Z E SZ YT Y NAUKOWE PO L IT ECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: EN ER GE T YK A z. 99
---I 2 fi 2 Nr kol. 918
Klaus SPIES
Institut fOr Bergbaukunde II an der
Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen
ENTWICKLUNGSNCTHODISCHE UNTERSUCHUNGEN ÜBER EINE NEUARTIGE KOMBINATION VON HYDROTRANSPORT UNO BLASVERSATZ
Zusammenfassung. Bei der zunehmenden Bedeutung, die der Einbringung von Vollversatz in den nächsten Jahren zukommen wird, genügt es nicht, die betriebsbewahrten Verfahren und Maschinen auch weiterhin gezielt zu verbessern, es muß darüber hinaus auch nach völlig neuen Technologien gesucht werden. Entwicklungsmethodische Untersuchungen, die am Institut für Bergbaukunde II der RWIH Aachen durchgeführt wurden, führten zu dem Ergebnis, daß in einer Kombination von Hydrotransport und Blasversatz eine erfolgversprechende neue LSsungsalternative für die flache und mäßig geneigte Lagerung zu sehen ist, welche die verfahrenstechnischen Nachteile des Spül Versatzes und des Blasversatzes vermeidet und die Vorteile beider Verfahren verbindet.
1. Allgemeines
Oer Einbringung von Vollversatz kommt in den meisten Landern, in denen der Strebbau das vorherrschende Ab
bauverfahren ist, eine ständig zunehmende Bedeutung zu. Dieser Trend wird sich zukünftig noch verstärken. In der stark geneigten und steilen Lagerung kann die Schwerkraft zum Einbringen des Versatzgutes in den Abbau
hohlraum genutzt werden, wenn der von vielen geologischen, gebirgsmechanischen, technischen, verfahrenstechni
schen, wirtschaftlichen und vor allem sicherheitlichen Aspekten abhängige Abbauzuschnitt dies zuläßt.
Oie vor allem aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus notwendig gewordene Abbaukonzentration und die sich daraus ergebende ständige Forderung nach Erhöhung der Betriebspunktförderung haben dazu geführt, daß vor allem in der Bundesrepublik Deutschland, wo die Kohlenproduktion unter einem außergewöhnlich hohen Kostendruck steht, das Abbaugeschehen im Laufe der letzten 20 Jahre ganz auf die flache und mäßig geneigte Lagerung zurückgenommen werden mußte. Obwohl man sich dabei bewußt war, daß durch derartige Entscheidungen, bei denen sich die Berg
leute in jedem Einzelfalle sehr schwer getan haben, nicht unerhebliche Kohlenvorräte wahrscheinlich für immer aufgegeben werden müssen, war letztendlich der Wettbewerbsdruck der inländischen und ausländischen Energie
träger dafür maßgebend, den Abbau auf die flachen und mäßig geneigten Lagerstättenteile zu beschränken, wo Betriebspunktförderungen bis zu 3000 und *»000 t.v. F. erreicht werden können. Bei gleichbleibender bzw. rück
läufiger Gesamtförderung wurden durch diese Abbaukonzentration ganz erhebliche Kosteneinsparungen vor allem in der Infrastruktur möglich, weil in den sogenannten rückwärtigen Diensten der Grubenbetriebe bekanntlich der überwiegende Teil der Kosten anfällt.
Für die Einbringung von Vollversatz ergeben sich hieraus zwei Konsequenzen: Das Versatzgut kann nur unter zusätzlicher Aufwendung von Energie in den Abbauhohlraum eingebracht werden und die für einen Betriebspunkt je Zeiteinheit, d. h. je Tag oder Schicht benötigten Versatzgutmengen werden immer größer (Abb.1).
Diese beiden an die Versatzeinbringung zu stellenden grundsätzlichen Anforderungen müssen nun im Zusammen
hang mit dem bereits erwähnten Trend gesehen werden, daß zukünftig aus einer ganzen Reihe von Gründen die Ein
bringung von Versatz in wesentlich stärkerem Maße als bisher notwendig wird:
Vollversatz vermindert die inneren und äußeren Bergschäden, verbessert die klimatischen Verhältnisse, was mit zunehmender Teufe immer wichtiger wird, verringert die Ausgasung und die Gefahr der Selbstent
zündung im Bereich des Alten Mannes.
