Es ist bekannt, zum Beispiel zum Tunnel- und Stollenbau mittels material-abtragender Maschinen wie beispielsweise Voll- oder TeUschnittmaschinen Gestein abzubauen. Diese Verfahren werden bei hartem Material durch Sprengvortrieb, bei dem beispielsweise mehrere Bohrungen kleineren Durchmessers in der Bohrlochtiefe mit Explosivstoff manuell gefüllt werden und dieses dort gezündet wird, ergänzt beziehungsweise ersetzt. Durch die Zeitschrift „Neue Bergbautechnik" 2 (1972) Heft 1, Seiten 5-7, ist es auch bekannt, den Explosivstoff mittels des Bohrwassers bzw. der Bohrspülung in die Bohrlochtiefe zu verbringen. Jedenfalls erfolgt das Materialabtrageverfahren mit Einsatz von verkapselten Explosivstoffen diskontinuierlich. Zuerst werden die Bohrlöcher mechanisch hergestellt, dann der Explosivstoff in die Bohrleitung verbracht und dann ggf. zusammen mit anderen Zündungen in benachbarten Bohrlöchern ein bestimmter Gesteinsbrocken gelöst, der dann noch zu zerkleinern ist. In derselben Schrifttomstelle wird auch vorgeschlagen, mittels eines Erosionsbohrens den Tunnelvortrieb zu bewirken. Dabei soll das Wasser mit hohem Druck pulsierend aus mehreren Düsen austreten und dabei das Gestein erodieren. Nach Aussagen in der Schrifttumsstelle ist dieses Verfallen zunächst nur für Gestein mittlerer Härte geeignet. Jedoch wird es als vorteilhaft angesehen, daß bei der Gesteinszerstörung keine Berührung zwischen Gestein und Gewinnungswerkzeug besteht.

Bei weichen Materialien, zum Beispiel beim Abbau von Kohle, werden mittels Schrämwerkzeugen transportable Stücke herausgebrochen. Bei Stahlbetonkonstruktionen, wie beispielsweise Bunkeranlagen, Tief- und Wasserbauanlagen sowie in Außengleittechnik monolithisch gefertigten Hochbaiikonstniktionen wird bei ihrer Demontage versucht, diese durch aufwendige Schneid- und Zertrürnmerungstechniken, vorzugsweise Sprengtechniken, zu zerlegen oder abzutragen. Hier wird auch das HDW-Schneidverfahren eingesetzt, welches in der Zeitschrift ,3erg- und Hüttenmännische Monatshefte ', 126, (1981), Seiten 140-43 eingehend beschrieben ist. Dabei wird aber nur geschnitten und nicht flächig abgestragen.

Die im Einsatz befindlichen Verfahren haben die Nachteile, daß an abzutragenden oder zu demontierenden Objekten ohne oder vor Einsatz von Sprengtechniken direkt mit mechanischen material-abtragenden, bohrenden, fräsenden, sägenden oder schrämenden Werkzeugen gearbeitet werden muß. Die begrenzten mechanischen Stand- und Verschleißfestigkeiten der

Schneidwerkzeuge erfordern je nach Härte und Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials periodisch auszuführende Wartungs- und Erneuerungsarbeiten an den Werkzeugen der Maschinen. Räumlich inhomogene Härte- und Festigkeitsstrukturen im abzutragenden oder zu bearbeitenden Material führen zu vorzeitigen Werkzeugbrüchen und somit zu zusätzlichen Stillstandszeiten der Maschinen.

Ferner werden beispielsweise im Tagebau mineralische oder sedimentische Rohstoffe mittels Hochdruckwasserwerfern auf hydromechanischem Wege gelockert, ausgespült und weggeschwemmt. Nachteilig bei diesen Verfahren ist, daß sie bei harten Materialien nur noch geringe Abtrage- und Schnittleistungen erreichen oder gar nicht mehr eingesetzt werden können.

Demontagearbeiten von oder an metallischen und mineralischen Konstruktionen wie zum Beispiel Panzern, Schiffen oder Stahlbetonbauten, werden auch mit chemischen, elektro- und gasthermischen Verfahren zum Beispiel mit Hochtemperaturschneidbrennern vorgenommen. Die Schnitt- beziehungsweise Materialabtragleistung wird hier durch sukzessives thermisches oder chemisches Zerstören der Gefüge der Feststoffe erreicht. Nachteilig ist hierbei, daß die Verfahren nur sehr werkstoffselektiv einsetzbar sind und daß die Schnitt- oder Abtragleistung von den Eigenschaften der zu bearbeitenden Materialien abhängt.

Alle bekannten Verfahren besitzen die Nachteile, daß einerseits kein kontinuierlicher Abtrag oder Schnitt mit hoher Vortriebsleistung an beliebigen Materialien gefahren werden kann und andererseits ein automatisierter oder autonom betriebener Maschinenvortrieb, beispielsweise unter ungünstigen Bedingungen wie inhomogenen und anisotropen Strukturen im Material nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugunde, ein Verfahen und eine dazu vorteilhafte Vorrichtung zu entwickeln, mit dem oder der einerseits ein direkter Kontakt zwischen der Materialbearbeitungsvorrichtung und dem abzutragenden oder zu bearbeitenden Material nicht vorhanden ist, also jegliche vorbereitende mechanische Bearbeitung des abzutragenden Materials vermieden ist, und andererseits die inneren Strukturen der zu bearbeitenden Materialien keinen Einfluß auf den Prozeß der Materialabtragung haben.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird darin gesehen, daß mit Hilfe eines fortlaufend fließenden Fluidstrahls ein Explosivstoff direkt und fortlaufend an die Wirkungsstelle gebracht und der Explosivstoff erst dort ebenfalls fortlaufend gezündet wird. Der Fluidstrahl kann kontinuierlich fließen, aber auch diskontinuierlich, wie pulsierend, um auch die Energie des Impulses zu nutzen.

Folglich wird der bekannte Prozeß des mechanischen, thermischen oder chemischen Abtragens mittels Schnittvortriebswerkzeugen vermieden und gemäß der Erfindung jetzt auf einen oder mehrere Fluidstrahlen verlegt, welche mit Explosivstoffen beladen sind. Der Fluidstrahl transportiert ohne Einbringung von Bohrlöchern od. dgl. die Explosivstoffe an den Ort des Materialabtrags, wo sie bei Auftreffen auf das Zielmaterial gezündet werden. Der mit Explosivstoffen beladene Fluidstrahl, welcher vorzugsweise aus Wasser besteht, bewirkt zusammen mit dem am Auftreffort explodierenden Explosivstoffen den Materialabtrag. Der Strahlquerschnitt liegt dabei zwischen 0,05 Quadratmillimetern bis über zehn Quadratzentimetern und die Strahlgeschwindigkeit zwischen einigen Metern pro Sekunde bis über mehrere tausend Meter pro Sekunde.

Durch die US-PS 35 48 957 ist es bekannt, flüssigen Sprengstoff zum flächigen Abtragen von Gestein zu verwenden. Dazu wird ein flüssiger Brennstoff wie Kerosin, Benzin, Anilin oder Toluen mit einem Sauerstoffvermittler wie Nitrogen Tetraoxid, nitrische Säure oder Tetranitromenthan im Anschluß an eine Düse vermischt und zur Zündung mittels dieser Düse in Verbindung mit einer dritten Flüssigkeit gebracht, die pulsierend zugeführt werden kann. Dies bedeutet, daß das explosive Gemisch unmittelbar hinter der Düse, unmittelbar beim Zusammentreffen der drei Flüssigkeiten entsteht. Folglich wird dabei nicht nur das Gestein, sondern auch die Düse zerstört. Ein Verfahren dieser Art ist nicht auf den Markt gekommen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, jetzt kontinuierlich und mit einer Schnittgeschwindigkeit oder Abtragsleistung zu arbeiten, die die der bekannten Verfahren übertrifft. Dabei können unterschiedlich zusammengesetzte, homogene und inhomogene, metallische oder und mineralische Materialien teil- oder vollautomatisiert abgetragen oder auch nur bearbeitet.

Eine zusätzliche Steigerung der Abtragsleistung wird dadurch erreicht, daß der Eintrag des Explosivstoffes gepulst (siehe US-PS 35 48 957), an die Wirkungsstätte gebracht wird. Die erhöhte Wirkung des Impulses ist zwar beim HDW-Schneidverfahren aus der Zeitschrift ,3erg- und Hüttenmännische Monatshefte", 126 (1981), Seite 140, rechte Spalte, bekannt, jedoch geht es hier um den kontinuierlichen flächigen Abtrag von festen Materialien beim kontinuierlichen Vorschub eines oder mehrerer Fluidstrahlen. Mit Vorteil verwendete gekapselte Explosivstoffe, die in der Verkapselung Abrasivstoffe enthalten, können bei Explosion des Explosivstoffes eine verstärkte erodierende Wirkung am Zielort verursachen. Der Einsatz von Abrasivstoffen ist beim HDW-Schneidverfahren gemäß der Zeitschrift „Tiefbau" 1975, Seite 455, bekannt.

Um eine vorzeitige Divergenz des Strahls, das heißt ein Zerfall des mit Explosiv- oder Sprengstoffen beladenen Fluidstrahls, vor Auftreffen am Zielort zu verhindern, erfolgt die

Einbringung des Explosivstoffes mit Vorteil während der Fluidstrahlbeschleunigung in den Bereich der Querschnittsmitte des Strahls.

Der Abstand zwischen dem Ort der Fluidstrahlfreisetzung und dem Auftreffort liegt beispielsweise im Bereich von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern, vorzugsweise ein bis drei Meter.

