DE2650045A1

DE2650045A1 - Filling mining cavities - using dil. aq. hydraulic binder or mortar suspension admixed with compsn. contg. solidification accelerator and thixotropic component

Info

Publication number: DE2650045A1
Application number: DE19762650045
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Genthe; Johannes-Franz Mikoteit
Original assignee: Ruhrkohle AG; Anneliese Zementwerke AG
Current assignee: RAG AG; Anneliese Zementwerke AG
Priority date: 1976-10-30
Filing date: 1976-10-30
Publication date: 1978-05-11

Abstract

Process comprises conveying a dil. aq. suspension of hydraulic binder or hydraulically setting very fine mortar through pipe- or hose-conduits over large distances from an opt. underground mixing and pumping station, as far as the underground area of application. An activating compsn. is admixed to the suspension, near the cavities to be filled. Directly after leaving the conduit, the suspension is compacted to a thioxtropic compsn. and the solidification of the hydraulic binder or of the hydraulically solidifying mortar is accelerated. Shortly after onset of thixotropy, e.g. within seconds, the material starts to solidify to an artificial stone, which fills the cavity completely.

Description

Verfahren zum Ausfüllen bergbaulicher HohlräumeMethod of filling mining cavities

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausfüllen von bergbaulichen Hohlräumen durch hydraulische Bindemittel oder Feinstmörtel, bei dem das betreffende hydraulisch verfestigende Füllmaterial zunächst in dünnflüssiger wässriger Suspension durch eine Rohr- oder Schlauchleitung bis an den Verwendungsort gefördert und dann durch gleichmäßige Beimischung eines Aktivationsmittels in unmittelbarer Nähe des auszufüllenden Hohlraumes zu einer thixotropen Masse verdichtet wird, bevor es erstarrt.The invention relates to a method for filling mining areas Cavities caused by hydraulic binders or fine mortar, in which the relevant hydraulically solidifying filler material initially in a thin, aqueous suspension conveyed through a pipe or hose line to the place of use and then by evenly adding an activating agent in the immediate vicinity of the The cavity to be filled is compressed into a thixotropic mass before it solidifies.

Die thixotrope Masse ist nach dem Austritt aus der Leitung verdickt und nur noch so weit fließfähig, daß sie die Form oder den Raum hinter der Schalung voll ausfüllen kann. Trifft sie bei dieser-verminderten Fließbewegung auf den Widerstand der Schalung, versteift sie augenblicklich vollends und bewegt sich nicht mehr. Man kann sie auch mit steilem Böschungswinkel anböschen und dadurch unter entsprechenden Voraussetzungen einen Teil der Schalung einsparen. Kurze Zeit nach Einsetzen der Thixotropierung beginnt das eingebrachte Material sehr schnell zu erstarren und sich zu einem künstlichen Stein zu verfestigen.The thixotropic mass is thickened after exiting the pipe and only flowable to the extent that it takes up the shape or space behind the formwork can fill out in full. If it encounters the resistance during this reduced flow movement the formwork, it immediately stiffens completely and no longer moves. They can also be sloped with a steep angle of repose and thus under corresponding Prerequisites save part of the formwork. A short time after the Thixotropic the introduced material begins to solidify and very quickly solidify into an artificial stone.

Dieser Kunst stein füllt den betreffenden Hohlraum aus und paßt sich dabei dessen Wandungen vollständig an.This artificial stone fills the cavity in question and adapts its walls completely.

Als bergbauliche Hohlräume sind alle Hohlräume unter der Erdoberfläche zu verstehen, die durch bergmännische Aktivitäten oder als Folge solcher Aktivitäten entstanden sind. Zu den bergmännischen Aktivitäten zählen vornehmlich das Auffahren von Grubenbauen, Stollen, Tunneln oder Kavernen und das Hereingewinnen von Mineralien. Als Folge solcher Aktivitäten, insbesondere durch das Hereingewinnen von Mineralien, können die Uberlagernden Gebirgsschichten nachbrechen und an anderen Stellen Hohlräume schaffen.As mining cavities, all cavities are below the surface of the earth to understand that caused by mining activities or as a result of such activities have arisen. The mining activities primarily include driving from Building mines, tunnels, tunnels or caverns and winning in of minerals. As a result of such activities, especially through winning of minerals, the overlying mountain layers can break down and to others Create cavities.

In den Begriff der bergbaulichen Hohlräume sind auch solche einzubeziehen, die tektonischen oder hydrologischen Ursprungs sind. Bei diesen handelt es sich meist um großflächige Risse, Klürte, Spalten oder Kavernen in festem Gebirge, die durch endogene geologische Vorgänge in der Erdkruste - insbesondere durch Sohichtzerre ißungen im Gefolge von Dehnungs- und Pressungsvorgängen oder durch HochdrUcken vulkanischer Massen -entstanden sind und fUr unter Tage tätige Personen eine erhebliche Gefahr darstellen können. So ist es nicht selten, daß sie zwischen ihren Trennflächen unter hohem Druck stehende Wasser oder schädliche Gase fUhren, die plötzlich und unerwartet in offene und zugängliche Grubenbaue gelangen können, wenn beispielsweise eine den Hohlraum abgrenzende Gebirgsfeste herein brioht oder unbeabsichtigt; hereingebrochen wird. Beispiele für bergbauliche Hohlräume der zuletzt beschriebenen Art sind aus-'geprägte Störungszonen im geschichteten Gebirge sowie Schlotten, Kavernen und Höhlen im kreidehaltigen Deokgebirge, die durch vorwiegend chemische Auflösung kalkhaltiger Gesteinspartien durch unter Tage zirkulierendes Wasser entstanden sind.The term mining cavities should also include those which are of tectonic or hydrological origin. These are mostly around large cracks, chasms, crevices or caverns in solid mountains that through endogenous geological processes in the earth's crust - in particular through soil tearing in the wake of expansion and compression processes or through volcanic pressure Masses have arisen and are a considerable danger for people working underground can represent. So it is not uncommon for them to be underneath their parting surfaces high pressure water or noxious gases that suddenly and unexpectedly can get into open and accessible pits if, for example, one of the Cavity delimiting mountain fortresses brought in or unintentionally; broken in will. Examples of mining cavities of the type just described are embossed Fault zones in the stratified mountains as well as chasms, caverns and caves in the chalky Deok Mountains, which are mainly formed by chemical dissolution of calcareous rock caused by water circulating underground.

