DE10116945C1 - Verfahren zur dauerstandssicheren Teilverfüllung von Schächten - Google Patents

Abstract

Verfahren zur dauerstandssicheren Teilverfüllung von Schächten, insbesondere im untertägigen Bergbau durch Einbringen eines lage- und erosionsbeständigen, kohäsiven Füllsäulenabschnitts, dessen Länge durch Ermittlung von Imperfektionen (Querschnittsverengungen) festgelegt wird, wobei die Schachtinnenfläche mit einem Lasergerät mit rotierendem Laserstrahl (4) vermessen wird und die tatsächlich vorhandenen Imperfektionen derart gemessen werden, dass die erforderliche Länge der kohäsiven Füllsäule ermittelt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dauerstandssicheren Teilverfüllung von Schächten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Schächte des Bergbaus werden zur Zeit entweder vom Tiefsten bis zur Tagesoberflä­ che (Vollverfüllung) oder durch tragende kohäsive Füllsäulenabschnitte verfüllt (Teilver­ füllung). Bei der Verfüllung mit tragenden kohäsiven Füllsäulenabschnitten wird nur ein Teil des Schachtes verfüllt. Dadurch werden die Kosten erheblich reduziert.

Durch das Einbringen eines lage- und erosionsbeständigen kohäsiven Füllsäulenabschnitts ist eine dauerstandssichere Teilverfüllung möglich. Bei gegebener Belastung ist die Min­ destlänge des Füllsäulenabschnitts von den geometrischen Abmessungen des Schachtes, der Größe der Querschnittsveränderung des Schachtes mit der Teufe, den Festigkeitseigen­ schaften des kohäsiven Füllgutes und den Möglichkeiten der Lastabtragung über den vor­ handenen Ausbau in das Gebirge abhängig.

Aus Mitteilungen der Westfälischen Berggewerkschaftskasse, Heft 36, Bochum 1980, ist bekannt, die Länge des tragenden Füllsäulenabschnittes durch Ermittlung von Imperfektio­ nen (Querschnittsverengungen) zu bemessen. Hiermit sind sogenannte Abweichungen von dem "regulären kreisrunden Schachtquerschnitt" gemeint, die sich meist oval darstellen. Mit Hilfe der Anzahl und Vorhandensein dieser Imperfektionen wird rechnerisch die Länge der Teilverfüllung für jeden Schacht bestimmt. Je mehr Imperfektionen vorhanden sind, desto kürzer kann die tragende Füllsäule werden. Die Verteilung der Imperfektionen wird auf der Grundlage eines Modells statistisch verteilter Imperfektionen der Schachtwandun­ gen ermittelt.

Wegen der Unsicherheiten bei der Ermittlung der Imperfektionen muss bei der Bemessung der tragenden Füllsäule ein beträchtlicher Sicherheitszuschlag berücksichtigt werden. Da­ durch kommt es zu einer Überdimensionierung, d. h. zu einer großen Länge der tragenden Füllsäule.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur dauerstandssicheren Teilver­ füllung von Schächten zur Verfügung zu stellen, bei dem die Länge der erforderlichen ko­ häsiven Füllsäule auf das tatsächlich notwendige Maß beschränkt bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Schachtinnenfläche mit einem Lasergerät mit rotierendem La­ serstrahl kontinuierlich abgetastet und die so gewonnenen Daten gespeichert. Auf diese Weise wird ein Abbild der Geometrie des Schachtes erzeugt und die Imperfektionen zu­ verlässig ermittelt. Aus den ermittelten Imperfektionen kann die genaue erforderliche Län­ ge der tragenden kohäsiven Füllsäule berechnet werden. Dadurch wird eine Reduzierung der erforderlichen Füllmengen und somit eine Kosteneinsparung zur Erreichung der Dauer­ standssicherheit erzielt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt schematisch das Verfahren zur Messung der tatsächlich vorhandenen Imperfektionen.

In einem Schacht 1 mit einer Schachtwand 1' wird eine Sonde 2 an einem Kabel 3 hinab­ gelassen. Das Kabel 3 wird von einem Stativ 5 mit einer Umlenkrolle 6 gehalten und von einer Kabelwinde 7 abgerollt. Die Sonde 2 sendet einen rotierenden Laserstrahl 4 aus, mit dem die Schachtinnenfläche kontinuierlich abgetastet wird. Die Daten werden über das Kabel 3 zu einer Steuer- und Auswerteeinheit 8 übertragen und ausgewertet.

Ausführungsbeispiel

Ein Schacht mit einer Teufe von 1000 m und einem Durchmesser von 6 m soll dauer­ standssicher teilverfüllt werden. Die Vermessung der Schachtinnenfläche ergab folgendes: Es wurden 30 Imperfektionen gemessen, die sich zum Aufbau von Gewölbebrücken eig­ nen. Die hierfür erforderlichen Imperfektionen befinden sich in einem Teufenbereich von 240 m bis 140 m. Aufgrund dieser Messergebnisse wurde errechnet, dass die Füllsäule eine Länge von 100 m aufweisen muss.

Die Dimensionierung der Füllsäule gemäß dem Stand der Technik hätte eine rechnerische Länge der Füllsäule von 160 m ergeben. Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnten somit 60 m Füllsäule eingespart werden. Der Kostenvorteil beläuft sich auf etwa achtzigtausend Euro.

Bezugszeichenliste

1

Schacht

1

' Schachtwand

2

Sonde

3

Kabel

4

Laserstrahl
S Stativ

6

Umlenkrolle

7

Kabelwinde

8

Steuer- und Auswerteeinheit

Claims (1)

1. Verfahren zur dauerstandssicheren Teilverfüllung von Schächten, insbesondere im untertä­ gigen Bergbau durch Einbringen eines lage- und erosionsbeständigen, kohäsiven Füllsäu­ lenabschnitts, dessen Länge durch Ermittlung von Imperfektionen festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtinnenfläche mit einem Lasergerät mit rotierendem Laserstrahl, das in den Schacht hinab gelassen wird, vermessen wird und so die tatsächlich vorhandenen Imperfektionen derart gemessen werden, dass die erforderliche Länge der kohäsiven Füllsäule ermittelt werden kann.