Wichtig ist einerseits, daß das System Maschine, Druckerzeuger, Explosivstoffbehälter, Explosivstoffeinführung und Fluidstrahlbeschleuniger betriebssicher arbeiten und andererseits keine Zündungen der Explosivstoffe außerhalb des Auftreffortes stattfinden. Die Betriebssicherheit beim verfahrensmäßigen Umgang mit Explosiv- und Sprengstoffen wird durch verschiedene Maßnahmen realisiert:

• Die Explosivstoffe oder deren Komponenten, welche zum Beispiel als disperses, kolloidales oder binär oder höher zusammengesetztes System für sich allein nicht explosiv sind, können beim Verlassen der strahlformenden Anlage in einen zündfähigen Zustand versetzt werden. Zum Beispiel indem ferromagnetische Komponenten, die zugleich auch Abrasivstoffe sein können und in den Explosivstoffkomponenten definiert eingelagert sind, mittels eines inneren oder äußeren elektromagnetischen Feldes ein Durchmischen der Explosivstoffkomponenten oder eine Aufhebung des Trennungszustandes im binären oder höher zusammengesetzten Explosivstoffkomponenten-System bewirken. Die Herstellung des zündfahigen Zustande wird beispielsweise optisch, mit Hilfe von Laserstrahlen, mittels elektromagnetischer Hochfrequenzfelder oder durch ein elektromagnetisches Gleichfeld mit einer magnetischen Induktion von vorzugsweise 0,5 Tesla bis 3,5 Tesla realisiert. '

• Die im Fluidstrahl befindlichen und in einen zündfähigen Zustand gesetzten Explosivstoffe zünden durch das Auftreffen auf das Ziel.

• Auch ist die Wandlung des Explosivstoffkomponenten-Systems in den zündfähigen Zustand durch Ausnutzung des Massenträgheitseffektes während der Explosivstoff-Beschleunigung, beispielsweise durch Bruch der Kapselhüllen möglich.

• Durch die Wahl der Relation von Strahlgeschwindigkeit zu Explosionsgeschwindigkeit der verwendeten Explosivstoffe größer eins ist gewährleistet, daß es zu keiner kettenreaktionsartigen Zündung der Explosivstoffe im Strahl vor deren Auftreffen am Zielort kommt.

• Elektromagnetisch, beispielsweise mit Laserstrahlung, ist es möglich, das Wandeln der Explosivstoffkomponenten beim Verlassen der strahlformenden Anlage in den zündfähigen Zustand und die Zündung der Explosivstoffe in den Arbeitsbereich zu verlegen, wodurch es auch möglich wird, die Zündungen in ihrem Verlauf zu steuern.

• Die Explosivstoffe, deren Komponenten und die Verkapselungen derselben können derartig konstituiert sein, daß sie sich einige Zeit nach Kontaktierung mit dem Medium des Fluidstrahls in diesem auflösen. Vorzugsweise lösen sie sich in der Zeit von zehn Sekunden

bis zwanzig Sekunden nach ihrer Kontaktierung auf. Damit wird sichergestellt, daß von den im Fluidstrahl enthaltenen Explosivstoffen im Fall einer Fehlzündung keine Gefahr ausgeht. • Die Explosivstoffe sind chemisch so beschaffen, daß sie, vorzugsweise in Wasser aufgelöst und weggeschwemmt, keine schädliche Umweltbelastung darstellen.

An einem Ausführungsbeispiel, welches schematisch eine Fluidstrahl-Formungsvorrichtung zeigt, soll die Erfindung näher beschrieben werden.

Mittels eines Druckauf bereiters wird Wasser auf hohen Druck gebracht und über eine Leitung 1 der Beschleuniger- und Mischdüse zugeführt. In der ersten Stufe der Düse 2 erfolgt die Beschleunigung des Fluidstrahls auf hohe Geschwindigkeit. Hinter dieser Düse ist eine Mischkammer 3 angeordnet. In dieser Kammer können dem Fluidstrahl über die Zuführung 4 Zusätze in fester, flüssiger und gasförmiger Form oder Mischformen davon zugeführt werden.

Nach der Mischkammer 3 ist eine weitere Düse 5 angeordnet, die im Durchmesser auch größer als die erste sein kann. In dieser Düse werden die Zusätze durch den Strahl mitgerissen, beschleunigt und im Querschnittszentrum des Strahls angelagert. Der Strahl läßt sich strömungstechnisch in einen Hüllstrahl 6 und einen Kernstrahl 7 einteilen.

Konzentrisch um das Düsensegment 5 herumgewickelt befindet sich beispielsweise eine elektromagnetische Spule 8 mittels der mit gepulstem elektrischem Strom der Strahl, abhängig von seinen Zusätzen, gezielt beeinflußt werden kann.

Die im Fluidstrahl eingelagerten Explosivstoffe werden über die elektromagnetische Beeinflussung in einen zündfahigen Zustand gewandelt. Das heißt beispielsweise, die Explosivstofikomponenten werden scharf beziehungsweise zündfahig gemacht. Durch die Herstellung der Zündfahigkeit der Explosivstoffe bei Verlassen der strahlfbrmenden Anlage wird die Explosionsschutz-Sicherheit der Anlage sichergestellt.