-
Die Erfindung betrifft einen Streckenausbau aus einzelnen, im Abstand
voneinander angeordneten und gegen das Gebirge verspannten ring- oder bogenförmigen
Ausbaurahmen.
-
Der sorgfältige Einbau der ring- oder bogenförmigen Ausbaurahmen gehört
zu den zeitraubendsten und lohnintensivsten Arbeiten beim bergbaulichen Streckenvortrieb,
weil die zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung zum Gebirge für die möglichst
gleichmäßige Übertragung der Gebirgsdrücke auf die Ausbaurahmen erforderlichen Arbeitsvorgänge,
nämlich das Verspannen der Ausbaurahmen gegen die Streckenstöße und -firste, das
Einbringen eines hinreichend dichten und tragfähigen Verzuges sowie das Hinterfüllen
nur von Hand auszuführen sind. Besonders das Verspannen der Ausbaurahmen mit Hilfe
von zwischen diesen und dem Gebirge einzutreibenden Holzklötzen erfordert nicht
nur viel Geschick und Erfahrung, sondern hat darüber hinaus den Nachteil, daß die
hierdurch zu erzeugenden Vorspannungen zwischen Ausbau und Gebirge schwer kontrollierbar
sind und die Holzklötze auch durch Witterungseinflüsse ihre Form ändern und verlieren.
Für den aus technischen und wirtschaftlichen Gründen notwendigen schnellen Streckenvortrieb,
z. B. unter Einsatz von Streckenvortriebsmaschinen, ist daher eine Erleichterung
und Beschleunigung in Verbindung mit einer größeren Sicherheit der Ausbauarbeiten
von ausschlaggebender Bedeutung.
-
Diesem Ziel dient die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Ausbaurahmen
nur mit Hilfe von über den Umfang in Abgt'äüdäü'vbneinander auf den Ausbauprofilen
angeordneten, mit Innendruck beaufschlagten elastischen Blasen gegen das Gebirge
verspannt sind.
-
Bei den erfindungsgemäßen Blasen handelt es sich um flexible Hohlkörper,
die bis zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Ausbaurahmen und dem Gebirge
mit einem unter Druck einzubringenden Material aus einem abbindenden flüssigen oder
breiförmigen Stoff gefüllt werden können.
-
Zum Stand der Technik gehört ein Verfahren zum Ausfüllen von mit Grubenbauen
in Verbindung stehenden leeren Räumen, bei dem in die Hohlräume bzw. Gesteinsausbrüche
ein aufblähbarer Werkstoff eingepumpt und vor dem Erhärten aufgebläht wird, bis
er sich den Querschnittsformen der Hohlräume und des Ausbaues angepaßt hat. Hier
werden also die Hohlräume von einer nach ihrer Erhärtung porigen Masse vollständig
ausgefüllt, und zwar zu dem Zweck, um Wetteransammlungen zu verhindern, die Wetterführung
zu verbessern, das Gebirge thermisch zu isolieren und sich lösendes Gestein federnd
aufzufangen. Zum Übertragen von Gebirgsdrücken auf den Ausbau ist diese pörige Hohlraumfüllmasse
weder bestimmt noch geeignet. Zu ihrem Einbringen in die Hohlräume sind besondere
Dichtungen erforderlich, um das Entweichen der pumpbaren Füllmasse vor ihrer Erstarrung
zu verhindern, die bei einem Türstockausbau in Verbindung mit einer dichten Bretterverschalung
aus einer den Hohlraum über den Kappen seitlich begrenzenden Pneuabdichtung bestehen.
Diese Pneuabdichtung stellt nur einen Hohlraumabschluß ausschließlich im Bereich
der Kappen dar und hat keine kraftübertragende Funktion und Wirkung.
-
Demgegenüber handelt es sich bei den mit Innendruck beaufschlagten
Blasen nach der Erfindung um den Gebirgsdruck aufnehmende und übertragende Elemente,
die nicht für den Türstockausbau, sondern für bogen- oder ringförmigen Streckenausbaurahmen
bestimmt und an diesen auch nicht als Einzelelement nur im Bereich der Kappen, vielmehr
zu mehreren über den ganzen Rahmenumfang in Abständen voneinander angeordnet sind.
Die einzige Handarbeit besteht hier lediglich darin, die elastischen Blasen im Leerzustand
zwischen Ausbaurahmen und Gebirge einzulegen, ein Vorgang, der vergleichsweise leicht
und schnell auszuführen ist und kein besonderes Geschick erfordert. Danach werden
die jeweils erforderlichen Vorspannungen zwischen Rahmen und Gebirge durch maschinelles
Unterdrucksetzen der Blaseninnenräume erzeugt und eingeregelt. Durch die erfindungsgemäßen,
mit Innendruck beaufschlagten elastischen Blasen zum Verspannen der Ausbaurahmen
wird also ein wesentlicher Teil der Handarbeit durch Maschinenarbeit ersetzt und
ein schnelleres Einbringen des Streckenausbaues gewährleistet, wodurch auch der
bereits weitgehend mechanisierte Streckenvortrieb beschleunigt werden kann. Darüber
hinaus aber -wird durch die Erfindung auch eine größere Sicherheit des Streckenausbaues
dadurch erreicht, daß den Ausbaurahmen eine den jeweiligen Erfordernissen anzupassende
gleichmäßige Vorspannung gegeben werden kann, die für eine lange Standdauer gleichmäßig
aufrechterhalten wird. Durch eingehende Versuche ist im übrigen nachgewiesen worden,
daß durch den erfindungsgemäßen Beitrag zur Lösung des wichtigen Problems -der Mechanisierung
der Ausbauarbeiten keine Nachteile bei der Grubenbewetterung entstehen, da tote
Räume vermieden werden und der Wetterzug durch die Zwischenräume zwischen den Blasen
ungehindert hindurchstreichen kann.
-
Als Füllmaterial können gasförmige, flüssige oder breiförmige Stoffe
verwendet werden. Hierdurch ist es möglich, sowohl starre als auch elastische Hinterpackungen
herzustellen. Wird Nachgiebigkeit der Hinterpackung gewünscht, können dehnbare oder
elastische Hohlkörper mit gasförmigem oder flüssigem Material gefüllt werdeir. Soll
die Hinterpackung unnachgiebig sein, wird ein nach dem Verfüllen sich verfestigendes
Material eingebracht. Es ist selbstverständlich auch möglich, -die elastischen Blasen
zunächst mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, zu füllen, um später ein erstarrendes
Füllmaterial, z. B. Zementbrei, einzubringen. Bei der starren Hinterpackung kann
die Wandstärke der Blasen dünn sein, während bei der elastischen Hinterpackung die
Blasen erhebliche Innendrücke aushalten müssen.
-
Die elastischen Blasen können ballonartige, kissenartige oder -schlauchartige
Formen haben. Um die durch das Eigengewicht in der gefüllten Blase erzeugten Zugkräfte
auf die Wandung -der Blasen zu vermindern, kann es zweckmäßig sein, die Blasen in
Netzen anzuordnen, die am Ausbau befestigt sind.
-
Vorteilhaft sind die Blasen an eine gemeinsame Druckmittelleitung
angeschlossen, mit deren Hilfe sie gleichzeitig gefüllt werden können. Damit bei
Schadhaftwerden einer Blase -nicht die gesamte Anordnung unbrauchbar wird, sind
die Blasen mit Rückschlagventilen ausgestattet.
-
Vorteilhaft ist es auch, zwischen den Blasen und den Ausbauprofilen
jeweils eine Stätzplatte anzuordnen, die gegebenenfalls auch fest mit der Blase
verbunden sein kann. Diese Stützplatte ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
biegsam ausgebildet
und so bemessen, daß sich ihre über das Profil
überstehenden Teile umbiegen, wenn der durch die Blase übertragene Druck eine vorgegebene
Größe übersteigt. Hierdurch wird erreicht, daß die gefüllte Blase seitlich neben
das Profil ausweichen kann und dadurch vor Beschädigungen geschützt ist.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen Streckenbogen mit der erfindungsgemäßen F i g. 2
Hinterpackung' eine Blase mit Anschluß- bzw. Füllstutzen, F i g. 3 eine der
F i g. 1 ähnliche Darstellung, wobei ZD die in der linken Hälfte der Figur
angeordneten Blasen auf Unterlegplatten liegen und die auf der rechten Seite befindlichen
Blasen von Netzen umgeben sind, F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus
F i g. 3,
F i g. 5 die Anordnung nach F i g, 4 bei Belastung
durch den Gebirgsdruck, F i g. 6 eine zwischen zwei Blasen angeordnete Verbolzung
und F i g. 7 eine Anordnung zum Schutz gegen Steinfall beim Vorpfänden.
-
Die F i g. 1 zeigt die grundsätzliche Anordnung der gefüllten
Blasen 1 am Bogen 2 unabhängig davon, ob es sich um starre oder elastische
Hinterpackung handelt. Die Abstände der Blasen sind in Abhängigkeit von der Ausbauform,
der Profilstärke und dem zu erwartenden Gebirgsdruck zu wählen.
-
Die F i g. 2 zeigt eine dünnwandige Blase mit Anschlußstutzen
bzw. Füllstutzen. Diese Blase wird vorzugsweise bei der starren Hinterpackung verwendet.
Die Blasen können entweder unmittelbar auf dem Streckenbogen aufliegen oder aber
auf einer Platte aus Stahl oder einem anderen Werkstoff angeordnet sein. Dadurch
werden die Flächendrücke in den gefüllten Blasen herabgesetzt. Die Unterlegplatte
kann auch mit der Blase zu einer Einheit verbunden sein. Um die durch das Eigengewicht
in der gefüllten Blase erzeugten Zugkräfte zu vermindern, kann es zweckmäßig sein,
wenn letztere in Netze gelegt werden, welche am Streckenbogen aufgehängt werden.
