörnigen Reststoffen evtl. unter Zugabe von Hilfsstoffen zu ermöglichen, die übertage nur unter besonderen Schwierigkeiten zu deponieren sind, und bei dem die normalerweise durch Zumischung feinstkörniger Reststoffe auftretenden Schwierigkeiten auf einfache Weise vermieden werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit dem Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Der Förderweg für das Blasversatzgut kann auf diese Weise von der Aufbereitungsanlage bis zur Blasmaschine frei blei­ ben von klebrigen fördertechnisch schwierig zu behandelnden feinkörnigen Entsorgungsgütern. Die Vermischung der Blas­ berge mit dem hydromechanisch geförderten feinkörnigen Rest findet in der Blasrohrleitung zwischen der Einschleusein­ richtung und dem Austrag statt.

Die Einschleuseinrichtung weist eine über den Querschnitt der Blasrohrleitung einen gleichmäßigen Eintrag gewährlei­ stende Ausbildung auf, wobei eine Verschmutzung und Verkru­ stung der Blasrohrleitung dadurch verhindert wird, daß das Grobkorn des Blasversatzmaterials als Fegegut innerhalb der Blasrohrleitung wirkt.

Die hydraulische Förderung der Suspension folgt dem Blaszy­ klus. Das Einschleusen der Suspension in die Blasrohrlei­ tung erfolgt ausschließlich während des Einblasens von Ver­ satzbergen. Die Durchflußmenge richtet sich nach dem gere­ gelten Durchsatz des Blasversatzgutes. Die Suspension kann aus dickflüssigen Flotationsbergen bestehen, bzw. es können den Flotationsbergen unterschiedliche feinkörnige Rest­ stoffe, z. B. Sande oder Verbrennungsrückstände beigemischt werden. Darüber hinaus können als Reststoffe auch Rauch­ gasreinigungsrückstände zugemischt werden.

Ebenso kann die Suspension aus Rückständen des Kali-Berg­ baus in Verbindung mit weiteren feinst- bis feinkörnigen Stoffen bestehen.

Weiterhin ist es vorstellbar, den Suspensionen weitere Hilfsstoffe, beispielsweise Bindemittel beliebiger Form zuzumischen.

Grundsätzlich können Suspensionen für die hydraulische Ein­ schleusung in den Blasversatz aus allen feinkörnigen, vor­ rangig mineralischen Reststoffen oder Reststoffgemischen und Wasser hergestellt werden, die für die Verbringung zu­ gelassen sind. Es ist davon auszugehen, daß bei der Verfül­ lung der Abbauhohlräume vornehmlich beim Strebbau mit hydraulisch ergänzten Blasversatz die Kriterien des voll­ ständigen Einschlusses unter den gleichen Bedingungen und in dem gleichen Maße, wie bei der Bruchhohlraumverfüllung, also dem Einbringen von Suspensionen beim Bruchbau erfüllt werden.

Für die Bedingungen einer praktikablen hydraulischen Förde­ rung müssen die Reststoffsuspensionen auch bei längerer Förderunterbrechung sedimentationsstabil sein und dürfen in der Leitung nicht aushärten bzw. ihre Viskosität nicht we­ sentlich verändern. Die Viskosität bzw. der u. a. aus ihr resultierende Fließwiderstand müssen so hoch sein, daß die Summe aus geodätischem Druck und Pumpendruck für die Förde­ rung und Einschleusung in die Blasrohrleitung ausreichen. Die Suspensionspumpe stellt in dieser Förderung das Regel­ instrument dar. Regeleinrichtungen über Drosselventile müssen wegen des hohen Verschleißes aus besonders wider­ standsfähigen Werkstoffen hergestellt sein. Der Fließ- bzw. Förderwiderstand muß höher als der sich ergebende geodä­ tische Druck sein. Möglichkeiten, dies zu beeinflussen, liegen in der Zusammensetzung der Suspension und der sich hieraus ergebenden Viskosität bzw. der Dimensionierung der Rohrleitung abgestimmt auf die durchzusetzende Fördermenge.

Es ist vorstellbar, daß die Suspension nicht zwangsläufig über eine hydraulische Fernförderung eingebracht wird. Vielmehr können z. B. geringe Mengen einer Suspension, die vor Ort auch herstellbar ist, mittels eines kurzen Förder­ weges in den Versatz zugemischt werden.

