книги / Technologie des Kali - und Steinsalzbergbaus

kleineren Zubringerpumpen den Monitoren in den Spülbunkern oder den Spülbe­ hältern mit Düsenbetrieb wieder zugeführt. Damit ist der Laugenkreislauf geschlossen (Bild 11/8).

11.1.2.8. D urchführung des Spüiversatzes in der Praxis

Sämtliche Arbeiten im Spülversatz müssen gut aufeinander abgestimmt sein. Dies trifft besonders für die Zusammenarbeit zwischen dem Monitorbediener über Tage und der Spülversatzbelegschaft in der Grube zu.

Das Bedienen des Monitors verlangt Erfahrung und große Geschicklichkeit, da immer ein möglichst gleichmäßiger Laugenstrahl so in die Versatzmasse eingespritzt werden muß, wie es die Gleichmäßigkeit des Spülgemisches verlangt. Ein zu starkes Unter­ spülen des im Bunker liegenden Rückstandsberges kann zum plötzlichen Nachfall einer großen Menge festen Rückstandes führen und die Spülleitung verstopfen. Grundsätzlich muß vor jedem Spülvorgang einige Minuten nur mit Lauge gearbeitet werden, um festzustellen, ob die Leitung frei ist. Dann folgt die eigentliche Spülung, der sich zum Abschluß wieder ein Nachspülen mit reiner Lauge anschließt. Diese drei Etappen heißen Vorspülung, Vollspülung und Nachspülung.

Die Dauer der Vollspülung richtet sich nach der Menge des anfallenden Fabrikrück­ standes und damit nach der Höhe der Rohsalztagesförderung des Betriebes. Eine mittelgroße KCl-Fabrik, die Hartsalz verarbeitet, verlost stündlich etwa 250 t Rohsalz; wenn davon 80% an nicht verwertbarem, festem Rückstand anfalleri und je Schicht eine Vollspülung in die Grube genommen wird, müssen in 4 bis 5 Stunden (diese Zeit steht für eine Vollspülung maximal zur Verfügung) 8 X 200 = 1600 t Rückstand von der gesamten Versatzanlage bewältigt werden. Diese Leistung kann eine normale Spülversatzanlage sowohl mit Monitor als auch mit Düsenbetrieb ohne weiteres erreichen.

Die Arbeit der Versatzkolonnen unter Tage ist nicht leicht. Die rechtzeitige und um­ fassende Vorbereitung des Versatzes, d. h. die Spülreifmachung der leergeförderten Abbaue oder ganzer Abbaublöcke, ist Voraussetzung für die Erfüllung dieses wichtigen Teiles des Grubensicherheitsprogrammes.

Im Versatzbetrieb unter Tage müssen Block- und Einzelabbauverspülung unterschie­ den werden.

Bei sehr unruhiger Lagerung kommt nur Einzelverspülung in Frage, wobei die Bil­ dung von Laugensäcken in Mulden zu vermeiden ist. Bei Pfeilerrückbau oder bei der teilweisen Gewinnung qualitativ wertvoller Salze mit Hilfe von Pfeilerdurchörte­ rungen ist ebenfalls Einzelverspülung durchzuführen. Die Schnelligkeit eines mög­ lichst sofort nach Leerförderung des Abbaues einzubringenden Versatzes ist in sol­ chen Sonderfällen als Maßnahme gegen mögliche Gebirgsdruckauswirkungen unbe­ dingt erforderlich. Allgemein wird also die Einzelabbauverspülung überall dort ange­ wandt, wo der Abbau vom System des normalen Kammerbaues abweicht.

Bei flacher oder flachwelliger Lagerung herrscht die Blockverspülung vor, mit der eine wesentlich höhere Arbeitsproduktivität als bei der Einzelverspülung erreicht werden kann. Ureter einem Spülblock versteht man eine Reihe zusammenhängender, leerge­ förderter Abbaukammern, die gleichzeitig für den Versatz vorbereitet werden. Dabei wird an den unteren Kammerhälsen rechtzeitig mit dem Einbringen der Versatz­ dämme begonnen, während von den Kopfstrecken her die Spülleitung bis an die erste Abbaukammer herangeführt wird. Günstig wirkt sich hierbei ein schwaches Einfallen der einzelnen Abbaukammern aus, weil dadurch die Gewähr eines dichten Versatzes gegeben ist, der von unten nach oben im Abbau anwächst. Normalerweise zählen 4 bis

verspült werden. Da unter Tage ein umfangreiches Streckennetz und zahlreiche Ma­ schinenräume und Werkstätten vorhanden sind, die nicht versetzt werden dürfen, tritt bei diesem Werk der erwähnte Überfluß an Rückstandsmaterial auf. Dieser Überfluß ist über Tage aufzuhalden.

Als Faustregel gilt:

In Hartsalzgruben des Südharzes müssen 65 bis 70% des insgesamt entstehenden Hohlraumes wieder versetzt werden.

Das Versatzeinbringen in die einzelnen Abbaukammern muß mindestens 85% be­ tragen.

Eine 100 %ige Verspülung der Abbauhohlräume ist nicht möglich, da hierzu eine zu komplizierte Rohrverlegung nötig wäre.

Folgende Kennziffern sollen als Standardbeispiel für das erwähnte Kaliwerk gelten:

11.1.3.Besondere Vcrsatzmcthodcn

Die großen Leistungen, die mit dem Spülversatz erreicht werden können, haben im Salzbergbau keine anderen Versatzmethoden aufkommen lassen.

Der für die Zukunft vorgesehene Abbau der carnallitischen Rohsalze im Südharz und in den Gruben des Saale-Unstrut-Bezirkes wird jedoch neue Versatzmethoden er­ fordern. Spülversatz ist in Carnallitgruben bisher nicht angewandt worden, da es nur schwer möglich ist, die als Trägerflüssigkeit notwendige Versatzlauge vollgesättigt im Kreislauf zu bewegen. Die Sättigung muß mindestens so hoch sein, daß MgCl2 aus dem carnallitischen Rolisalz (KCl X MgCl2 X 6 H20) nicht mehr herausgelöst wer­ den kann. Das ist jedoch kaum zu erreichen, da die Temperaturunterschiede zwischen über Tage und den Spülversatzpunkten in der Grube so hoch sind, daß der Sättigungs­ grad der Lauge unterschritten wird und dadurch die stehenbleibenden Carnallitpfeiler angefressen werden können. In den Gruben des Reviers Staßfurt-Aschersleben ist die Anwendung des Spülversatzes noch schwieriger, da im carnallitischen Rohsalz zum Teil bis zu 10 % Tachydrit vorhanden sind. Dieses Gestein ist noch leichter löslich als Carnallit.

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Grundriß

Bild 11/10. Schema der hydraulischen Versatzmethode hinter Strcckcnvortrlobsmaschincn

(1) Stcinsalzfördcrband hinter der Vortriebsmaschine, (2) Prallbrecher für die Zerkleinerung, (3) Zwischentransport­ band, (4) Anmaischgefäß zum Vermischen von Steinsalz und Versatzlaugc, (5) Laugcnrücklcitung, (0) Spülleitung mit Versatzpumpe

Eine noch größere Schwierigkeit ergibt sich für Carnallitgruben aus dem Mangel an Versatzmaterial. Das aus der Ausund Vorrichtung anfallende Steinsalz reicht men­ genmäßig nicht aus, um zusammen mit dem Anteil des Fabrikrückstandes die not­ wendige Menge an Versatzmaterial zu liefern. Die Zuführung von Fremdmaterial (San­ de, Kiese oder Abraum aus benachbarten Braunkohlentagebauen) ist umständlich und sehr kostspielig. Im Staßfurter Revier hat man sich früher damit geholfen, im liegen­ den Steinsalz sogenannte Bergemühlen anzulegen. Es handelte sich dabei um das regel­ rechte Auffahren von Abbaukammern mit normalem Bohrund Schießbetrieb. Dabei wurde lediglich der Zweck verfolgt, das anfallende Steinsalz als Versatzmaterial zu gewinnen.

Der dabei übliche Trockenversatz kann mit Schleuderversatzbändern eingebracht wer­ den. Der Schleuderversatz gestattet ein dichtes Einbringen des Rückstandes in die Hohlräume, benötigt aber zusätzlich Arbeitskräfte und Material. Das vorgemahlene Steinsalz wird über einen Einlauftrichter auf ein kurzes, nur wenige Meter langes Schleuderband aufgegeben. Dieses Band läuft mit der großen Geschwindigkeit von 10 bis 15 m/s. Zum besseren Abwurf des Salzes sind Wülste oder Profile auf die Band­ oberfläche aufvulkanisiert.

Im Kalioder Steinsalzbergbau der Deutschen Demokratischen Republik ist mit Schleuderversatz bisher nicht gearbeitet worden. Der Perspektivplan sieht eine der­ artige Versatzmethode bisher auch nicht vor.