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In dicht besiedelten Gebieten, wie beispielsweise im Ruhrgebiet, wird es insbesondere wegen der immer stärker werdenden Forderungen des Umweltschutzes und der Umwelterhaltung in Zukunft wesentlich schwieriger werden, geeignete Plätze für die Aufhaidung der anfallenden Berge zu finden, deren Anteil an der Rohförde
rung einschließlich der Ortsberge in der Bundesrepublik Deutschland bekanntlich in den letzten zwei Jahr
zehnten infolge der Vollmechanisierung auf etwa 50
%
angestiegen ist. Aus diesem Grunde ist sogar überlegt worden, die Abbauhohlräume unter Verzicht auf die vorgenannten Vorteile des tragenden Vollversatzes lediglich als "Deponien” für die Berge zu benutzen, wenn es möglich wäre, Teilversatz unter im Vergleich zum Vollversatz sehr stark reduzierten Kosten einbringen zu können.
In einigen Bergbaugebieten, so in der Volksrepublik Polen und in der CSSR, ist die Einbringung von Versatz wegen der außerordentlich hohen Gebirgsschlaggefahr notwendig.
Um - wie in der flachen und mäßig geneigten Lagerung erforderlich - tragfähigen Vollversatz unter Aufwendung von Energie einbringen bzw. einbringen und verdichten zu können, gibt es - wenn man von der Zugabe von Binde
mitteln einmal absieht - grundsätzlich nur vier physikalisch-technische tfi rkungsmechanismen, deren betriebliche Eignung für den untertägigen Grubenbetrieb als nachgewiesen angesehen werden kann. Es sind dies das Fördern und anschließende Abwerfen des Versatzgutes über beliebige Fördermittel hinweg mit nachträglichem Verdichten, das Einbringen mit hoher Geschwindigkeit über Schleudereinrichtungen, der Spülversatz und der Blasversatz.
Das Einbringen über vorzugsweise mechanisch wirkende Fördermittel mit nachträglicher, hinreichend hoher Ver
dichtung würde relativ konstruktions- und platzaufwendige Maschinen und Geräte erfordern (Abb. 2), für die in dem beengten Strebbereich, von dem aus der Versatz eingebracht werden muß, kaum genügend Raum vorhanden sein dürfte (1)*. Außerdem gibt es keinerlei Denkansätze, die erkennen lassen würden, daß das mechanische Einbringen mit nachträglichem Verdichten auch nur annähernd die Versatzgutmengen bewältigen könnte, welche in Hochlei
stungsbetrieben der flachen und mäßig geneigten Lagerung benötigt werden. Versatzschleudern (Abb. 3) haben sich in der Bundesrepublik Deutschland im untertägigen Grubenbetrieb bereits bewährt und sind auch jetzt noch außer
halb des Steinkohlenbergbaus zum Verfüllen der beim Kammerpfeilerbau entstehenden Hohlräume im Einsatz (2).
Entwicklungsmethodische Untersuchungen, die am Institut für Bergbaukunde II der RWTH Aachen durchgeführt wer
den, lassen zwar erkennen, daß dieses Prinzip der Versatzeinbringung die Grenzen seiner weiteren Entwicklungs
fähigkeit noch lange nicht erreicht hat, kurz- und mittelfristig gesehen kann jedoch nicht damit gerechnet wer
den, daß der Schleuderversatz eine in die betrieblichen Planungen von Versatzstreben einzubeziehende Konzept
variante werden wird. Damit bleiben nur der Spül- und der Blasversatz übrig, wenn man den Forderungen nach wesentlich verstärkter Versatzeinbringung in den nächsten Jahren gerecht werden will.
