книги / III. Internationales Kalisymposium 1965 Teil 2

Bild 11. Kaliwerk Volkenroda/Grube Pöthen, Kaminerpfeilerbruchbau,Pirstsenkungen der Meßpunkte 5, 7 und 8

Er lag unter den vorstehenden Bedingungen mit 8 bis 1 2 m pro Monat an der unteren Grenze. Es ließen sich jedoch bis jetzt noch keine generellen Erkenntnisse über die Dimen­ sionierung ziehen, da der Zusammenhang - Abbaufortschritt - offener Abbauraum - Pfeilerdimension - Kammerbreite und an­ gebaute Bank - nur örtlich gemessen und beurteilt werden kann. Die Auswertung dieser Pakten ist deshalb sehr zeit­ raubend und noch nicht abgeschlossen. Das Gesamtmaterial der gebirgemechanischen Unterlagen wird noch einen tieferen Einblick in die gebirgsmechanischen Vorgänge beim Totalab­ bau im Kalibergbau gestatten, der für die weiteren Vorhaben von Nutzen sein wird.

Zuletzt wäre noch einiges zu sagen über die ökonomische Seite des Versuchs. Wie schon anfangs betont, wurde der Ver­ such mit vorhandenen Aggregaten durchgeführt. Ist Schrapper­ förderung und Karamerpfeilerbruchbau schon von der gebirgs­ mechanischen Seite nicht ideal, so ist diese Kombination

ökonomisch noch unglücklicher. Die geringen Kammerabmessungen von 5 x 3 m sowie die ungünstige Möglichkeit des Ladens des Durchhiebsalzes ließen die prinzipiellen Nachteile der Schrapperförderung noch deutlicher hervortreten.

Trotzdem hat eine Kostenanalyse ergeben, daß unter Berück­ sichtigung des Wegfalls des Spülversatzes und der Erhöhung der Aufhaidungskosten sowie der Erhöhung des KgO-Gehaltes

durch die Verringerung der angebauten Bank die Durchschnitts-

wenigen Jahren vollständig auf Kammerpfeilerbruchbau umzu­ stellen. Ökonomisch ist dies trotz Schrapperförderung sinn­ voll, da bei begrenzter Schachtförderung die absolut zu fördernden KgO-Mengen größer werden und eine höhere Produk­ tion mit degressiven Kosten erzielt wird.

Die Fördermenge pro Tag schwankte im Monatsdurchschnitt zwi­ schen 198 und 237 t. Sie kann auch unter Zugrundelegung der Schrapperförderung noch gesteigert werden.

Im weiteren Verlauf muß angestrebt werden, die Konzentra­ tionsmöglichkeit, die der Kammerpfeilerbruchbau bietet, durch Einsatz von leistungsfähigen Lademaschinen und gleislosen Fördergeräten voll zu nutzen. Anzustreben sind in Lagerstät­ tenteilen von etwa 3 m Mächtigkeit Schichtleistungen von 600t und Tagesleistungen von 1200 t/Abbau. Diese Konzentration ge­ stattet letzten Endes auch die Weiterentwicklung der Gewin­ nung durch Bohrwagen und mechanisches Laden mit ANDK-Spreng- stoffen. Die Revierleistungen können sich unter diesen Um­ ständen auf etwa 50 t/MS erhöhen und damit entscheidend

Uber das jetzige Niveau gehoben werden.

Die hierbei noch auftretenden Probleme der Dimensionierung der Abbauparameter müssen auf die neuen Verhältnisse noch abgestimmt werden, wie z.B. der damit erhöhte Abbaufort­ schritt auf 40 m/Monat.

Eine weitere wichtige Aufgabe der Zukunft ist es, den Kam­ me rpfeilerbruchbau auf größere Mächtigkeiten auszudehnen. Durch die gebirgemechanischen Untersuchungen hat sich ja eindeutig ergeben, daß der Hauptanhydrit, ja selbst das Leinesteinsalz, nicht als schlagende Schichten gelten können. Der Hauptanhydrit kann evtl, mit zu den Dachschichten ge­ rechnet werden, so daß einer Ausdehnung der Versuche auf

5 m Mächtigkeit nichts im Wege steht.

