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Zeitweilige Streckenausbauverstärkung Die Erfindung betrifft eine
Streckenausbauverstärkung für unterirdische Grubenbetriebe, die als zusätzliche
Ausbausicherung für bereits vorhandenen Streckenausbau eingesetzt wird.
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In unterirdischen Grubenbetrieben unterliegt der Streckenausbau, der
überwiegend in Form von Profilbögen ausgeführt wird, zeitweilig hohen Beanspruchungen.
Das gilt insbesondere für Abbaugleitstrecken, also Strecken, die mit dem Abbau der
Lagerstätte vorgetrieben werden, wie auch für Strekken, die durch den Abbau darüber
oder darunter liegender Lagerstätten einer nochmaligen Druckbelastung unterworfen
werden. In Steinkohlenbetrieben unterliegt die Abbaubegleitstrecke dem sogenannten
»Kämpferdruck:«, der einmal als sogenannter voreilender Kämpferdruck im unmittelbaren
Bereich des Kohlenstoßes auf den Ausbau einwirkt und zum anderen Mal als nacheilender
Kämpferdruck in Entfernungen von 20 bis zu 50 in hinter dem Kohlenstoß wirksam
wird. In den weitaus meisten Abbaubetrieben muß die Strecke nach dem Durchörtern
der mit der Kohlenfront wandernden Einwirkungszone des Abbaudruckes nochmals durchgebaut
werden. Dies erfordert einen hohen Schichten- und Kostenaufwand. Außerdem werden
zahlreiche Ausbaubogen beschädigt oder sogar zerstört. Selbst die Anwendung nachgiebiger
Streckenausbaubogen vermag hier keine wesentliche Verbesserung zu schaffen. Die
vielfach verwendeten Rinnenprofile für den nachgiebigen Streckenausbau weisen eine
verhältnismäßig geringe Verdrehfestigkeit auf, die Lastaufnahme ist nicht genau
einstellbar, und die verwendeten Profile sind für den nur kurzzeitig auftretenden
Abbaudruck ausgelegt und deshalb für den normalen Streckenausbau zu schwer. Die
Unfallgefahr im Bereich des Abbaudruckes ist sehr groß, und es treten häufig Störungen,
insbesondere Transportschwierigkeiten, an diesen Stellen auf.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß zusätzlich zu
dem vorhandenen Ausbau eine zeitweilige Streckenausbauverstärkung eingebracht wird,
die unter Verwendung nachgiebiger, lasteinstellbarer Stützen - vorzugsweise
hydraulische Strebstempel - über beweglich angeordnete Segmente und verstellbare
Druckstangen den Streckenausbau an mehreren Stellen zusätzlich abstützen. Hierbei
werden die Stützen nahe an den Stößen der Strecke aufgestellt, so daß sie den freien
Querschnitt der Strecke nur unwesentlich verkleinern und Grubenwagen od. dgl. Transportmittel
nicht behindern. Am Kopf der Stützen werden zweckmäßig Dreh- oder Kippgelenke angeordnet,
an denen sowohl die dem Ausbauprofil angepaßten Segmente als auch eine gegenseitige
Abstützung bewirkende Druckstange (Druckstangen) angeordnet sind. Zweckmäßig werden
als Stützelemente hydraulische Grabenstempel verwendet, die genau lasteinstellbar
sind, so daß sich die Ausbauverstärkung der Richtung der jeweiligen Gebirgsdrücke
anpassen läßt. Die Biege-und Verdrehbeanspruchungen für den so unterstützten Streckenbogen
werden auf mehr als die Hälfte herabgesetzt.
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Streckenausbauten durch Hilfsbaue zu verstärken ist bekannt. Die Erfindung
besteht demgegenüber in der Verwendung nachgiebiger, lasteinstellbarer Stützen.
Diese Einstellbarkeit der Last, welche die zusätzlichen Stützen aufnehmen sollen,
ist deshalb wichtig, weil es dadurch möglich wird, die Last jeder Stütze unterschiedlich
einzustellen und so z. B. die Unterstützung der Hauptdruckrichtung anzupassen und
weil zweitens dadurch die Stützkraft so eingestellt werden kann, daß es bei den
jeweils verwendeten Materialien und Profilen des Ausbaubogens zwar nicht gerade
zum Ausknicken oder unerwünscht starken Verwinden des Ausbaubogens kommt, dieser
aber doch bis an die Grenze seiner Belastbarkeit beansprucht und damit gut ausgenutzt
wird. Bei einer nicht auf eine kontrollierte Last einstellbaren Stütze wird erfahrungsgemäß
der Ausbaubogen an den nicht unterstützten Stellen zerstört. Dies kann nur vermieden
werden, wenn die Last der Zusatzstütze auch der Belastbarkeit des Ausbaubogens möglichst
genau angepaßt werden kann und wenn die Stütze selber nachgiebig ist. Das ist in
idealer Weise z. B. bei Verwendung eines hydraulischen Grubenstempels als zeitweilige
Stütze der Fall. Insbesondere für den an sich schon nachgiebigen Gleitbogenausbau
aus ineinanderschiebbaren Rinnenprofilen ist die genau lasteinstellbare nachgiebige
Stütze von wesentlichem
Vorteil, weil die verhältnismäßig teueren
Rinnenprofile damit bis unmittelbar an ihre Belastbarkeitsgrenze ausgenutzt werden
können, was bei starken Abstützungen oder solchen, die aus Reibungsschluß beruhen,
auch nicht annähernd sicher möglich ist.
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Je nach Belastungsfall können auch mehrere gelenkig miteinander verbundene
Druckstangen verwendet werden, die dann zweckmäßig an ihren Gelenk-stellen wieder
Segmente zum Abstützen des Streckenbogenprofils besitzen.
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Die erfindungsgemäße Streckenausbauverstärkung läßt sich nach dem
Durchörtern der Einwirkungszone des Abbaudruckes leicht rauben und am Streckenvortrieb
wieder neu ansetzen. Ein nochmaliges Durchbauen der Strecke wird damit vermieden,
die Reparaturanfälligkeit und die Unfallgefahr wesentlich herabgesetzt. Die zum
Streckenausbau verwendeten Profile können leichter gehalten werden, da sie im Bereich
des Abbaudruckes die vorgeschlagene zusätzliche Abstützung erfahren. Die Kosteneinsparung
durch leichtere Profile wie auch durch die Vermeidung des nochmaligen Durchbauens
und die Verringerung der Reparaturen überwiegt bei weitem die Kosten für die einmalige
Anschaffung der Streckenausbauverstärkung, die nur auf einer Länge von etwa
50 m eingesetzt wird.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Streckenausbauverstärkung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Streckenbogen
mit der erfindungs-(#emäßen Abstützung in Ansicht, F i g. 2 einen Streckenbogen
mit der erfindungs-C Oemäßen Abstützung, jedoch mit mehrteiligen Druckstangen, in
Ansicht, F i g. 3 einen Streckenbogen und die Streckenausbauverstärkung in
Ansicht mit nur einem nachgiebigen. lasteinstellbaren Stützelement, F i
g. 4 einen Schnitt durch eine Gelenkverbindung Stütze - Segment
- Druckstange.
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In der F i g. 1 sind die nachgiebigen, lasteinstellbaren Stützen
mit 1, l', die den Bogen unterstützenden Segmente mit 2, 2' und die an den
Gelenkpunklen angreifende verstellbare Druckstange mit 3 bezeichnet. Der
mehrteilige Ausbaubogen 4 wird von den Segmentstücken teilweise umfaßt und an den
Stellen größter Krafteinwirkung zur zusätzlichen Ab-
stützung herangezogen.
Die Stützelemente 1, l' können je nach Bedarf auf unterschiedliche
Lastaufnahme eingestellt werden, je nach Richtung des Hauptgebirgsdruckes,
Sie können nur eine senkrechte Komponente des Gebirgsdruckes aufnehmen, während
über die Druckstange die horizontale Komponente aufgenommen wird. wobei sich die
beiden Segmente bzw. Gelenkpunkte gegenseitig abstützen. In der F i g. 2
sind die Druckstangen 5 mit einem zusätzlichen Firstgelenk 6 verbunden,
das ebenfalls Träger eines Segmentes ist, so daß der Ausbaubogen 4 an drei Stellen
unterstützt wird. Welche Anordnung zweckmäßig zu wählen ist, hängt von dem jeweiligen
Gebirge und damit der Belastung des Aus# baubogens ab.
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In der F i g. 3 ist das Stützelement 1 waagerecht angeordnet.
Segmentstücke 7, 7' unterstützen den Ausbaubogen vornämlich in seitlicher
Richtung. Selbstverständlich kann in dem gezeigten Beispiel das Stützelement auch
schrägliegend angeordnet werden.
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In der F i g. 4, die einen Schnitt durch eine Gelenkstelle
darstellt, ist das Segment 8 dem verwendeten Streckenbogenprofil
9 angepaßt und umfaßt es von zwei Seiten. Das Stützelement hat e'nen gabelförmigen
Kopf, und die Gabelschenkel 10 tragen den Gelenkbolzen 11. Zweckmäßig
greift die Druckstange 12 am gleichen Gelenkbolzen an.
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Es ist besonders vorteilhaft, sowohl die Stützelemente als auch die
Segmente und Druckstangen in Leichtmetall auszuführen, damit sie besser geraubt
und transportiert werden können. Selbstverständlich kann die Druckstange auch in
mehrere gelenkig miteinander verbundene Abschnitte unterteilt sein, wobei jeder
Gelenkpunkt wiederum Träger eines Segmentes ist. An den F i g. 1, 2 und
3 erkennt man, daß der freie Ouerschnitt der Strecke durch den Einbau der
zeitweiligen Streckenausbauverstärkung nur unwesentlich verringert wird und eine
unbehinderte Transportmöglichkeit erhalten bleibt. Die einzelnen Streckenausbauverstärkungen
können auch untereinander durch seitliche Verbolzung miteinander gekuppelt sein,
so daß der gesamte zeitweilig verstärkte Streckenabschnitt sich in seitlicher Richtung
gegenseitig unterstützt.