CONTAINER FOR FILLING MINE CAVITIES

Abstract: 1. Container (1) for placing in and filling or partially filling hollow spaces in drift mining and tunnel construction, which, especially in the form of sacks (3) and tubes, may be brought from its transportation position into an expanded position by inflating its wall (2) by means of polycomponent filler material, characterized in that bins (5, 6) containing the filler material and surrounded by the wall (2) are disposed in the inner space (4) of container (1) conceived as a sack (3), said bins being positioned in the sack to be connected on the one side to pressure containers (7) containing a propellant and on the other side with a component mixer (17), the volume of the bins being designed in accordance with the volume of the sack.

Description: Behälter zum Auffüllen von Hohlräumen im Bergbau Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Einbringen in und Ausfüllen oder teilweisen Ausfüllen von Hohlräumen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, der in Form insbesondere von Säcken und Schläuchen mit einem Mehrkomponentenfüllmaterial durch Aufblähen seiner Wandung aus einer Transportin eine Spreizstellung verbringbar ist. Für das Verfüllen von Hohlräumen im untertägigen Bergbau sowie im Tunnelbau werden abbindende Baustoffe verwendet, die dazu vereinzelt auch in Schläuche oder Säcke gefüllt und erst anschliessend mit Wasser befeuchtet werden. Diese abbindenden Baustoffe werden insbesondere dort eingesetzt, wo die Übertragung grosser Drücke durch das eingebrachte Baustoffmaterial notwendig ist. Dort wo Hohlräume, vor allem zwischen dem Gebirge und dem Ausbau ausgefüllt werden sollen, um die Ansammlung von Gas zu unterbinden oder aber um die Vergrösserung der Hohlräume durch Abblättern zu verhindern, werden freiverschäumte Kunstharze eingesetzt, die beim Ausströmen unter Druck miteinander gemischt werden, so dass ein wenn auch nur geringe Tragkräfte aufnehmender Schaum entsteht. Um diese Druckaufnahmefähigkeit zu erhöhen, ist es weiter bekannt, auch derartige Kunstharze in Säcke oder Schläuche aus Gewebe oder Folie einzufüllen. In Druckbehältern werden dazu die einzelnen Komponenten des Kunststoffes angeliefert, die aus den Druckbehältern entnommen miteinander vermischt, dann beim oder kurz nach dem Einfüllen so aufschäumen, dass sich die Schläuche bzw. Säcke prall füllen. Der Vorteil einer solchen Einrichtung ist darin zu sehen, dass der Einsatz von Pumpen wegfällt und nur verhältnismässig kurze Schläuche benötigt werden, so dass deren Transport und jeweilige Reinigung entfällt. Die Nachteile sind insbesondere darin zu sehen, dass durch die Verwendung der unter Druck stehenden Harzbehälter hohe Kosten entstehen, dass die Arbeit mit diesen Druckbehältern mit Gefahren verbunden ist und dass dieses Verfahren nur dann einigermassen wirtschaftlich ist, wenn eine ganze Reihe von derartigen Säcken oder Schläuchen mit einer Füllung zu füllen ist. Wesentlicher Nachteil ist weiter, dass die leeren Druckbehälter immer noch einen erheblichen Restdruck aufweisen, wodurch ein Abfördern dieser Druckbehälter in Kettenförderern und Brechern nicht möglich ist, sondern vielmehr eine ge trennte Abförderung notwendig wird. Da damit erhebliche Kosten verursacht werden, ist zu befürchten, dass auch trotz der damit verbundenen Gefahren der Weg des Abförderns über Kettenförderer und Brecher gewählt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einwegbehälter zu schaffen, der ohne zusätzlichen Rücktransport erfordernde Versorgungsaggregate zum Auffüllen von Hohlräumen im Bergbau zu verwenden ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass von der Wandung