DE3705095A1

DE3705095A1 - Method for sealing off the subsoil, especially for sealing off the face, in compressed-air driving by means of a bentonite suspension and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: DE3705095A1
Application number: DE19873705095
Authority: DE
Inventors: Peter M Dr Ing Schmelzle
Original assignee: Ed Zueblin AG
Current assignee: Ed Zueblin AG
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-09-01

Abstract

The object on which the invention is based is to provide a method for sealing off the subsoil, especially the face, during compressed-air driving, in which, by spraying a bentonite suspension onto the face, the flow-off of air out of the working space into the subsoil is reduced in comparison with the known method. For this purpose, a bentonite suspension, before being applied to the subsoil, is mixed together with a polymer-containing additive, in such a way that its stiffness, tackiness and toughness are increased. The apparatus used is a so-called "static mixer" and discharge nozzles which have helices narrowing in the direction of flow. One sector of use is the sealing-off of the face in compressed-air driving in underground mining.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten des Untergrundes, insbesondere der Ortsbrust beim Druckluftvortrieb, mittels einer Bentonitsuspension nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for sealing the Underground, especially the face at Compressed air propulsion, using a bentonite suspension the preamble of claim 1 and a device for Implementation of such a procedure.

Es ist bekannt im Tiefbau Bentonit zusammen mit Wasser und eventuell Zement und Füllstoffen sowohl als Mittel zur Stützung des Erdreichs als auch zur Abdichtung des Untergrundes zu verwenden. Ein Anwendungsgebiet ist der Bau von Dichtwänden, durch die vorwiegend Wasserströmungen im Untergrund abgesperrt oder umgeleitet werden. Ein anderes ist im Tunnel- und Stollenbau der Druckluftvortrieb mit dem Membranschildverfahren, bei dem durch das Aufsprühen einer Bentonitsuspension auf die Ortsbrust das Abströmen von Luft aus dem Abbauraum in den Untergrund vermindert wird. Dadurch wird der Druckluftverbrauch reduziert und die Ortsbrust gestützt und stabilisiert.It is known in civil engineering along with water and bentonite possibly cement and fillers both as a means of Support the soil as well as to seal the To use underground. One area of application is construction of sealing walls through which predominantly water flows in the Blocked or redirected underground. Another is the compressed air propulsion in tunnel and tunnel construction Membrane shield process, in which by spraying a Bentonite suspension on the outflow from Air from the excavation space is reduced into the underground. This reduces the compressed air consumption and the Face supported and stabilized.

Dieser Effekt wird bei dem bekannten Verfahren nur unvollkommen erreicht, da die aufgesprühte Bentonitsuspension nach dem Aufsprühen an der Ortsbrust nicht ausreichend haftet und keine die gesamte Fläche der Ortsbrust bedeckende Schicht bildet. Einer Erhöhung der Viskosität der Bentonitsuspension steht entgegen, daß beim Pumpen durch lange Rohrleitungen hohe Pumpendrücke erforderlich sind. Hinzu kommt, daß die Bentonitsuspension praktisch keine Zugfestigkeit hat. Dadurch wird die Suspension nach dem Aufsprühen auf die Ortsbrust durch den Luftdruck in die Poren des Erdreichs eingedrückt, wodurch Löcher in der membranartig aufgebrachten Bentonitsuspension entstehen; die Folge ist, daß zur Aufrechterhaltung der Dichtwirkung Bentonitsuspensionen immer wieder nachgesprüht werden müssen.This effect is only in the known method imperfectly achieved because of the sprayed-on bentonite suspension not sufficient after spraying on the working face is liable and does not cover the entire area of the working face Layer forms. An increase in the viscosity of the Bentonite suspension stands in the way of pumping through long pipelines high pump pressures are required. In addition, the bentonite suspension is practically none Has tensile strength. This will make the suspension after Spraying on the face by the air pressure in the Pores of the soil indented, causing holes in the Bentonite suspension applied in the form of a membrane; the result is that to maintain the sealing effect Bentonite suspensions are sprayed again and again have to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, daß die genannten Nachteile vermieden werden und eine Reduzierung des Druckluftverbrauchs einfach und wirkungsvoll möglich ist.The invention has for its object that Generic methods to train so that the above Disadvantages are avoided and a reduction in Compressed air consumption is simple and effective.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This task is the generic method according to the invention with the characteristic features of Claim 1 solved.