Den Gefahren, die von bergbaulichen Hohlräumen ausgehen können, versucht man entsprechend den Jeweiligen Gegebenheiten auf verschiedene Arten zu begegnen: 1. Der Hohlraum wird mit geeigneten Stoffen vollständig verfüllt und das umgebende Gebirge dabei möglichst verfestigt.Tried the dangers that can emanate from mining cavities one to meet according to the respective circumstances in different ways: 1. The cavity is completely filled with suitable materials and the surrounding area Mountains consolidated as much as possible.

Es ist dafür Voraussetzung, daß der Hohlraum nicht oder nicht mehr benötigt wird0 So wird beispielsweise nach dem Abbau von Kohle bei Anwendung von Vollversatz der ausgekohlte Raum ständig entsprechend dem Vorrücken der Abbaufront mit Bergen verfüllt und die Bergefüllung anschließend durch die Konvergenz des Hangenden mehr oder weniger verfestigt. In speziellen Fällen hat man der Bergefüllung auch schon hydraulische Bindemittel zugesetzt, um das Füllmaterial besser und bleibend zu verfestigen. Wegen des hohen Kostenaufwands ist diese Methode beim Abbau Jedoch nicht allgemein üblich. It is a prerequisite that the cavity is not or not more is needed0 For example, after coal has been extracted, when from full backfill the charred space constantly according to the advancement of the mining front Filled with mountains and the mountain filling then by the convergence of the hanging wall more or less solidified. In special cases one also has the mountain filling Hydraulic binders have already been added to make the filler better and lasting to solidify. However, because of the high cost, this method is in dismantling not common practice.

Feinstmörtel oder Suspensionen hydraulischer Bindemittel, zumeist gemagert durch billiges Abfallmaterial aus eigenen Produktionsstätten, wie Flugasche, Aschegranulat, o.ä., werden dagegen verwendet, um wichtige Grubenbaue abzuwerfen und zu verfüllen0 So können überflüssige Schächte auf diese Weise mit verfestigenden Füllsäulen versehen werden, um die yagesoberfläche um den Schacht und die benachbarten Grubenbaue dauerhaft zu schützen. Mit Feinstmbrtel oder Bindemittel-Suspensionen verfestigte Füllsäulen können unter dem Einfluß zufließenden oder ansteigenden Gruben--wasserS nicht in andere Grubenbaue auslaufen. Sie geben damit auch nicht den gegen Bruch besonders gefährdeten Tübbingausbau im nicht ßtandfesteh, wasserftihrenden Deckgebirgsabschnitt frei, so daß ein Ausfließen von Schwimm-und Fließsand aus diesem Bereich in den Schacht und damit Senkungen der Tagesoberfläche dauerhart vermieden werden.Fine mortar or suspensions of hydraulic binders, mostly leaned by cheap waste material from our own production facilities, such as fly ash, Ash granulate, etc., on the other hand, are used to throw off important mine structures and to be filled0 So can superfluous manholes in this way with solidifying Columns of filling are provided to the yages surface around the manhole and the neighboring ones To protect mine workings permanently. With fine mortar or binder suspensions Solidified filling columns can under the influence of inflowing or rising pit water do not leak into other mine workings. So you don't give up against breakage either Particularly endangered segmental lining in the non-stable, water-bearing overburden section free, so that an outflow of floating and flowing sand from this area into the Shaft and thus subsidence of the daily surface can be avoided permanently.

Im Stollen- und Tunnelbau können sich parallele Strecken mit großem Querschnitt durch Gebirgsdruck so stark gegenseitig beeinflussen, daß ihre Standfestigkeit auB Dauer mit vertretbarem Aufwand nicht zu gewährleisten isto Entschließt man sich in solchem Falle, eine Strecke aufzugeben, muß diese mit verfestigendem Material so verfüllt werden, daß den Kluftkörpern des Gebirges kein Raum mehr verbleibt, um dem Gebirgsdruck folgend in den freien Raum auszuweichen. Da das Einbringen von Beton in solchem Falle meist zu kostenafwendig wäre, kann man gemagerte oder ungemagerte Bindemittel-Suspensionen oder Feinstmörtel in den Freiraum verpumpen. Bisher bestand die Schwierigkeit darin, die Bindemittel-Suspension oder den Feinstmörtel so zu behandeln, daß sie einerseits dünnflüssig genug sind, zum über große Entfernungen gepumpt zu werden, andererseits aber bei Bedarf insbesondere im Bereich von Widerlagern so schnell versteifen, daß weder ein Auslaufen erfolgt noch hydrostatischer Druck auftritt Diese Schwierigkeit wird durch die vorliegende Erfindung behoben, indem das hydraulische Bindemittel oder der Feinstmörtel in dünnflüssiger wässriger Suspension durch Rohr- oder Schlauchleitungen über große Entfernungen bis zum untertägigen Verwendungsort gefördert und der Suspension in der Nähe der auszufüllenden Hohlräume in gleichmäßiger Verteilung ein Aktivationsmittel beigemischt wird, das diese innerhalb weniger Sekunden zu einer thixotropen Masse verdichtet und die Erstarrung des hydraulischen Bindemittels bder des Feinstmörtels beschleunigt.In gallery and tunnel construction, parallel routes with large Cross-section by rock pressure so strongly influence each other that their stability for duration not to guarantee with reasonable effort isto resolved In such a case, one has to give up a route, this must be strengthened with The material is filled in such a way that there is no longer any space left for the fissures of the mountains, in order to evade the mountain pressure in the free space. Since the introduction of Concrete would usually be too expensive in such a case, it can be leaned or un-leaned Pump binder suspensions or fine mortar into the free space. So far it existed the difficulty in making the binder suspension or the fine mortar so too treat that they are on the one hand thin enough to cover large distances to be pumped, but on the other hand, if necessary, especially in the area of abutments stiffen so quickly that there is neither leakage nor hydrostatic pressure occurs This problem is overcome by the present invention by the hydraulic binder or the fine mortar in a thin, aqueous suspension through pipes or hose lines over long distances up to underground The place of use promoted and the suspension in the vicinity of the cavities to be filled an activating agent is added in uniform distribution, which this inside a few seconds compacted to a thixotropic mass and the solidification of the hydraulic Binder of the fine mortar accelerates.

