DE3631385C2

DE3631385C2 -

Info

Publication number: DE3631385C2
Application number: DE19863631385
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 4234 Alpen-Veen De Ehren; Heinz Dr. Dipl.-Phys. 8217 Mainbernheim De Ruf; Manfred 4350 Recklinghausen De Schulz
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1986-09-15
Filing date: 1986-09-15
Publication date: 1990-11-08
Also published as: DE3631385A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mörtelzusammensetzung auf Gipsbasis zum Konsolidieren, Hinterfüllen und Dammherstellen in untertägi gen Strecken, die mittels eines einzigen Aggregats durch Sprit zen in etwa radialer Richtung verarbeitet wird.

Sowohl aus gebirgsmechanischen als auch aus sicherheitlichen Gründen müssen Verformungen des Querschnitts untertägiger Strecken so gering wie möglich gehalten werden. Solche Verfor mungen treten insbesondere beim Auffahren der Strecken und beim Durchgang des Strebs auf; durch die zunehmende Teufe und die ständig steigenden Abbaufortschritte wird diese Gefahr noch ver größert. Ihr wird am wirksamsten dadurch begegnet, daß der Aus bau (Konsolidieren, Setzen der Stahlbögen, Hinterfüllen und Dammherstellen) auf Wunsch des Untertagebergbaus zum frühest möglichen Zeitpunkt eingebracht wird. Der Idealfall wäre fol gender:

1. Das Konsolidieren erfolgt sofort nach dem Schießen des Ab schlags.
2. Unmittelbar nach dem Wegräumen des Haufwerks werden die Stahlbögen bis zur Ortsbrust gesetzt und hinterfüllt.
3. Der Streckenbegleitdamm wird im Gleichschritt mit dem Vor rücken des Kohlenstoßes unter Belassung der Mindeststreböff nung mitgeführt.

Von diesen Maßnahmen läßt sich bei der herkömmlichen Auffahr technik nur die gemäß Ziff. 1 verwirklichen. Allerdings werden dafür teure Bergbaumörtel (sogenannte Sonderbaustoffe) verwen det, die als Sackware in eigens dafür vorgesehenen Maschinen verarbeitet werden.

Die Maßnahme gemäß Ziff. 2 ist nur mit Einschränkungen durch führbar. So muß zumindest während des bei der herkömmlichen Auffahrtechnik von der Ortsbrust weg in axialer Richtung von außerhalb des Streckenquerschnitts stattfindenden Hinterfül lens die Bohrarbeit ruhen. Da die damit verbundene Minderung der Auffahrleistung im Hinblick auf die großen Abbaufortschrit te nicht hingenommen werden kann, wird das Hinterfüllen im Ab stand von mindestens einer Abschlaglänge von der Ortsbrust nach geholt. Im übrigen ist der zum Hinterfüllen verwendete Bergbau mörtel ein anderes Material als der Konsolidierungs-Bergbaumör tel; er wird auch mit anderen Aggregaten als dieser verarbei tet.

Die Maßnahme gemäß Ziff. 3 läßt sich bei der herkömmlichen Auf fahrtechnik überhaupt nicht realisieren. Da das Dammbaumaterial in axialer Richtung in die zweiseitige Verschalung eingeblasen wird, ist für die Unterbringung des Krümmers mit Beruhigungs strecke, des Austragsschlauchs und des Mindestabstands zur Dammböschung ein sich an die Mindeststreböffnung anschließen der offener Raum erforderlich, so daß der Dammkopf nicht auf den Mindestabstand zum Kohlenstoß herangeführt werden kann. Der für den Damm verwendete Bergbaumörtel ist ein anderes Ma terial als der Konsolidierungs-Bergbaumörtel und kann sich auch von dem Hinterfüll-Bergbaumörtel unterscheiden.

