DE1297563B - Herstellung von Streb-Streckendaemmen und Ausbaupfeilern im Grubenbetrieb - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Streb-Streckendämmen und Ausbaupfeilern im Grubenbetrieb.
• Bekanntlich werden beim Abbau flach gelagerter Flöze im Strebbruchbau am strebseitigen Stoß der Kopf- bzw. Sohlenstrecke 4 bis 6 m breite Dämme, die sogenannten Streb-Streckendämme, aus Bergematerial oder Holz mitgeführt. Diese Streb-Streckendämme haben die Aufgabe, die Absenkung des Hangenden im Streckenbereich in Grenzen zu halten, um so die Kopf- bzw. Sohlenstrecke vor zu starken Verformungen durch den Gebirgsdruck zu schützen.
• Der Herstellung dieser aus Berge- oder Holzpfeilern bestehenden Streb-Streckendämme haften jedoch wesentliche Mängel an. So gestaltet sich der Materialtransport bei Verwendung sowohl von -Berge- als auch von Holzpfeilern recht umständlich, was mit einem zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist; bei Bergepfeilern kommt erschwerend noch hinzu, daß die Einbringung von Bergematerial sehr arbeits- und lohnintensiv ist.
• Darüber hinaus werden jedoch auch die aus solchen Berge- oder Holzpfeilern hergestellten Streb-Streckendämme den an sie gestellten Anforderungen nicht gerecht. So bedeutet es einen großen Mangel, daß Berge- oder Holzpfeiler kein soforttragendes starres Ausbauelement darstellen, so daß es stets erst zu einer gewissen Vorabsenkung des Hangenden kommt, bevor die Pfeiler überhaupt Druck aufnehmen. Selbst dann erweisen sie sich jedoch noch als nicht ausreichend tragfähig, so daß es immer wieder zu Beschädigungen oder gar Zerstörungen des Streckenausbaus bzw. der Strecke selbst kommt; bei starkem Druck aus dem Hangenden beträgt der Höhenschwund bei beiden Pfeilerarten etwa 40 bis 50 % der Flözmächtigkeit. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Streb-Streckendämme besteht in ihrer Undichtigkeit, die zu Wetterverlusten führt und die Brandgefahr im Alten Mann erhöht.
• Um für solche Streb-Streckendämme ein möglichst tragfähiges Ausbauelement zur Verfügung zu haben, ist bereits versucht worden, über Tage vorgefertigte Betonpfeiler zu verwenden. Diese Versuche sind jedoch einmal an den zu hohen Material-, Transport-und Einbringungskosten sowie zum anderen vor allem daran gescheitert, daß mit derartigen Ausbauelementen eine Anpassung an wechselnde Flözmächtigkeiten praktisch nicht möglich ist.
• Es ist ferner bekannt, zur Errichtung von Abdämmungen von Grubenbauen, d. h. also von gegen Explosionen bzw. Bränden sichernden Dämmen, hydraulich abbindendes Material, beispielsweise gebrannten Gips, zu verwenden. Derartige Dämme, bei denen es vor allem auf eine möglichst hohe Abdichtungswirkung ankommt, --sind jedoch weder dafür vorgesehen noch dazu geeignet, einen nennenswerten Hangenddruck aufzunehmen; sie besitzen in aller Regel eine Würfeldruckfestigkeit von 10 bis 50 kg/9m2.
• Die Erfindung bezweckt, die Herstellung von Streb-Streckendämmen und Ausbaupfeilern im Grubenbetrieb zu ermöglichen, die soforttragend sind und ein ausreichendes Druckaufnahmevermögen besitzen, wetterabdichtend wirken und sich einfach einbringen lassen. Erfindungsgemäß wird zur Herstellung solcher Streb-Streckendämme und Ausbaupfeiler im Grubenbetrieb die Verwendung von Anhydrit (CaS04) mit einer KÖrnunR von 0 bis 6 mm und einem Kornanteil von mindestens 30 °/o unter 0,2 mm, dem in an sich .bekannter .Weise die zum Abbinden erforderliche Wassermenge und ein sulfatischer Anreger in einer 3 Gewichtsprozent der Trocken-Fein-Substanz ausmachenden Menge zugegeben ist, vorgeschlagen.
