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Bauwesen

Tiefbau und Abbau von Bodenschätzen

Aus Platznot in Ballungszentren von Großstädten ist es unumgänglich, den Raum unterirdisch zu verwenden für Wohn- und Nutzräume, Verkehrsnetze und vor allem Lagerstätten. Weiterhin werden seit der Industrialisierung verschiedenste Bodenschätze aus großen Tiefen aus der Erde gefördert, welche der Menschheit das Leben in der heutigen Form erst ermöglicht haben.

Bei Tiefbauarbeiten und dem Eindringen mit Maschinen in großen Tiefen des Erdreichs ist oft das eintretende Grundwasser ein großes Problem. Auch gilt es, das Einbrechen der Schachtwände zu verhindern. Ebenfalls ist in manchen Erdschichten die Staubentwicklung ein zu lösendes Problem. Das Gefrierschachtverfahren wird angewandt, wenn wasserführende lockere Gebirgsschichten zu durchteufen sind. Dazu werden rund um den geplanten Schacht Gefrierlöcher gebohrt, die anschließend mit einem Kühlmittel beaufschlagt werden.

Die Gefrierbohrlöcher bestehen aus einem Außenrohr aus Stahl und einem Fallrohr aus Kunststoff. Das Kühlmittel gelangt über das Fallrohr zur Bohrlochsohle und steigt im äußeren Ringraum wieder auf. Bei diesem Vorgang wird dem umliegende Gebirge Wärme entzogen, und es entsteht ein Frostkörper. In dessen Schutz wird der Schacht dann wie im standfesten Gebirge abgeteuft.

Gefrieren von Baugrund bedeutet, diesem vorübergehend wünschenswerte Eigenschaften, d.h. Festigkeit und dem Grundwasser Wasserdichtigkeit zu geben. Der große Vorteil gegenüber Schwierigkeiten beim Injizieren ist die sichere Frostausbreitung rings um das Rohr mit dem Kälteträger, abhängig von den physikalischen Gegebenheiten und Eigenschaften der Bodenschichten, des sich darin befindlichen Wassers und der zugeführten Kälteenergie. Es tritt dadurch im Allgemeinen keine bleibende Veränderung des Baugrunds, seiner Chemie sowie des Grundwassers ein.

Technologies

Erfolgreiche Anwendungsbeispiele


Mehrstufige Kreiselpumpen mit spezieller Tieftemperaturtechnik und Vereisungsschutz der
Wellendichtung. Typ NH..X

In zentralen Großgefrieranlagen werden große Mengen von Kälteträgern auf Tieftemperaturen bis zu -50°C heruntergekühlt. Diese Kältemittel werden dann mit Hilfe von leistungsstarken, mehrstufigen Pumpen durch das weit verzweigte, in den Grubenschächten installierte Röhrensystem gepumpt. Dadurch wird das umliegende Erdreich eingefroren, wodurch dann beim Abteufen stabile Schachtwände entstehen, die dann dauerhaft mit Stützwänden abgesichert werden. Weiterhin ist sichergestellt, dass kein Wasser in die entstehenden Schächte nachfliest.

Technologien

Radialpumpen

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