Die praktische Verwirklichung dieser Maßnahmen soll an folgen dem Beispiel veranschaulicht werden: Nach dem Schießen des Ab schlags wird die für das Konsolidieren verwendete Maschine installiert sowie mit der Sackware beschickt und dann die Kon solidierung der freigeschossenen Streckenstöße und -firste vor genommen; danach muß die Maschine wieder zurückgezogen und bei seite gestellt werden. Die aufwendige bzw. schwierige Handha bung dieses Sonderbaustoffs in Verbindung mit der aus Platz gründen geringen Bevorratung führt dazu, daß die Konsolidie rung nicht immer in dem den sicherheitlichen Belangen ent sprechenden Umfang durchgeführt wird. Nach dem anschließenden Wegladen des Haufwerks werden die Stahlbögen gesetzt und die Rollverzugsmatten eingebaut. Ein sofortiges Hinterfüllen die ser letzten Abschlaglänge ist aus den vorstehend geschilderten Gründen nicht möglich; sie bleibt mindestens bis zum Setzen der Stahlbögen der nächsten Abschlaglänge offen und begünstigt so Streckenverformungen. Für das Hinterfüllen müssen die dafür bestimmten Aggregate installiert und nach Beendigung der Maß nahme teilweise abgebaut werden. Zum Herstellen des Strecken begleitdamms sind umfassende Vorarbeiten wie Einbringen eines vorläufigen Ausbaus zur Sicherung des Streckensaums, Herrich ten einer zweiseitigen Verschalung usw. erforderlich; außer dem läßt der Damm sich nur diskontinuierlich herstellen, so daß zumindest zeitweise in axialer Richtung langgestreckte Räume offen stehen, was ebenfalls Streckenverformungen be günstigt.

Daraus geht hervor, daß für jede der drei vorgenannten Aus baumaßnahmen, zumindest jedoch für das Konsolidieren einer seits sowie für das Hinterfüllen und Dammherstellen anderer seits, ein anderer bzw. unterschiedlicher Bergbaumörtel ein gesetzt werden muß. Theoretisch wäre es zwar denkbar, daß ein zum Konsolidieren verwendeter Bergbaumörtel auch zum Hinter füllen und Dammherstellen eingesetzt wird, doch wäre eine solche Maßnahme nicht mehr wirtschaftlich, weil die zum Kon solidieren verwendeten Bergbaumörtel stets teure Sonderbau stoffe sind.

Aus der DE-PS 31 14 555 ist ein Ausbau- und Versatzmaterial für den Grubenbetrieb bekannt, das aus a-Gips, Steinkohlen- Flugasche, einem grobkörnigen mineralischen Zuschlag und einem Kalkspender besteht, wobei die Anteile des α-Gipses und der Flugasche je 25-55 Gew.-%, des grobkörnigen mine ralischen Zuschlags 10-40 Gew.-% und des Kalkspenders 1-6 Gew.-% ausmachen. Dieser bekannte Bergbaumörtel ist jedoch zur Konsolidierung nicht geeignet. Diese Ausbaumaß nahme verlangt eine soforttragende Festigkeitsentwicklung des Bergbaumörtels, die das bekannte Ausbau- und Versatz material nicht besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bergbaumör tel zu schaffen, der eine weitgehende Annäherung an die ein gangs wiedergegebenen Idealbedingungen zu wirtschaftlich ver tretbaren Bedingungen ermöglicht, d.h. also einen Bergbaumör tel, der zum Konsolidieren, Hinterfüllen und Dammherstellen gleichermaßen geeignet ist und mittels eines einzigen Aggre gats durch Spritzen in etwa radialer Richtung verarbeitet wird, pneumatisch förderbar ist, einen geringen Rückprall beim Spritzen hat, rasch ansteift und eine gute Festigkeits entwicklung aufweist, die auch bei erhöhten Temperaturen und Feuchteeinwirkung nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Mörtelzusammensetzung als Gips ein α-Gips mit 15-50 Gew.-% sowie außerdem vor der Zugabe kompaktierte und dann auf eine Körnung von 0-6 mm zerkleinerte Kraftwerksrest stoffe mit 20-50 Gew.-%, Zement mit 10-20 Gew.-%, mine ralischer Zuschlag mit 15-40 Gew.-% und bis 1 Gew.-% eines sulfatischen Anregers enthalten sind und das Wasser- Feststoff-Verhältnis 0.12-0.25 beträgt.

Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von dem bekannten Ausbau- und Versatzmaterial vor allem durch die beiden fol genden Merkmale:

1. Der Feinanteil des Bergbaumörtels ist durch das Kompak tieren der Kraftwerksreststoff-Komponente drastisch re duziert, was die pneumatische Förderbarkeit verbessert und die zur Staubbekämpfung erforderliche Wassermenge verringert. Darüber hinaus ist dadurch der Anmachwasser- Bedarf des Bergbaumörtels reduziert, was ein rückprall freies Spritzen mit raschem Ansteifen ermöglicht und eine soforttragende Festigkeitsentwicklung gewährleistet.
2. Der Zementanteil des Bergbaumörtels ist drastisch erhöht, so daß er nicht nur - wie bei dem bekannten Ausbau- und Versatzmaterial - als Anreger für die Flugasche wirkt, son dern als Bindemittel zur Festigkeitsentwicklung beiträgt, und zwar in deren soforttragender Phase. Außerdem macht der hohe Zenentanteil in Verbindung mit dem α-Gips die Festig keitsentwicklung unanfällig gegen erhöhte Temperaturen und Feuchteeinwirkungen.