Der Kornaufbau der Versatzberge und das beim pneumatischen Fördern in der Blasrohrleitung sich bildende Berge­ feinstkorn läßt Suspensionen mit relativ niedriger Visko­ sität für die Ergänzung des Blasversatzgutes zu. Aus diesem Grund können die Entfernungen zwischen den Schächten und den Blasversatzhohlräumen mit Leitungen von 50 bis 100 mm Durchmesser überwunden werden.

Die Veränderung des Feststoffgehaltes durch Dosierungsun­ genauigkeiten führt bei niedrigviskosen Suspensionen nicht so zur gravierenden Veränderung der Viskosität, wie im Falle hochviskoser Suspensionen bei der Bruchhohlraumver­ füllung, so daß der Aufwand für die Suspensionskontrolle minimierbar ist.

Die Rohrleitung für die Suspensionen wird auf Druck und Fördermenge überwacht und kann mit ferngesteuerter Sperr- und Sicherheitsarmatur ausgerüstet werden. Die für die Er­ gänzung des Blasversatzgutes zugelassene Menge der Rest­ stoffsuspension muß mit der Aufnahmefähigkeit des relativ grobkörnigen Blasversatzes abgestimmt werden. Man kann aus den errechneten Korngrößenverteilungskurven im Blasversatz­ gut von Zwischenräumen ausgehen, die eine Zumischung von mindestens 15 Gew. -% feinkörniger Reststoffe erlauben.

Das bei der hydromechanischen Förderung in der Suspension enthaltene Wasser darf nicht mit der Feuchte im Blasver­ satzgut zu einer Verschlammung des vermischten Versatzgutes führen. Die innere Reibung des mit feinen Reststoffen ange­ reicherten Versatzgutes darf nicht so klein werden, daß die Blasböschung nicht mehr selbständig steht, oder das Ver­ satzgut gar durch auflastenden Gebirgsdruck in den freien Strebraum gedrückt werden kann.

Die Feinstoffzumischung darf nur der Versatzverbesserung durch Füllen sonst offen bleibender Zwischenräume im Schüttgut, d. h. der Erhöhung der Einbringdichte dienen. Ein dichterer, mit hydraulisch geförderter Suspension er­ gänzter Blasversatz kann wesentlich zur Minderung der Berg­ senkungen beitragen und kann gleichzeitig die Möglichkeit für eine umweltgerechte Entsorgung von Reststoffen bieten.

Dem Blasversatzgut kann vor dem Einbringen in den ausge­ kohlten Raum immer nur eine genau festgelegte, bestimmte Menge von einer bestimmten Reststoffsuspension zugegeben werden, um die oben erwähnten Versatzeigenschaften, wie Standfestigkeit der Böschung und Dichte des Gutes zu errei­ chen. Die Menge der zuzumischenden Reststoffsuspension ist durch Mengensteuerung der Suspensionspumpe oder auch durch ein besonders verschleißgeschütztes Drosselventil ständig zu überprüfen und einzuhalten.

Die Einschleusmenge des Grobversatzgutes ist für die Men­ gensteuerung der Suspensionspumpe bestimmend. Die beim Wechsel von einem Blasabschnitt zum nachfolgenden Blasab­ schnitt erforderlichen Unterbrechungen müssen auch von der hydraulischen Förderung eingehalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einbringen von Blasver­ satz unter Hinzumischung von Suspensionen ist an Hand eines in der Zeichnung wiedergegeben Schemas dargestellt und wird im nachfolgenden näher erläutert.

Wie aus dem in der Zeichnung wiedergegebenen beispielhaften Schema hervorgeht, wird das Blasversatzverfahren zunächst in herkömmlicher Weise durchgeführt und beschrieben. Das beispielsweise aus der Aufbereitung für den Versatz vorge­ sehene Blasversatzmaterial wird übertage in einen Versatz­ bunker 16 gelagert und von dort aus im Schacht 4 mittels einer entsprechenden Schachtrohrleitung 15 oder über eine Gefäßförderung 14 nach untertage in einen Versatzberge­ bunker 17 gefördert. Von diesem Versatzbergebunker 17 wird das Blasversatzgut in der Strecke 9 in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Gleis- oder Bandförderung 18 einem Abteilungsbunker 19 zugeleitet. Von dem Abteilungsbunker 19 wird das Versatzmaterial mittels einer Bandförderung 20 weiter gefördert und der Blasversatzmaschine 1 aufgegeben. Durch die Blasversatzmaschine 1 wird das Blasversatzmate­ rial über die Blasrohrleitung 2 in den Streb 10 eingebla­ sen. Der im Streb 10 eingebrachte Versatz ist mit 11 und die abzubauende Kohle im Streb mit 12 bezeichnet.

