DE1608486B1 - Vorrichtung zur Sicherung freigelegter Mineral- oder Gesteinsoberflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankleben von zur Sicherung freigelegter Mineral- oder Gesteinsoberflächen gegen das Herausbrechen von Teilen des Minerals oder Gesteins dienenden Matten oder Bahnen aus festen Kunststoff- oder Textilfasergeweben, festen Kunststoffolien, festem Papier oder einem äquivalenten Material, die vorzugsweise durch ein fest damit verbundenes Metalldrahtgeflecht verstärkt sind, oder Matten aus einem engmaschigen Metalldrahtgewebe unmittelbar auf die freigelegte Gesteinsoberfläche mittels eines schnellerhärtenden Klebstoffs auf Kunstharzbasis.

Bei der Herstellung von Hohlräumen unter Tage für bergbauliche oder andere Zwecke ist es erforderlich, die an den Oberflächen der Hohlräume freigelegten Mineral- oder Gesteinsoberflächen gegen ein Ausbrechen von Teilen des Minerals oder Gesteins aus dem Gebirgsverband zu sichern, wenn das Mineral oder Gestein nicht von Natur aus so standfest ist, daß es sich selbst trägt. Je geringer der Zusammenhalt eines Gebirges ist, um so wichtiger ist es, die Sicherung möglichst frühzeitig nach dem Freilegen vorzunehmen und die Sicherungsmaßnahmen so zu wählen, daß die Auskleidung möglichst auf der gesamten freigelegten Fläche kraftschlüssig mit dem Gebirge verbunden wird, um auf diese Weise zu verhindern, daß sich einzelne Gefügeteile aus dem Gebirgsverband lösen und ausbrechen können. Schon das Herausrieseln des feinkörnigen Belags einer Kluftfläche kann die Freifläche schaffen, die kleine Bewegungen und Verschiebungen im Gebirge ermöglicht, wodurch weitere Freiflächen entstehen können, die das Ausbrechen begünstigen.

Als wirksame vorläufige Sicherung zum Ausbrechen neigender Mineral- oder Gesteinsoberflächen von Strecken hat sich in vielen Fällen der auch zusammen mit ihn verstärkenden Baustahlmatten verwendete Spritzbeton bewährt. Nach den Lehren der österreichischen Patentschrift 230 309 ist unbewehrter und bewehrter Spritzbeton auch zur Hangendsicherung in Abbaubetrieben in flözartigen Lagerstätten vorgesehen. Nachteilig sind dabei jedoch die dem Spritzbetonfachmann geläufige geringe Haftung und der geringe Ausbauwiderstand von Beton auf größeren ebenen und glatten Flächen. Beton ist zudem gegen die im Bergbau in Abbaubetrieben und in deren Einwirkungsbereich infolge der Konvergenz auftretenden unvermeidbaren Gebirgsbewegungen empfindlich.

Es ist ferner aus »Glückauf«, 1962, S. 497 bis 499, bekannt, zu Abdichtungsarbeiten in Grubenbauen Kunststoffolien in Form von Bahnen zu verwenden, die vollflächig auf ihrer Dichtungsunterlage verklebt sein können. Dabei wird von ihnen, da sie auch vor dem Hangenden angeordnet werden können, indirekt eine gewisse Absicherung des Hangenden mit vorgenommen, die jedoch geringer ist, da die Folienbahn nicht unmittelbar auf das Hangende selbst aufgeklebt ist.

Es ist weiter bekannt, auf Mineral- oder Gesteinsoberflächen zu Abdichtungs- und Isolierzwecken Kunstharzfilme oder flüssige Kunststoffe, die zu festen Schäumen erstarren, aufzuspritzen. Ihre Eigenschaft, danVßtsyittern des Gebirges zu erschweren oder zu "verhindern^ tirligf * jjidirekt auch dazu bei, Ausbrüche zu vermeiden, öle* 'sind jedoch allein, ohne eine zusätzliche Bewehrung durch zugfeste Materialien, nicht als tragender Ausbau anzusehen.

Die Stützkraft sowohl der in geringer Schichtdicke aufgetragenen Kunstharzfilme als auch der nachgiebigen Kunststoffschäume ist gering.

Es ist schließlich noch bekannt, um die Kunstharzfilme oder -schäume widerstandsfähiger auszubilden, Kunstharz zusammen mit Füllstoffen, z.B. Quarzmehl oder -sand oder Glasfasern, zu verwenden, die beispielsweise mittels zweier Spritzpistolen aufgetragen werden, wobei die eine Pistole flüssiges Kunstharz, die andere von einem Träger- oder Lösungsmittel aufgenommene feinverteilte Glaswolle verspritzt. Der Auftrag dickerer, tragender Schichten auf das Gebirge ist jedoch wegen der hohen Harzkosten sehr teuer.

Endlich ist es zu Reparaturzwecken allgemein bekannt, Risse und Lecks an Bootskörpern oder Schäden an Autokarosserien mit schnell erhärtenden Kunstharzklebern zu beheben, wobei Matten aus Glasfasergewebe in der Größe der auszubessernden Fläche aufgeklebt werden. Die hohen mechanischen Festigkeiten derart ausgebesserter Schadenstellen und die hohe Klebkraft der üblichen verwendeten Kunstharzkleber ließen erwarten, daß solche Materialien auch für Ausbauzwecke unter Tage geeignet sind. In entsprechenden Versuchen wurde gefunden, daß auf eine Betonplatte mittels Kunstharzkleber von Hand aufgeklebtes Glasfasergewebe als Schutzschicht Zug- und Biegebeanspruchungen, ohne zerstört zu werden, übersteht, während die um ein Vielfaches stärkere, aber sprödere Betonplatte zerbricht.