Die Zugabe eines sulfatischen Anregers ist von der chemischen Zusammensetzung der Zuschlagstoffe abhängig. Es sind deshalb auch Fälle möglich, in denen sie entfallen kann.

Die Verwendung einunddesselben Bergbaumörtels ermöglicht eine zentrale Versorgung; es entfällt also zunächst die Notwendig keit, mehrere Arten von Bergbaumörteln transportieren und be vorraten zu müssen, wodurch die Störanfälligkeit des Verfah rens durch Organisationsprobleme verringert wird. Weiter ent fällt beim Konsolidieren die zeitaufwendige und körperlich an strengende Beschickung der Maschine mit Sackware. Da die drei Ausbaumaßnahmen mit nur einem Aggregat durchgeführt werden können, werden die Rüstzeiten erheblich vermindert. All das wirkt sich also in Zeitersparnis aus, so daß die Ausbaumaß nahmen schneller als bisher durchführbar sind.

Aber auch in anderer Hinsicht wirkt sich die Verwendung ein unddesselben Bergbaumörtels für alle drei Ausbaumaßnahmen vorteilhaft aus. Da für die Konsolidierung stets ausreichend Material zur Verfügung steht und dessen Verarbeitung nicht mehr mit besonderen Schwierigkeiten verbunden ist, wird ein Unterlassen der Konsolidierung kaum noch vorkommen, was die Sicherheit steigert. Da anstelle der bislang benötigten min destens zwei Aggregate nun mit nur einem Aggregat auszukom men ist, ergeben sich auch in kostenmäßiger Hinsicht Vor teile.

Darüber hinaus läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Bergbau mörtel ein völlig homogener Ausbau erzielen, da die stoff liche Identität der Konsolidierungsschicht, der Hinterfül lung und des Streckenbegleitdamms in Verbindung mit dem ra dialen Einspritzen zu einem gleichmäßigen Aufbau dieser Aus bauteile für sich und zu einer innigen Verbindung dieser Aus bauteile miteinander führt. Dadurch wird eine hohe Gesamtsta bilität und Wetterdichtigkeit des Ausbaus erreicht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist bzw. sind der mineralische Zuschlag Anhydrit und/oder Kalkstein und/oder Berge.

Zweckmäßigerweise sind die als den Bergbaumörtel verbilligen de Komponenten gedachten Kraftwerksreststoffe Flugasche und/ oder Wirbelschichtasche und/oder Rauchgasentschwefelungspro dukte der Sprühabsorption und/oder Produkte aus der nassen Rauchgasentschwefelung wie Calciumsulfatdihydrat und -halb hydrat.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Kraftwerksreststof fe jeder für sich oder als Mischung kompaktiert sind.

Der erfindungsgemäße Bergbaumörtel läßt sich außer für die Ausbaumaßnahmen Konsolidieren, Hinterfüllen und Dammherstel len auch noch für das Sanieren von Strecken, d.h. also für das Ausfüllen von Streckenausbrüchen od.dgl., verwenden.

Claims

1. Mörtelzusammensetzung auf Gipsbasis zum Konsolidieren, Hin terfüllen und Dammherstellen in untertägigen Strecken, die mittels eines einzigen Aggregats durch Spritzen in etwa ra dialer Richtung verarbeitet wird, wobei als Gips ein α-Gips mit 15-50 Gew.-% sowie außerdem vor der Zugabe kompak tierte und dann auf eine Körnung von 0-6 mm zerkleinerte Kraftwerksreststoffe mit 20-50 Gem.-%, Zement mit 10- 20 Gew.-%, mineralischer Zuschlag mit 15-40 Gew.-% und bis 1 Gew.-% eines sulfatischen Anregers enthalten sind und das Wasser-Feststoff-Verhältnis 0.12-0.25 beträgt.

2. Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der mineralische Zuschlag Anhydrit und/oder Kalk stein und/oder Berge ist bzw. sind.

3. Mörtelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Kraftwerksreststoffe Flugasche und/oder Wir belschichtasche und/oder Rauchgasentschwefelungsprodukte der Sprühabsorption und/oder Produkte aus der nassen Rauch gasentschwefelung wie Calciumsulfatdihydrat und -halbhydrat sind.

4. Mörtelzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftwerksreststoffe jeder für sich oder als Mischung kompaktiert sind.