Für die Zumischung einer Suspension ist übertägig eine Misch- und Pumpenanlage 5 und 7 vorgesehen, an welche sich bis zur Einschleuseeinrichtung 3 in der Blasrohrleitung 2 eine Rohrleitung 4 anschließt. Die Misch- und Pumpenanlage 5, 7 besteht, wie die Detailzeichnung wiedergibt, aus bei­ spielsweise mehreren Lagerbehältern 6, in denen beispiels­ weise eingedickte Flotationsberge, Flotationsbergepreßlinge und feinkörnige, anderweitige Reststoffe gelagert werden, die einem Mischer 5 zugeführt und anschließend über die Pumpe 7 in die Rohrleitung 4 gepumpt werden.

Die hydromechanische Förderung, d. h. die Rohrleitung 4 en­ det in der Einschleuseinrichtung 3, wie dies aus der Detaildarstellung um die Blasversatzmaschine 1 herum er­ kennbar ist.

Die Einschleuseinrichtung 3 weist eine über den Querschnitt der Blasrohrleitung 2 einen gleichmäßigen Eintrag gewähr­ leistende Ausbildung auf. Das Versatzmaterial wird in den Einblasphasen über die Bandförderung 20 einem oberhalb der Blasversatzmaschine 1 angeordneten Aufgabetrichter 21 zuge­ führt und pneumatisch in den Streb 10 gefördert. In dieser Förderphase wird die Suspension über die Rohrleitung 4 der Einschleuseinrichtung 3 zugeführt. Bei Unterbrechung des Blasversatzvorganges wird die Rohrleitung 4 über die Sperrarmatur 22 geschlossen.

Bezugszeichenliste

1 Blasversatzmaschine
2 Blasrohrleitung
3 Einschleuseinrichtung
4 Schacht
5 Mischanlage
6 Lagerbehälter
7 Pumpe
8 Schacht
9 Strecke
10 Streb
11 Versatz
12 Kohle
13 Fördergerüst
14 Gefäßförderung
15 Schachtrohrleitung
16 Versatzbergebunker
17 Versatzbergebunker
18 Gleis- oder Bandförderung
19 Abteilungsbunker
20 Bandförderung
21 Aufgabetrichter
22 Sperrarmatur

Claims (10)

1. Verfahren zum Einbringen von Blasversatz, insbesondere von vorklassierten Aufbereitungsabgängen in untertägige Hohlräume mittels einer Blasversatzmaschine, wobei das der Blasversatzmaschine zugeführte Blasversatzmaterial über eine Blasrohrleitung in den Hohlraum eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Versatzmaterial in der Blasrohrleitung eine aus feinst- bis feinkörnigen Füllstoffen und Wasser hergestellte sedimentationsstabi­ le Suspension dosiert zugemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Suspension mit dem Blasversatz in der Blasrohrleitung zwischen der Einspeisung und dem Austrag erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension in einer Rohrleitung von übertage bis hinter die Blasversatzmaschine gefördert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Sperr- und Sicherheitsarmaturen versehene hydraulische Rohrleitung auf Druck und Fördermenge überwacht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension aus Flotationsbergen und diesem zuge­ mischten feinkörnigen Reststoffen, wie Sanden oder Ver­ brennungsrückständen besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Blasversatz 15 Gew.% feinkörniger Reststoffe zu­ gemischt werden.

7. Vorrichtung zum Einbringen von Blasversatz, insbesondere von vorklassierten Aufbereitungsabgängen in untertägige Hohlräume mittels einer Blasversatzmaschine und einer daran anschließenden Blasrohrleitung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasversatzmaschine (1) nachgeschaltet in der Blasrohrleitung (2) eine Einschleuseinrichtung (3) zum dosierten Zumischen einer aus feinst- bis feinkörnigen Füllstoffen und Wasser hergestellten und über eine Rohrleitung (4) von übertage geförderten Suspension vor­ gesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß übertage eine Mischanlage (5) und dieser nachgeschaltet eine Pumpanlage (7) vorgesehen sind, an welche sich die bis zur Einschleuseinrichtung (3) führende Rohrleitung (4) anschließt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rohrleitung (4) Sperr- und Sicherheitsarmaturen (22) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschleuseinrichtung (3) eine über den Querschnitt der Blasrohrleitung (2) einen gleichmäßigen Eintrag gewährleistende Ausbildung aufweist.