2. Die zweite grundsätzliche Möglichkeit, der Gefahr durch einen bergbaulichen Hohlraum zu begegnen, besteht darin, ihn kontrolliert und planmäßig zu Bruch gehen zu lassen, während gleichzeitig die begehbaren Grubenbaue in der Nachbarschaft durch entsprechende Maßnahmen vor den Auswirkungen des Bruches geschützt werden. Diese grundsätzliche Methode wendet man beispielsweise im Abbau beim Bruchbau an. Beim Strebbruchbau auf Steinkohle schützt man die die Abbaufront begrenzenden Abbaustrecken durch Begleitdämme oder sog. Saumversatz. Hier hat der starre Saumversatz aus verfestigenden Baustoffen wegen seiner zahlreichen Vorteile die früher vorherrschende Bergerippe oder die Holzkastensicherung sehr stark verdrängt. Der starre Saumversatz oder die Abbaustreckenbegleitdämme aus verfestigenden Stoffen werden vielfach hydromechanisch vom Tage aus eingebracht und bestehen bei der Einbringung im wesentlichen aus Bindemittel-Suspensionen oder aus Feinstmörteln, denen geeignete FUll-und Zusatzstoffe beigegeben sein können. Bisher bestand der wirtschaftliche Nachteil gegenüber pneumatisch eingebrachten starren Abbaustreckenbegleitdämmen darin, daß wegen der Dünnflüssigkeit der Suspension dichte Verschläge zur Aufnahme des Materials erforderlicb waren, während eingeblasenes Material, z.B. fiaturanhydrit, nahezu verschlagfrei mit steilem Böschungswinkel angeböscht werden konnte. Dieser Nachteil wird ebenfalls durch die vorliegende Erfindung beseitigt, da sich die Suspension nach dem Austritt aus der Leitung hinsichtlich der Verarbeitbarkeit ähnlich dem pneumatisch eingebrachten Material verhält, aber dessen Nachteile, nämlich hohe Staubent--wicklung und große Rückprallkräfte an der DUse, vermieden werden.2. The second basic possibility of being exposed to a mining hazard Countering cavity consists in breaking it in a controlled and planned manner to let, while at the same time the accessible mine workings in the neighborhood through take appropriate action before the effects protected from the break will. This basic method is used, for example, in quarrying in quarries at. In longwall mining on hard coal, the front bounding the mining area is protected Mining stretches through accompanying dams or so-called seam offset. Here the rigid seam has a misalignment made of solidifying building materials because of its numerous advantages the prevailing one in the past The mountain skeleton or the wooden box fuse is very much displaced. The rigid seam offset or the dams made of consolidating materials are often hydromechanical Introduced from the day and consist essentially of binder suspensions when introduced or from very fine mortars to which suitable fillers and additives can be added. So far, there was the economic disadvantage compared to pneumatically introduced rigid excavation dams in that because of the thin fluidity of the suspension tight crates to accommodate the material were required while being blown Material, e.g. fiatur anhydrite, almost free of cracks with a steep angle of slope could be sniffed at. This disadvantage is also addressed by the present invention eliminated, since the suspension with respect to the exit from the line the processability is similar to the pneumatically introduced material, but its disadvantages, namely high dust development and high rebound forces on the Use, be avoided.

Ein anderes Beispiel für diese Art des Schutzes vor den Gefahren bergbaulicher Hohlräume ist das Aufgeben und Abdämmen von nicht mehr benötigten Grubenbauen im Normalfall. Man raubt den Ausbau - soweit es sich wirtschaftlich lohnt - und schließt den Hohlraum durch einen Streckenabschlußdamm gegen das übrige begehbare Grubengebäude ab.Another example of this type of protection from the dangers of mining Cavities is the abandonment and damming of pit structures that are no longer needed in the Normal case. You rob the expansion - as far as it is economical worth it - and closes the cavity against the rest of the walkable area by means of a path closure dam Mine building.

Dabei wird an der Dammstelle der Streckenquerschnitt auf eine bestimmte Länge voll mit verfestigenden Baustoffen verfUllt. Es ist vorteilhaft, als verfestigenden Baustoff eine fernförderbare Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspen-Sion (gemagert oder ungemagert) zu verwenden, da dabei gegenüber konventionellen Verfahren erhebliche Transport-und Baukosten gespart werden können. Die einen Abschlußdamm auf beiden Seiten begrenzenden Verschläge füllen zwar den gesamten Querschnitt aus, werden aber bevorzugt aus leichtem Material, wie beispielsweise Bretterverschläge in Form von Lattenrosten mit Abdichtung durch Wettertuchverkleidung, hergestellt. Leider ließen sich bisher solche leichten Dammverschläge nicht mit einer kostengünstig fernförderbaren Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension füllen, da sich wegen der Dünnflüssigkeit des gepumpten Materials ein gewisser hydrostatischer Druck im Dammraum aufbauen würde, der die Verschläge mrstörtX Auch hier schafft die Erfindung Abhilre und vermeidet durch eine sofortige Thixotropierung und eine anschließende Schnellverfestigung des gepumpten Materials den Aufbau eines hydrostatischen Drucks.The cross-section of the route at the dam is reduced to a certain Length fully filled with solidifying building materials. It is beneficial as a solidifying agent Building material a remotely transportable binder or fine mortar suspension (leaned or not emaciated), as this is considerable compared to conventional methods Transport and construction costs can be saved. One embankment on both Side-delimiting crates fill the entire cross-section but preferably made of light material, such as wooden crates in the form made of slatted frames with sealing by weather cloth cladding. Unfortunately So far, such lightweight dam crates could not be inexpensive with one fill remote-transportable binding agent or fine mortar suspension, because the thin liquid of the pumped material has a certain hydrostatic pressure in the Damm space would build up, which mrstörtX Here, too, the invention creates Remedy and avoid this with an immediate thixotropic treatment and a subsequent one Rapid solidification of the pumped material creates hydrostatic pressure.

