DE1064902B

DE1064902B - Geschlossener staehlerner Ringausbau fuer in stark druckgefaehrdetem Gebirge stehende Strecken

Info

Publication number: DE1064902B
Application number: DEH29786A
Authority: DE
Original assignee: ALBERT HOFFMANN FA
Current assignee: ALBERT HOFFMANN FA
Priority date: 1957-04-03
Filing date: 1957-04-03
Publication date: 1959-09-10

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf den stählernen Ausbau für in stark druckgefährdeten Gebirgsbereichen, die einen völlig geschlossenen Ausbau erfordern, stehende bzw. aufzufahrende Strecken.

Sie schafft einen geschlossenen Ausbau von Rohrform, der gegenüber den bisher bekannten Ausbauarten für den gleichen Zweck erhebliche Vorteile sowohl vom Gesichtspunkt seiner Gebrauchs- und statischen Eigenschaften wie dem der Einbaumöglichkeit aufweist.

Ein geschlossener Rohrausbau wurde bisher entweder durch Betonieren an Ort und Stelle oder aus Betonformstücken, in gewissen Fällen auch aus Stahlsegmenten nach Art des Schachtausbaus mit Tübbingen, hergestellt.

Es ist ferner ein Ringausbau für Strecken bekannt, der aus aufeinanderfolgenden Ringen von unterschiedlichem Durchmesser bzw. unterschiedlichem I-Profil besteht, die unter Reibungsschluß zwischen den Flanschen der Profile ineinander eingezwängt werden. Bei diesem Ausbau wird ersichtlicherweise eine durchgehende glatte Innenwandung nicht erhalten — ganz abgesehen davon, daß seine Festigkeit infolge der Art des Anschlusses der Ringkörper aneinander, insbesondere in Fällen hoher Druckbeanspruchungen, nicht genügt und auch seine Montage und Demontage Schwierigkeiten macht.

Ein allen bekannten Vorschlägen eines geschlossenen Rohrausbaus für Strecken gemeinsamer Nachteil ist ferner der, daß das Einbringen des Ausbaus einen verhältnismäßig großen Gesteinsausbruch fordert.

Für Fälle, in denen die auftretenden Beanspruchungen anomal hohe Werte annehmen, wie das z. B. beim Durchörtern von großen Sprüngen der Fall ist, fehlte es bisher mehr oder weniger an einer geeigneten Ausbaumethode, so daß dem Bergbau in Feldern, in denen solche Störungszonen auftreten, besondere Schwierigkeiten entstanden.

Dieser geschlossene stählerne Ringausbau besteht aus Ringen von I-Profil, die mit ihren Flanschen aneinanderstoßen, und ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die die Ringe bildenden Segmente miteinander als auch die aufeinanderfolgenden Ringe untereinander durch — im Inneren der zwischen den Profilstegen und Flanschen gebildeten Kammern untergebrachte — Verspannungsmittel verbunden sind. Die derart gebildete Röhre ist sowohl innen wie außen völlig glatt und weist keine vorspringenden Teile auf. Das ist hinsichtlich der Innenfläche der Ausbauröhre wichtig für die Fahrung und Wetterführung, hinsichtlich ihrer Außenfläche deshalb, weil der Gebirgskörper sich nicht örtlich an den Ausbau anhängen kann, vielmehr bei Gebirgsbewegungen relativ zu der Ausbauröhre auf der glatten Außenfläche gleitet.

Geschlossener stählerner Ringausbau

für in stark druckgefährdetem Gebirge

stehende Strecken

Anmelder:

Fa. Albert Hoffmann,
Eschweiler (Kr. Aachen)

Die in den Profilinnenräumen liegenden Verspannungsmittel bestehen aus den Innenflächen er Profilflansche anliegenden, flächige Abstützungen für diese bildenden Körpern (Abstützelemente), die also im Bereich der Verbindungs- bzw. Verspannungsstellen gleichzeitig eine Verstärkung der Konstruktion bilden; sie bestehen aus Abschnitten von ebenfalls grundsätzlieh I-Profil.

Durch diese gewissermaßen nockehartige Ausbildung der — je gemeinsam die einander zugekehrten Flansche von benachbarten I-Profilen abstützenden — Innenelemente (Abstützelemente) wird aus der Gesamtheit der I-Profile und dieser Elemente in den Bereichen der Verbindungen gewissermaßen ein Verbundkörper mit den statischen Eigenschaften eines solchen geschaffen und dadurch unter vergleichsweise geringem Materialaufwand die außerordentliche

4.0 Widerstandsfestigkeit, die das kennzeichnende Merkmal des neuen Ausbaus ist, erzielt.

Durch Paare von Schraubenbolzen als Verbindungsbolzen, welche Bohrungen der Stege der Hauptprofile und der Abstützelemente durchdringen, werden jeweils zwei nebeneinanderliegende Hauptprofile — über die eingelegten Abstützelemente unter gleichzeitiger Verbindung der Segmente miteinander — gegeneinander verspannt. Hierbei liegen die Köpfe der Verbindungsbolzen dem Steg des eingebauten Hauptprofils an, und die Bolzen erstrecken sich durch den Steg des ersten der beiden zu der Verbindung gehörenden Abstützelemente, dann den Steg des benachbarten Hauptprofils und schließlich den des zweiten der Abstützelemente, wobei also die Verspannung des einzubauenden Haupt-

