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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung des Streb-Streckenüberganges
im untertägigen
Bergbau, bei dem der Streb, dessen Flöz die Strecke söhlig oder
geneigt schneidet, mit rechteckigem Grubenausbau meist in Form von
hydraulischem Schreitausbau weitgehend mechanisiert ausgebaut wird,
während
die bogen- oder rechteckförmige
Strecke mit Anker- oder Unterstützungsausbau mit
oder ohne Baustoffhinterfüllung
gesichert ist und im Übergangsbereich
zwischen diesen beiden Grubenbauen das Hangende über ein eigenes Ausbausystem
unterstützt
wird.
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Unter
Strebrandtechnik versteht man alle technischen Einrichtungen und
Verfahren an den Strebenden im Bereich der Streb-Streckenübergänge bei
bereits aufgefahrenen, vorgesetzten, mit- und nachgeführten Abbaustrecken.
Um diesen Streb-Streckenübergang
abzusichern und dabei diesen gebirgsmechanisch problematischen Strebrandbereich
möglichst
optimal zu beherrschen hat man Ausbausysteme meist in Form besonderer
Schildbauarten entwickelt, die sich nicht durchgesetzt haben. Diese
besonderen Ausbauarten werden deshalb kaum verwendet. Auch aus dem
Streb heraus eingebrachte Anker können diesen problematischen Bereich
nach den jetzt vorliegenden Erfahrungen nicht so sichern, dass der
Abbaubetrieb praktisch davon unbeeinflusst durchgeführt werden
kann. Neben dem relativ hohen Prozessrisiko ist die erhöhte Unfall-
und Gesundheitsgefahr besonders problematisch. Diese Probleme entstehen
im Streb-Streckenübergangsbereich
vor allem dadurch, dass dort nach wie vor ein rechteckiger Grubenausbau
(Streb) an einen meist bogenförmigen
Grubenausbau (Strecke) angeschlossen werden muss. Die unterschiedliche geometrische
Form der miteinander verbundenen Grubenbaue ist ein Hauptgrund für die bisher
nicht gelungene ausbautechnische Mechanisierung dieses Bereiches.
Hier herrschen nach wie vor ausbautechnische Einzellösungen vor
und im Regelfall wird Einzelstempelausbau in Linien- oder Dreiecksform mit
GI- oder TH-Profilen als Kappen im Strebteil des Streb-Streckenübergangsbereiches
verwendet. Berücksichtigt
man dann noch, dass diese notwendigen Arbeiten per Hand und meist
nur bei Stillstand der Gewinnungs- und Förderanlage möglich sind,
muss dies zu Störungen
des Gewinnungsbetriebes führen. Der
Streb bzw. der Strebpanzer und auch der übrige Strebausbau kann nicht
ständig
in Rückbereitschaft gehalten
werden. Nachteilig ist weiter der hohe Personalaufwand und die relativ
schweren körperlichen Arbeiten,
die insbesondere im deutschen Steinkohlen-Bergbau von älteren Personen
erbracht werden müssen.
Diese Arbeiten werden noch dadurch erschwert, dass ungünstige klimatische
Bedingungen im Bereich des Steb-Streckenüberganges herrschen. Schließlich darf
nicht vergessen werden, dass von den in diesem Bereich eingesetzten
Maschinen eine besondere Gefährdung
ausgeht, was dazu führt, dass
Arbeiten in diesem Bereich wie beschrieben nur bei Stillstand der
Gewinnungs- und Fördermittel möglich ist.
Durch geschickte Organisation können Stillstandszeiten
zwar minimiert, aber nicht ganz verhindert werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Streb-Streckenübergangsbereich
so zu gestalten, dass die bisherigen Einzelstempelbereiche oder
durch sonstigen Sonderausbau geschützte Bereiche ausbaulos oder
zumindest ausbauminimiert gefahren werden können.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass das Hangende auch im strebseitigen Übergangsbereich im Vorfeld
des Strebabbaus über
das eigene Ausbausystem aus der Strecke heraus gezielt mechanisiert
verstärkt
und/oder stabilisiert wird.