Ein drittes 3eispiel afür, daß man sich vor den Gefahren bergbaulicher Hohlräume durch planmäßiges Zubruchgehenlassen des betreffenden Hohlraumes und Abschluß gegen das begehbare Grubengebäude schützen kann, ist das Abdämmen eines Grubenbrandfeldes. Ist wegen zu hoher Temperaturen in einem Brandfeld oder wegen Unzugänßlicthkeit des Brandherdes eine direkte Bekämpfung eines Grubenbrandes nicht oder nicht mehr möglich, wird in der Regel auf indirekte Brandbekämpfung umgeschaltet und das Brandfeld durch Abdämmen aufgegeben. Man schließt dabei die betroffenen Grubenbaue gasdicht und explosionssicher ab, und zwar in ähnlicher Weise wie die zuvor angeführten normal aufgegebenen Grubenbaue. Große Schwierigkeiten können dabei während des Dammbaus auf der Ausziehseite des Brandfeldes auftreten. Diese Stelle wird von den heißen Brandgasen durchzogen, die am Brandherd eine Temperatur von etwa 1.ooo° C angenommen haben und an der Dammstelle häufig noch 60 bis loo0 C heiß sind. Unter solchen Bedingungen können die Einsatzzeiten der Grubenwehr nur wenige Minuten betragen, so daß der Bau von Verschlägen ausgeschlossen ist. Mit viel Arbeitsaufwand läßt sich nur eine Schlauchleitung bis zur vorgesehenen Dammstelle verlegen. Sind aber zusätzlich Verschläge zu bauen, muß die Dammstelle so weit zurückverlegt werden, bis die Temperatur der umgebenden Wetter ertrEglich ist und bei den eingesetzten Personen keine Wärmestauungsgefahr mehr besteht. Diese Maßnahme kann zur zusätzlichen Aufgabe anderer wichtiger Anschlußgrubenbaue und zu weiterem Substanzverlust führen und wird nach Möglichkeit vermieden.A third example of how to avoid the dangers of mining Cavities by deliberately allowing the relevant cavity to collapse and terminating it can protect against the accessible mine building is the damming of a mine fire field. Is because of too high temperatures in a fire area or because of inaccessibility the source of the fire does not or no longer directly fight a pit fire possible, it is usually switched to indirect fire fighting and the fire field abandoned by damming. One closes the affected ones Mine workings gas-tight and explosion-proof, in a manner similar to the ones listed above normally abandoned mine workings. Great difficulties can arise during the construction of the dam occur on the pull-out side of the fire area. This place is called by the hot Fire gases permeated, which assumed a temperature of about 1,000 ° C at the source of the fire and are often still 60 to 100 ° C hot at the dam. Under such conditions the deployment times of the mine rescue team can only be a few minutes, so that the Construction of crates is excluded. With a lot of work, only one Lay the hose line up to the intended dam point. But are additional crates to build, the dam must be moved back so far that the temperature of the surrounding weather is bearable and there is no risk of heat accumulation for the people involved there is more. This measure can be used for the additional task of other important connection pits and lead to further loss of substance and is avoided if possible.

Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis, solche BranddSmme bei vollständigem Verzicht auf Verschläge einzubringen. Diesem soll das erfindungsgemä13e Verfahren abhelfen, indem man bei diesem das Material ohne Beisein von Personal aus der AustrittsdU^se an der Dammstelle austretenrund durch den Aktivationsmittelzusatz sofort thixotropieren und anschließend erstarren läßt. Da die Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension nicht mehr fließt, böscht sie sich an und verschließt sehr schnell den abzudämmerd en Querschnitt ohne Verschläge. Die Früherstarrung und Frühverfestigung der einzubringenden hydraulisch verfestigenden Massen ist wesentlich, da sie eine schnelle Explosionssicherheit solcher Dämme und damit einen frühzeitigen Schutz der AbdEmmungsmannschaften garantieren. Explosionssicherheit der Branddämme ist aber erforderlich, wenn sich im Brandfeld bei gestörter Wetterführung und Vorhandensein einer Zündquelle Methan ansammelt, das aus dem Gebirge als Folgeerscheinung des Abbaus laufend weiter freigesetzt wird.There is therefore an urgent need to prevent such fire damage when completely To refrain from bringing crates. The method according to the invention is intended to do this remedy this by removing the material from the outlet nozzle without the presence of personnel Exit at the dam and thixotropic immediately with the activator additive and then solidify. As the binder or fine mortar suspension no longer flows, it slops down and quickly closes the one that needs to be dampened Cross-section without crates. The early solidification and early solidification of the Hydraulically setting masses is essential as they provide rapid explosion protection Such dams and thus guarantee early protection for the damming crews. Explosion safety of the fire dams but is required if in the fire field with disturbed weather conditions and the presence of an ignition source Methane accumulates, which continues to accumulate from the mountains as a consequence of the degradation is released.

3. Die dritte Möglichkeit, den Gefahren durch bergbauliche Hohlräume zu begegnen, besteht darin, den Hohlraum so zu stabilisieren und auszukleiden, daß das umgebende Gebirge im Verband bleibt und die auftretenden Spannungen aufnimmt. Von dieser Möglichkeit macht man grundsätzlich beim Auffahren von Grubenbauen Gebrauch. Man baut sie so aus, daß die den Hohlraum umgebenden und sich im Gebirgsverband befindenden Gesteinskörperteilchen aufgrund des Gebirgsdrucks nicht Gebirgsdrucks nicht' in den Hohlraum hineinwandern können, sondern sioh wieder gegeneinander verspannen und an der Druckaufnahme aus dem Gebirge beteillgen. Wesentliche Voraussetzung dafür, daß sich auf diese Weise die Eigen-» tragfähigkeit des Gebirges voll ausnutzen läßt, ist ein kraftschlüssiger Verbund zwischen Gebirge und tragendem Ausbau. Man erreicht ihn heute dadurch, daß man gefährdete Strecken nachträglich mit Spritzbetõn umkleidet, den 8- Mantel mit Mörtel hinterfüllt, dann ihren Umfang radial anbohrt und die Bohrkränze mit Bindemittelleim unter hohem Druck injiziert. Da solche nachträglichen Sicherungsarbeiten immer kostspielig sind, wird gegenwärtig in einigen Versuchsbetrieben versucht, eine aus verfestigenden Baustoffen bestehende Ausbauhinterfüllung anstelle von Handbergeverzug bereits während der Auffahrung einzubringen. Dabei soll gleichzeitig erreicht werden, daß der etwa 40 % des gesamten Arbeitsaufwandes für das Ausbauen ausmachende Anteil der Ausbauhinterfüllung mechanisiert wird. Während Versuche mit Spritzbeton wegen bestimmter Entmis chungsvorgänge fehlgeschlagen sind, hat das pneumatische Einbringen von Naturanhydrit zum Erfolg geführt. Allerdings hat diese Art der Ausbauhinterfüllung wesentliche Nachteile, nämlich die erhöhte Staubentwicklung, die Behinderung im Vortriebsbereich aufgrund der hohen Austrittsgeschwindigkeit und des Rückprall des Grobkorn sowie der hohe Kostenaufwand für die maschinelle Ausstattung. Außerdem besteht dauernd die Gefahr, daß sich ein Teil der maschinellen Einrichtung vorUbergehçnd oder dauernd im Schußbereich des Vortriebes befindet. Diese Nachteile werden durch -das erfindungsgemäße Verfahren behoben. Das Hinterfüllmaterial wird dabei durch eine nach der Verfestigung die gleicheFestigkeit wie Naturanhydrit erreichende Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension ersetzt. Diese wird durch eine Schlauchleitung von der Pumpstation außerhalb der aufzufahrenden Strecke, die transportmäßig gut zu erreichen sein soll, bis vor Ort gepumpt, .rf Y und zwar hinter den Verzugdraht oder das Verzugblech. 3. The third option, the dangers of mining cavities to counter is to stabilize and line the cavity so that the surrounding mountains remain in the bond and absorb the stresses that arise. This option is generally used when driving mines. They are built in such a way that those surrounding the cavity and are in the mountain range rock particles located due to the rock pressure not rock pressure cannot migrate into the cavity, but brace them against each other again and participate in the pressure recording from the mountains. Essential prerequisite for that in this way the self- »load-bearing capacity of the mountains can be fully exploited, is a force-fit connection between the mountains and the supporting structure. One achieves him today by subsequently covering endangered stretches with shotcrete, the 8-mantle is backfilled with mortar, then radially drilled into its circumference and the drill collars injected with binder glue under high pressure. Since such subsequent backup work are always costly, some trial farms are currently trying to an expansion backfill consisting of solidifying building materials instead of manual recovery to be brought in during the driveway. The aim is to achieve at the same time that about 40% of the total workload for the expansion the expansion backfilling is mechanized. During experiments with shotcrete because If certain demixing processes have failed, the pneumatic introduction has to do with the led to success by natural anhydrite. However, this type of expansion has backfilling major disadvantages, namely the increased dust generation, the obstruction in the Propulsion area due to the high exit speed and the rebound of the Coarse grain as well as the high cost of the mechanical equipment. aside from that there is a constant risk that part of the machine equipment will pass by or is permanently in the firing range of the advance. These disadvantages are due to -the method according to the invention fixed. The backfill material is thereby through a binder that has the same strength as natural anhydrite after solidification or fine mortar suspension. This is through a hose line from the pumping station outside the route to be driven, which is easy to transport should be reached until pumped on site, .rf Y behind the warp wire or the warping sheet.

Durch Zusatz des chemischen Aktivationsmittels unmittelbar vor dem Austritt aus der Leitung wird die Suspension so schnell zur-Thixotropierung und anschließend zurt -Erstarrung gebracht, daß ein Ausfließen ausgeschlossen wird. Die Schlauchleitung kant innerhalb kürzester Zeit verlängert oder zurückgenommen werden. Der Baustoff und die maschinelle Ausstattung ermöglichen wesentliche Kosteneinsparungen und eine gleiche Anböschung des Materials wie bei pneumatischer Verarbeitung von Naturanhydrit Für die Zwecke der Erfindung sind solche hydraulischen Bindemittel oder Trockenmörtelpulver in erster Linie geeignet, die besonders fein aufgemahlen sind und damit günstige hydromechanische Fördereigenschaften besitzen. Trotz der feinen Aufmahlung dürfen Eie Jedoch bei Druckfestigkeiten von 2 200 bis 250 kp/cm keine wesentlich größeren Hydratationswärmemengen entwickeln, als für Normenzemente mit niedriger Hydratationswärme vorgesehen ist0 Sonst wäre bei größeren Einbringungsmengen mit dem Auftreten gefährlicher Temperaturspannungen und dem schlagartigen Zerbersten des herzustellenden Untertagebauwerkes tu rechnen Ein diesen Anforderungen genügendes Trockenmörtelpulver ist beispielsweise in der DT-PS 1.921o084 beschrieben und besteht vorzugsweise aus 54 Gew.-P Zementklinker, 4o Gewe-% Kalkmergel mit 68 bis 70 ffi CaCO»-Anteil, 5 Gew.- schwachgebranntem Lepolofenklinker und 1 GewO- Calciumchlorid0 Dieses Pulver ist so weit aufgeschlossen, daß etwa 6o bis 65.Gew.- eine Korngröße unter o,o6 mm und etwa 85 bis 95 Gew.-% eine solche unter o,l mm aufweisen. By adding the chemical activator immediately before the Leaving the line, the suspension becomes thixotropic and so quickly then brought to solidification so that leakage is excluded. The hose line can be extended or withdrawn within a very short time will. The building material and the mechanical equipment enable significant cost savings and the same slope of the material as with pneumatic processing of Natural Anhydrite For the purposes of the invention are such hydraulic binders or dry mortar powder, which is particularly finely ground and thus have favorable hydromechanical pumping properties. Despite the fine However, grinding is allowed with compressive strengths of 2 200 to 250 kp / cm do not develop significantly larger amounts of hydration heat, than is intended for standard cements with a low heat of hydration0 Otherwise would be in the case of larger quantities with the occurrence of dangerous temperature stresses and the sudden bursting of the underground structure to be built can be expected A dry mortar powder that meets these requirements is, for example, in DT-PS 1.921o084 and preferably consists of 54 percent by weight cement clinker, 40% by weight of lime marl with 68 to 70 ffi CaCO »content, 5% by weight of lightly burned Lepolo clinker and 1 GewO- Calciumchlorid0 This powder is so far digested that about 6o up to 65.Gew.- a grain size below 0.06 mm and about 85 to 95% by weight such below 0.1 mm.