Diskussion

Der Tagungsleiter, Herr Prof.Dr.-Ing. Gimm, dankte den Ver­ fassern und eröffnete die Diskussion.

Giram_

1. Wie wurden die Druckmeßdosen eingebaut?

Ich kann mir vorstellen, daß die Realität derartiger Messun­ gen in einem Bruchfeld mit grobstückigem Haufwerk doch wesent­ lich schwerer zu erreichen ist als in einem Versatzfeld mit feinkörnigem Versatz.

2. Wie groß sind jetzt die Revierleistungen im Kammerpfei1er­ bruchbau?

Hofer

Zu 1. Es handelt sich bei den Druckmeßdosen um Meßdosen, die nach dem Prinzip der schwingenden Stahlseite arbeiten. Diese Meßdosen wurden auf der Sohle verlagert und mit losem, feinem Salz abgedeckt, auf das dann der Bruch fiel.

Seidl

Zu 2. Die Revierleistung betrug etwa 18 bis 20 t/MS.

Uhlenbecker

Haben Sie vor dem Totalabbauversuch mit dem Salz der betref­ fenden Lagerstätte der Kaligrube "Pöthen" Druckversuche an Modellen mit entsprechenden Abmessungen durchgeführt und dabei Stauchungen, Querdehnungen bis zum Bruch untersucht? Bei Druckversuchen in einer größeren Serie an einem Hartsalz­ würfel wurden auf Hattorf bei einer Belastungsgeschwindigkeit von 10 kg/cm /min Stauchungen von etwa 2 % bis zum Bruch festgestellt.

Es wäre nun äußerst interessant zu wissen, wie groß die Stauchung vor der Zerstörung der Pfeiler in der Grube war, die, wie ich recht verstanden habe, würfelähnliche Abmessun­ gen hatte. Ihr Abbauverlust lag um 20 %?

Höfer

Wir haben diese Bruchkonvergenz nicht gemessen. Wir wußten jedoch aus unseren Erfahrungen, daß sie um 2 bis 3 % liegen mußte.

Wir haben Modellversuche durchgeführt, jedoch mit einem an­ deren Ziel, mit äquivalentem Material, um das Gesamtbild des Bruches zu erfassen.

Uhlenbecker

Um möglicherweise zwischen Laborergebnissen und Grubenver­

hältnissen vergleichen zu können, geht es mir darum zu wissen, wie groß die Verformung des Pfeilers mit bestimmten Abmessungen in horizontaler und vertikaler Richtung bis zum Bruch sein kann.

Seidl

Ich möchte zur Erklärung sagen; Wir haben keine Konvergenzen im Abbau gemessen, weil wir durch die Schrapperförderung den Fußpunkt immer wieder zerstört hätten. Wir haben also in der Fußstrecke gemessen, und zwar am östlichen Stoß. Wir hatten zwar am westlichen Stoß wesentlich größere Konvergenzen, konnten aber dort nicht messen, da hier der Panzerförderer lag. Wir haben also Konvergenzen nur am Abbaurand gemessen.

Uhlenbecker

Ich möchte nun auf die Biegelinie zu sprechen kommen. Die besten Voraussetzungen für den Totalabbau sind m. E. dann am günstigsten, wenn die Gesteinseigenschaften es zulassen, die

Pfeiler so zu dimensionieren, daß ein weicher Übergang des sich auflegenden Hangenden vom festen, noch stehenden Abbau­ gebiet zum total abgebauten Feld erreicht werden kann.