Dadurch, daß die Bentonitsuspension kurz vor dem Aufbringen auf den Untergrund mit einem polymerhaltigen Zusatzmittel vermischt wird, entsteht eine Zwei-Komponentensuspension aus der aktiven Bentonitsuspension und dem polymeren Zusatzmittel, vorzugsweise Polyethylenoxid, welche die Eigenschaften der Bentonitsuspension in der Weise verändert, daß diese steifer, klebriger und zäher wird und damit auch die Eigenschaft erhält, Zugkräfte zu übertragen. Diese Eigenschaften können durch unterschiedliche Dosierraten des Zusatzmittels unterschiedlich stark ausgeprägt werden. Der Vorteil ist dabei, daß die Reaktionszeit sehr kurz ist. Da die fertige Mischung andererseits schwer pumpbar ist, ist es von Vorteil, wenn das Zusammenführen der beiden Komponenten so dicht wie möglich vor dem Aufbringen auf die Ortsbrust erfolgt. Dabei ist weiter von Vorteil, daß das erfindungsgemäße Zusatzmittel keine schädigenden Wirkungen auf das Grundwasser hat.The fact that the bentonite suspension shortly before application onto the surface with a polymeric additive is mixed, a two-component suspension is formed from the active bentonite suspension and the polymeric Additive, preferably polyethylene oxide, which the Properties of the bentonite suspension changed in such a way that it becomes stiffer, stickier and tougher and with it also receives the property of transmitting tensile forces. These properties can be different Dosage rates of the additive vary be pronounced. The advantage is that the Response time is very short. Because the finished mix on the other hand is difficult to pump, it is advantageous if bringing the two components together as tightly as possible before applying to the working face. It is also advantageous that the invention Additive no harmful effects on the Has groundwater.

Als Zusatzmittel zur Bentonitsuspension kann auch ein sogenanntes "Beton-Zusatzmittel", vorzugsweise ein sogenannter "Beton-Stabilisierer" verwendet werden. Ein solches Beton-Zusatzmittel wird üblicherweise als Stabilisierer bei der Herstellung von Beton verwendet, um die Verarbeitbarkeit von Frischbeton zu verbessern und ist unter dem Warenbegriff "ADDIMENT Stabilisierer ST 1" im Handel.A can also be used as an additive to the bentonite suspension so-called "concrete admixture", preferably a so-called "concrete stabilizers" can be used. A such concrete admixture is usually called Stabilizers used in the manufacture of concrete improve the workability of fresh concrete and is commercially available under the trademark "ADDIMENT Stabilizer ST 1".

Nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bentonitsuspension zunächst in leicht pumpbarer Konsistenz bis in die Nähe der vor der Ortsbrust befindlichen Austragvorrichtung gefördert und dann vor dem Austrag das Zusatzmittel,vorzugsweise Polyethylenoxid oder ein Beton-Zusatzmittel in einer Menge, bevorzugt in flüssiger Form, der Bentonitsuspension zudosiert, derart, daß diese die gewünschten Eigenschaften erhält, wobei nach der Beigabe des Zusatzmittels beide Stoffe miteinander vermischt werden.According to a preferred embodiment of the invention The bentonite suspension is first lightly processed pumpable consistency close to that in front of the working face located discharge device and then before the Discharge the additive, preferably polyethylene oxide or Concrete admixture in an amount, preferably in liquid form Bentonite suspension metered in such that this desired properties, being after the addition of the additive, both substances are mixed together.

Durch die der Erfindung zugrundeliegende neuartige Kombination mit Bentonit wird zum einen der Anwendungsbereich der Stabilisierer wesentlich erweitert, zum anderen werden durch die für polymerhaltige Medien charakteristischen Kettenmoleküle die Eigenschaften - insbesondere die Fließeigenschaften - der Bentonitsuspension grundlegend geändert: The novel combination with bentonite on which the invention is based on the one hand substantially extends the area of application of the stabilizers, and on the other hand the properties - in particular the flow properties - of the bentonite suspension are fundamentally changed by the chain molecules which are characteristic of polymer-containing media:

- it becomes stiffer,
- it becomes tough and gets a certain Tensile strength and is therefore able Transfer tensile forces
- it becomes sticky.