2 . V o r - u n d N a c h t e i l e v o n S p ü l - u n d B l a s v e r s a t z
Spülversatz hat gegenüber allen anderen Versatzverfahren den Vorteil einer außerordentlich hohen Leistungs
fähigkeit von 500 m5 /h Versatzgut bezogen auf die Laufzeit der technischen Einrichtungen (Abb. *»). Diese sind außerordentlich einfach aufgebaut und mit Ausnahme von Schiebern an Leitungsverzweigungen praktisch ohne beweg
te Bauteile. Die Belastung der Infrastruktur durch den Transport der Berge von der Tagesoberfläche bis zum Abbaubetrieb ist - verglichen mit den übrigen Versatzverfahren - ebenfalls die geringste von allen. Eine fest innerhalb des Streckenquerschnitts installierte Rohrleitung von 150-200 mm Durchmesser (3) stellt die geringste nur denkbare Belastung der Infrastruktur durch die Bergezufuhr dar und erfordert mit Ausnahme von gelegent
lichen Kontrollen der Rohre keinerlei Personalaufwand.
Diesen außerordentlich großen Vorteilen steht jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen gegenüber. Die Flexibi
lität, d. h . die Reaktionsfähigkeit auf unerwartet eintretende Betriebszustände im Streb,ist außerordentlich gering. Wenn es beispielsweise strebseitig plötzlich notwendig wird, die Versatzzufuhr zu stoppen, dann
Die eingeklammerten Ziffern beziehen sich auf das Schrifttumsverzeichnis am Schluß des Aufsatzes
Entwicklungsnethodlsche Untersuchungen., 265
benOtigt man bei Spülversatzanlagen Mit langen Rohrleitungssysteaen noch Mindestens 10 ain "Nachlaufzeit", u h Verstopfungen mit Sicherheit zu vermeiden, da sich das SpGlgut innerhalb der Leitungen nicht absetzen darf. Oie der "Nachlaufzeit" entsprechende Versatzgut- und Wassermenge muß vom Streb noch aufgenommen oder in die B e gleitstrecken abgeleitet werden. Oas gleiche gilt für den Beginn des Spülbetriebes, wo ebenfalls etwa 10 min Vorlauf mit Wasser ohne Beigabe von Versatzgut erforderlich isT, um auch hier Verstopfungen des Leitungssystems mit Sicherheit ausschließen zu können. Wird es aus betriebliche/! Gründen erforderlich, das SpOlsystem des öfteren abr und wieder anzuschalten, dann ergibt sich durch die entsprechenden Vor- und Nachlaufzeiten eine ganz erhebliche Leistungsminderung des ansonsten leistungsstarken Versatzsystems, abgesehen davon, daß be
trächtliche zusätzliche Wassermengen abgeleitet, geklärt und wieder zu Tage gepumpt werden müssen.
Die an den Rändern des Abbauhohlraumes notwendige Trennung von Versatzgut und Wasser bringt eine ganze Reihe von verfahrenstechnischen Nachteilen mit sich. Es müssen in den Abbaubegleitstrecken - und bei flacher und mäßig geneigter Lagerung auch im Streb - wasserdurchlässige Matten angebracht werden, die meist an ausschließ
lich für diesen Zweck zu setzenden Holzstempeln befestigt werden. Hierdurch ergibt sich ein beträchtlicher zu
sätzlicher Arbeits- und Kostenaufwand. Das Wasser muß abgeleitet und in besonderen Kammern geklärt werden, bevor es wieder zu Tage gepumpt werden kann. In der flachen und mäßig geneigten Lagerung bildet sich am Han
genden ein spitzwinkeliges, langgestrecktes Dreieck aus, das nicht verfüllt werden kann, weil der Wasserspiegel auch im Abbauhohlraum stets eine horizontale Lage einnimmt. Hierdurch tritt eine zeitliche Verzögerung in der Unterstützung des Hangenden ein, durch welche die Vorteile des ansonsten frühtragenden Spülversatzes häufig mehr als aufgehoben werden.
Blasversatzanlagen haben eine etwa halb so große Leistungsfähigkeit wie Spülversatzsysteme. Blasversatz erfordert ganz erheblich höhere technische Aufwendungen (und damit wesentlich höhere Kosten) in der gesamten Infrastruktur. Seine Flexibilität ist jedoch außerordentlich groß. Auch in der flachen und mäßig geneigten Lagerung kann der Abbauhohlraum relativ gut bis an die rückwärtigen Kappen des Strebausbaues verfüllt werden (*», 5, 6).Der beim Spülversatz zusätzlich erforderliche Arbeits- und Kostenaufwand för das Anbringen der als Filter dienenden Matten für das Ableiten, Klären und Zurückpumpen des Wassers entfällt. Beim Blasversatz kann, insbesondere in warmen Gruben, durch die expandierende Luft das Klima verbessert werden, jedoch ist der maschi
nentechnische Aufwand - verglichen mit dem Spülversatz - wesentlich größer.