Das zur Anwendung kommende hydraulische Bindemittel oder Trookenmörtelpulver wird mit Wasser zu einer Suspension aufgeschlämmt und auf einen Wasser/Feststoff-Wert eingestellt, der so bemessen ist,. daß einerseits die Entfernung bis zur Verwendungsstelle mit möglichst geringem Druckverlust in der Förderleitung überbrückt wird und andererseits das eingebrachte Material eine ausreichende Endfestigkeit erreicht.The hydraulic binding agent or dry mortar powder used is slurried with water to form a suspension and adjusted to a water / solids value set, which is sized. that on the one hand the distance to the point of use is bridged with the lowest possible pressure loss in the delivery line and on the other hand the introduced material reaches a sufficient final strength.

Nach heutigem Stand der Erkenntnisse wird für die der Erfindung zugrundeliegenden Anwendungsfälle eine maximale Endfestigkeit von 200 bis 250 kp/cm2 für ausreichend erachtet.According to the current state of knowledge, for those on which the invention is based Applications a maximum final strength of 200 to 250 kp / cm2 is sufficient deems.

Soll diese mit dem oben beschriebenen, vorzugsweise zu verwendenden Trockenmörtelpulver erreicht werden, so ist ein Wasser/ Feststoff-Wert zwischen <o,6 und o,7 einzustellen, Der Druck verlust beträgt dann bei Förderung durch eine innen gummierte Schlauchleitung mit 52 mm Innendurchmesser nur 2 bis 3 kp/cm2 Je loo m söhliger Förderlänge unter der Voraussetzung, daß der Förderstrom in der Leitung 1o bis 20 r?/h nicht Uberschreitext. Andere Suspensionen mit gröber gemahlenen Mörtelpulvern haben bei Versuchen unter gleichen Voraussetzungen Druckverlustziffern bis zu 1o und 15 kp/cm2 Je 1oo m Förderlänge ergeben.Should this be used with the one described above, preferably Dry mortar powder can be achieved, so a water / solids value is between <o, 6 and o, 7 set, the pressure loss is then when pumping through an internally rubberized hose line with an inner diameter of 52 mm only 2 to 3 kp / cm2 Each loo m of conveying length under the condition that the flow rate in the Line 1o to 20 r? / H do not exceed text. Other suspensions with more coarsely ground Mortar powders have in tests under the same conditions Pressure loss figures of up to 1o and 15 kp / cm2 result for every 1oo m conveying length.

Das Aktivationsmittel, das erfindungsgemäß der einzusetzenden Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension beigemischt wird, um diese innerhalb weniger Sekunden zu einer thixotropen Masse zu verdichten und ihre anschließende Erstarrung zu beschleunigen, besteht aus insgesamt drei Komponenten, nämlich einer thixotropierenden, einer-erstarrungsbeschleunigenden und einer synergetischen Komponente. Von diesen wirkt die thixotropierende Komponente sofort, während die erstarrungsbeschleunigende erst mit zeitlicher Verzögerung nachfolgt und die synergetische überhaupt keine alleinige Wirkung auf Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspensionen ausübt. Die synergetische Komponente ist nur wirksam in Verbindung mit den beiden anderen Komponenten oder zumindest mit einer der beiden.The activating agent, which according to the invention of the binding agent to be used or fine mortar suspension is added to achieve this within a few seconds to compress into a thixotropic mass and to accelerate its subsequent solidification, consists of a total of three components, namely a thixotropic and a solidification accelerating one and a synergistic component. Of these, the thixotropic component acts immediately, while the solidification accelerator only follows with a time delay and the synergistic no sole effect at all on binder or fine mortar suspensions exercises. The synergetic component is only effective in conjunction with the two other components or at least one of the two.

Sie erhöht deren normale Wirkung als Einzelkomponente auf ein Mehrfaches.It increases their normal effect as a single component many times over.

Als erstarrungsbeschleunigende Komponente kommt eine Reihe von chemischen Substanzen in Betraoht, deren Wirkung als Zusatzmittel auf Betone und Mörtel bereits als erwiesen gilt.A number of chemical components are used as the setting-accelerating component Substances in question, whose effect as an additive on concrete and mortar already is considered proven.

So.sind beispielsweise neben einigen organischen Verbindungen insbesondere anorganische alkalische Erstarrungsbeschleuniger, wie Calciumchlorid, Natriumcarbonat (Soda), Kaliumcarbonat (Pottasche), Natriumhydroxid, Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Calciumphosphat, Natriumaluminat und Wasserglas (wässrige, kieselsäurehaltige Lösung) bekannt, die meist Elektroloytcharakter haben und über die Änderung des Ionengleichgewichts wirken, das sich im Zementleim nach dem Anmachen mit dem Wasser einstellt. Zu dieser Wirkung addieren sich noch eine Änderung der Löslichkeitsbedingungen und die Formung von Komplexverbindungen mit den verschiedenen Mineralbestandteilen des Zementklinkers.For example, in addition to some organic compounds, are special inorganic alkaline setting accelerators such as calcium chloride, sodium carbonate (Soda), potassium carbonate (potash), sodium hydroxide, sodium sulfate, potassium sulfate, Calcium phosphate, sodium aluminate and water glass (aqueous, silicic acid solution) known, which mostly have electrolyte character and about the change of the ion balance that have an effect in the cement paste after you put it on the water adjusts. A change in the solubility conditions is added to this effect and the formation of complex compounds with the various mineral constituents of cement clinker.