-
Die F i g. 3 zeigt auf der linken Seite die gefüllten Blasen
1 mit untergelegten Platten 4 und auf der rechten Seite die Blasen
1 in Netzen 6. Die Blasen können ballonartige, kissenartige oder schlauchartige
Formen haben und von unterschiedlicher Größe sein.
-
Für die schnelle Hinterfüllung eignet sich besonders das Verfahren
der elastischen Hinterfütterung durch Füllung der Blasen mit Luft oder Flüssigkeiten,
vorzugsweise Wasser. Es ist zweckmäßig, wenn mehrere oder aber alle Blasen miteinander
in hydraulischer oder pneumatischer Verbindung stehen. Die aufgelegten oder aufgehängten
Blasen werden dann gleichzeitig gefüllt. Damit bei Ausfall einer Blase nicht die
ganze Kette ihre Tragfähigkeit verliert, werden zwischen ihnen Rückschlagventile
eingebaut. Diese hydraulische oder pneumatische Hinterfütterung hat den Vorteil,
daß der Ausbaubogen vollkommen gleichmäßig belastet wird, unabhängig davon, aus
welcher Richtung der Gebirgsdruck wirkt. Damit die hydraulisch oder pneumatisch
gefüllten Blasen bei zu starkem Gebirgsdruck nicht überbelastet werden, ist es zweckmäßig,
die Unterlegplatten so zu bemessen, daß sich ihre über das Profil überstehenden
Enden bei überbelastung durchbiegen und die gefüllte Blase links und rechts neben
das Profil ausweichen kann. Die F i g. 4 zeigt eine auf dem Ausbauteil 2
unter Zwischenschaltung der Unterlegplatte 4 aufgelegte gefüllte Blase
1, die am Gebirge anliegt.
-
Die F i g. 5 zeigt die gleiche Blase nach Belastung durch den
Gebirgsdruck. Das Gebirge 10 hat sich dem Profil 2 weitestgehend genähert,
und der Druck in der Blase 1 wurde so groß, daß sich die Enden der Unterle,-,Platte
4 abgebogen haben.
-
Für die elastische Hinterfütterung sind natürlich hochfeste, flexible
Blasen erforderlich, die aus besonderem Material gefertigt sein müssen. Erfindungsgemäß
kann dieses, Weich-PVC sein, in welches Glasfasem eingebettet sind. Bisher wurden
Glasfaserverstärkunben nur bei Hart-PVC angewendet. Das erfindungsgemäße Material
hat außerdem den Vorteil, daß willkürliche Beschädigungen der Blase weitestgehend
vermieden werden, Ein weiteres geeignetes Material sind Kunststoffasern, wie sie
im Bergbau bereits bei Wetterlutten angewendet werden.
-
Damit die Blasen an den vorgesehenen Stellen auf dem Ausbau aufgelegt
werden können, kann es erforderlich werden, daß diese mit Halterungen versehen werden.
Es kann z. B. der dem Gebirge zugekehrte Flansch des Profils mit seitlichen Nocken
versehen sein, wie sie bei Strebkappen bereits bekannt sind, oder aber es können
Halterungen aufgeschweißt oder anderweitig befestigt werden.
-
Die elastischen und starren Hinterfütterungen können miteinander gekoppelt
sein. So kann zunächst die schnell einzubringende elastische Hinterfütterung angebracht
werden und erst später die starre.
-
Die F i g. 6 zeigt eine Möglichkeit, mit der starren Hinterfütterung
gleichzeitig eine Verbolzung anzubringen. Durch die zwei Blasen 1, welche
auf den nebeneinanderstehenden Streckenausbauten 2 aufgelegt sind, ist ein Stab
13 aus Rundstahl od. dgl. geschoben. Nach Abbinden des Inhalts der Blasen,
z. B. einer Zementmischung, besteht eine starre Verbindung zwischen den beiden Blasen
und damit eine auf Druck und Zug beanspruchbare Verbolzung der beiden Ausbauteile.
-
Die F i g. 7 zeigt, wie auch beim Vorpfänden mit ähnlichen
Vorrichtungen und dem gleichen Verfahren ein Schutz der Bergleute vor Steinfall
erreicht wird. In vorgefertigten langgestreckten Blasen 1 wird durch den
Anschlußstutzen 16 das Füllmaterial, z. B. eine Zementmischung, eingepreßt.
Die Blasen 1 sind derart vorgefertigt, daß sie sich bei Füllung zur Streckenfirste
aufwölben. Sie stützen sich beidseitig auf den Flanschen der Vorpfändprofile
7 ab und werden durch Klammern 15 gehalten.
-
Das Verfahren zur starren Hinterfütterung kann auch zum Ausfüllen
von Ausbrüchen beim Streckenvortrieb verwendet werden.
-
Das Verfahren zur elastischen Hinterfütterung kann auch zur Erzielung
einer Nachgiebigkeit beim Ausbau verwendet werden, indem z. B. der Ausbau auf Blasen
gesetzt wird, die mit überdruckventilen versehen sind.