-
Doppelwandige Schachtsäule Bei der Planung neuer Schachtanlagen ist
von vornherein auf einen Abbau im Schachtsicherheitspfeiler Rücksicht zu nehmen,
der aus wirtschaftlichen Gründen immer dringender notwendig wird. Es sind somit
Maßnahmen zu treffen, durch die eine Beschädigung oder gar Zerstörung der Schachtsäule
verhindert wird, wenn auf Grund des Abbaues im Schachtsicherheitspfeiler lotrechte
Gebirgsbewegungen eintreten.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die an ihrer Außenmantelfläche
glatt, d. h. ohne Vorsprünge, ausgebildete Schachtsäule dadurch vom Gebirge zu trennen,
daß zwischen beiden eine verformbare oder lockere Masse vorgesehen wird, die ein
Gleiten von Schachtsäule und Gebirge gegeneinander ermöglicht. Diese :Maßnahme bietet
jedoch keine Gewähr dafür, daß lotrechte Gebirgsbewegungen ohne Beeinträchtigung
der Schachtsäule erfolgen können, da über das Verhalten der Zwischenmasse während
eines längeren Zeitraumes noch keine Erfahrungen vorliegen.
-
Ein anderer bekannter Vorschlag geht dahin, die Schachtsäule in mehrere
Abschnitte zu unterteilen und je zwei aufeinanderfolgende Abschnitte stopfbüchsenartig
miteinander zu verbinden. Bei den durch waagerechte und lotrechte Gebirgsverschiebungen
auftretenden Beanspruchungen der Schachtsäule, die unter anderem zu deren Verbiegung
und dadurch zu einem Verkanten der stopfbüchsenartig übereinandergreifenden Teile
führen können, ist jedoch nicht damit zu rechnen, daß die Dichtigkeit der Verbindung
erhalten bleibt.
-
Schließlich ist es bekannt, eine Nachgiebigkeit des Schachtausbaues
dadurch zu erreichen, daß man in gewissen Abständen zwischen die aus Normaltübbingen
bestehenden Ringe Ringe mit wellen- oder ziehharmonikaförmigem Querschnitt einschaltet.
Allen Vorschlägen dieser Art ist gemeinsam, daß die nachgiebigen Ringe genau wie
die Normalringe die volle Radialbelastung durch Gebirgs- und Wasserdruck sowie die
Scherbeanspruchungen der Schachtsäule ertragen müssen, was - vor allem in den unteren
Teufen - zu hohen Wandstärken zwingt. Nun erreichen aber auch Ringe mit wellenförmigem
Profil, eben weil es sich um geschlossene Ringkörper handelt, mit zunehmender Wandstärke
außerordentliche Steifigkeit in axialer Richtung, wodurch ihre Wirksamkeit als nachgiebige
Schachtelemente weitgehend in Frage gestellt ist. Wählt man andererseits die Wandstärken
der alleintragenden nachgiebigen Ringe zu schwach, so ist, abgesehen davon, daß
sie gegenüber den Radialbelastungen des Ausbaues Schwachstellen darstellen, ihre
Festigkeit gegenüber Sche-rwirkungen auf die Schachtsäule zu gering. Auf eine hohe
Scherfestigkeit des Ausbaues kann aber nicht verzichtet werden, wenn mit Abbauwirkungen
zu rechnen ist. Es besteht daher das Problem, einen nachgiebigen Schachtausbau zu
schaffen, der erstens nicht weiter in das umgebende Gebirge hineinragt als der übrige
Ausbau, um so eine möglichst weitgehende Gleitmöglichkeit zwischen Ausbau und Gebirge
zu erhalten, zweitens eine ausreichende Widerstandsfähigkeit sowohl gegen die radialen
Belastungen des Ausbaues als auch gegen Abscheren der Schachtsäule als Ganzes besitzt
und drittens auch nach Eintreten der Verschiebungen dicht bleibt.
-
Die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß die in der Höhenrichtung
nachgiebigen Dichtungsmittel von geringer Wandstärke zwischen zwei Ausbauringen,
welche die Fortsetzung der Außenwand bzw. Innenwand eines von zwei aufeinanderfolgenden
Abschnitten bilden und die Außenwand bzw. Innenwand des anderen Abschnittes stopfbüchsenartig
übergreifen, dicht an den oberen und den unteren Abschnitt angeschlossen, vorzugsweise
angeschweißt sind. Zweckmäßig werden hierbei Mittel zur Begrenzung der Verschiebungen
der Abschnitte in der Höhenrichtung gegeneinander vorgesehen. Durch die Erfindung
wird erreicht, daß sich die beiden Säulenabschnitte bei Stauchungen, Streckungen
oder Biegungen der Schachtsäule gegeneinander verschieben können, ohne daß die Dichtigkeit
des Ausbaues dadurch beeinträchtigt wird und ohne daß dessen Tragfähigkeit unter
der Nachgiebigkeit leidet. Hinzu kommt noch, daß die äußere Schachtwandung glatt
bleibt und im Bereich der nachgiebigen Verbindung der Außendurchmesser des Ausbaues
praktisch nicht vergrößert wird.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen je einen lotrechten Schnitt durch
den gemäß der Erfindung ausgebildeten Teil einer Schachtsäule nach zwei verschiedenen
Ausführungsbeispielen; Fig. 3 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie III-III
in Fig. 1; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in den Fig. 1 und 2; Fig.