Im Zuge der starken Entwicklung des maschinellen Auffahrens von Ausrichtungsoder Erkundungsstrecken ist das Problem der schnellen Abförderung des dabei an­ fallenden Salzes in den Vordergrund gerückt. Da die Streckenvortriebsmaschinen oft im unverritzten Feld fahren und ihre Betriebspunkte viele Kilometer von den eigent­ lichen Gewinnungspunkten entfernt liegen, bildet die Möglichkeit des unvermuteten Antreffens von Gasspalten eine ständige Gefahrenquelle. Der Einsatz automatisierter

Streckenvortriebsmaschinen ist möglich, wenn gleichzeitig auch das Problem gelöst wird, wie das dabei anfallende Salz ebenfalls automatisch abgefördert werden kann. Es ist mit Erfolg versucht worden, hierfür eine hydraulische Versatzmethode zu ent­ wickeln. Ihre einzelnen Arbeitsabschnitte sind aus dem Bild 11/10 zu entnehmen. Das anfallende Steinsalz gelangt über eine Vorzerkleinerung in ein Anmaischgefäß. Es wird dort mit Spüllauge vermischt und in eine normale Spülversatzleitung gepumpt. Die Reichweite einer derartigen Anlage liegt bisher bei 800 bis 1000 m. Ihr Wirkungs­ grad wird von der Leistungsfähigkeit der Pumpe bestimmt. In kommenden Jahren wird diese hydraulische Versatzmethode als Möglichkeit des schnellen und dichten Versetzens und Beseitigens des anfallenden Steinsalzes in vielen Grubenbetrieben an­ gewandt werden.

Die wichtigsten Hartsalzgruben der Kaliindustrie müssen ihre entstehenden bergmän­ nischen Hohlräume in einem bestimmten Zeitrhythmus wieder versetzen. Dabei kommt fast ausschließlich Spülversatz in Betracht. Trockenversatz steht in geringem Umfang zur Unterbringung des in der Ausund Vorrichtung anfallenden Steinsalzes in Anwendung.

Beim Spülversatz wird ein Gemisch aus Lauge und Fabrikrückstand in Rohrleitungen zu den Versatzpunkten transportiert. Die Lauge wird aus den Spülblöcken abgezogen und vollführt einen ständigen Kreislauf. Der Rückstand bindet nach kurzer Zeit ab und wird zu einer festen Masse in den Abbaukammern. Er soll die stehenbleibenden Pfeiler seitlich stützen und ein Austreten von Gasen oder Laugen aus dem Liegenden verhindern. Der Versatz gilt im Südharzbezirk als besonderer Teil des Grubensicherheitsprogrammes.

Andere Versatzmethoden haben die Leistungen des Spülversatzbetriebes nicht erreicht. Ein Verspülen von carnallitischen Grubenbauen ist nur schwer möglich, weil die Herstel­ lung einer an MgCl2 gesättigten Spüllauge Schwierigkeiten bereitet.

Zur Wiederholung und Vertiefung:

1.Überzeugen Sie sich, ob in Ihrer Ausbildungsgrube die entstehenden Hohlräume wieder versetzt werden müssen! Welche Bedingungen hat die zuständige Bergbe­ hörde an den evtl, möglichen versatzlosen Betrieb geknüpft?

2.Erklären Sie den grundsätzlichen Unterschied zwischen Spülund Trockenver­ satz und nennen Sie die Vorund Nachteile beider Versatzmethoden!

3.Warum fallen in einem Carnallitwerk weniger Rückstandsmengen aus der KC1Eabrik an als in einem Hartsalzwerk?

4.Zeichnen Sie nach dem Gedächtnis den Weg der Spüllauge von über Tage durch die Grube und zurück und führen Sie alle in diesem Kreislauf eingeschalteten Pumpen und ihre Leistungen auf!

5.Erläutern Sie die theoretischen Grundbegriffe des SpülVersatzes und versuchen Sie, unter Benutzung der bekannten Formel die notwendige Länge des Spülweges bei den Verhältnissen Ihrer Ausbildungsgrube auszurechnen!

6.Welche Hauptaufgaben muß der Versatz, besonders der Spülversatz, im Rahmen des Grubensicherheitsprogramms lösen?

7.Erläutern Sie die Begriffe „Bergemühle“ , „Schleuderversatz“ und „hydraulischer Versatz“ .

8.Begründen Sie den notwendigen Arbeitskräfteeinsatz im Spülversatz und er­ rechnen Sie den prozentualen Anteil dieser Arbeitskräfte an der gesamten Gruben­ belegschaft!

9. In einer Kaligmbe mit Spülversatz wird der Fabrikrückstand mit Spüllange ver­ mischt und aus dem Spülbecken nach unter Tage gespült. Das Mischungsverhält­ nis ist 1:0,7.

Wieviel Liter Lauge sind erforderlich, um 7247 m3 Rückstand in die Grube zu spülen?

10.Ein Spülbecken unter Tage zur Klärung der Versatzlauge ist 22 m lang, 4 m breit und 2,90 m tief.

Wieviel m3 Lauge befinden sich in diesem Becken, wenn es zu 3/5 gefüllt ist?

11.Anhydritisches Hartsalz hat im Durchschnitt 14% lösliche Bestandteile. Der Rest geht als Versatzmaterial in die Grube zurück.

Wieviel t Rückstand fallen an, wenn die Tagesförderung 88501 Hartsalz beträgt?