Auf die Ortsbrust aufgebracht, bildet die Suspension eine gummiartige Haut, die eine abdichtende und durch den Luftüberdruck im Abbauraum stützende Wirkung auf die Ortsbrust hat.Applied to the working face, the suspension forms one rubbery skin that has a sealing and through the Air pressure in the mining space has a supporting effect on the Face has.

Die Suspension kann je nach Bauverfahren entweder auf die Ortsbrust aufgesprüht werden oder es kann der Zwischenraum zwischen der Ortsbrust und einer näherungsweisen parallelen Schottwand mit der Suspension zunächst gefüllt und anschließend wieder entleert werden, derart, daß eine Schicht der Suspension an der Ortsbrust haften bleibt.Depending on the construction method, the suspension can either be on the Face to be sprayed on or there may be a gap between the face and an approximately parallel one Bulkhead first filled with the suspension and then be emptied again, such that a Layer of the suspension sticks to the face.

Das Zusatzmittel wird vorzugsweise in flüssiger Form im Volumenverhältnis von 1:5 bis 1:20 zur Bentonitsuspension zugegeben. Pulverförmige Zusatzmittel werden vorzugsweise zunächst im Gewichtsverhältnis von ca. 1:5 bis 1:30 mit Wasser verflüssigt und dann der Bentonitsuspension zugegeben. Je nach Anteil des Zusatzmittels an der Bentonitsuspension können die genannten Eigenschaften mehr oder weniger stark ausgeprägt werden.The additive is preferably in liquid form in the Volume ratio of 1: 5 to 1:20 to the bentonite suspension admitted. Powdery additives are preferred initially in a weight ratio of approx. 1: 5 to 1:30 Liquefied water and then added to the bentonite suspension. Depending on the proportion of the additive in the bentonite suspension can the properties mentioned more or less strong be pronounced.

Besonders beim Verflüssigen des pulverförmigen Zusatzmittels weist ein Beton-Stabilisierer große Vorteile auf, da er problemlos in Wasser eingerührt werden kann, während für andere polymerhaltige Zusatzmittel, wie sie z. B. aus der Wasseraufbereitung als Flockungshilfsmittel bekannt sind, zum Auflösen in Wasser aufwendige Dispergiervorrichtungen notwendig sind. Especially when liquefying the powdery additive a concrete stabilizer has great advantages because it can be easily stirred into water while for other polymer-containing additives, such as z. B. from the Water treatment are known as flocculants, complex dispersing devices for dissolving in water are necessary.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The method according to the invention is described below an embodiment shown in the drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung im Längsschnitt wesentliche Verfahrenskomponenten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 1 shows a schematic representation in longitudinal section of essential processing components and a device for carrying out the method,

Fig. 2 Ansicht einer Spiralkegeldüse, Fig. 2 view of a Spiralkegeldüse,

Fig. 3 schematische Darstellung einer beweglichen Düsenhalterung. Fig. 3 shows a schematic representation of a movable nozzle holder.

Verfahren und Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 sind am Beispiel eines Druckluftvortriebs nach dem Membranschild- Verfahren dargestellt. Schildquerschnitt, Schneidenform und Schneidenneigung können je nach den gegebenen Verhältnissen beliebig ausgeführt sein.The method and device according to FIGS. 1 to 3 are shown using the example of a compressed air propulsion according to the membrane shield method. The cross section of the blade, the shape of the cutting edge and the inclination of the cutting edge can be designed as desired, depending on the conditions.

Ein unter Luftüberdruck stehender Abbauraum 8 wird durch eine Schottwand 9 und durch einen Schildmantel 10 sowie durch eine Ortsbrust 2 begrenzt. Im Abbauraum 8 befindet sich ein Abbaugerät 11, mit dem der Boden an der Ortsbrust gelöst und in ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Abtransportsystem 12 gefördert wird.A degradation space 8 under air pressure is delimited by a bulkhead 9 and by a shield jacket 10 and by a working face 2 . In the excavation space 8 there is an excavation device 11 , with which the soil on the working face is loosened and conveyed into a removal system 12 , not shown in the drawing.

