DE1140888B

DE1140888B - Arrangement of a sink shoe for manhole linings or the like.

Info

Publication number: DE1140888B
Application number: DEG32298A
Authority: DE
Inventors: Kurt Froebrich
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1961-05-17
Filing date: 1961-05-17
Publication date: 1962-12-13

Description

Anordnung eines Senkschuhes bei Schachtauskleidungen od. dgl. Das Niederbringen von Schächten im Senkverfahren ist an sich bekannt und hat sich, insbesondere bei Anwendung einer thixotropen Flüssigkeit zur Reibungsverringerung zwischen der Schachtwand und dem abzusenkenden Baukörper in begrenztem Maße auch bewährt. Allerdings handelt es sich dabei im allgemeinen um Brunnenschächte mit einer Teufe von nur etwa 20 m oder wenig mehr und vielfach sandigem oder ähnlichem Untergrund.Arrangement of a sink shoe in manhole linings or the like Sinking manholes using the sinking method is known per se and has, in particular when using a thixotropic liquid to reduce friction between the Shaft wall and the structure to be lowered have also been tried and tested to a limited extent. However it is generally about well shafts with a depth of only about 20 m or a little more and often sandy or similar subsoil.

Für Bergbau-Förderschächte, die bis auf eine erheblich größere Teufe von mehreren hundert Metern durch verschiedenartige Schichten, teilweise hartes Gebirge, niedergebracht werden müssen, ergeben sich dagegen erfahrungsgemäß Schwierigkeiten trotz der vorerwühnten Maßnahme zur Reibungsverringerung und trotz der ungleich größeren Belastung des Senkschuhes durch die auf demselben ruhende Schachtauskleidung.For mining shafts that are down to a considerably greater depth from several hundred meters through various layers, sometimes hard Mountains that have to be brought down, however, experience has shown that difficulties arise despite the aforementioned measure to reduce friction and despite the unequal greater load on the sinker due to the manhole lining resting on it.

Um nun das Senkverfahren auch im letztgenannten Zusammenhang mit größerer Zuverlässigkeit anwenden zu können, geht die Erfindung von dem Gedanken aus, den ringförmigen Senkschuh in mehrere unabhängig voneinander belastbare Umfangsabschnitte zu unterteilen.To now the lowering process also in the latter context with larger To be able to apply reliability, the invention is based on the idea that annular shoe in several independently resilient circumferential sections to subdivide.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung hat man am unteren Ende der bereits vorhandenen Schachtauskleidung einen Kranz von Vortreibpfählen angeordnet, die an den Tübbingringen lotrecht verschiebbar geführt und mittels Druckschrauben, die sich mittels einer kugelflächenförmigen Lagerung drehbar gegen den Bodenflansch der Auskleidung abstützen und von Hand betätigt werden müssen, weiter abwärts getrieben werden. Dabei ist, abgesehen von der umständlichen Handhabung und ungünstigen Kraftübertragung der je einem Vortreibpfahl zugeordneten und über Muttern mit seitlichem Hakeneingriff in eine Aussparung des Pfahles auf diesen einwirkenden Druckschrauben, das der Erfindung zugrunde liegende Problem jedoch noch nicht gelöst worden. Jedenfalls sind dort zum Eintreiben der Schachtauskleidung besondere mechanische oder hy- draulische Druckeinrichtungen vorgesehen.In a known device of this type, a ring of driving piles has been arranged at the lower end of the existing manhole lining, which are guided vertically on the segment rings and by means of pressure screws which are rotatably supported against the bottom flange of the lining by means of a spherical bearing and must be operated by hand to be driven further downwards. Apart from the cumbersome handling and unfavorable power transmission of the pressure screws that are assigned to each propulsion pile and that are engaged by nuts with lateral hook engagement in a recess in the pile, the problem on which the invention is based has not yet been solved. In any case, the well casing special mechanical or hy- draulic pressure devices are provided there for driving.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der ringförmige Senkschuh in mehrere unabhängig voneinander belastbare Umfangsabschnitte unterteilt ist und daß jedem dieser Umfangsabschnitte mindestens ein Kolben zugeordnet ist, der gegenüber der Schachtauskleidung verschiebbar geführt ist und - zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Schachtauskleidung und dem Senkschuh - abschnitt im Sinne eines Vortriebes des letzteren - zeitweise durch ein Druckmittel beaufschlagbar ist. In diesem Zusammenhang kann jeder Senkschuhabschnitt mit mindestens einem Kolben oder Doppelkolben fest verbunden sein, der in einem am unteren Ende der Schachtauskleidung befestigten Zylinder geführt und einseitig bzw. wechselseitig durch ein Druckmittel beaufschlagbar ist. Auf jeden in der Vortriebsrichtung des Senkschuhabschnittes durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben kann eine vorgespannte Feder in der entgegengesetzten Richtung einwirken. Auf den einen Kolbenteil jedes Doppelkolbens, dessen anderer Kolbenteil wechselseitig durch ein Druckmittel beaufschlagbar ist, kann eine vorgespannte Feder in der Vortriebsrichtung des Senkschuhabschnittes einwirken.In contrast, the invention consists in that the ring-shaped lowering shoe is divided into several independently loadable circumferential sections and that at least one piston is assigned to each of these circumferential sections, which is guided displaceably with respect to the manhole lining and - to produce a non-positive connection between the manhole lining and the lowering shoe - section in the sense of a propulsion of the latter - is temporarily acted upon by a pressure medium. In this context, each plunger section can be firmly connected to at least one piston or double piston, which is guided in a cylinder attached to the lower end of the manhole lining and can be acted upon by a pressure medium on one side or alternately. A pretensioned spring can act in the opposite direction on each piston which can be acted upon by a pressure medium in the advancing direction of the lowering shoe section. A pretensioned spring can act on the one piston part of each double piston, the other piston part of which can be acted upon alternately by a pressure medium, in the advancing direction of the lowering shoe section.