Wenn man nun mit Blickrichtung auf die Entwicklung eines leistungsfähigen Systems für die Versätzzufuhr und -einbringung in der flachen und mäßig geneigten Lagerung die Vor- und Nachteile des Spülversatzes und des Blasversatzes einer entwicklungsmethodischen Untersuchung (7) unterzieht, dann läßt sich durch sinnvolle Kombi
nation beider Verfahren eine neuartige Konzeption finden, bei der sowohl für die eigentliche Einbringung des Versatzes als auch für den Transport des Versatzgutes und für die Nachbarbereiche die Vorteile beider Verfahren verstärkt und ihre Nachteile vermindert werden.
3. Hydrotransport und Blasversatz
Die neuartige Konzeption zur Versatzeinbringung geht davon aus, die überzeugenden Vorteile des Hydrotrans- portes für die Versatzzufuhr beizubehalten, jedoch die Nachteile des Spülversatzes im Abbaubereich zu vermei
den. Eine hohe Flexibilität wird dadurch erreicht, daß an der Nahtstelle zwischen Hydrotransport und Blasver
satz Bunker vorgesehen werden, in denen zusätzlich noch die Trennung von Wasser und Versatzgut erfolgt, so daß das Wasser mit dem Nebengestein nicht mehr in Berührung kommt, Klärung und Zurückpumpen überschaubar und in wesentlich einfacherer Weise erfolgen können. Die Systemkombination macht sich ferner den Vorteil zu Nutze, daß auf der Blasversatzseite die derzeit gebräuchlichen maschinentechnischen Einrichtungen und beim Hydrotransport die bisherigen Rohrleitungssysteme weiter benutzt werden können. Da sich die Leistungsfähigkeit des Hydrotrans- portes und die des Blasversatzes bezogen auf den durchzusetzenden Versatzgut-Volumenstrom etwa wie 2 : 1 ver
halten, bietet es sich an, den Abbau so zu führen, daß eine Hydrotransportleitung zur Versorgung von zwei Blas
versatzstreben benutzt werden kann. Sollte es der Abbauzuschnitt nicht erlauben, zwei Abbaubetriebe mehr oder
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weniger parallel zueinander zu führen, so ist es grundsätzlich auch möglich, das Kombinationsverfahren in ein und demselben Streb anzuwenden. Oann entfällt jedoch der Vorzug, das Wasser vollständig aus dem Abböubereich herauszuhalten. Allerdings kann mit dieser Verfahrenskombination erreicht werden, daß das in der flachen und mäßig geneigten Lagerung bei ausschließlicher Verwendung von Spülversatz nicht verfüllbare spitzwinkelige Drei
eck beseitigt wird, weil nur der untere liegendnahe Teil des Abbauhohlraumes mit Spülversatz, der obere han- gendnahe Teil jedoch mit Blasversatz verfüllt wird.
Bei zweiflügeligem Abbau (Abb. 5), wo die Vorteile der neuen Konzeption zweifellos am besten genutzt werden können, ist in die Hydrotransportleitung, durch welche das Versatzgut von der Tagesoberfläche aus herangeführt wird, eine Dosier- und Umschaltvorrichtung eingebaut, die es gestattet, das Wasser-Berge-Gemisch wahlweise dem einen oder anderen Streb zuzuführen, ohne daß für den Umschaltvorgang der Volumenstrom des Wasser-Berge- Gemisches unterbrochen werden müßte. Die beiden Verzweigungen des Rohrleitungssystems für den Hydrotransport, die sich an die Dosier- und Umschaltvorrichtung anschließen, führen das Wasser-Berge-Gemisch abwechselnd dem Entwässerungsbunker des einen oder des anderen Bauflügels zu. Mit dem Umschaltvorgang automatisch gekoppelte Wasserzufuhrdüsen, die unmittelbar hinter der Dosier- und Umschaltvorrichtung angeordnet sind, sorgen dafür, daß nach dem Umschaltvorgang für eine gewisse Zeit Wasser nachströmt, damit Verstopfungen in den Verzweigungs
leitungen ausgeschlossen werden können. Hinter den Entwässerungsbunkern sind Dosierbänder vorgesehen, deren Geschwindigkeit vom Blasdruck geregelt wird, damit der Luftstrom in den nachgeschalteten Blasmaschinen unabhän
gig vom jeweiligen Betriebszustand stets mit der maximalen Bergemenge beladen werden kann.