Um das Entweichen von Druckluft aus dem Abbauraum 8 zu vermindern, wird über die Düsen 3 die Suspension aus Bentonit und einem polymerhaltigen Zusatzmittel, wie Polyethylenoxid oder ein sogenannter Beton-Stabilisierer auf die Ortsbrust 2 so aufgebracht, daß eine gummiartige, abdichtende Schicht als Membran 5 auf der Ortsbrust gebildet wird. Aufgrund der abdichtenden Wirkung der Membran wird die durch den Luftüberdruck verursachte Stützwirkung auf die Ortsbrust erhöht. Während des Abbauvorgangs wird die durch das Abbaugerät örtlich verletzte Membran durch erneutes Sprühen wieder hergestellt.In order to reduce the escape of compressed air from the excavation space 8 , the suspension of bentonite and a polymer-containing additive, such as polyethylene oxide or a so-called concrete stabilizer, is applied to the face 2 via the nozzles 3 in such a way that a rubber-like, sealing layer as membrane 5 is formed on the face. Due to the sealing effect of the membrane, the supporting effect on the working face caused by the excess air pressure is increased. During the dismantling process, the membrane, which is locally injured by the dismantling device, is restored by spraying again.

Abbaugeräte und Abraumtransportsystem können je nach den Verhältnissen beliebig ausgeführt sein. So ist z. B. auch ein hydraulischer Abbau- und Fördervorgang möglich.Mining equipment and overburden transport system can vary depending on the Ratios can be executed arbitrarily. So z. Belly a hydraulic dismantling and conveying process is possible.

Die mit dem Zusatzmittel vermischte Bentonitsuspension wird in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel mittels Düsen 3 auf die Ortsbrust aufgebracht. Je nach den gegebenen Verhältnissen können im Gegensatz zu dieser im wesentlichen örtlich konzentrierten, gewissermaßen punktförmigen Austragmethode auch Austragsvorrichtungen mit linien- oder flächenhaftem Austrag angewandt werden.In the example shown in FIG. 1, the bentonite suspension mixed with the additive is applied to the working face by means of nozzles 3 . Depending on the prevailing conditions, in contrast to this essentially locally concentrated, to a certain extent punctiform discharge method, discharge devices with linear or area discharge can also be used.

Als Düsen werden vorzugsweise solche gewählt, die aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung einen möglichst homogenen und gleichmäßigen Auftrag der Suspension auf die Ortsbrust ermöglichen, gleichzeitig aber eine möglichst schonende Aufspreizung des Sprüh-Strahls bewirken, um die in der Suspension vorhandenen Kettenmoleküle so wenig wie möglich zu zerstören.The preferred nozzles are those based on their constructive design as homogeneous as possible and even application of the suspension to the working face enable, but at the same time as gentle as possible Spreading the spray jet to cause the in the Suspension chain molecules as little as possible to destroy.

Diesen Anforderungen genügen Düsen, die im wesentlichen aus einer in Strömungsrichtung sich verjüngenden Wendel bestehen, deren lichter Durchmesser in Abstimmung mit der Wendelsteigung und der Neigung der der Strömung ausgesetzten Wendelfläche so beschaffen sind, daß beim Durchströmen der Düse der Fluidstrahl von außen nach innen fortschreitend abgeschält wird. Der abgeschälte Teil wird dabei so aus seiner ursprünglichen Strömungsrichtung abgelenkt, daß auf der Ortsbrust eine theoretisch spiralförmige Verteilung, bedingt durch die Eigenschaften des versprühten Fluids und durch andere physikalische Gegebenheiten praktisch jedoch eine zusammenhängende, im wesentlichen homogene Schicht entsteht. Nozzles that essentially meet these requirements a helix tapering in the direction of flow, whose clear diameter in coordination with the Helix slope and the slope of the exposed to the flow Spiral surface are such that when flowing through the Nozzle of fluid jet progressing from the outside in is peeled off. The peeled part will look like this deflected that on its original flow direction the working face has a theoretically spiral distribution, due to the properties of the sprayed fluid and practically due to other physical conditions a coherent, essentially homogeneous layer arises.

Als Beispiel für eine derartige Düse ist in Fig. 2 eine sogenannte "Spiralkegeldüse" dargestellt.A so-called "spiral cone nozzle" is shown in FIG. 2 as an example of such a nozzle.