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Aufgrund
dieser vorab eingebrachten Absicherung des gefährdeten Streb-Streckenübergangsbereiches
kann auf den bisher üblichen
Einzelstempel- oder sonstigen Sonderausbau verzichtet oder dieser
so weit minimiert werden, dass er mit wenig Aufwand eingebracht
werden kann. Dabei ist es erstmals möglich, im Bereich der Streböffnung mit
den Antrieben des Strebförderers
und mit dem Strebausbau dann zu reagieren, wenn es für den technischen Ablauf
zweckmäßig und
notwendig ist, d. h. es braucht auf Ausbauarbeiten in diesem Bereich
nicht Rücksicht
genommen zu werden. Dies führt
vortellhafterweise nicht nur zu einer Reduzierung von Mannschichten,
sondern auch zu einer erheblichen Verringerung des Prozessrisikos
und des Unfallrisikos. Der gebirgsmechanisch problematische Strebrandbereich
kann so gezielt beherrscht und so abgesichert werden, dass es nicht
zu Beeinträchtigungen kommt.
Besonders vorteilhaft ist, dass diese Sicherung aus dem sicheren
Streckenbereich mit ausreichenden Höhen und im noch abbaumäßig unbeeinflussten
Gebirge durchgeführt
werden können.
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Nach
einer zweckmäßigen Ausführungsform ist
vorgesehen, dass das Hangende im strebseitigen Übergangsbereich bei Auffahrung
der Strecke über Selbstbohrinjektionsanker
oder Injektionsanker mit gleichzeitiger oder späterer Injizierung verstärkt und/oder
stabilisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass dieses gebirgsmechanisch
problematische Teilstück des
Gebirges schon dann abgesichert und stabilisiert ist, wenn eine
Auflockerung noch nicht oder nur geringfügig eingetreten ist. Über entsprechende
Maßnahmen,
d. h. über
ein entsprechendes Ausbausystem wird der Gebirgsverband zusammengehalten und
mit unbelastetem Gebirge verbunden, sodass der nachfolgende Strebabbau
auf ein deutlich weniger vorbelastetes Gebirge trifft.
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Eine
weitere Weiterentwicklung sieht vor, dass das Hangende im strebseitigen Übergangsbereich
erst vor Strebdurchgang über
Selbstbohrinjektionsanker oder Injektionsanker mit gleichzeitiger
oder späterer
Injizierung verstärkt
und/oder stabilisiert wird. Dies bedeutet, dass man zunächst das
Gebirge nach dem Auffahren und Ausbauen der Strecke sich selbst überlässt und
erst im angemessenen Bereich vor dem Strebdurchgang mit der gesonderten
Verstärkung
und Sicherung dieses problematischen Gebirgsverbandes beginnt und
ihn durchführt.
Dabei besteht wie auch bei der Sicherung mit dem Auffahren der Strecke
die Möglichkeit,
mit Selbstbohrinjektionsankern zu arbeiten oder nur mit Injektionsankern,
d. h. also einmal mit der gleichzeitig zum Bohren und zum Injizieren
verwendeten Ankerstange und einmal mit einem Anker, der in das Bohrloch
eingeschoben wird, das vorher mit einer Bohrstange hergestellt worden
ist. Die notwendige Injizierung kann dann entweder sofort oder wiederum
erst kurz vor dem Strebdurchgang oder unmittelbar vor dem Strebdurchgang vorgenommen
werden.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Sicherung des problematischen Streb-Streckenübergangsbereiches ist der,
bei dem das Hangende im strebseitigen und streckenseitigen Übergangsbereich
bei Auffahrung oder vor Strebdurchgang verstärkt und/oder stabilisiert wird.
Dies bedeutet, das zusätzlich
zur Stabilisierung des Strebbereiches auch der Streckenbereich mit
abgesichert wird, sei es durch Kleben, Ankern oder auch Einbringen
eines besonderen Verzuges, der das Aufblättern der Gebirgsschichten
im Streckenbereich für
den Streb-Streckenübergangsbereich
sicher unterbindet.
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Zweckmäßig ist
es, die Selbstbohrinjektionsanker von der Strecke aus im one-step-Verfahren
ins Gebirge einzubringen, zu verkleben oder zu fixieren und zu injizieren.
Beim one-step-Verfahren werden kombinierte Bohr- und Sicherungsstangen
(Selbstbohranker) ins Gebirge eingebracht und sofort oder später injiziert,
sodass sie die Sicherungsaufgabe frühzeitig übernehmen können und feinste Risse im Gebirge
sofort verfüllt
werden. Vorteilhaft ist, dass das Bohrloch nicht zufallen kann,
weil der Selbstbohrinjektionsanker im Bohrloch verbleibt und als
Anker dann wirksam werden kann.