Da der Volumenstrom des Hydrotransportsystems - wie bereits erwähnt - etwa doppelt so groß ist wie die Kapa
zität der Blasversatzsysteme, wird sich der jeweilige Entwässerungsbunker, auf welchen das Wasser-Berge-Gemisch geleitet wird, allmählich füllen. Ist die Aufnahmekapazität des Entwässerungsbunkers erschöpft, wird auf den jeweils anderen Bauflügel umgeschaltet. Wenn das Hydrotransportsystem und beide Blasversatzsysteme in Betrieb sind, wird sich der eine Entwässerungsbunker etwa in der gleichen Zeit füllen, in welcher der andere entleert wird, d. h. beim "idealen Betriebszustand" können das Hydrotransportsystem und die beiden Blasversatzsysteme ohne Unterbrechung arbeiten. Treten Störungen in einer der drei Systemkomponenten auf, reichen Flexibilität und Pufferungsmöglichkeiten aus, die negativen Auswirkungen von Betriebsstillständen auf das gesamte Betriebssystem so gering wie nur eben möglich zu halten.
Die Entwässerungsbunker sollten vorzugsweise in den Abbaustrecken in unmittelbarer Nähe der Abbaubetriebe aufgestellt werden. Beim derzeitigen Stand der Entwicklungsarbeiten scheint es besonders vorteilhaft zu sein, sie als fahrbare oder vorziehbare Durchlaufbunker auszubilden. Wegen der Volumenstrorarelation zwischen Hydrotransport und Blasversatz wird während der Beschickung des Bunkers durch die Hydrotransportleitung etwa die Hälfte der anfallenden Berge Uber das Dosierband der Blasmaschine zugeführt, während die andere Hälfte im Bunker gespeichert wird. Das Entwässern der Bunker erfolgt über in deren unterem Bereich angeordnete Sammel
becken, Abführungsleitungen und Sinkabscheider, in denen sich wesentliche Teile des noch in der Flüssigkeit befindlichen feinkörnigen Feststoffes absetzen. Der Überlauf dieser Sinkabscheider wird über Pumpen auf Hydro- zyklon-Batterien weitergeleitet. Das aus den Hydrozyklonen austretende Wasser ist weitgehend vom Feststoff gereinigt. Es wird über entsprechende Leitungen zum Schacht zurückgepumpt, während der eingedickte Feststoff über Schlammpumpen auf den Entwässerungsbunker geleitet wird. Der Feststoff, welcher sich in den Sinkabschei
dern absetzt, wird in gewissen Zeitabständen entnommen und über nicht dargestellte mechanische Fördereinrich
tungen der. Entwässerungsbunkern zugeführt.
Wegen d e s M a s s e n s t r o m v e r h ä l t n i s s e s von ? : 1 bei H y d r o t r a n s p o r t und ß l a s v e r s a t
2
müssen d i e Durchlaufgeschwindigkeiten der Entwässerungsbunker und damit die Geschwindigkeiten der mechanischen Fördereinrichtungen in diesen Bunkern veränderbar sein, in Abhängigkeit von den drei Betriebsgrößen Volumenstrom an der Aufgabeseite, Bunkerfüllung und Entnahme geregelt und den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepaßt werden können. Mit den heutigen Möglichkeiten der Prozeßleittechnik dürfte diese Optimierungsaufgabe ohne weiteres zu lösen sein.
E nt wl ck l un g s m e t h o d l s e h e U n t e r s u c h u n g e n 267
Die den Bunkern nachgeschalteten Dosierbänder dienen ausschließlich dazu, die Beladungsmenge des luftstroas über den jeweiligen Blasdruck automatisch zu regeln und zu optimieren.