Um die gewünschte, möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Ortsbrust zu erreichen, ist es, insbesondere beim Betrieb von mehreren Düsen mit einander überlappenden Sprühbereichen erforderlich, jede Düse in eine bestimmte Richtung zu orientieren. Die Ausrichtung richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten und ist vorzugsweise, zumindest bei einer Düse, auch während des Sprühens veränderlich, um z.B. bei punktförmigen, auf der Ortsbrust wandernden Abbaustellen, wie bei einer Teilschnittmaschine, die jeweils örtlich verletzte Membran gezielt wieder herstellen zu können.The desired, as even as possible application It is to reach the face, especially when Operation of several nozzles with overlapping one another Spray areas required, each nozzle in a specific Orientation. The orientation depends on local conditions and is preferred, at least with a nozzle, also variable during spraying, um e.g. for punctiform, wandering on the face Dismantling sites, like a part-cutting machine that restore the locally injured membrane in a targeted manner to be able to.

Die Düsen sind deshalb an Düsenhalterungen befestigt, die es erlauben, die Düsen vor Ort einzujustieren und in einer bestimmten Stellung zu fixieren oder mit Hilfe von steuerbaren Antrieben in unterschiedliche Richtungen auszurichten. Solche Vorrichtungen sind z. B. aus dem Spritzbeton als "Manipulatoren" bekannt.The nozzles are therefore attached to nozzle holders that allow the nozzles to be adjusted on site and in one certain position or with the help of controllable drives in different directions to align. Such devices are e.g. B. from the Shotcrete known as "manipulators".

Vor dem Austrag auf die Ortsbrust 2 wird die Bentonitsuspension 1 in einer Mischeinrichtung 6 mit dem Zusatzmittel 4 vermischt. Als Mischeinrichtung wird vorzugsweise ein sogenannter "Statik-Mischer" verwendet, der aus einem Rohrstück mit besonders geformten Einbauten besteht. Werden die beiden zu vermischenden Komponenten vor dem Mischer in eine gemeinsame Leitung zusammengeführt und durch den Pumpendruck durch die Mischstrecke hindurchgepreßt, so werden durch die Form der Mischereinbauten in den beiden Komponenten solche Strömungen erzeugt, daß eine innige Vermischung von Haupt und Nebenkomponente erfolgt. Before the discharge onto the working face 2 , the bentonite suspension 1 is mixed with the additive 4 in a mixing device 6 . A so-called "static mixer" is preferably used as the mixing device, which consists of a tube piece with specially shaped internals. If the two components to be mixed are brought together in a common line in front of the mixer and pressed through the mixing section by the pump pressure, the shape of the mixer internals in the two components creates such flows that intimate mixing of the main and secondary components takes place.

Die Hauptkomponente ist hier Bentonitsuspension, vorzugsweise Aktiv-Bentonitsuspension, als Nebenkomponente wird ein polymerhaltiges Zusatzmittel, vorzugsweise ein Polyethylenoxid, verwendet.The main component here is bentonite suspension, preferably active bentonite suspension, as a secondary component is a polymer-containing additive, preferably a Polyethylene oxide used.

Hier eignet sich ein Mittel im besonderen Maße, das bisher nur im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Frischbeton, also ein sogenanntes "Betonzusatzmittel", und zwar ein "Stabilisierer", verwendet wird, das unter der Warenbezeichnung "ADDIMENT Stabilisierer ST 1" im Handel ist.Here a remedy is particularly suitable, which so far only in connection with the processing of fresh concrete, a so-called "concrete admixture", namely a "Stabilizer", which is used under the Product name "ADDIMENT Stabilizer ST 1" is on the market.

Durch die der Erfindung zugrundeliegende neuartige Kombination mit Bentonit wird zum einen der Anwendungsbereich eines Stabilisierers wesentlich erweitert, zum anderen werden durch die für polymerhaltige Medien charakteristischen Kettenmoleküle die Eigenschaften der Bentonitsuspension grundlegend geändert:By the novel on which the invention is based Combination with bentonite becomes the area of application one stabilizer significantly expanded, the other are characterized by the characteristic of polymer-containing media Chain molecules the properties of the bentonite suspension fundamentally changed:

Je nach Zudosierung des Zusatzmittels können die genannten Eigenschaften mehr oder weniger stark ausgeprägt sein.Depending on the dosage of the additive, the above mentioned Properties be more or less pronounced.