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Wegen
der nicht unbeträchtlichen
Kosten des one-step-Verfahrens ist es in der Regel günstiger,
wenn die Injektionsanker von der Strecke aus im two-step-Verfahren eingebracht,
verklebt oder fixiert und injiziert werden. Hier werden also zunächst die Bohrlöcher hergestellt,
um dann die Injektionsanker einzuführen und sie wirksam zu verkleben
und festzulegen. Da diese Arbeiten im weitgehend noch unbeeinflussten
und unbelasteten Gebirge vorgenommen werden, ist die Gefahr des
Zufallens der Bohrlöcher
als sehr gering anzusehen, sodass das two-step- Verfahren erhebliche Vorteile mit sich bringt.
Durch das mechanisierte Einbringen können die Handarbeiten reduziert
werden, wobei unter dem mechanisierten Einbringen zu verstehen ist,
dass mit ein und derselben Bohrlafette sowohl abgebohrt wie auch
anschließend
geankert, d. h. injiziert wird.
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Beim
Durchgang des Strebes muss der bogenförmige Streckenausbau bezüglich des
Stoßstempels
umgebaut werden. Dies bedeutet, dass der Stoßstempel entfernt und der übrige Bogen
gesondert abgesichert werden muss. Natürlich ist es auch möglich, diesen
Stoßstempel
schon bei der Auffahrung der Strecke zu ersetzen, was gemäß der Erfindung
dadurch erreicht wird, dass der vorhandene oder zu setzende Streckenausbau
als 3/4 oder 4/5 Bogen gesetzt und der Restbogen auf der Strebseite mit
Abfangankern sicher abgefangen wird. Da eine Beeinflussung des Streckenausbaus
durch den anrückenden
Streb nicht ganz zu verhindern ist, wird diese zusätzliche
Sicherung des Streckenausbaus durch die Anker in der Regel erst
kurz vor dem Strebbetrieb vorgenommen oder aber ergänzt.
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Neben
dem bogen- oder rechteckförmigen Streckenausbau
ist auch das Ankern solcher Strecken im untertägigen Bergbau bekannt. Zweckmäßig ist
eine Kombination aus Anker- und Bogenausbau, wobei das erfindungsgemäße Verfahren
ergänzend dazu
vorsieht, dass das Hangende im Streb-Streckenübergangsbereich bis in Höhe des ersten
Ausbauschlosses des Streckenausbaus, das in der Regel in Höhe des Flözhangenden
angeordnet ist, oder eines ca. 2 m dicken Hangendpackens mit oder
nach Einbringen des vollständigen
Unterstützungsausbaus
(Bogenausbau) oder von abgefangenen Teilbögen über eng gesetzte Anker verdichtet
und dann durch zusätzlich
im 50–100%
größerem Abstand
bis zur Streckenfirste eingebrachte weitere Anker gesichert wird.
Denkbar ist es dabei auch, diese zusätzlichen Anker so einzubringen
und in einem Abstand einzubringen, der es möglich macht, ganz auf den bogenförmigen oder
sonstigen metallischen Streckenausbau zu verzichten. Weiter ist
es dabei denkbar, den Streb-Streckenübergangsbereich beim Durchfahren
des Strebes durch zusätzlichen
schreitenden Streckenausbau abzusichern. Wichtig ist aber, dass
durch die ergänzenden
oder zusätzlichen Anker
eine wichtige Stabilisierung des Gesamtbereiches erreicht bzw. unterstützt wird,
sodass damit auch zusätzlich
die Strebrandsicherung unterstützt wird,
d. h. der Bereich mit den eng gesetzten Ankern.
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Insbesondere
die Stabilisierung des problematischen Hangendpackens im Bereich
Streb-Streckenübergang
wird gemäß einer
Ausbildung des Verfahrens erreicht, indem die Selbstbohrinjektionsanker
oder die Injektionsanker von der Strecke aus ins Gebirge eingebracht,
verklebt oder fixiert und injiziert und dann unter gleichzeitiger
Fixierung von abrollbaren Verzugmatten, vor allem in Form von Kunststoffverzugmatten,
verspannt werden. Dabei eignen sich diese aus Kunststofffadengruppen
bestehenden Verzugmatten besonders gut, weil sie eine begrenzte Flexibilität aufweisen
und damit gleichzeitig verspannt werden können. Durch diesen Verfahrensschritt
wird von vorne herein eine Aufblätterung
und Auflockerung der Gebirgsschichten schon im Streckenbereich unterbunden,
sodass die eingebrachten Anker auch auf Dauer ihre Sicherungsaufgabe
voll wahrnehmen können
und dabei eben gleichzeitig auch die Streckenseite mit so absichern,
dass die Sicherung auch den Strebabbau sicher übersteht.
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In
besonders problematischen Bereichen kann es zweckmäßig sein,
wenn das Hangende im Streb-Streckenübergangsbereich zusätzlich durch vom
Streb aus während
des Gewinnungsbetriebes eingebrachte Anker verstärkt wird. Auch das Einbringen
von minimiertem, kostengünstigem
Holzausbau ist hier möglich,
um zusätzlich
abzusichern. Natürlich führt dies
unter Umständen
zu einer Behinderung des Gewinnungsbetriebes, kann aber zweckmäßig sein, um
ansonsten ohne jedweden Einzelstempelausbau oder Ähnliches
auskommen zu können,
sodass eine rückfreie
Front bzw. ein entsprechender Bereich zur Verfügung steht, wobei Behinderungen
durch die vorherige Sicherung von der Strecke aus weitgehend verhindert
werden können.
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Das
Verkleben und Injizieren der Anker kann durch Ankermörtel geschehen;
erfindungsgemäß ist aber
vorgesehen, dass zum Verkleben und Injizieren der Selbstbohrinjektionsanker
oder der Injektionsanker Silikatharz oder Injektionsharz auf Basis
von Polyurethan eingesetzt wird. Diese unter den bekannten Markenzeichen
Bevedol und Bevedan zum Einsatz gelangenden Injektionsharze sorgen
dafür,
dass zusätzlich
zu der Wirkung der Anker auch noch eine Gebirgsverfestigung durch
die Harze selbst eintritt. Diese Injektionsharze sind international üblich und gebräuchlich
und sichern das Gebirge auch über
große
Zeitabschnitte.
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Die
Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren
für die
Sicherung des Streb-Streckenübergangsbereiches
geschaffen ist, die es möglich
macht, diesen Bereich von Einzelstempeln und sonstigen Sonderausbauteilen
freizuhalten. Der kritische Bereich wird durch den vorab eingebrachten
Ankerausbau oder ähnlichen
Sicherungsausbau bereits frühzeitig
stabilisiert, sodass ihn die nachfolgenden Abbauarbeiten nur noch
geringfügig
beeinflussen können.
Besonders vorteilhaft ist, dass dieser kritische Bereich praktisch
von Einzelstempeln und sonstigem Sonderausbau, der den Querschnitt
beeinflussen würde,
freigehalten werden kann, sodass hier die Bergleute auch frei agieren
und den Strebförderer
und den sonstigen Ausbau sicher betätigen können. Nicht zuletzt führt dies
zu einer Verbesserung des Prozesses, vor allen Dingen aber zu einer
wesentlichen Erhöhung
des Sicherheitsstandards, da in diesem Bereich Arbeiten auch weitgehend
mechanisiert vorgenommen werden und zwar wiederum aus dem schon
gesicherten Bereich heraus, sodass insgesamt die Betriebssicherheit
erhöht ist,
was als besonderer Vorteil herauszustellen ist.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
ist. Es zeigen:
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1 eine
Abbaustrecke mit beidseitig anstehendem Flöz und durch Anker abgesicherten Streb-Streckenübergangsbereich,
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2 den
aus 1 ersichtlichen Streckenquerschnitt allerdings
hier ohne gesonderten Stützschlauch,
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3 den
Querschnitt nach 1 und 2 beim Durchgang
des Strebes und Abbaubetriebes und
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4 eine
Draufsicht auf den Streb-Streckenübergangsbereich.
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1 zeigt
eine Strecke 2, wobei das umgebende Gebirge 3 durch
einen bogenförmigen
Streckenausbau 10 abgesichert ist. Dieser Streckenausbau 10 besteht
aus Rinnenprofilsegmenten, die über im
Abstand angebrachte Schlösser 11 miteinander so
verbunden sind, dass die einzelnen Segmente ineinander geschoben
werden können.