Der Totalabbau in Neu-Mexiko unterscheidet sich von Ihrem dadurch, daß die Pfeiler bei ähnlichen Abmessungen wie bei Ihnen langsam bis auf etwa 1 m ohne Zerstörung des Hangenden Zusammengehen. Daraus kann man folgern, daß diese Pfeiler

bei ihrem langsamen Zusammengehen noch in der Lage gewesen

sein konnten, Lasten aufzunehmen, sonst würde der Absenkungs­ vorgang schneller erfolgen und Zerstörungen würden sich am Hangenden durch Abrisse einstellen. Würfeldruckversuche mit gleichem Salzgestein und niedriger Belastungsgeschwindigkeit gefahren ergaben bei den Karlsbader Sylviniten eine Stauchung

von über 15 % bei voller Lastaufnahme. Bei annähernd 30 %

Verformung konnte noch die Hälfte der Höchstlast getragen werden.

Auf Grund dieser Erkenntnisse ist auf Hattorf Anfang 1963 damit begonnen worden, an Salzmodellen sogenannte Brikettier­ versuche durchzuführen, angefangen vom Würfel bis zu platti­

konnten bis zu 10 %, bei dem Verhältnis von 1 3 Uber 15 %

und bei 1 4 an die 20 % Stauchung gemessen werden. Beim

Carnallit waren die Stauchungswerte bis zum Bruch bei gleichen Versuchsbedingungen wesentlich geringer.

Stauchungen der letzten Größenordnungen in Prozent ausgedrückt, erreichten nach unseren Erkenntnissen die Sylvinite der Karlsbader Kaligruben schon bei einem Verhältnis von H zu B von 1 1, also beim Würfelversuch.

Meines Erachtens ist dieses Salzverhalten ein wesentlicher Grund, weshalb die Amerikaner den Totalabbau mit weicher Biegelinie ausführen können, d.h., die Pfeiler sind trotz kleiner Dimensionen noch in der Lage, bei großer Stauchung Lasten zu tragen. Wir dagegen haben bei unseren Hartsalz­ modellen mit gleichen Abmessungen nur eine Stauchung von 2 bis 3 % bis zum Bruch erreichen können.

Das Problem Totalabbau ist auch für unsere Grube gründlichet untersucht worden. Über den Weg markscheiderischer Ver­ formungsmessungen in der Grube und den ergänzenden Unter­ suchungen im Labor, vor allem mit Versuchen an plattigen Prüfkörpern bis zur Wiederverfestigung, sind wir zu einem neuen Abbauverfahren gelangt, das uns erlaubt, bei 900 m Teufe mit rund 32 % Abbauverlust Hartsalz abzubauen.

Zum Vergleich dazu betrug der Abbauverlust 1962/63 im Lang- kammer-Pfeilerörterbau Über 43 %* Wir glauben, daß im Kern unserer Pfeiler bei den jetzigen Pfeilerabmessungen und der großen Teufe schon ein nahezu drei-axialer Zustand erreicht und somit eine Verfestigung eingeleitet worden ist, ähnlich den Erscheinungen, wie wir sie an Modellen unter der Presse feststenen konnten. Die Absenkung über dem Abbaufeld des neuen mechanisierten Betriebes betragt rund 50 mm in

6 Monaten und klingt danach aus.

Seidl

Wir wollen eine Biegelinie zwischen der ersten Kammer, d.h.

dem Anstehenden, bis zum Bruch, das sind etwa 30 m. Unsere Pfeiler verhalten sich auf Grund der ausgeprägten Löse­ flächen wie beim Druckversuch mit geschmierten Flächen. Wir haben also keine Ausbauchung.

Uhlenbecker

Ich finde es äußerst bemerkenswert, daß Sie den Mut gehabt haben, derartige Versuche durchzuführen.

Gimm

Das vorliegende Problem zeigt, daß die meßtechnische Über­ wachung weitergeführt werden muß. Dabei steht die Frage noch offen, ob auch größere Abbaumäohtigkeiten beherrscht werden können. Weiterhin muß die Frage der Laugengefahr im Haupt­ anhydrit beachtet werden.

Seidl

Wir haben die Reserve des Salztones mit 3 m Abbauhöhe noch nicht ausgeschöpft. Das können wir heute ohne weiteres sagen. Mit 12 bis 15 m bleibt eine Reserve übrig. Wir sind der Überzeugung, daß man sich von der starren Trennung zwischen Dachschichten und Haupthangendem befreien muß. In den Ver­ bruchmassen haben wir im unteren Teil einen anderen Auf­ lockerungsfaktor als in den weiter höher nachbrechenden Schichten. Die unteren Hangendschichten haben einen freien Fall von etwa 3 m, die darüber liegenden Schichten haben jedoch eine geringere Fallhöhe,und am Schluß brechen die Platten nur noch ab bzw. haben nur noch eine stärkere Be­ lastung. Die Messungen haben ergeben, daß das Haupthangende sofort in Bewegung kommt, und daher auch mit an der Verfül­ lung des Hohlraumes teilnimmt. Wir halten das Problem der Ausdehnung auf 5 m Mächtigkeit nicht so sehr für ein Problem des Nachbruches der Dachschichten, sondern für ein Problem der Schaffung der Firstsicherheit bei dieser Höhe.

Auch beim Kammerpfeilerbau haben wir Hangendbewegungen ge­ habt. Außer Laugentropfsteilen traten jedoch keine weiteren Erschwerungen auf. Wir können also annehmen, daß der Haupt­ anhydrit keine größeren Laugenansamralungen außer den Zonep der Sulfatisierung beherbergt. Unser Baufeld lag rund 200 m von der Pöthener Sulfatzone entfernt, ohne daß ein Tropfen Lauge auftrat.

Neuber_

Ich möchte noch etwas zur letzten Frage bemerken und zu dem Lob, das uns Herr Uhlenbecker abstattete, indem er sagte, wir hätten Mut bei dem Versuch bewiesen. Wir haben seit ei­

nigen Jahren in Zusammenarbeit mit der Bergakademie Freiberg, dem Institut für Grubensicherheit und anderen ein straffes

Reglement aufgestellt, unter welchen Bedingungen verlustarme Abbauverfahren am Südharz durchgeführt werden dürfen oder sollen. Dort, wo das möglich ist, wird das auch getan, und

wir fördern heute in manchen Gruben 5 bis 20 %, zeitweise sogar mehr der Tagesförderung aus solchen Abbauen, die eine nachträgliche Rückgewinnung früher verlorengegebener Rohsalz­ substanz bringen. Durch die dort durchgeführten Messungen haben wir einen Überblick darüber, was man dem Deckgebirge zumuten kann oder nicht. Die Modellversuche von Dr. Höfer haben uns gezeigt, welcher prinzipielle Unterschied zwischen Pfeilerrückbau und Kammerpfeilerbruchbau, bezogen auf das Deckgebirge, besteht. Unter Zugrundelegung dieser Erfahrun­ gen konnte man den Versuch in Volkenroda durchaus vornehmen.

Wir haben uns bei dem Versuch auch in bezug auf Größe des Baufeldes und zu bauende Mächtigkeit Beschränkungen aufer­ legt, die ökonomisch vielleicht falsch waren, für den Ver­ such aber richtig.

Ein weiterer Grund zur Durchführung des Versuches besteht

in der Wetterführung. Wir müssen in Zukunft eine .durchgehen­ de Bewetterung haben, da ganz einfach die Temperaturen bis 100 m Teufe zu groß werden. Der Pfeilerkammerbruchbau bringt in seiner endgültigen Form bei durchgehender Wetterführung um 3 bis 6 °C niedrigere Temperaturen, als das jetzt der Fall ist.

Betrachtet man noch dazu, daß der KgO-Gehalt auf diese Weise um einige Prozent gehoben werden kann, so ersehen wir dar­ aus, daß der Mut so groß nicht gewesen ist.