Auf der Ortsbrust 2 aufgebracht, bildet die Suspension eine gummiartige Haut 5, die eine abdichtende und durch den Luftüberdruck im Abbauraum 8 stützende Wirkung auf die Ortsbrust hat.Applied to the working face 2 , the suspension forms a rubber-like skin 5 , which has a sealing effect on the working face and is supported by the excess air pressure in the excavation space 8 .

Damit wird durch Verwendung eines Stabilisierers als Zusatzmittel für die Bentonitsuspension die Aufgabe der Erfindung einfach und wirkungsvoll gelöst.So that by using a stabilizer as Additive for the bentonite suspension the task of Invention easily and effectively solved.

Weitere Komponenten des Verfahrens bzw. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gehen aus Fig. 1 hervor.Further components of the method and devices for carrying out the method are shown in FIG. 1.

Hierzu gehören insbesondere:These include in particular:

- The compressor station 12 for generating the compressed air with the necessary feed lines 13 to the extraction space 8
the station 14 for the production and storage of the bentonite suspension 1
- A continuously pump 15 with flow control device 16th
- Line 17 for the bentonite suspension 1
- The station 18 for liquefying the powdery additive or a storage container for the liquid additive 4th
- A continuously pump 19 with flow control device 20th
- A regulating and control unit 21 for coordinating the two volume flows
- The line 22 for the additive 4th

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für eine beweglich gelagerte Düse 3 dargestellt. Die bewegliche Düsenhalterung besteht hier aus einem Kugelgelenk 3 a. Sie kann aber auch aus sich um mindestens zwei senkrecht zueinander stehenden Achsen drehbar angeordneten Teilen gebildet sein.In Fig. 3, an embodiment is shown for a movably mounted nozzle 3. The movable nozzle holder consists of a ball joint 3 a . However, it can also be formed from parts that are rotatable about at least two axes that are perpendicular to one another.

Die Düse selbst ist eine sogenannte Spiralkegeldüse nach Fig. 2. Die bewegliche Lagerung der Düse ist derart ausgebildet, daß die Düsenachse 3′ in eine gewünschte Richtung und damit auf einen bestimmten Punkt an der Ortsbrust ausgerichtet werden kann. Durch einen maschinellen Antrieb, beispielsweise einen Stellmotor, einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 23, kann die Düsenhalterung bewegt und damit die Düsenachse 3′ in die gewünschte Richtung automatisch eingestellt werden. In der Zeichnung ist mit 24 das Zuleitungsrohr zur Düse 3 bezeichnet. Es ist zweckmäßig zum Pumpen der Bentonitsuspension und des Zusatzmittels kontinuierlich fördernde Pumpen vorzusehen, von denen mindestens eine in ihrer Förderleistung verändert werden kann, um unterschiedliche Mischungsverhältnisse von Bentonitsuspension und Zusatzmittel einstellen zu können. Weiterhin sind Regelventile 16, 20 in den Förderleitungen 17 und 22 eingebaut, mit deren Hilfe der Durchfluß in der jeweiligen Leitung eingestellt werden kann, wobei ferner die Regelventile mit einer Steuer- und Kontrolleinheit zur automatischen Abstimmung der Volumenströme verbunden sind.The nozzle itself is a so-called spiral cone nozzle according to Fig. 2. The movable mounting of the nozzle is designed such that the nozzle axis 3 'can be aligned in a desired direction and thus to a certain point on the face. By means of a mechanical drive, for example a servomotor, a hydraulic or pneumatic cylinder 23 , the nozzle holder can be moved and thus the nozzle axis 3 'can be set automatically in the desired direction. In the drawing, the supply pipe to the nozzle 3 is designated by 24. For pumping the bentonite suspension and the additive, it is expedient to provide pumps which continuously deliver, of which at least one can be changed in its delivery rate in order to be able to set different mixing ratios of bentonite suspension and additive. Furthermore, control valves 16 , 20 are installed in the delivery lines 17 and 22 , with the aid of which the flow in the respective line can be adjusted, the control valves also being connected to a control and monitoring unit for automatically adjusting the volume flows.