Von den genannten Erstarrungsbeschleunigern hat ein Gemisch aus 8 bis 11 Gewichtsanteilen kalzinierter, wasserfreier Soda, 1 bis 2 Gewichtsteilen Natriumaluminat und 0,05 bis o,2 Gewichtsteilen Kieselsäure bei Versuchen in Verbindung mit der thixotropierenden und der synergetischen Komponente die beste Wirkung gehabt.Of the solidification accelerators mentioned, a mixture of 8 up to 11 parts by weight of calcined anhydrous soda, 1 to 2 parts by weight Sodium aluminate and 0.05 to 0.2 parts by weight of silica in experiments in conjunction with the thixotropic and the synergetic component had the best effect.

Die Erstarrung setzt bei dieser Mittelkombination bereits nach einigen Minuten ein. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das ausschließlich Transportzwecken dienende Uberschußwasser der Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension den für übliche Betone und Mörtel normalen Verlag der Hydratations- und Hydrolyseprozesse stört und eine Verspätung des Abbindebeginns bewirkt.The solidification sets in with this combination of means after a few Minutes a. It should be noted that this is only for transport purposes Serving excess water of the binder or fine mortar suspension for the usual Concrete and mortar disrupts normal publishing of the hydration and hydrolysis processes and causes the start of setting to be delayed.

Als thixotropierende Komponente des Aktivationsmittels eignen sich besonders bestimmte wasserlösliche Kunstharze und Celluloseäther, die sonst in-der Kunststoff-Industrie Verwendung finden. Es sind dies vor allem das Polyäthylenoxid, versohiedene Polyacrylverblndungen und Carboxymethylcellulose. Bisher sind nur Bentonit, Ton,.Suitable thixotropic components of the activating agent are especially certain water-soluble synthetic resins and cellulose ethers, which are otherwise indigenous Plastic industry use. It is above all the polyethylene oxide, different polyacrylic compounds and carboxymethyl cellulose. So far only bentonite is Volume,.

Perlit, Traß und Flugasche als thixotropierende Zusatzmittel für hydraulisch verfestigende Suspensionen bei Gebirgs- und BodeninJektionen sowie bei Tiefbohrungen bekanntgeworden. FUr die Zweoke der Erfindung reicht deren Wirkung allein jedoch nicht aus0 Die besten Ergebnisse hat bei Versuchen einsGemisch aus 1 bis 5 Gewichtsteilen linearem, polymerem Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht zwischen 0,5 und 5 Millionen, 0,5 bis 2,5 Gewichtsteilen Carboxymethylcellulose und lo bis 25 Gewichtsteilen Bentonit ergeben.Perlite, trass and fly ash as thixotropic additives for hydraulic solidifying suspensions in rock and soil injections as well as in deep boreholes known. However, their effect alone is sufficient for the purposes of the invention not aus0 Has the best results when trying one mixture from 1 to 5 parts by weight of linear, polymeric polyethylene oxide having a molecular weight between 0.5 and 5 million, 0.5 to 2.5 parts by weight of carboxymethyl cellulose and yield from 10 to 25 parts by weight of bentonite.

Die synergetische Komponente des Aktivationsmittels bildet Aluminiumoxid, das für sich allein ohne feststellbaren Einfluß auf das Verhalten von Bindemittel-oder Feinstmörtel-Suspensionen bleibt, aber in Verbindung mit den Gemischen aus Natriumaluminat, Soda und Kieselsäure sowie aus Polyäthylenoxid, Carboxymethylcellulose und Bentonit deren Wirkung erheblich verstärkt.The synergetic component of the activator is aluminum oxide, in itself without any noticeable influence on the behavior of the binder or Fine mortar suspensions remain, but in connection with the mixtures of sodium aluminate, Soda and silica as well as from polyethylene oxide, carboxymethyl cellulose and bentonite their effect is significantly enhanced.

Die Einzelkomponenten des Aktivationsmittels werden in der Regel als Trockensubstanz vor der Verwendung gemischt, und-zwar in einem Verhältnis, das eine optimale Wirkung garantiert. Dieses Verhältnis beträgt bei dem oben genannten, vorzugsweise zu verwendenden Trockenmörtelpulver 55 bis 85 Gew.-% der erstarrungsbeschleunigenden Stoffkomponente aus Soda, Natriumaluminat und Kieselsäure, lo bis 3o Gew.-% der Thixotropierungskomponente aus Polyäthylenoxid, Caboxymethyleellulose und Bentonit und 5 bis 15 Gew.-% der aus Aluminiumox'id bestehenden synergetischen- Komponente. Diese Mischung wird unmittelbar vor der Verwendung in Wasser gelöst und die Lösung anschließend der Bindemittel- oder -Peinstmörtel-Suspension zugegeben.The individual components of the activating agent are usually as Dry matter mixed before use, in a ratio that is one optimal effect guaranteed. In the case of the above, this ratio is preferably to be used dry mortar powder 55 to 85 wt .-% of the setting-accelerating Substance component of soda, sodium aluminate and silica, lo to 3o wt .-% of Thixotropic component made from polyethylene oxide, caboxymethyl cellulose and bentonite and 5 to 15% by weight of the aluminum oxide synergistic component. This mixture is dissolved in water immediately before use and the solution then added to the binder or fine mortar suspension.

Als gut pumpbar hat sich eine Lösung aus 50 bis 6o Gew,-% trockenem Aktivationsmittel und 40 bis 60 Gew,-% Wasser erwiesen. Als Zusatzmenge an trockenem Aktivationsmittel genügen 2 bis 3 Gew.-% der Bindemittel- bzw. Feinstmörtel-Trookensubstanz.A solution of 50 to 60% by weight dry has proven to be easily pumpable Activating agent and 40 to 60% by weight of water have been proven. As an additional amount of dry Activating agents are sufficient for 2 to 3% by weight of the binding agent or fine mortar dry substance.