5 stellt eine Ansicht auf einen Teil des bei der Ausführung nach Fig.2 angewendeten
Dichtungsmittels und Fig. 6 den zugehörigen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5 dar;
Fig.7 zeigt eine Ansicht eines Teiles eines Dichtungsmittels nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel und Fig. 8 den Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
-
In Fig.1 ist 1 das untere Ende eines oberen Schachtsäulenabschnittes
und 2 das obere Ende eines unteren Schachtsäulenabschnittes. Mit diesem sind ein.
innerer Stahlzylinder 3 und ein äußerer Stahlzylinder 4 starr, zweckmäßig durch
Verschweißung, verbunden. Diese Zylinder überragen die Innenwand bzw. die Außenwand
des oberen Abschnittes stopfbüchsenartig, so daß sich eiri Ringschlitz ergibt. Der
obere Schachtsäulenabschnitt ist zwischen den Stahlzylindern 3, 4 in der Höhenrichtung
verschiebbar. Zwischen den beiden Schachtsäulenabschnitten sind zwei in ihrer Grundform
zylindrische Dichtungsmittel 5 angeordnet, die mit ihren oberen und unteren Rändern
an den oberen bzw. unteren Schachtsäulenabschnitt angeschweißt sind. Sie sind verhältnismäßig
dünnwandig und weisen einen Querschnitt auf, der sowohl eine Sta,uchung als auch
eine Streckung und Biegung der Dichtungsmittel zuläßt. Bei der Ausführungsform nach
den Fig. 1 und 3 sind die Dichtungsmittel im lotrechten Querschnitt gebogen und
in den waagerechten Ouerschnitten (Fig. 3) wellenförmig gestaltet, wobei die Ausschläge
der Wellenlinien von dem oberen und dem unteren Rand des Dichtungsmittels nach der
Mitte hin zunehmen.
-
Am oberen Ende des unteren Schachtsäulenabschnittes ist ein Versteifungskranz
befestigt, der aus zwei zylindrischen Ringen 6 von U-förmigem Querschnitt und diese
in Abständen miteinander verbindenden Laschen 7 besteht. Der Versteifungskranz ragt
mit seinen oberen Flanschen 8 und den mit diesen verbundenen Laschen 7 in einen
durch den oberen Schachtsäulenabschnitt gebildeten Ringraum 9 hinein, der unten
durch gegeneinandergerichtete Flansche 10 der Wandung des oberen Schachtsäulenabschnittes
begrenzt wird.
-
Bei einer Stauchung der Schachtsäule werden zunächst die Dichtungsmittel
s zusammengedrückt, bis sich der Versteifungskranz mit seinen Laschen 7 gegen den
Boden 11 des oberen Schachtsäulenabschnittes legt. Bei einer Streckung der Schachtsäule
werden die Dichtungsmittel gedehnt, bis die Flansche 8 die Flansche 10 berühren.
Auf diese Weise wird eine die zulässige Verformung der Dichtungsmittel überschreitende
Verformung vermieden. Falls es in gewissen Fällen für notwendig gehalten wird, können
noch besondere, in dem Raum zwischen den Schachtsäulenabschnitten angeordnete Stützringe
12 vorgesehen sein, auf die sich der obere Schachtsäulenabschnitt nach einem gewissen
Stauchungsweg aufsetzt.
-
Zur weiteren Versteifung der Verbindungsstelle zwischen zwei Schaehtsäulenabschnitten
ist der Raum innerhalb dieser und der Dichtungsmittel mit einer plastischen Masse
gefüllt, die durch einen Füllstutzen 13 ein- und gegebenenfalls nachgefüllt wird,
der zugleich auch als Überlaufstutzen dient.
-
Außer den genannten Dichtungsmitteln sind weitere Dichtungen nicht
erforderlich. Das in die Verbindungsstelle zwischen den beiden Schachtsäulenabschnitten
durch den Ringspalt 14 zwischen Außenmantel des oberen Abschnittes 1 und Stahlzylinder
4 eindringende Gebirgswasser gelangt lediglich bis zu dem außenliegenden Dichtungsmittel
5 bzw. 15.
-
Die Ausführungsform nach > Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen
nach Fig. 1 lediglich durch eine andere Gestaltung der Dichtungsmittel 15. Der Querschnitt
in Fig.2 entspricht dem Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 5. Das Dichtungsmittel
hat hierbei einen wellenförmigen Querschnitt (vgl. Fig.6). Die Wellenlinie zur Erzeugung
der Mantelfläche verläuft hierbei in einem spitzen Winkel zur Waagerechten.
-
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform von Dichtungsmitteln
16, deren Mäntel in lotrechter und waagerechter Richtung miteinander abwechselndeEin-und
Ausbuchtungen aufweisen.