Claims

1. A method for sealing the subsurface, in particular for sealing the working face during compressed air propulsion, in which the outflow of gaseous or liquid media, in particular air from the overburden, into the subsurface is reduced by acting on the subsurface by means of a bentonite suspension, characterized in that the Bentonite suspension is mixed with a polymer-containing additive before application to the substrate in such a way that the rigidity, stickiness and toughness of the bentonite suspension is increased.

2. The method according to claim 1, characterized in that as an additive Polyethylene oxide is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that as an additive so-called "concrete admixture" is used.

4. The method according to claim 3, characterized in that as a concrete admixture so-called "concrete stabilizer" is used.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the bentonite suspension ( 1 ) is initially pumped in an easily pumpable consistency up to the vicinity of the discharge device located in front of the working face ( 2 ) and the polymer-containing additive ( 4 ), preferably in a liquid state, in an amount such that the bentonite suspension achieves the desired properties and that after the addition of both substances are mixed together.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mixture of bentonite suspension and polymer-containing additive is sprayed onto the face by means of at least one nozzle ( 3 ), such that the chain molecules present in the mixture are essentially retained and after after spraying onto the face, network there so that a rubber-like, sealing skin ( 5 ) is formed on the face.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mixture of Bentonite suspension and polymeric additive in the way is applied to the face that the Space between the face and one with one certain distance running bulkhead with the Mix first filled and then again is emptied such that a sealing layer in Form of a kind of membrane adheres to the face.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the initially powdered Polyethylene oxide depending on the desired properties in Volume ratio 1: 5 to 1:30 with water and that the polyethylene oxide so dissolved depends on desired properties in a ratio of 1: 5 to 1:20 Bentonite suspension is added.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the initially powdery Stabilizer depending on the desired properties in the Volume ratio 1: 4 to 1:40 with water and that the stabilizer so resolved depending on desired properties in a ratio of 1: 3 to 1:25 the bentonite suspension is added.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that before the application to the substrate, the bentonite suspension and the additive are pumped together through a mixing container provided with internals ( 6 ), such that the two media flow through them along these Built-in vortex movements and turbulence in the media arise, so that an intimate mixing of the two media is achieved.

11. Device for performing the method according to one of claims 1 to 10, characterized in that a so-called "static mixer" is used as the mixing container ( 6 ).

12. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, in which nozzles ( 3 ) are provided for applying the bentonite suspension, characterized by nozzles, which consist essentially of a tapering in the flow direction, the inside diameter ( 7 ) in coordination with the helix pitch and the helical surface exposed to the flow is such that the fluid jet is progressively peeled off from the outside as it flows through the nozzle and that the peeled part is deflected from the original flow direction in such a way that a theoretically spiral distribution on the face Due to the properties of the sprayed fluid and other physical conditions, however, a coherent, essentially homogeneous layer is formed in practice.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that a spiral cone nozzle ( 7 ) is used as the nozzle ( 3 ) ( Fig. 2).

14. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the nozzles ( 3 ) are movably mounted, such that the nozzle axis ( 3 ') can be aligned in a desired direction and thus to a certain point on the face.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the movable nozzle holder ( 3 a ) is formed by a ball joint.

16. The apparatus according to claim 14, characterized in that the movable nozzle holder ( 3 a ) is formed from parts rotatably arranged about at least two mutually perpendicular axes.

17. The apparatus according to claim 15 or 16, characterized by a mechanical arrangement for moving the nozzle holder and thus for adjusting the nozzle axis ( 3 ') in a desired direction.

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the mechanical drive the nozzle holder by servomotors or hydraulic or pneumatic cylinder is formed.

19. The apparatus of claim 10, characterized in that for pumping the Bentonite suspension and the additive continuously promotional pumps are provided, of which at least a different one for the purpose of setting Mixing ratios of bentonite suspension and Additive in its output is changeable.

20. The apparatus according to claim 10, characterized in that control valves ( 16 , 20 ) in the delivery lines ( 17 , 22 ) are installed, with the aid of which the flow in the respective line is adjustable and that the control valves ( 16 , 20 ) with a Control and monitoring unit for automatic adjustment of the volume flows are connected.