• Es ist zwar bereits bekannt, daß der an sich nicht hydraulisch abbindende Anhydrit - allerdings fein wie Zement aufgemahlen - nach Zusatz von 3 % sulfatischer Anreger mit Wasser abbindet und deshalb zur Mörtelherstellung verwendbar ist; in der einschlägigen Literatur wird der Einsatz eines solchen Anhydritmörtels jedoch lediglich für den Verputz von Decken sowie von Außen- und Innenwänden als Ersatz für Estrichgips und als Bindemittel für Rabitzwände vorgeschlagen, während an die Möglichkeit, aus einem solchen Anhydritmörtel Streb-Streckendämme und Ausbaupfeiler im Grubenbetrieb herzustellen, bzw. an eine in diese Richtung weisende Verwendung bislang nirgendwo gedacht worden ist. Es kann auch nicht als Hinweis auf die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung von Anhydrit verstanden werden, daß zur Ausfüllung von Hohlräumen, die durch Ausbrüche in der Firste von Grubenstrecken entstanden sind, bereits die Verwendung eines Kalzium-Hemihydrat-Mörtels vorgeschlagen worden ist; ein solches Ausfüllungsmaterial, das sich wie Gips verhält, weist gegenüber Anhydrit unter gleichen Bedingungen nur eine sehr viel geringere Druckaufnahmefähigkeit auf.
• Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung von Anhydrit zur Herstellung von Streb-Streckendämmen und Ausbaupfeilern im Grubenbetrieb geht in der Weise vor sich, daß der auf die Körnung von 0 bis 6 mm gemahlene Anhydrit trocken auf pneumatischem Wege durch Rohrleitungen bis zur Einsatzstelle gefördert wird; hierbei wirkt sich der Grobkornanteil über 0,2 mm günstig aus, der die Verblasbarkeit des Anhydrits überhaupt erst ermöglicht. Beim Austritt des Anhydrits aus der Rohrleitung wird eine wäßrige Anregerlösung zugesetzt, so daß ein fertiger Anhydritmörtel in den zu füllenden Hohlraum eingebracht wird. Der Anreger kann dem Anhydrit auch trocken zugesetzt werden. Als pneumatisches Förderaggregat lassen sich Betonspritzmaschinen bekannter Bauart verwenden.
• Die Vorteile dieser Verwendung sind beachtlich. So läßt sich die Herstellung des Streb-Streckendammes bzw. Ausbaupfeilers ohne Transport eines sperrigen Gutes vornehmen. Die Ausfüllung des den Damm bzw. Pfeiler aufnehmenden Hohlraums ist dabei optimal, da der Anhydritmörtel bis unmittelbar unter das Hangende geblasen werden kann, wobei durch - den- Blasstrom eine stärkere .-Verfestigung des Anhydritmörtels erfolgt, als sie bei einem von Hand eingebrachten Bergepfeiler möglich ist. Die Festigkeitszunahme des eingebrachten Anhydritmörtels geht schnell und zügig vor sich; so ist nach 2 Tagen bereits eine Druckfestigkeit -von 220 kg/cm2 erreicht. Auf Grund der Eigenschaft von Anhydrit, sich beim Erhärten auszudehnen, wächst das Ausbauelement dem sich absenkenden = Hängenden gleichsam entgegen, wodurch im ausgefüllten Raum eine Vorspannung erzielt wird. Von Bedeutung ist ferner, daß bei der erfindungsgemäßen Verwendung erstmals die Herstellung eines lückenlos durchgehenden, absolut dicht gegen das Gebirge anliegenden Streb-Streckendamms möglich ist, der auch in sich luftundurchlässig ist und so Wetterverluste vermeidet bzw. gleichzeitig eine die Entstehung von Bränden verhütende Abdämmung gegenüber dem Alten Mann darstellt.
• In der Praxis begegnete der erfindungsgemäße Vorschlag zunächst erheblichen Bedenken; es wurde allgemein bezweifelt, daß sich eine Festigkeitszunahme erzielen lassen würde, die den Anhydritdamm bzw. -pfeiler schnell genug und insgesamt ausreichend druckaufnahmefähig macht. Diese Zweifel sind inzwischen durch die unter Tage erzielten Ergebnisse ausgeräumt. Für diesen Erfolg ist neben der Verwendung von Anhydrit der von dem Erfinder als Ergebnis langwieriger Versuche herausgefundene Kornaufbau mitentscheidend, bei dessen Ermittlung stets auch noch die Verblasbarkeit des Materials sowie die Bereitstellung einer ausreichenden Menge an Zuschlag- bzw. Magerungsstoffen, als welche der Grobkornanteil über 0,2 mm anzusehen sind, berücksichtigt werden mußte.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Anhydritmasse mit einem Wasser-Anhydrit-Faktor von 0,10 bis 0,16, insbesondere 0,12 bis 0,14, verwendet. In diesem Bereich läßt sich eine optimale Zunahme der Druckfestigkeit erreichen.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Bruchbaustreb entlang der Linie 1-I in F i g. 2, F i g. 2 einen in Einfallrichtung verlaufenden Schnitt durch einen Bruchbaustreb entlang der Linie II-II in F i g. 1 und F i g. 3 eine schaubildliche Darstellung der Zunahme der Druckfestigkeit von Anhydritmörtel in Abhängigkeit von der Zeit.
• F i g. 1 und 2 zeigen einen Bruchbaustreb in einem flach gelagerten Flöz. Zwischen einer Kopfstrecke 1 und einer Sohlenstrecke 2 erstreckt sich der Streb 3; das abzubauende Flöz ist mit 4 bezeichnet, während das Bruchfeld das Bezugszeichen 5 trägt.
• Vor dem Rauben der im Bereich der strebseitigen Streckenstöße befindlichen Strebstempel und -kappen werden parallel zum Streckenstoß Verschalungen 6 und 7, z. B. aus Papierdrahtgewebe oder Wettertuch, gezogen. Die Verschalung 6 muß nahezu dicht, die Verschalung 7 kann undicht sein. Nach dem Einbringen der Verschalungen 6 und 7 wird mittels einer beispielsweise 5 cm starken Schlauchleitung 8, die Teil der Blasvorrichtung ist, Anhydrit zugeführt; der aus dem Schlauchende 9 austretende Anhydrit wird befeuchtet und - sofern dies nicht bereits geschehen ist - mit dem notwendigen Anreger versehen. Der bereits eingebrachte, den Streb-Streckendamm bildende Anhydrit trägt das Bezugszeichen 11.
• Die Druckfestigkeit des eingebrachten Anhydritmörtels steigt gemäß F i g. 3 nach mehreren Tagen bis auf etwa 260 kg/cm2. Diese Festigkeit wird vor allem dadurch erreicht, daß 1. der Anhydrit einen Kornanteil von mindestens 30 % unter 0,2 mm aufweist, 2. der Wasser-Anhydrit-Faktor zwischen 0,10 und 0,16, insbesondere 0,12 und 0,14, liegend gewählt ist, d. h., daß auf 100 g Anhydrit 10 bis 16 g wäßriger Anregerlösung zugesetzt wird, und 3. die sulfatischen Anreger in einer 3 Gewichtsprozent der Trocken-Fein-Substanz ausmachenden Menge zugegeben werden.
• Mit einem solchen Produkt lassen sich die für Ausbauelemente im untertägigen Grubenbetrieb erforderlichen Festigkeiten erzielen; um eine möglichst konvergenzfreie Absicherung des Hangenden zu erreichen, soll die Druckaufnahmefähigkeit eines starren Ausbauelements 48 Stunden nach seiner Einbringung etwa 150 bis 200 kg/cm2 betragen. Zusätzlich wird noch eine Vorspannung dadurch erreicht, daß das Volumen von Anhydrit bei dessen Erhärten wächst.
• Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung von Anhydrit zur Herstellung von Streb-Streckendämmen und Ausbaupfeilern kann zur Abstützung des Hangenden bzw. der Firste in allen Bergbauzweigen zum Einsatz kommen.
• Beim Herstellen eines Damms bzw. Pfeilers mit den vorstehend genannten Festigkeiten sollte beim pneumatischen Einbringen des Anhydrits eine möglichst gleichmäßige Menge pro Sekunde gefördert werden und eine gleichmäßige Geschwindigkeit herrschen. Zu diesem Zweck kann die Blasmaschine mit einer Taschenradaufgabe und einem Luftdruckregelventil ähnlich einer Beton-Spritzmaschine arbeiten. Sie besitzt dann eine Feinzerstäubungsvorrichtung für die wäßrige Anregerlösung, um den hohen Feinstkorngehalt des Anhydrits-Trockengemisches auch wirklich zu benetzen.
• Andererseits läßt sich der Anhydrit auch im Schüttverfahren einbringen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verwendung von Anhydrit (CaS04) mit einer Körnung von 0 bis 6 mm und einem Kornanteil von mindestens 30 % unter 0,2 mm, dem in an sich bekannter Weise die zum Abbinden erforderliche Wassermenge und ein sulfatischer Anreger in einer 3 Gewichtsprozent der Trocken-Fein-Substanz ausmachenden Menge zugegeben ist, zur Herstellung von Streb-Streckendämmen und Ausbaupfeilern im Grubenbetrieb.
2. 2. Verwendung von Anhydrit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anhydritmasse mit einem Wasser-Anhydrit-Faktor von 0,10 bis 0,16, insbesondere 0,12 bis 0,14, verwendet wird.