umhüllt Vorratsbehälter mit dem Füllmaterial im Innenraum des Sackes angeordnet sind, die einerseits mit Treibgas enthaltenden Druckbehältern und andererseits mit einem Komponentenmischer im Sack verbindbar positioniert sind, wobei das Volumen der Vorratsbehälter dem des Sackes entsprechend bemessen ist. Ein derartiger Behälter verfügt somit über ein "Innenleben", das den Behälter als solchen zu einer eigenständigen Vorrichtung macht, die somit von anderen Aggregaten unabhängig zu betreiben und in ihre Arbeitsposition zu bringen ist. Dadurch, dass der Behälter als solcher wie bisher in seiner raumsparenden Transportstellung zum Arbeitsort verbringbar ist, bleiben die bisherigen Vorteile erhalten, während ein Rücktransport von gesonderten Aggregaten vorteilhafterweise völlig entfällt. Die Grösse der die beiden oder mehreren Komponenten enthaltenden Vorratsbehälter ist so bemessen, dass der Sack sich jeweils so weit aufbläht, wie dies durch seine Formgebung selbst vorgegeben ist. Damit ist sichergestellt, dass der jeweils auszufüllende Hohlraum auch wirklich vollständig durch den eingelegten Behälter ausgefüllt wird, um die Ansammlung von Gas oder das Abblättern des Gebirges zu verhindern. Vorteilhaft ist weiter, dass das Innenleben des Behälters durch die Wandung geschützt transportiert werden kann, also vor Beschädigungen gesichert ist, wobei der Behälter insgesamt als Einwegbehälter anzusehen ist. Irgendwelche Teile desselben brauchen nach Anordnung am Einsatzort nicht zurücktransportiert zu werden, so dass hier irgendwelche Gefahren nicht entstehen können und darüberhinaus eine gesonderte Behandlung auch über Tage völlig entfällt. Die im Behälter verbleibenden Druckbehälter u.a. Aggregate bringen vielmehr im aufgeblähten Behälter eine zusätzliche Verstärkung, die sich auf die gesamte Wirkung und Aufgabenerfüllung des Behälters positiv auswirkt. Der Aufblähvorgang durch Zusammenmischen der beiden oder mehreren Komponenten läuft zielgerichtet erst dann ab, wenn das in den Druckbehältern vorgehaltene Treibgas freigegeben und in die Vorratsbehälter eingeleitet wird. Die Einleitung des Vorganges erfolgt dabei mit Hilfe geeigneter Einrichtungen. Auch nicht ganz geleerte Vorratsbehälter stellen im Behälter angeordnet keine Gefahr dar. Nach einer zweckmässigen Ausbildung der Erfindung ist zum Einleiten des Aufblähvorganges vorgesehen, dass der oder die Druckbehälter für das Treibgas von ausserhalb der Wandung aus betätigbar sind. Hierzu sieht eine einfache Ausbildung vor, dass das zwischen Druckbehälter und Vorratsbehälter angeordnete Ventil über eine Reissleine mit einem jenseits der Wandung angeordneten Handgriff verbunden ist. Durch Betätigen bzw. Ziehen des Handgriffes wird das Ventil ge öffnet, so dass das Treibgas aus dem Druckbehälter in den Vorratsbehälter überströmt, das darin unter Normaldruck vorgehaltene Harz aus diesem aus und in den Komponentenmischer drückt, wo die beiden oder mehreren Komponenten gemischt und dann in den Innenraum des Behälters eingelassen werden. Die Ausbildung hat den Vorteil, dass sie ausgesprochen einfach und preiswert anzubringen ist. Dabei gibt der Handgriff dem handhabenden Bergmann die notwendige Vorgabe, in welcher Lage er den Behälter in den auszufüllenden Hohlraum einzubringen hat. Gleichzeitig hat er damit die günstige Lage des "Innenlebens" vorgegeben, so dass eine immer richtige Positionierung sichergestellt ist. Ein guter Durchmischungseffekt im Komponentenmischer ist insbesondere dann sichergestellt, wenn beide oder mehrere Komponenten mit entsprechend hohem Druck zugeführt werden. Dies wird einmal dadurch sichergestellt, dass in den Druckbehältern ein Treibgas mit entsprechend