Ferner kann jeder Senkschuhabschnitt mit einem gegenüber der Schachtauskleidung begrenzt verschiebbaren Zylinder fest verbunden sein, in dem mindestens ein frei fliegender, durch ein Druckmittel wechselseitig beaufschlagbarer Kolben angeordnet ist.Furthermore, each plunge shoe section can have one opposite to the manhole lining limited movable cylinder be firmly connected, in which at least one free arranged flying piston that can be acted upon alternately by a pressure medium is.

Mit den beiden letztgenannten Anordnungen ist es möglich, besonders große Widerstände gegen das Ab- senken der Schachtauskleidung dadurch zu überwinden, daß die Senkschuhabschnitte außer dem Gewicht der Schachtauskleidung eine zusätzliche Belastung, z. B. in Form periodisch gesteuerter Stöße, erhalten.With the latter two arrangements it is possible, particularly large resistance to reduce the waste to overcome the well casing characterized in that the Senkschuhabschnitte except the weight of the well casing for an additional burden. B. in the form of periodically controlled shocks.

Gegebenenfalls empfiehlt es sich schließlich, daß jeweils eine Gruppe von Senkschuhabschnitten mittels einer Schalteinrichtung gemeinsam und abwechselnd mit einer anderen Gruppe in Vortriebsrichtung belastbar ist. Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsforinen beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 bis 3 im Vertikalschnitt je einen Senkschuhabschnitt mit der darüberliegenden Belastungseinrichtung verschiedener Art, Fig. 4 in Draufsicht eine Anzahl nebeneinanderliegender Senkschuhabschnitte.If necessary, it is finally recommended that in each case a group of lower shoe sections can be loaded jointly and alternately with another group in the advancing direction by means of a switching device. The object of the invention is shown in the drawing in several embodiments, for example. 1 to 3 each show, in vertical section, a lower shoe section with the loading device of various types above it, and FIG. 4 shows a number of lower shoe sections lying next to one another in plan view.

Der ganze Senkschuh, mittels dessen eine Schachtauskleidungl in einem Schacht niedergebracht werden soll, wobei zwischen der Auskleidung und der Schachtwand2 ein mit einer thixotropen Flüssigkeit gefüllter Ringraum 3 vorhanden ist, setzt sich aus einer Anzahl einzelner segmentförmiger Abschnitte4 zusammen (Fig. 4). Jeder dieser Abschnitte hat in an sich bekannter Weise einen nach unten spitz auslaufenden dreieckförmigen Querschnitt und ist gegenüber der Schachtauskleidungl in vertikaler Richtung etwas verschiebbar.The whole Senkschuh means of which a Schachtauskleidungl to be drilled in a shaft, wherein a container filled with a thixotropic liquid annular space 3 is present between the liner and the Schachtwand2, single segmental Abschnitte4 is composed of a number of assembled (Fig. 4). Each of these sections has, in a manner known per se, a triangular cross-section tapering down to a point and is somewhat displaceable in the vertical direction with respect to the shaft lining.