Technisch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchführen: Aus Silos oder Transportbehältern wird das trockene hydraulische Bindemittel oder das Trockenmörtelpulver über Tage oder an einer transportgünstigen Stelle unter Tage in einen Turbomischer mit senkrechter Welle abgezogen und mit Wasser zu einer Suspension aufgeschlämmt0 Vom Mischer wird die Suspension in eine Pumpe geleitet und durch eine. angeschlossene 52-mm-Schlauchleitung oder eine 5o-mm-Rohrleitung bis zur Verwendungsstelle gepumpt0 Vor der Aufgabe des gepumpten Materials in den Verwendungsraum wird in die Pumpleitung ein statischer Mischer eingeschaltet, der z0B. aus einem im Durchmesser auf die Förderleitung abgestellten Rohrstück besteht, in dem sich mehrere Pakete gewellter Lamellen befinden, die die durchrließende Suspension in verschiedene Teilströme aufteilen und diese dann wieder durchmischen. Dem statischen Mischer in Fließrichtung unmittelbar vorgeschaltet ist eine Aufgabeöffnung, durch die das Aktivationsmittel zugesetzt wird. Dessen Dosierung muß in dem vorgegebenen Verhältnis zum Durchrluß der Bindemittel-Suspension stehen. Man kann dazu beispielsweise den Durchfluß der Bindemittel- oder Feinstmörtel-Sus pension laufend messen und die wässrige Lösung des Aktivationsmittels in Abhängigkeit von der Meßmenge automatisch über ein Regelventil und eine Pumpe zudosieren0 Es ist aber auch möglich, den Druck in der Leitung vor dem statischen Mischer auszunutzen, um ein trockenes Aktivationsmittel, das zuvor zu einem Block bestimmter Abmessungen und bestimmten Inhalts zusammengepreßt worden ist, gegen eine rotierende Bürste vorzudrücken die dann das Material wieder zu Pulver zerreibt, und zwar in der Menge, die durch den Leitungsdruck vorgegeben wird. Die Einspeisung des Pulvers in den Mischer kann pneumatisch oder hydromechanisch mittels Druckwassers erfolgen Wenige Sekunden nach Zusatz des Aktivationsmittels stellen sich die thixotropierenden Eigenschaften der Bindemittel- oder Feinstmörtel-Suspension ein und kurze Zeit später beginnt die nachfolgende Schnellerstarrung.Technically, the method according to the invention can be carried out as follows: The dry hydraulic binding agent or is made from silos or transport containers the dry mortar powder for days or at a location convenient for transport Days subtracted into a turbo mixer with a vertical shaft and with water to one Suspension slurried0 The mixer feeds the suspension into a pump and by one. connected 52 mm hose line or a 5o mm pipe Pumped to the point of use0 Before the pumped material is fed into the Usage space, a static mixer is switched into the pump line, the z0B. consists of a piece of pipe placed on the conveyor line in diameter, in which there are several packages of corrugated lamellas that allow the suspension to flow through Divide them into different partial flows and then mix them again. The static A feed opening is connected directly upstream of the mixer in the direction of flow which the activating agent is added. Its dosage must be in the specified Relative to the flow rate of the binder suspension. You can do this for example Measure the flow of the binder or fine mortar sus pension continuously and the aqueous solution of the activating agent depending on the measured amount automatically metering in via a control valve and a pump0 It is also possible to adjust the pressure in the line upstream of the static mixer to use a dry activating agent, which was previously compressed into a block of certain dimensions and certain contents has been pushed forward against a rotating brush which then removes the material grinded to powder in the amount dictated by the line pressure will. The powder can be fed into the mixer pneumatically or hydromechanically by means of Pressurized water take place a few seconds after adding the activating agent the thixotropic properties of the binder or fine mortar suspension arise one and a short time later the subsequent rapid solidification begins.

Claims

Claims 1. Method for filling mining cavities with the help of hydraulic binders or fine mortar, characterized in that that the hydraulic binder or the hydraulically setting fine mortar in thin-bodied aqueous suspension through pipes or hoses over large ones Distances from a mixing and pumping station installed either above or below ground is promoted from to the underground place of use and that the suspension in an activating agent in an even distribution near the cavities to be filled is added, which the suspension immediately after exiting the line compacted to a thixotropic mass and the solidification of the hydraulic binder or the hydraulically setting fine mortar.

2. The method according to claim 1, characterized in that as hydraulic setting fine mortar a building material mixture with a fine grain of at least 70% less than 0.1 mm is used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the used fine mortar after application no larger amount of hydration heat developed as 65-70 cal / g within the first 7 days.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that as Activating agent an aqueous solution of solidification-accelerating, thixotropic and substances that act synergistically are added.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that as The solidification accelerating substance component of the activating agent is a mixture 8 to 11 parts by weight of soda ash, 1 to 2 parts by weight of sodium aluminate and 0.05 to 0.2 parts by weight of silica is used.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that as The thixotropic component of the activating agent is a mixture of 1 to 5 parts by weight linear polymeric polyethylene oxide with a molecular weight between 0.5 and 5 Millions, 0.5 to 2.5 parts by weight of carboxymethyl cellulose and 10 to 25 parts by weight Bentonite is used.

7. The method according to claim 1 to 4, characterized in that as synergetic substance of the activating agent aluminum oxide is used.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the Dry substance of the activating agent before adding to the binder or fine mortar suspension in the proportion 55 to 85% by weight of setting accelerator, 10 to 30% of thixotropic agent and mixing 5 to 15% alumina.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the Activating agent before adding to the binder or fine mortar suspension is dissolved in water in a weight ratio of 1: 1 or 0.8: 1.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the Activating agent of the binder or fine mortar suspension in a constant Concentration of 2 to 3% by weight of the dry mass of the binder or the fine mortar is admixed.

11. The method according to claim 1 to 1o, characterized in that mixing the activating agent with the binding agent or fine mortar suspension takes place in a static mixer at the end of the delivery line.

12. The method according to claim 1 to lo, characterized in that When creating high-speed dams, the binding agent or fine mortar suspension to be introduced without front or rear limiting abutment freely in the cross-section of the route is puffed up.

13. The method according to claim 1 to 10, characterized in that close-meshed for a force-fit connection between the mountains and the expansion of the route Warping wire mats are placed over the track frames and that the between delay and mountains remaining space with thixotropic and then faster solidifying Binder or fine mortar suspension is filled.

14. The method according to claim 1 to lo, characterized in that Rigid dams made of hydromechanically conveyed, after the exit from the delivery line thixotropic and then faster solidifying binder- or fine mortar suspension without boundary crates against the fracture field will.

15. The method according to claim 1 to 1o, characterized in that Outbreaks in the face and stretch with thixotropic and then faster solidifying Binding agent or fine mortar suspension without labor-intensive formwork fill out.