DE1027610B - Verfahren zur Bestimmung von Einfluessen auf einen Schachtausbau und Messring zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung von Einflüssen auf einen Schachtausbau und Meßring zur Durchführung des Verfahrens In Schächten, Stollen, Strecken, Tunneln u. dgl. macht es sich unangenehm bemerkbar, daß keine Möglichkeit besteht, hinter dem Ausbau und auf diesen wirkende Gebirgskräfte exakt zu messen und die Beanspruchungen der Bauwerke zu ermitteln. Man ist darauf angewiesen, durch aufmerksame Beobachtungen derselben etwaige Veränderungen rechtzeitig zu erkennen, die Ursachen der Veränderungen zu deuten und danach ,Maßnahmen zur Behebung von Störungen zu treffen. Auf diese Weise kann man über die Größe der Gebirgskräfte zu quantitativenAussagen nicht gelangen und muß sich mit qualitativen Schätzungen und Vermutungen zufrieden geben. Zur Messung der Einflüsse von Gebirgskräften auf einen Schachtausbau ist es bekannt, im Schachtinnenraum einen Meßring anzuordnen und gegen den Meßring Meßuhren abzustützen, an denen Aussagen über Verformungen des Schachtausbaues abgelesen werden können. Auch bei dieser automatischen Beobachtung der Verformungen des Schachtausbaues erhält man über die Größe der Gebirgskräfte nur qualitative Schätzungen. Man kann z. B. bisher nicht durch exakte Senkungsvorausberechnungen einen Abbau so leiten, daß dessen nachteilige Wirkungen auf Schächte weitgehend eingeschränkt werden, weil genaue Kenntnisse über die Einflüsse der Gebirgskräfte auf den Schachtausbau fehlen.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, quantitative Aussagen über Gebirgskräfte möglichst nach deren Größe und Richtung zu erhalten und zu solchen Aussagen schon zu gelangen, bevor nachteilige Verformungen des Ausbaus durch Gebirgskräfte eingetreten sind.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Einflüssen der Gebirgskräfte auf einen Schachtausbau mit Hilfe eines Meßringes und besteht darin, einen verformbar ausgebildeten Meßring einerseits gegen einen Schachtausbau abzustützen und andererseits gegen das Gebirge anzulegen sowie festgestellte Meßringverformungen als Maß für wirksame Gebirgskräfte zu messen. Der Meßring kann selbstverständlich auch teilweise in den Schachtausbau eingebaut sein.
• Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß durch die verformbare Ausbildung des Meßringes das Verformungsgesetz desselben bekannt ist, so daß unmittelbare und exakte Angaben von der Größe der Verformung auf die Größe und gegebenenfalls die Richtung der angreifenden Gebirgskräfte ermöglicht worden sind. Von besonderem Vorteil ist ferner, daß die Meßringe außerhalb des Schachtausbaus und lediglich gegen diesen abgestützt angeordnet werden, so daß Gebirgskräfte, die an dem Meßring angreifen und diesen verformen, am Schachtausbau selbst keine Verformung hervorrufen.
• Zur Durchführung dieses Meßverfahrens dient erfindungsgemäß ein Meßring mit einer dem Gebirgsstoß vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Folie aus Gummi, Kunststoff od. dgl. anliegenden und gegenüber dem Ausbau nach innen verschiebbaren Wand mit Meßeinrichtungen zur Messung bzw. Anzeige der Verformungen dieser Wand durch den Gebirgsdruck auf der zugänglichen Seite des Ausbaus. Der Meßring besteht zweckmäßig aus zwei Ringen, nämlich einem mit dem Ausbau fest verbundenen inneren Ring und einem diesem gegenüber verschiebbaren bzw. beweglichen, dem Gebirgsstoß anliegenden äußeren Ring. Der innere und äußere Ring können z. B. mit unteren und oberen einander zugekehrten Flanschen verschiebbar ineinandergreifen und sich zu einem rechteckigen bzw. kastenförmigen Gesamtprofil ergänzen. Die dem Gebirgsstoß anliegende Außenwand dieses aus zwei Ringen bestehenden Meßringes ist vorteilhaft in Segmente unterteilt, die gegeneinander Bewegungsfreiheit in radialer Richtung haben. An den Stoßstellen dieser Segmente sind Druckmeßdosen oder Dehnungs- bzw. Stauchungsmeßeinrichtungen bekannter Ausführung, beispielsweise mit Meßsaiten, Dehnungsmeßstreifen, Kohlensäulen od. dgl. in ausreichender Anzahl so angebracht, daß sie bei Verschiebung der Segxinente gegeneinander ansprechen. Die Anschlußleitungen dieser Meßeinrichtungen werden durch den Ausbau hindurchgeführt, so daß außerhalb des Ausbaus ein Anzeigegerät angeschlossen werden kann. Dieses kann mit Registriereinrichtung versehen, aber auch nur als Ablesegerät ausgebildet sein. Oberhalb des Meßringes kann erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung mit verstellbarem Kolben so angeordnet sein, daß je nach der Stellung des Kolbens, der außerhalb des Ausbaues von Hand oder auch ferngesteuert verstellbar ist, wahlweise entweder der reine Gebirgsdruck oder der Gebirgsdruck zuzüglich etwa vorhandenen hydrostatischen Drucks gemessen werden kann.
• Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Gebirgsdrucks bei einem Tübbingschacht mit Anschlußbeton. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer Tübbingwand mit Anschlußbeton und eingebautem Meßring, Fig. 2 in gesonderter Darstellung eine andere Stellung des Kolbens der in Fig. 1 eingezeichneten Steuerungsvorrichtung, Fig. 3 eine Ausführung des Meßringes im Grundriß, Fig.4 einen senkrechten Schnitt durch den Meßring der Fig. 3.
• Zwischen dem Gebirgsstoß 1 und dem Tübbing 2 ist, durch eine Zwischenlage 3 aus Gummi, Kunststoff od. dgl. vom Gebirgsstoß getrennt, ein Meßring 4 mit einer Steuervorrichtung 5 mit einem durch eine Spindel 6 von Hand betätigten Kolben 7 eingebaut. Der den Tübbing 2 und seinen Anschlußbeton 2' auf dem gesamten Umfang umgebende Meßring besteht aus dem eigentlichen äußeren Meßring 4 und einem mit dem Anschlußbeton 2' fest verbundenen inneren Ring 4'. Die beiden Ringe 4, 4' bilden ein kastenförmiges Gesamtprofil. Am Boden des Ringkastens ist eine Abflußleitung 8 vorgesehen, die einen Stopfbüchsenverschluß 9 aufweist und gleichzeitig zur Hindurchführung von Meßleitungen 10 dienen kann. Die Steuereinrichtung 5, 6, 7 ist durch ein Sieb 11 gegen das Eindringen von Sand usw. aus dem Gebirgsstoß 1 geschützt. Zwischen dem Meßring 4, 4' und dem Tübbing 2 sind, auf dem Umfang gleichmäßig verteilt, Spannschrauben 12 angeordnet, um den Meßring genau kreisförmig auszurichten und zum Tübbing 2 genau konzentrisch zu montieren. Wie aus Fig. 3 her-' vorgeht, besteht der Meßring4 aus einzelnen Segmenten, bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel aus vier Segmenten a, b, c, d, die an den Stoßstellen mit Zungen 13 und entsprechenden Ausschnitten ineinandergreifen. Der dem Gebirgsdruck ausgesetzte Ring 4 kann daher auf einen kleineren Durchmesser zusammengedrückt werden. Die Zungen 13 haben abgeschrägte Kanten, wodurch sie so in ihrer Lage gehalten werden, daß sie stets eine glatte Fläche bilden. Unmittelbar am Ende der Zungen sind Trägerwinkel 14 an dem äußeren Ring 4 befestigt, die zur Anbringungvon Druckmeßdosen, Dehnungs-bzw. Stauchungs-Meßeinrichtungen 15 od. dgl. dienen. Die Winkel 14 erstrecken sich über die ganze Höhe des Meßringes, so daß bei Bedarf mehrere Meßeinrichtungen 15 übereinander eingebaut werden können. Werden bei auftretendem Gebirgsdruck die Segmente a bis d auf einen kleinen Durchmesser zusammengedrückt, so verringert sich der Abstand der Winkelträger 14, so daß an dem im Schacht angeschlossenen Anzeigegerät bei geeigneter Eichung der Druck abgelesen werden kann. Die innere Wand 4' des Meßringes ist zur Erleichterung des Einbaues gleichfalls in mehrere Segmente unterteilt, die durch Flachlaschen 16 mit einander verbunden sind.