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profils über die an die Innenseite seiner Flansche In Abb. 1 sind mit a', a", a'", a""... die einzelnen

angepreßten Flansche des Abstützelementes erfolgt. einen Ringkörper des Ausbaurohres bildenden Seg-

Das erste der beiden Abstützelemente wird — un- mente von handelsüblichem I-Profil bezeichnet, wobei

mittelbar nach dem Durchstecken des Bolzens durch das die Verbindungsstellen V', b" ... der einzelnen Segeingebaute Hauptprofil — durch eine auf den Bolzen 5 mente in dem einen Ring in vollen Linien und zum

aufgeschraubte Mutter gegen die Flansche dieses besseren Verständnis des Zusammenbaus die dem-

Profils gepreßt. Auf den hervorragenden Bolzenkopf gegenüber versetzten Verbindungsstellen c, c" ... in

wird in der nächsten Phase das folgende Segment auf- dem folgenden Ring gestrichelt dargestellt sind,

gesteckt und über das in dieses eingesetzte Abstütz- Mit d', d" ... und e', e" ... sind die in den element verspannt. io Zwischenbereichen liegenden abstützenden Verbin-

Die die Ringe bildenden Segmente und damit die düngen, in der gleichen Weise in dem ersten Ring in

Verspannungs- und Verbindungsstellen desselben sind vollen Linien und in dem Nachbarring gestrichelt

in benachbarten Ringen umfangsmäßig gegeneinander dargestellt.

um eine halbe Segmentlänge versetzt. Die freien Aus Abb. 2 ist die Anordnung der Verbindungen

Bolzenenden ragen also jeweils bei jeder zweiten der 15 und der dazwischenliegenden Abstützungen in den

in Umfangsrichtung liegenden Verbindungsstelle um aufeinanderfolgenden Ringen, insbesondere die ver-

das entsprechende Stück vor. setzte Anordnung der Stoßstellen der Segmente a', a"

Die vorstehend grundsätzlich beschriebene Verbin- in den nebeneinanderliegenden Ringen sowie die

dung ermöglicht, wie hiernach ersichtlich, den denkbar ebenfalls gegeneinander versetzte Ausbildung der

einfachen Zusammenbau und das fortschreitende Vor- 20 Verbindungen benachbarter Ringe ersichtlich, gemäß

bauen der Haupt-I-Segtnente zu der völlig geschlosse- der die an ein und derselben Umfangsstelle liegenden

nen Röhre. Verbindungen der Ringe jeweils ein Profil gewisser-

Zusätzlich werden — gemäß einem weiteren Merk- maßen überschlagen.

mal der Erfindung in grundsätzlich gleicher Weise I_n Abb. 3 sind drei nebeneinander angeordnete

durch eingelegte, hier nur abstützend wirkende 25 I-Profilsegmente α dargestellt, von denen die beiden

Elemente — verstärkte Bereiche auch zwischen den in der Abbildung links liegenden durch die grund-

Verbindungsstellen geschaffen, wobei diese Elemente sätzlich ebenfalls I-förmig profilierten Abstütz-

nur je eine Bohrung aufweisen und in der Umfangs- elemente / und die Bohrungen der Stege der Profile a

richtung wesentlich kurzer ausgebildet sein können als und dieser Elemente durchdringende Bolzen g mitein-

die gleichzeitig der Verbindung der in der Umfangs- ₃₀ ander verbunden sind.

richtung aufeinanderfolgenden Segmente dienenden Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, sind die

Elemente. Abstützelemente / so ausgebildet, daß ihre Flansche

Die praktischen Erfahrungen haben gezeigt, daß es flächig den Innenflächen der Flansche der I-Profile

mittels des neuen Ausbaus möglich ist, Störungszonen anliegen und sie so unter statischer Verbundwirkung

zu überwinden, von deren Durchfahrung mau wegen 35 tragen.

der Ausbauschwierigkeiten bisher in der Regel Ab- Bei den im Ausbau vorn liegenden der beiden Abstand nehmen mußte. Für den Fall von ganz besonders Stützelemente f, die zu einer Verbindung gehören und hohen örtlichen Beanspruchungen ist es ohne weiteres die, wie Abb. 2 erkennen läßt, von je zwei Bolzen g möglich —dann unter Aufgabe der glatten Innenfläche durchdrungen werden, deren Köpfe dem Steg des einan den betreffenden Stellen —, die gebildete Röhre ₄₀ gebauten Profils α anliegen; während die Abstützdurch eingezogene Innenringe zu verstärken. elemente f durch die Muttern gegen die Profile α ver-