Die besondere Einrichtung, die im -Sinne der Erfindung zwischen den einzelnen SenkschuhAschnitten und der Schachtauskleidung angeordnet ist, besteht gemäß Fig. 1 aus einem Kolben 5, dessen einseitig angreifende Kolbenstange 6 am Senkschuhabschnitt befestigt ist - gemäß Fig. 4 können auch zwei Kolben für jeden Senkschuhabschnitt vorgesehen sein - und dessen Zylinder 7 mit der Schachtauskleidung verbunden ist. Eine Druckmittelleitung 8, die von einer weiter oben liegenden, nicht dargestellten Steuereinrichtung herkommt und für das Zu- und Abführen des Druckmittels bestimmt ist, mündet in den Zylinder 7 am oberen Ende ein. Unterhalb des Kolbens 5 kann eine (nicht dargestellte) Feder angeordnet sein, die den Kolben nach der Druckmittelentlastung in eine obere Endlage zurückführt und damit zugleich den zugehörigen Senkschuhabschnitt 4 etwas anhebt.The special device, which is arranged in the sense of the invention between the individual sink shoe sections and the shaft lining, consists according to FIG. 1 of a piston 5, whose piston rod 6 engaging on one side is attached to the sink shoe section - according to FIG Lower shoe section be provided - and the cylinder 7 of which is connected to the shaft lining. A pressure medium line 8, which comes from a control device, not shown, located further above and is intended for the supply and discharge of the pressure medium, opens into the cylinder 7 at the upper end. A spring (not shown) can be arranged below the piston 5 , which returns the piston to an upper end position after the pressure medium has been relieved and thus at the same time slightly lifts the associated lower shoe section 4.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist an jedem Senkschuhabschnitt 4 ein Zylinderkörper 9 befestigt, in dem ein Kolben 10 - es können auch wieder gemäß Fig. 4 zwei Kolben sein - frei fiiegend geführt ist. An diesen Zyhnderkörper, der gegenüber der Schachtauskleidung 1 in begrenztem Maße axial beweglich angeordnet ist, sind zwei Drucknüttelleitungen 11, 12 so angeschlossen, daß mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuereinrichtung der eine Kolbenteil mit dem etwas größeren Durchmesser wechselseitig beaufschlagt werden kann.In the embodiment according to FIG. 2, a cylinder body 9 is attached to each plunger shoe section 4, in which a piston 10 - there can also be two pistons according to FIG. 4 - is guided freely. At this cylinder body, which is axially movable to a limited extent relative to the shaft lining 1 , two pressure nipple lines 11, 12 are connected so that one piston part with the somewhat larger diameter can be acted upon alternately with the aid of a control device (not shown).

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist jeder Senkschuhabschnitt 4 über eine (zwei) Kolbenstange(n) 13 mit je einem Doppelkolben 14, 15 verbunden, der in einem an der Schachtauskleidung 1 befestigten, gegenüber dem Senkschuh verschiebbar geführten Zylinderkörper 16 angeordnet ist. Der obere Kolbenteil, 14 kann über (zwei) Druckmittelleitungen 17, 18 wechselseitig beaufschlagt werden, während der untere Kolbenteil 15 auf seiner Oberseite durch eine Druckfeder 19 belastet ist.In the embodiment according to FIG. 3 , each lowering shoe section 4 is connected via one (two) piston rod (s) 13 to a double piston 14, 15 each , which is arranged in a cylinder body 16 attached to the manhole lining 1 and slidably guided relative to the lowering shoe. The upper piston part 14, 14 can be acted upon alternately via (two) pressure medium lines 17, 18 , while the lower piston part 15 is loaded on its upper side by a compression spring 19.

Das Gemeinsame aller drei Ausführungen besteht darin, daß zum Unterschied von den bisher üblichen Senkschuhen, die aus einem einzigen Ringkörper bestehen, die Belastung jeweils auf einzelne Umfangsabschnitte beschränkt werden und damit der spezifische Schneiddruck an der Spitze des Senkschuhes entsprechend größer sein kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Schachtauskleidung mit einer bestimmten, zur Verfügung stehenden Kraft auch dort weiter abzusenken, wo bei gleichzeitiger Belastung des ganzen ringförmigen Senkschuhes der spezifische Schneiddruck im Bereich harter Gebirgsschichten zu gering sein würde.What all three versions have in common is that they differ from the previously common plumbing shoes, which consist of a single ring body, the load can be limited to individual circumferential sections and thus the specific cutting pressure at the tip of the plunger shoe must be correspondingly greater can. In this way it is possible to finish the manhole lining with a specific, further lower the available power where at the same time The specific cutting pressure in the area is loaded onto the entire ring-shaped plunger hard mountain strata would be too low.

Die Verteilung der Belastung und damit des Schneiddruckes läßt sich den jeweiligen Verhältnissen anpassen. So kann umschichtig je eine Hälfte, ein Drittel oder ein noch kleinerer Teil aller Senkschuhabschnitte belastet werden. Auch die Lage der jeweils belasteten Senkschuhabschnitte kann beliebig gewählt werden. Während man im allgemeinen zum gleichbleibend lotrechten Absenken der Schachtauskleidung mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte Senkschuhabschnitte zusammen belasten wird, kann es in besonderen Fällen, z. B. bei nur einseitigem größerem Widerstand des Untergrundes oder zum Wiederausrichten eines bereits etwas schräg verlaufenden Schachtes, zweckmäßig sein, jeweils nur einen bestimmten Abschnitt oder mehrere auf einer Seite zusammenhegende Abschnitte des Senkschuhes zu belasten.The distribution of the load and thus the cutting pressure can be adapted to the respective conditions. In this way , one half, one third or an even smaller part of all plunger shoe sections can be loaded in shifts. The position of the respective loaded plunger shoe sections can also be selected as desired. While you will generally load several over the circumference evenly distributed shoe sections together for the constant vertical lowering of the manhole lining, it can in special cases, for. B. with only one-sided greater resistance of the subsoil or to realign an already slightly inclined shaft, it may be useful to load only a certain section or several sections of the plunger shoe that are joined together on one side.

Als Belastung der einzelnen Senkschuhabschnitte kann entweder lediglich das Gewicht der Schachtauskleidung mit ihrer jeweils vorhandenen Länge dienen, indem gemäß Fig. 1 über ein Druckmittel in einer Richtung vorübergehend eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schachtauskleidung und den je- weils betreffenden Senkschuhabschnitten hergestellt wird. Statt dessen kann auch gemäß Fig. 2 das Gewicht der Schachtauskleidung auf allen Senkschuhabschnitten ruhen, wobei einzelne davon jeweils zusätzlich der hammerartigen Schlagwirkung der Kolben 10 ausgesetzt werden. Gemäß Fig. 3 wird schließlich das zunächst durch die Federn 19 auf alle Senkschuhabschnitte elastisch übertragene Gewicht der Schachtauskleidung vorübergehend auf einen Teil. der Abschnitte beschränkt, während der andere Teil nach zusätzlicher Spannung der zugehörigen Federn durch deren schlagartiges - Entspannen bis auf den vorhergehenden Spannungszustand beeinflußt wird.As loading of the individual Senkschuhabschnitte either only the weight of the well casing 1 can each with their existing length used by FIG. Via a pressure means in a direction temporarily, a frictional connection between the well casing and the Senkschuhabschnitten each question is manufactured. Instead, according to FIG. 2, the weight of the shaft lining can also rest on all plunger shoe sections, some of which are additionally exposed to the hammer-like impact of the pistons 10. According to FIG. 3 , the weight of the shaft lining, which is initially elastically transmitted by the springs 19 to all plunger shoe sections, is temporarily transferred to a part. of the sections is limited, while the other part to additional tension of the associated springs by their sudden - is influenced relax down to the previous voltage state.

Claims

PATENT CLAIMS-. 1. Arrangement of a sink shoe in shaft linings for mining shafts of greater depth, which are sunk in the sinking process, the weight of the built-in shaft lining rests on the sink shoe, characterized in that the annular sink shoe is divided into several independently resilient circumferential sections (4) and that each at least one piston is assigned to these circumferential sections, which is displaceably guided with respect to the manhole lining (1) and - to produce a non-positive connection between the manhole lining and the lower shoe section in the sense of propulsion of the latter - can be temporarily acted upon by a pressure medium.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each lowering shoe section (4) with at least one piston (5) or double piston (14, 15) is firmly connected, which in a at the lower end of the shaft lining (1) attached cylinder (7 or . 16) and can be acted upon on one side or alternately by a pressure medium. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that a preloaded spring acts in the opposite direction on each piston (5) which can be acted upon by a pressure medium in the advancing direction of the lower shoe section. 4. Arrangement according to claim 2, characterized in that a pretensioned spring (19) acts on one piston part (15) of each double piston, the other piston part (14) of which can be alternately acted upon by a pressure medium. 5. Arrangement according to claim 1, characterized in that each lowering shoe section (4) is firmly connected to a cylinder body (9) which can be displaced to a limited extent relative to the shaft lining (1) , in which at least one free-flying piston (10) which can be acted upon alternately by a pressure medium is arranged. 6. Arrangement according to claim 1, characterized in that in each case a group of lower shoe sections (4) can be loaded jointly and alternately with another group in the advancing direction by means of a switching device. Documents considered: German Patent No. 187 727.