Vor einer Übertragung auf andere Verhältnisse ohne sorgfäl­ tige Überlegungen möchte ich jedoch warnen. Hierfür gilt ein Wort von Rückert:

Willst du erreichen den Gipfel der Leiter, dann steige immer nur eine Sprosse weiter.

Umstellung der Förderprozesse der Grube Roßleben und erste Betriebsergebnisse

Von K. Baumann und G. Gruchot, Roßleben

Das Kaliwerk "Heinrich Rau”, Roßleben, wurde im Rahmen der Rekonstruktion der Kaliwerke der DDR auf moderne Technolo­ gie umgestellt. Die Umstellung umfaßte unter Tage die Schacht-, Streckenund Zwischenförderung sowie die Bereiche

Wetterführung, Spülversatz, Sprengstoffwesen, Fährbetrieb,

Stromversorgung und sonstige Ausrüstungen. Auch Über Tage wurden die entsprechenden Produktionsbereiche rekonstruiert. Es soll über die Umstellung der Grube berichtet werden.

Die Rekonstruktion wurde im wesentlichen während der laufen­

den Produktion durchgeführt. Die Produktion ruhte lediglich, als der Abriß des alten Fördergerüstes, notwendige Arbeiten

in der Schachtröhre sowie die Einrichtung der neuen Schacht­ förderung erfolgten. Die Arbeiten wurden auf ein Minimum be­ schränkt. Es erscheint nunmehr nach fast 1jährigem Betrieb nicht verfrüht, über den Ablauf der Arbeiten in der Umstel­ lung und die Bewährung der Technologien zu berichten.

Gründe für die Umstellung

Der Schacht Roßleben I wurde in den Jahren 1903 bis 1905 ge­ teuft. Er erreichte bei 330 m Teufe das Kalilager, das mit

6 bis 8° nach Nordosten einfällt (Bild 1).

Da der Schacht in der Nähe des Ausgehenden des Iegers steht, bewegt sich der Abbaubetrieb nur im Einfallen des Lagers in einer Breite von etwa 3 km nach NO. Das gewonnene Salz wür­ de mittels Kettenbahnen in stark ansteigenden, schwebenden oder diagonalen Strecken zum Füllort auf der 2. Sohle ge­ fördert. Demzufolge war die Streckenförderung der Grube leistungsmäßig begrenzt, betriebsunsicher und verhältnis­ mäßig teuer. Das weitere Fortschreiten des Abbaues naoh Nord­ osten in der Einfallrlohtung des Lagers vergrößerte die Ent­ fernung zum Schacht und brachte weitere Erschwernisse. Ein anderer großer Nachteil der zunehmenden Entfernung des Ab-

Ackersohle

Bild 1. Schnitt durch Schacht I und Lagerstätte (Prinzip)

baubetriebes vom Schacht war der weite,beschwerliche Anfahr­ weg der Belegschaft, der den produktiven Anteil der Schicht­ zeit in der Grube erheblich verkürzte.

Diese Verhältnisse standen einer Leistungssteigerung und ei­ ner Verbesserung des Betriebsergebnisses entgegen, obwohl

die günstige Vorratslage eine intensive Ausnutzung der Lager­ stätte anbot.

Die neue Technologie

S c h a c h t f ö . r d e r u n g

Es wurde eine Turmförderung mit 4-Seil-Koepescheibe gewählt. Für die Wahl einer Turmmaschine sprachen vorrangig die sehr ungünstigen Platzverhältnisse im Sc.hachtbereich und ihre technischen Vorteile.

Das Turmgebäude wurde aus bautechnischen Gründen in Stahl­ bauweise ausgeführt und die Außenwand mit Vorgesetztem Mauer­ werk verblendet* Im Turm sind 13 Bühnen einschließlich 3 Seilfahrtbühnen vorhanden* Auf der obersten Bühne (59»20 m) be­ findet sich die Gefäßund Hilfsfördermaschine mit den er­ forderlichen Steuerpulten. Krananlagen sind für Reparatur­ zwecke an den Fördermaschinen, dem Umformer und zum Einhän-