hohem Druck vorgehalten wird und zum anderen erfindungsgemäss dadurch, dass das den Vorratsbehältern ausgangsseitig zugeordnete Schliessventil auf einen bestimmten Öffnungsdruck einstellbar ausgebildet ist. Auf diese Weise ist erreicht, dass auf jeden Fall im Vorratsbehälter ein bestimmter Druck sich gebildet haben muss, bevor das Schliessventil öffnet und den Zugang zum Kompo nentenmisc°rfreigibt. Wichtig ist weiter, dass die in den verschiedenen Vorratsbehältern vorgehaltenen Komponenten auch gleichzeitig in den Komponentenmischer gelangen. Dies wird einmal durch die gleichmässig eingestellten Schliessventile erreicht und erfindungsgemäss dadurch, dass die Vorratsbehälter über eine gemeinsame Leitung mit Ventil mit dem oder den Druckbehältern zu verbinden sind. Da sie an die gleiche Leitung angeschlossen bzw. über die gleiche Leitung mit den Druckbehältern verbunden sind, werden sie auch gleichzeitig mit dem notwendigen Treibgas versorgt und in den Druckbehältern wird der gleiche Druck gleich schnell aufgebaut, so dass die Schliessventile ebenfalls zum gleichen Zeitpunkt öffnen. Der optimale Mischvorgang ist so sichergestellt und gleich zeitig auch, dass beide oder mehrere Druckbehälter zum gleichen Zeitpunkt entleert sind, wobei über das Treibgas in den einzelnen Vorratsbehältern ein so grosser Druck erhalten bleibt, dass sie eine Art Standsäule im aufgefüllten Behälter bilden können. Ein vollständiges Entleeren der Vorratsbehälter wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Verbindungsleitungen zum Komponentenmischer auf der die Leitung zum Druckbehälter aufnehmenden Seite gegenüberliegenden Seite des Sackes angeordnet sind. Das Treibgas strömt somit in eine Richtung durch die Vorratsbehälter hindurch und nimmt dabei die einzelnen Komponenten mit bzw. treibt sie vor sich her. Um die Stabilität des Behälters zu erhöhen, ist es nach einer Ausbildung der Erfindung möglich, der Wandung ein innenliegendes, klappbares Stützgerüst zuzuordnen. Dieses Stützgerüst wird erst beim Aufblähen des Behälters wirksam und bietet eine zusätzliche Möglichkeit, die Stützkraft eines solchen Behälters zu erhöhen. Zweckmässigerweise ist das Stützgerüst dabei in der Spreizstellung einrastbar ausgebildet, so dass entsprechend hohe Stützkräfte aufgenommen werden können. Dabei kann durch die Art und die Ausbildung des Stützgerüstes für unterschiedliche Einsatzzwecke ein unterschiedlich starkes Stützgerüst vorgegeben werden, so dass auch hierüber eine zusätzliche Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten ohne grossen Aufwand möglich ist. Das gleichmässige Aufblähen des Behälters wird dadurch begünstigt, dass die Wandung aus Gewebe oder begrenzt luftdurchlässiger Folie besteht. Dadurch ist es einmal möglich, einen Behälter mit begrenzt flexibler Wandung zu erstellen und zum anderen die beim Austreten des Zwei- oder Mehrkomponentengemisches verdrängte Luft so abzuführen, dass der Aufblähvorgang bzw. das Ausfüllen des durch den Behälter vorgegebenen Volumens nicht behindert wird. Der Aufblähvorgang wird erfindungsgemäss noch dadurch verbessert, dass die Wandung verteilt angeordnete Ventile oder Ventilflächen aufweist, die einen vorgebbaren Druck haltend ausgebildet sind. Beim Austreten des Schaumes wird somit das im Behälter vorhandene Luftvolumen zunächst erhalten und zum möglichst schnellen Aufblähen des Behälters mit ausgenutzt, bis ein bestimmter Überdruck besteht, der dann zum Austreten der vorhandenen Luft und deren Ersetzen durch Schaum führt. Nach Abschluss dieses Vorganges ist dann ein insgesamt gleichmässig stabiles Gebilde geschaffen, das die gewünschte Aufgabe voll wahrnimmt und das insbesondere den vorhandenen Hohlraum vollständig ausfüllt, da es sich an die bestimmte Form des vorgegebenen Hohlraumes,ohne Schwierigkeiten anpassen kann. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Behälter geschaffen ist, der gerade für den untertägigen Einsatz im Steinkohlenbergbau besonders geeignet ist, weil er den dort herrschenden Bedingungen voll genügt und dem jeweiligen Einsatz entsprechend angepasst verwendet werden kann. Vorteilhaft ist insbesondere, dass der Behälter insgesamt eine komplette Einheit bildet, die insgesamt als Einwegvorrichtung dient und die Rücktransporte von einzelnen Teilen vollständig überflüssig macht. Dabei kann überraschenderweise die Wirksamkeit des Behälters noch dadurch erhöht werden, dass die im Inneren des Behälters angeordneten Vorrats- und Druckbehälter nach dem Entleerungsvorgang ein zusätzliches Stützgerüst bilden, das evtl. ergänzt durch ein der Wandung zugeordnetes Stützgerüst die Abstützungskraft des gesamten Behälters wesentlich erhöht. Gerade für den Einsatz im untertägigen Bergbau ist weiter hervorzuheben, dass durch die komplette Ausrüstung des Behälters mit allen wesentlichen Teilen und Aggregaten die Handhabung so vereinfacht ist, dass Bedienungsfehler nicht auftreten können, wodurch die Wirksamkeit insgesamt erhöht und verbessert ist. Jeder Behälter hat seinen eigenen Füllvorrat, der drucklos beim Transport und der Lagerung vorgehalten wird. Der notwendige Druck zum Austreiben der einzelnen Komponenten wird erst beim Einsatz gezielt zugeführt, wobei sowohl die Behälter für die Komponenten wie auch für das Treibgas wie erwähnt als Stützgerüst im Behälter verbleiben. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 einen schematisiert und perspektivisch dargestellten Behälter mit den im Inneren angeordneten Aggregaten in Arbeitsstellung und Fig. 2 den Behälter nach Fig. 1 in Transportstel lung. Der in Fig. 1 wiedergegebene Behälter 1 ist perspektivisch dargestellt, um sein "Innenleben" zu verdeutlichen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Behälter 1 gleichmässig mit hier nicht wiedergegebenem Zweikomponentenschaum ausgefüllt und bildet somit ein eine begrenzte Stabilität aufweisendes Stützteil, das beispielsweise in einen Hohlraum zwischen Gebirge und Streckenausbau eingeführt und eingelegt ist und das allein oder zusammen mit anderen Behältern dann den Hohlraum ausfüllt. Die Wandung 2 des hier als eine Art Sack 3 ausgebildeten Behälters 1 besteht aus einem Gewebe oder einer Folie, so dass der mit dem Zweikomponentenschaum ausgefüllte Innenraum 4 sich über die dargestellte Form auch noch weitergehend an den jeweils vorhandenen Hohlraum anpassen kann. Im Innenraum 4 sind im dargestellten Beispiel zwei Vorratsbehälter 5, 6 angeordnet, die auf der einen Seite über die Leitung 8 mit dem Druckbehälter 7 und andererseits mit dem Komponentenmischer verbunden sind. Die.Leitung 8 ist während des in Fig. 2 wiedergegebenen Transportzustandes durch das Ventil 9 verschlossen. Dieses Ventil 9 kann beispielsweise über die Reissleine lo und den Handgriff 11 von ausserhalb des Behälters 1 betätigt, d.h. geschaltet werden. Bei Betätigen des Ventils 9 strömt durch die Leitung 8 Druckluft oder Treibgas aus dem Druckbehälter 7 in die beiden Vorratsbehälter 5, 6. Hat sich dadurch in den Vorratsbehältern 5, 6 ein entsprechender Druck aufgebaut, öffnen die endseitig die Verbindungsleitungen 16 verschliessenden Schliessventile 14, 15 und beide Komponenten werden gleichzeitig und gleichmässig dem Komponentenmischer 17 zugeführt. Hier werden beide Komponenten so miteinander vermischt, dass sie anschliessend in den Innenraum 4 des Sackes 3 bzw. des Behälters 1 einströmen und