Es handelt sich um eine Flözstrecke,
sodass das entsprechende Kohlenflöz 8 durch die Strecke 2 aufgeschnitten
wird und beidseitig die abzubauenden Teile 12 zu erkennen
sind. Im dargestellten Beispiel nach 1 liegen auf
dem rinnenförmigen
Streckenausbau 10 Stützschläuche 9 auf,
die mit Beton befüllt
sind, um so eine sichere Abstützung
des Gebirges 3 zu gewährleisten. Das
Gleiche gilt für
voll hinterfüllten
Ausbau. Der rinnenförmige
Streckenausbau 10 stützt
in seiner bogenförmigen
Ausbildung das gesamte Gebirge von der Streckenfirste 4 bis
zur Streckensohle 5 ab.
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Das
Hangende des Kohlenflözes 8 ist
mit 6 und das Liegende mit 7 bezeichnet, wobei
der Bereich des Hangenden 6 durch eng gesetzte Anker 14, 14', 15, 15' bzw. auf der
anderen Stoßseite
durch die Anker 16, 16' und 17, 17' besonders stabilisiert
und gesichert ist. Es kann sich dabei sowohl um Selbstbohrinjektionsanker
oder Injektionsanker handeln, weshalb nachfolgend vereinfacht immer
nur von Anker die Rede ist.
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Die
Darstellung nach 2 unterscheidet sich im Wesentlichen
nur dadurch, dass hier auf eine Hinterfüllung oder einen Stützschlauch
verzichtet ist. Der bogenförmige
bzw. rechteckförmige
Streckenausbau 10 liegt also unmittelbar am Gebirge 3 an oder
ist entsprechend verkeilt. Auch hier ist wieder erkennbar, dass
im Übergangsbereich 20 zwischen der
Strecke 2 und dem hier noch nicht vorhandenen Streb durch
eine dichte Anordnung von Ankern 14, 15, 16, 17 so abgesichert
ist, dass beim nachfolgenden Strebbetrieb, der der 3 entnommen
werden kann, in dem Übergangsbereich 20 auf
gesonderten Ausbau ganz verzichtet werden kann, sodass ein ausbauloser
Bereich 25 entsteht. Erkennbar ist in 3,
dass dieser Gebirgspacken 19 im Übergangsbereich 20 durch
die eingebrachten Anker 14, 15, 16, 17 optimal
stabilisiert und verstärkt
ist. Zwischen dem letzten Strebschild 24 und der Kante 18 bleibt
der schon besagte ausbaulose Bereich 25 vorhanden, in dem
die Bergleute optimal agieren können,
ohne durch Ausbau irgendwelcher Art behindert zu werden. Erkennbar
ist, dass beispielsweise der Anker 14' bzw. dessen Ende abgeschert ist,
um eine Behinderung auszuschließen,
während
die anderen Ankerenden in den Streckenbereich hineinragen, ohne hier
aber irgendetwas zu behindern. Sie sind im dargestellten Beispiel
besonders weit herausgezogen und auch ohne Kalottenplatte und Ankermutter
wiedergegeben, weil dies für
die vorliegende Erfindung nicht als relevant anzusehen ist. Erkennbar
ist aber, dass dieses Endstück 11 des
Segmentes des Streckenausbaus 10 durch den Abfanganker 15' gesondert abgesichert
ist, um hier Unfälle
auszuschließen.
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Das
Strebfördermittel 21 bzw.
seine Übergabe 22 ist
frei rückbar,
weil hier keine gesonderten Stützstempel
oder Ähnliches
eingebracht sind, was insbesondere auch 4 verdeutlicht.
Das Strebfördermittel 21 kann
also ohne Probleme auf den in der Strecke 2 verlegten Streckenförderer 23 übergeben, wobei
durch das gleichmäßige Rücken auch
immer eine sichere Übergabe
der Kohle aus dem Streb 1 möglich ist.
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Das
Strebfördermittel 21 liegt
immer dicht an der Abbaufront bzw. am Kohlenstoß 26, sodass das hier
nicht dargestellte Gewinnungsmittel die Kohle immer gut auf das
Strebfördermittel 21 übergeben kann.
Mit 27 ist der Alte Mann bezeichnet, wo das Gebirge bereits
hereingebrochen ist, während
im Strebrandbereich 28 der Baustoffdamm, Holzpfeiler oder
ein ähnlicher
Unterstützungsausbau 29 bereits eingebracht
ist. Erkennbar sind auch die verschiedenen Anker 14, 15, 16, 17,
die hier vereinfacht wiedergegeben sind, wobei sie aber deutlich
machen, dass der Streb-Streckenübergang
durch diese gezielt eingebrachten Anker 14 bis 17 optimal
gesichert und stabilisiert ist.
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Alle
genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden,
werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.