• Wird nach beendetem Einbau des Meßringes 4,4' eine Messung durchgeführt, so dient die Steuereinrichtung 5, 6, 7 dazu, entweder den reinen Gebirgsdruck oder den Gebirgsdruck zusammen mit etwa vorhandenem hydrostatischen Druck zu messen. Zu diesem Zweck wird die Spindel 6 der Steuerkolben 7 entweder entsprechend Fig. 1 - also auf reinen Gebirgsdruck - oder nach Fig. 2 eingestellt. Bei der Einstellung nach Fig. 2 wird der hydrostatische Druck von Meßring 4, 4' zurückgehalten, da der Kolben 7 der Steuereinrichtung den Zufluß in das Innere des kastenförmigen Meßringes 4, 4' sperrt. Hierdurch wirkt der Gesamtdruck über die Kunststoffolie 3 auf die äußere Wand 4 des Meßringes, während bei der Kolbenstellung nach Fig. 1 das Wasser aus dem Gebirge in das Innere des Meßringes 4, 4' läuft und so den hydrostatischen Druck ausgleicht, so daß in diesem Fall die Meßgeräte reinen Gebirgsdruck anzeigen.
• Um Schwächungen des Ausbaues auf die Dauer gesehen zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, den Meßring 4, 4' mit einer widerstandsfähigen Masse zu verfüllen. Dieses geschieht in der Weise, daß nach Entfernung der Stopfbüchse 9 und Ausbau von Spindel und Kolben 6, 7 die Masse in den kastenförmigen Meßring eingefüllt und so lange nachgefüllt wird, bis sie bei 8 wieder austritt.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Bestimmung von Einflüssen der Gebirgskräfte auf einen Schachtausbau mit Hilfe eines Meßringes, dadurch gekennzeichnet, daß ein verformbar ausgebildeter Meßring (4, 4') einerseits gegen den Schachtausbau (2, 2') abgestützt und andererseits gegen das Gebirge (1) angelegt wird sowie Meßringverformungen als Maß für wirkende Gebirgskräfte gemessen werden.
2. 2. Meßring zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßring (4, 4') eine verformbare oder bewegliche Wand (z. B. 4) aufweist und diese mit Meßeinrichtungen zur Anzeige der Verformungen durch den Gebirgsdruck versehen ist.
3. 3. Meßring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem mit dem Ausbau fest verbundenen inneren Ring (4') und einem diesem gegenüber beweglichen, dem Gebirgsstoß anliegenden äußeren Ring (4) besteht.
4. 4. Meßring nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und äußere Ring (4' bzw. 4) mit einander zugekehrten Flanschen od. dgl. ineinandergreifen und sich zu einem kastenförmigen Profil (4, 4') ergänzen.
5. 5. Meßring nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (4) in Segmente (a, b, c, d) unterteilt ist, die gegeneinander beweglich und an den Stoßstellen mit Meßeinrichtungen (15) versehen sind.
6. 6. Meßring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (4 ca, 4 b, 4 c, 4 d) an den Stoßstellen mit Zungen und Ausschnitten (13) ineinandergreifen.
7. 7. Meßring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Zungen (13) abgeschrägt sind und einander überblatten. B.
8. Meßring nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Steuervorrichtung ausgerüstet und letztere aus einer an den Zwischenraum zwischen den Meßringwänden (4, 4') über eine Abzweigleitung angeschlossenen Rohrleitung (5) mit offener Verbindung zum Gebirgsstoß (1) und verstellbaren Steuerkolben (6) gebildet ist.
9. 9. Meßring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem Boden eine zu seiner Entleerung dienende Abflußöffnung vorgesehen ist.
10. 10. Meßring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Abflußöffnung eine Abflußleitung (8) angeschlossen ist und letztere gegebenenfalls gleichzeitig zur Hindurchführung der Meßleitungen (10) od. dgl. durch den Ausbau dient.
11. 11. Meßring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kastenförmige Ringraum (4, 4') mit einer geeigneten Füllmasse verfüllt ist.
12. 12. Meßring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußereWand (4) durch eineFolie (3) aus Gummi, Kunststoff od. dgl. gegen den Gebirgsstoß (1) abgedeckt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 828 083.