Für den konstruktiven Aufbau des Entwässerungsbunkers gibt es eine ganze Reihe von technischen Realisie- rungsmöglichkeiten. In jedem Fall müssen die Bunker den räumlichen Verhältnissen in den Abbaustrecken angepaßt werden, wodurch jedoch die Bunkerkapazität keineswegs eingeschränkt zu werden braucht, da in den Strecken der Querschnitt zwar beengt ist, jedoch hinreichend an Länge zur Verfügung steht. Die Bunker können beispielsweise als Bunkerförderer (Abb. 6) ausgebildet sein, bei denen zwischen zwei kräftigen,hochgezogenen Seitenblechen ein Mehrfachkettenband mit Rundgliederketten und Mitnehmern umläuft. Zur Entwässerung befinden sich zumindest im Bodenblech, je nach Konstruktionsart möglicherweise auch in den Seitenwänden Bohrungen oder Schlitze. Durch ein Ableitblech wird das Wasser mit den darin noch enthaltenen kleinen Feststoffteilchen in das Sammelbecken weitergeleitet, wobei dafür Sorge getragen werden sollte, daß das Untertrum des Bunkerförderers außerhalb des Entwässerungsbereiches angeordnet wird. Kufen oder auf der prinzipiellen Darstellung nicht eingezeichnete fahr
werke sorgen dafür, daß der Bunker dem Abbaufortschritt und dem Vorrücken der Blasmaschine folgend in seiner Längsachse vorwärts bewegt werden kann.
Eine andere mögliche Konzeptvariante des Entwässerungsbunkers scheint besonders dann vorteilhaft zu sein, wenn bei lettigem Versatzgut eine Verklebung der Entwässerungsbohrungen oder -schlitze zu erwarten ist (Abb. 7). Ein umlaufender Wanderrost übernimmt bei dieser Ausführungsform den Transport und die Entwässerung des Versatzgutes. Wenn die Stäbe des Wanderrostes quer zur Förderrichtung angeordnet sind, dann erfolgt über den Antriebstrommeln ein "Aufspreizen" benachbarter Stäbe des Rostes, wodurch Verkrustungen bei lettigem Ver
satzgut entweder von selbst herausbrechen oder durch zusätzliche mechanische Reinigungseinrichtungen heraus
gebürstet werden können. Da bei dem notwendigen Bunkervolumen erhebliche Zugkräfte zur Bewegung des Wander
rostes zu erwarten sind, ist es zweckmäßig und vorteilhaft, den Wanderrost auf einem Doppelaußenkettenband ab
zustützen, um die Stäbe und die Gelenke des Rostes nicht mit den Zugkräften zu belasten. Das Wasser mit den darin noch enthaltenen Feststoffteilchen kann - wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform - über ein schräg angeordnetes Leitblech in ein Sammelbecken geführt und anschließend in die Sinkabscheider weitergeleitet werden.
Auf Abb. 8 ist der prinzipielle Aufbau einer möglichen Ausführungsform der Dosier- und Umschaltvorrichtung für die Verzweigung des Hydrotransportsystems im Abbaubereich dargestellt. Das Gerät gestattet es, das Umschal
ten oder auch Dosieren eines Wassers-Feststoff-Gemisches ohne Unterbrechung des Volumenstromes vorzunehmen. Es besteht im wesentlichen aus einem rotationsfähigen konischen Rohrabschnitt, welcher über Wälzlager in einem kräftigen Rahmen gelagert ist. Entsprechende Abdichtungen sorgen dafür, daß das Wasser-Feststoff-Gemisch weder austreten noch die Wälzlager verschmutzen kann. An der einen Seite umfaßt das rotationsfähige konische Rohr
stück die Zuführungsleitung, an der anderen Seite steckt es in einem Ring, welcher an der V-förmigen Verzwei
gung angebracht ist. In das rotationsfähige konische Rohrelement ist einseitig ein Futterstück eingelegt, welches vorzugsweise aus verschleißfestem Werkstoff besteht und leicht auswechselbar ist. Mit diesem Futter
stück wird in den beiden Endstellungen ein Rohrleitungsstrang der Verzweigung verschlossen und der Volumenstrom in den jeweils anderen offenen Strang hineingeleitet. Die Ablenkung des Wasser-Berge-Gemisches erfolgt relativ spitzwinkelig, so daß der Gesamtverschleiß und der Durchflußwiderstand gering bleiben. Die Achse des abgewin
kelten Förderstromes stimmt im Auslauf des rotationsfähigen konischen Rohres mit der Achse des Rohrleitungs
stranges überein, in welchen der Volumenstrom hineingeleitet wird.
Wenn man das rotationsfähige konische Rohrstück nicht bis in die vorgesehenen Endstellungen dreht, sondern in Zwischenstellungen anhält, dann kann der Förderstrom genau dosiert auf beide Verzweigungsäste aufgeteilt werden. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl weiterer Anwendungsmöglichkeiten innerhalb und außerhalb des Berg
baus.
Um das Prinzip der Dosier- und Umschaltvorrichtung betrieblich zu erproben, wurde ein gegenüber den Abmes
sungen für den Hydrotransport von Wassser-Berge-Gemischen maßstäblich verkleinerter Prototyp gebaut, der 2um
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Umschalten und Dosieren in einer Beton-Hinterfüll- und Verpreßeinrichtung in Grubenbauen, die unter Abbaudruck geraten sind, auf Schachtanlagen des Ruhrgebietes eingesetzt werden soll.
Bei dem entwicklungsmethodisch gefundenen neuen System der Kombination von Hydrotransport und Blasversatz handelt es sich im gegenwärtigen Entwicklungsstadium lediglich um eine Konzeption, deren grundsätzliche Mach
barkeit als gegeben angesehen werden kann, weil die technischen Einrichtungen fUr Hydrotransport und Blas
versatz betrieblich vielfältig bewährte Systemkomponenten sind und die zusätzlich benötigten Bauteile, wie der Entwässerungsbunker und die Dosier- und Umschaltvorrichtung keine grundsätzlich neuen Probleme aufwerfen.
Trotzdem bedarf das System noch eines aufwendigen und langen Entwicklungsweges, bis einmal ein betrieblicher Großeinsatz ins Auge gefaßt werden kann. Das gilt sowohl für die Detailkonstruktionen zum Entwässerungsbunker und zur Dosier- und Umschaltvorrichtung als auch für die Beseitigung der bei diesen Einrichtungen in den ersten Betriebseinsätzen zu erwartenden Kinderkrankheiten. Weiterhin sind verfahrenstechnische Untersuchungen durch
zuführen, um zu einer Detailabstimmung der Durchsatzleistungen von Hydrotransport- und Blasversatzanlage sowie zu einer optimalen Dimensionierung der zwischenzuschaltenden Bunkerkapazitäten zu kommen. Vor allem müssen Fallstudien darüber angefertigt werden, wie nach betrieblichen Störungen in einzelnen Systemkomponenten oder in den benachbarten Betriebsbereichen die sich daraus möglicherweise ergebenden negativen Auswirkungen auf den gesamten Betriebsablauf so gering wie möglich gehalten werden können. Sowohl die weiteren verfahrenstechnischen Untersuchungen als auch die vor Beginn der eigentlichen Konstruktionsarbeiten noch notwendigen Grundsatzstudien sollen im Rahmen eines Forschungsvorhabens am Institut für Bergbaukunde II der RWTH Aachen durchgeführt werden.