Ferner sind noch über den Umfang verteilte Boh- spannt werden, ist der Steg der Abstützelemente f

rungen vorhanden, die es ermöglichen, durch in sie etwas seitlich versetzt, wodurch sich im Innenraum

eingesetzte Rohre etwaige Wasseransammlungen der I-Profile der Raum ergibt, der notwendig ist, um

hinter dem Ausbau abzuziehen oder umgekehrt zur 45 den Schraubenbolzen g- für den Anschluß des folgen-

Verfestigung des Gebirges hinter den Ausbau Zement- den Ringes α einzubringen,

milch od. dgl. einzupressen. Bei der um eine halbe Segmentlänge versetzten

Der neue Ausbau kann, wenn die betreffende Strecke Nachbarverbindung befindet sich der Schraubenendgültig abgeworfen werden soll, in der umgekehrten bolzen g· gegenüber der Darstellung in Abb. 3 um ein Weise auch sehr leicht wieder ausgebaut werden, und 50 I-Profil weiter vorwärts, so daß an seinem vorstehenseine Elemente sind dann, da sie Verformungen prak- den Kopf, auf den das Abstützelement / unmittelbar tisch nicht unterworfen sind, meist wieder unmittelbar beim Einbau aufgeschraubt und gegen den Ringe verwendbar. verspannt worden ist, das folgende Ringsegment an-

Das Prinzip des vorstehend grundsätzlich beschrie- gehängt und in gleicher Weise verbunden werden

benen neuen Ausbaus ist in seiner Anwendung nicht 55 kann.

auf Strecken beschränkt, sondern auch auf den Ausbau Aus Abb. 2 sind die sich hiernach ergebenden ver-

von Schächten anwendbar, bei denen der neue Ausbau schiedenen Phasen deutlich erkennbar,

gegenüber dem Tübbingausbau nicht nur den Vorteil Die in der Mitte dieser Abbildung dargestellten

geringerer Kosten und leichterer Einbringungsmög- Verbindungen einer Mehrzahl von aufeinanderfolgen-

lichkeit, sondern auch den einer demgegenüber wesent- 60 den Ringen sind gegenüber den in der Abbildung

lieh größeren Widerstandsfähigkeit besitzt. links und rechts dargestellten Anordnungen sämtlicher

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Elemente um die Breite eines Ringprofils versetzt,

neuen Ausbaus dargestellt, und zwar zeigt Die Zwischenabstützvorrichtungen bestehen nur

Abb. 1 in Seitenansicht einen Teil eines Ausbau- aus ■— je mittels eines Schraubenbolzens in den

ringes gemäß der Erfindung; 65 zwischen aufeinanderfolgenden I-Profilen gebildeten

Abb. 2 veranschaulicht in Aufsicht eine Abwicklung Kammern verspannten — Elementen der Ausführungseiner Mehrzahl von nebeneinander angeordneten form gemäß Abb. 3, links.
Ringen; Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die

Abb. 3 ist ein Schnitt durch eine Verbindungsstelle vorstehend im einzelnen beschriebenen und die in den

in größerem Maßstabe. 70 Abbildungen veranschaulichte Ausführungsform be-

Claims

schränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Abänderungen möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen. So können insbesondere die Abstützelemente auch andere, den Konturen der Hohlräume zwischen den benachbarten I-Profilen angepaßte Ausbildung erhalten. Patentansprüche:

1. Geschlossener stählerner Ringausbau für in stark druckgefährdetem Gebirge stehende Strecken mit Ringen aus I-Profil, die mit ihren Flanschen aneinanderstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die die Ringe bildenden Segmente miteinander als auch die aufeinanderfolgenden Ringe untereinander durch — im Inneren der zwischen den Profilstegen und Flanschen gebildeten Kammern untergebrachten — Verspannungsmittel in Gestalt von den Innenflächen von Profilflanschen anliegenden, flächige Abstützungen für diese bildenden Körpern (Abstützelemente) verbunden sind.

2. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente grundsätzlich I-Profil besitzen.

3. Ausbau nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe vom Verbindungsbolzen dem Steg der eingebauten Hauptprofile anliegen und die von dem Bolzen durchdrungenen Abstützelemente je durch eine Mutter gegen die Hauptprofile verspannt sind.

4. Ausbau nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg des in der Einbringrichtung des Ausbaus liegenden der Abstützelemente seitlich derart weit versetzt ist, daß der Bolzenkopf des folgenden Verbindungsbolzens in dem Hohlraum untergebracht und daß auf diesen Bolzen anschließend das folgende Abstützelement aufgespannt und an dessen Kopf beim Einbau des folgenden Ringes das Ringsegment aufgehängt werden kann.

5. Ausbau nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen und damit die Verbindungsstellen der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmente an benachbarten Ringen gegeneinander derart versetzt sind, daß die an ein und derselben Umfangsstelle liegenden Verbindungen in axialer Richtung jeweils einen Ring überschlagen.

6. Ausbau nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß — in den Umfangsbereichen zwischen aufeinanderfolgenden Verbindungen — in die Hohlräume zwischen benachbarten I-Profü-Segmenten Abstützelemente der Ausbildung nach Anspruch 2 und 3 eingelegt und gegen die Profile verspannt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 677 766, 680 252,
147, 945 837;

französische Patentschrift Nr. 801 686.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen