DE1143468B

DE1143468B - Verfahren zum Vorspannen von Grubenausbaurahmen

Info

Publication number: DE1143468B
Application number: DEST13974A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Heissbauer; Dipl-Ing Hans Adams
Original assignee: STAHLAUSBAU GmbH; BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Current assignee: STAHLAUSBAU GmbH; BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Priority date: 1958-07-09
Filing date: 1958-07-09
Publication date: 1963-02-14
Also published as: BE580545A

Description

Verfahren zum Vorspannen von Grubenausbaurahmen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau von Grubenausbaurahmen verschiedener Bauarten in ein- oder mehrteiliger und in starrer oder nachgiebiger Ausführung, insbesondere für den Streckenausbau.
Derartige Grubenausbaurahmen werden für den auszubauenden Grubenbauquerschnitt ausgelegt und beim Einbau dem Sollquerschnitt der betreffenden Grubenbaue angepaßt. Soweit es sich um nachgiebige Ausbaurahmen handelt, werden die Rahmenteile mit Spannmitteln gegeneinander verspannt. Die Grubenausbaurahmen werden verzogen und die zwischen dem Verzug und den Gestein verbleibenden Hohlräume mit Bergen und Verzugselementen ausgefüllt. Sie werden also ohne Vorspannung gegen das Gebirge eingebaut. Infolgedessen blättern häufig Gesteinsschichten auf und belasten den Ausbau, bevor sich der durch den Abbau hervorgerufene Zusatzdruck auswirkt. Je nach der Größe und dem Gewicht der sich aus dem Verband lösenden Gesteinsmengen kann diese Belastung der Grubenausbaubögen zu einer bleibenden Verformung führen, so daß die Grubenausbaubögen ihrer eigentlichen Aufgabe, die zusätzlichen Belastungen abzufangen, nicht mehr gerecht werden können. Diese zusätzlichen Belastungen aber werden durch das Aufblättern der Gesteinsschichten erheblich und in laufend sich erhöhendem Maße größer. Bekanntlich wächst nämlich der durch den Streckenhohlraum. hervorgerufene zusätzliche Gebirgsdruck auf das Gesteinsgewölbe um die Strecke etwa proportional zur Oberflächengröße des Streckenmantels an. Durch das Aufblättern der Schichten und den Umstand, daß aufgeblätterte Schichten nicht mehr tragfähig sind, vergrößert sich aber die für den Zusatzdruck maßgebende Oberfläche fortlaufend, so daß der anwachsende Zusatzdruck die Streckenrahmen überlastet und so zusammendrückt, daß die Strecken schließlich dann in der bekannten Weise nachgerissen werden müssen, damit sie befahrbar bleiben.
Die Erfindung löst die Aufgabe, das Aufblättern von Gestein von vornherein zu vermeiden, das einen selbsttragenden Verband bilden kann. Erfindungsgemäß werden die Segmente der einzelnen Ausbaurahmen mittels hydraulischer Druckvorrichtungen gegeneinander und gegen das Gebirge mit einem Druck von derartiger Höhe vorgespannt, daß das abgestützte Gestein im wesentlichen in seinem selbsttragenden Verband bleibt. Diese Vorspannung wird anschließend durch Verspannen oder Abstützen der Segmente fixiert. Durch den bereits beim Einbau wirkenden Gegendruck bleibt das Gestein in seinem Verband, so daß die Grubenausbaurahmen geringer belastet werden und diese einschließlich ihrer Verbindungen schwächer bemessen und damit leichter und billiger ausgeführt werden können.
Die hydraulischen Druckvorrichtungen können zwischen den Enden einander überlappender Rahmensegmente oder zwischen den Enden der Grubenausbaurahmen und ihren Widerlagern eingesetzt werden.
Betriebliche Vorteile bietet eine tragbare und abnehmbare Druckvorrichtung mit einer gleichfalls tragbaren Druckpumpe. Sie ermöglichen eine leichtere Handhabung unter den schwierigen Betriebsbedingen im Untertagebaubetrieb.
Nach deren Betätigung wird die Vorspannung fixiert. Bei nachgiebigen Grubenausbaurahmen werden die Verbindungselemente wie Spannbügel oder Spannlaschen durch Keile oder Schrauben festgespannt. Beim starren Ausbau werden zwischen die Rahmenenden und ihre Widerlager, z. B. die Sohle bzw. Sohlplatten, Zwischenstücke eingesetzt oder eingekeilt. Diese Zwischenstücke erhalten die Vorspannung aufrecht. Nach erfolgter Verriegelung wird die hydraulische Druckvorrichtung entlastet und abgenommen, um für den nächsten Ausbaurahmen wieder zur Verfügung zu stehen.
Sollten mehrteilige, z. B. dreiteilige Ausbaurahmen vorgespannt werden, ist zweckmäßig jeder Verbindungsstelle des jeweils vorzuspannenden Rahmens eine gesonderte Druckvorrichtung zugeordnet. Diese Druckvorrichtungen sind an eine gemeinsame Druckpumpe angeschlossen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Schlösser an mehreren aufeinanderfolgenden Ausbaurahmen so zu einer Einheit zusammenzuschließen, daß sie über eine gemeinsame Pumpe oder Druckleitung beaufschlagbar oder entspannbar sind. Bei dieser bekannten Einrichtung wird der Ausbau nicht hydraulisch vorgespannt, sondern die Schlösser der aufeinanderfolgenden Ausbaurahmen werden hydraulisch verriegelt.
Bei Grubenstempeln, insbesondere hydraulischen, wird Verspannung angewendet, um das Gebirge im Streb zu schonen. Obwohl dieses Verfahren, das unter den Begriff »Hangendp$ege« fällt, seit langem bekannt ist, ist bisher kein Fachmann auf den Gedanken gekommen, den in der, Regel bleibenden Ausbau in Strecken vorzuspannen.
Es ist weiterhin bekannt, die Segmente eines Stollenrahmenausbaus durch Spindeln. gegen den Streckenstoß vorzuspannen. Es handelt sich hierbei nicht um einen Ausbau im Gebirge, das einen selbsttragenden Verband bilden kann, sondern um eine Auskleidung von Stollen in weichem Erdreich. Gerade die Möglichkeit, daß das Gebirge einen selbsttragenden Verband bildet, ist die Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung. Da in weichem Erdreich diese Voraussetzung nicht vorliegt, ist es für den Fachmann nicht naheliegend, die bekannte Vorrichtung für den vorliegenden Zweck einzusetzen. Mit Hilfe von Spindeln können nur verhältnismäßig geringe Verspannungen aufgebracht werden, die nicht genügen, um das Ziel der Erfindung zu erreichen.
Schließlich ist es bekannt, in Blindschächte und Strecken einen eisernen Wendelausbau einzubringen, dessen neu vorgebaute Segmente mit Verspannung gegen das Gebirge angedrückt sind. Infolge der Elastizität des Wendelausbaus in sich und der Gefahr des seitlichen Ausknickens können mittels der bekannten Einrichtung nur Andruckkräfte erzielt werden, die die Gebirgsbewegung nicht beeinflussen können. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch in Schächten, Stollen, Großräumen und Tunnels mit gleichen Vorteilen angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Vorspannen von Grubenausbaurahmen nach dem Zusammenbau in einem Gestein, das einen selbsttragenden Verband bilden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente der Einzelausbaurahmen mittels hydraulischer Druckvorrichtungen gegeneinander und gegen das Gebirge mit einem Druck von derartiger Höhe vorgespannt werden, daß das abgestützte Gestein im wesentlichen in seinem selbsttragenden Verband erhalten bleibt, und daß diese Verspannung anschließend durch Verspannen oder Abstützen der Segmente fixiert wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckverrichtung zwischen den Enden einander überlappender Rahmensegmente oder zwischen den Enden der Grubenausbaurahmen und ihren Widerlagern eingesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckvorrichtung tragbar und abnehmbar und die zugehörige Druckpumpe tragbar ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungsstelle des jeweils vorzuspannenden Rahmens eine gesonderte Druckvorrichtung zugeordnet ist und daß diese Druckvorrichtungen an einer gemeinsamen Druckpumpe angeschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 69 581, 957 744; deutsche Auslegeschrift Nr. 1015 402.