Literatur
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R ec en z e n t : Prof. dr heb. lnż. D an P ALARSKI
W p ł y nę ło do Re dakcji 1987.0 2. 26
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W n a jb liższych latach w pr ow a d z e n i e pełnej p o d s ad z ki dla t e r en ów g ó r n i czych'1 , gdzie w p rz e wa żajęcyn stopniu p ro wa dz o na była e k s pl o at ac ja ś ciano
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Entwicklungsnethodlschen untersuchungen.. 269
rozwoju dotychczas sp r aw dzonych ne t od 1 maszyn do doprowadzania podsadzki, n iezbę d ni e konieczne jest po sz u kiwanie zupełnie nowych dotychczas niewyko
r zy st ywanych technologii. Studia rozwojowe na temat podsadzania złóż o ma
łym 1 u mi ar kowanym nachyleniu, p rowadzone w Instytucie Nauk Górniczych przy RWTH w Aachen, d o pr ow ad z ił y do wniosku, że kombinacja hydrotranspor- tu z p o d s a dz an ie m pneumaty c zn ym stwarza szcze gó ln i e korzystne rozwiązanie, gdyż można uzyskać wzrost wydajn oś ci i uniknąć licznych słabych punktów 1 niektórych trudnych zagadnień. P onieważ wydajności dotychczas stosowa
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des F ör d e r a n t e i l s aus St re b e n mit
V O L L V E R S A T Z In ei ni ge n Lä nd e r n
V e r r i n g e r u n g der G e b i r g s s c h l a g g e f e h r
V e r r i n g e r u n g von A u s g a s u n g und S e l b s t e n t z ü n d u n g s gef ah r
K o n z e n t r a t i o n des Abb a us auf die flache und m ä ßi g ge n ei g t e La ge r u n g
K o s t e n e i n s p a r u n g e n du rch B r uc h b a u V e r r i n g e r u n g der ä u ße r e n und inn eren B e rg s c h ä d e n
V e r b e s s e r u n g des G r u b e n kl im as
De p o n i e für den B e r g e an t ei l und für die Or ts b e r g e
G r ü n d e für die V E R M I N D E R U N G des F ö r d e r a n t e i l s aus S t r e b e n mit V O L L V E R S A T Z
Abb. 1: firönde für die verstärkte Einbringung von Vollversatz
Abb. 2; Hydraulische Einrichtung zu« Abb. 3: Versatzschleuder Verdichten von Versatz
Entwlcklungawethodlachen unttrauchungen.. 271
Spül - versatz
Vorteile
T r a g f ä h i g k e i t
[ S e h r h o h e L e i s t u n g s f ä h i g k e i t
I n f r u t r u k t u r
• n d in d e r
| K e i n e E n e r q i c z u f u h r
Nachteile
E r h e b l i c h e B e l a s t u n g e n r c h M a t t e r i« A b b a u b e r e i c h ____________________
I
H e r s t e l l e n a r b e i t e - u n d k o s t e n a u f w e n d i g e r V e r s c h l i g e■ it d u r c h l ä s s i g e n H a t t e n f ü r d i e E n t w ä s s e r u n g ________________
[
K l ä r u n g d e s H a s s e r s in b e s o n d e r e n G r u b e n b a u e nS e h r g e r i n g e F l e x i b i l i t ä t , V o r - u n d N e c h l s u f z e i t e n n u r w i t H a s s e r _______________
ln d e r f l a c h e n u n d « ä Q i g g e n e i g t e n L a g e r u n g u n v e r f ü l l t e s D r e i e c k z w i s c h e n H ä n g e n d e « u n d V e r s a t z
B las- versatz
A u c h i n d e r f l a c h e n u n d w ä O i g g e n e i g t e n L a g e r u n g
r e l a t i v d i c h t e r V e r s a t z b i s z u « r ü c k w ä r t i g e n E n d e d e s S t r e b a u s b a u s
H o h e A u f w e n d u n g e n i n d e r I n f r a s t r u k t u r
E r h e b l i c h e r « a s c h i n e n t e c h n i a c h e r A u f w a n d für d i e E i n b r i n g u n g
H o h e v e r f a h r e n s t e c h n i s c h e F i e x i b i l i t ä t __________________
I S t a u b b e l a s t u n q i w S t r e b
E x p a n s i o n d e r L u f t
Abb. *t: Vor- und N a c hteile von S p ül- und Blasversatz
Abb. 5: Konzept des neuartigen Hydrotransport-Blasversatz-Systeras für zweiflügeligen Abbau
Ab b - 6: Prinzipieller Aufbau eines Ent- Abb. 7: Prinzipieller Aufbau eines Wäseerungsbunkers mit umlaufendem Entwässerungsbunkers mit um
Kettenband laufendem Wanderrost
Umschalt- u n d Dosiereinrichtung für Wasser-Feststoff-Genische