diesen aufschäumend ausfüllen. Die Leitung 8 zum Druckbehälter 7 ist der unteren Seite 18 der Vorratsbehälter 5,6 und die Verbindungsleitung 16 der oberen Seite 19 der Vorratsbehälter 5, 6 zugeordnet, so dass das Treibgas über die Länge des Vorratsbehälters 5, 6 geführt wird und die gesamte Menge des vorgehaltenen Harzes auch wirklich dem Komponentenmischer zugeführt wird. Nur angedeutet ist ein Stützgerüst 20, beispielsweise aus einem sich kreuzenden Kl appgest änge, wobei die einzelnen Stangen des Stützgerüstes 20 in der Endstellung so arretieren, dass sie zusätzliche Stützkräfte übernehmen. Das Stützgerüst 20 kann entweder nur den Seitenflächen zugeordnet werden oder auch allen Flächen des Behälters 1, je nachdem, wie sich das gerade als zweckmässig erweist. Das Stützgerüst 20 ist dabei auf der Innenseite des Behälters 1 angeordnet, um einmal den Transport zu erleichtern und zum anderen das Ausfalten der Wandung 2 und damit deren Anpassung an die jeweiligen Gebirgsflächen zu sicheren. Einer Seite des Behälters 1 oder auch mehreren sind Ventilflächen 21 zugeordnet, über die schon zu Anfang des Aufblähungsprozesses ein bestimmter Druck im Behälter 1 gewährleistet ist, da die darin ursprünglich vorhandene Luft nicht austreten kann, bevor nicht ein bestimmter Überdruck im Behälter 1 herrscht.

Claims: Patentansprüche 1. Behälter zum Einbringen in und Ausfüllen oder teilweisen Ausfüllen von Hohlräumen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, der in Form insbesondere von Säcken und Schläuchen mit einem Mehrkomponentenfüllmaterial durch Aufblähen seiner Wandung aus einer Transport- in eine Spreizstellung verbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Wandung (t e rratsbehälter (5, 6) mit dem Füllmaterial im Innenraum (4) des Sackes (3) angeordnet sind, die einerseits mit Treibgas enthaltenden Druckbehältern (7) und andererseits mit einem Komponentenmischer (17) im Sack verbindbar positioniert sind, wobei das Volumen der Vorratsbehälter dem des Sackes entsprechend bemessen ist. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Druckbehälter (7) für das Treibgas von ausserhalb der Wandung (2) aus betätigbar sind. 3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Druckbehälter (7) und Vorratsbehälter (5, 6) angeordnete Ventil (9) über eine Reissleine (lo) mit einem jenseits der Wandung (2) angeordneten Handgriff (11) verbunden ist. 4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Vorratsbehältern (5, 6) ausgangsseitig zugeordnete Schliessventil (14, 15) auf einen bestimmten Öffnungsdruck einstellbar ausgebildet ist. 5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsbehälter (5, 6) über eine gemeinsame Leitung (8) mit Ventil (9) mit dem oder den Druckbehältern (7) zu verbinden sind. 6. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (16) zum Komponentenmischer (17) auf der die Leitung (8) zum Druckbehälter (7) aufnehmenden Seite (18) gegenüberliegenden Seite (19) des Sackes (3) angeordnet sind. 7. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandung (2) ein innenliegendes, klappbares Stützgerüst (20) zugeordnet ist. 8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgerüst (20) in der Spreizstellung einrastbar ausgebildet ist. 9. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (2) aus Gewebe oder begrenzt luftdurch lässiger Folie besteht. lo. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (2) verteilt angeordnete Ventile (21) oder Ventilflächen aufweist, die einen vorgebbaren Druck haltend ausgebildet sind.

Inventors: KETTERER, KLAUS, SCHMIDT, FRIEDRICH-WILHELM
Applicants: F. WILLICH GMBH & CO.
Application year: 1985
Main classification: E21D11
IPC codes: E21D15