Die unter Tage zu schützenden Hangendflächen, beispielsweise in einem Streb, sind nun in der Regel von beträchtlichem Ausmaß, so daß ein Auftrag von Hand praktisch nicht möglich ist.

Die Erfindung stellt sich demgemäß die Aufgabe, eine Vorrichtung zu finden, womit sich das Ankleben der Matten oder Bahnen aus den eingangs im einzelnen aufgeführten Materialien mittels schnell erhärtender Kunststoffkleber unmittelbar auf die freigelegte Gesteinsoberfläche mechanisieren läßt, wobei gewährleistet sein muß, daß das Auftragen schnell, sicher und wirksam vonstatten geht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus einem Grundrahmen und aus folgenden Teilen besteht: einer Haltevorrichtung für den Rollenspill, einer Rolle, deren Führung fest mit dem Grundrahmen verbunden ist, aus zwei weiteren Rollen, deren Führungen an teleskopartig ausfahrbaren, mittels Druckluft oder hydraulisch betriebenen Stützen angebracht sind, die ihrerseits über eine Halterung fest mit dem Grundrahmen verbunden sind, ferner aus auf dem Grundrahmen angeordneten Behältern, vorzugsweiseDruckbehältern, an die die zu den Spritzgeräten führenden Schläuche angeschlossen sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine tragfähige Auskleidung unmittelbar nach dem Freilegen auf die gesamte freigelegte Oberfläche auftragen und ist durch den Klebstoff kraftschlüssig damit verbunden, sobald dieser erhärtet ist. Die leichte Verformbarkeit der Matten oder Bahnen zum Zeitpunkt des Auftragens gewährleistet eine vollständige, flächige Anlage auch bei unglatten und unebenen Oberflächen, da die Matten mit Hilfe der Andruckrollen fest angedrückt werden. Ein Teil des Klebstoffs, der flächig auf das Gebirge und/oder die Matten oder Bahnen aufgetragen wird, dringt dabei in offene Risse oder Klüfte ein und verschließt

diese. Die erhärtete Klebstoffschicht, die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen den Matten oder Bahnen und dem Gebirge angeordnet wird, schützt dieses vor dem Verwittern, Diese Auskleidung laßt sich maschinell leicht und schnell einbringen und mit vertretbaren Kosten, Für das Festkleben der Matten oder Bahnen werden nur vergleichsweise geringe Klebstofimengen benötigt, weil der Klebstoff dosiert aufgebracht wird. Das Einbringen der Matten oder Bahnen ist nicht teuer. Sie lassen sich einfach und handlich in Rollenform, der Klebstoff in Behältern, wie sie auch in der Vorrichtung verarbeitet werden, befördern.

Bei gebrächem oder sehr gebrächem Gebirge ist es außerordentlich wichtig, freigelegte Flächen kurze Zeit oder sogar unmittelbar nach dem Freilegen zu sichern. Das läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung eines sehr schnell oder sofort erhärtenden Mehrkomponentenklebers, z. B. auf Kunstharzbasis, erreichen, indem dessen eine Komponente auf die Mineral- oder Gesteinsoberfläche und dessen andere Komponente oder Komponenten auf die Matten oder Bahnen aufgetragen werden, so daß der Erhärtungsvorgang beginnt, sobald die beiden zu verbindenden Flächen einander berühren. Bei nicht zu dicker Beschichtung genügt das Andrücken der Matten oder Bahnen an die Gebirgsoberflache mittels der Rollen, um eine ausreichende Vermischung der beiden Reaktionskomponenten zu gewährleisten. Bei Gewebematten ist es außerdem möglich, die Matten nach dem Ankleben, wenn als Beschichtung der Matten Harz verwendet wird, noch einmal mit der Härterkomponente zu besprühen, um gegebenfalls durch die Maschen der Matten herausgedrücktes Harz nachzuhärten.

Ein vorzugsweises Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in flözartigen Minerallagerstätten, etwa im Steinkohlenbergbau, gegeben, in denen Langfrontstrebbau mit rück- und stempelfreier Abbaufront angewendet wird. Dabei ist die Beherrschung des Hangenden oft schwierig, wenn die unteren Hangendschichten eine geringe Eigentragfähigkeit haben. Wegen des fehlenden inneren Zusammenhalts werden sie als Nachfallpacken bezeichnet. Sie sind mit dem Regelausbau allein, der aus Metallklappen und Metallstempeln gebildet wird, oft nicht zu beherrschen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich das Hangende von Streben in gefährdeten Bereichen unmittelbar nach dem Freilegen auf der gesamten freigelegten Fläche vorläufig sichern. Außer in Streben kann die Vorrichtung auch zur Sicherung freigelegter Hangendschichten in Strecken, vorzugsweise mit glatter Firste, verwendet werden, insbesondere in solchen Strecken, die maschinell aufgefahren werden, z. B. mittels Continuous Miner. Die Vorrichtung ist in einer entsprechend abgewandelten Ausführung weiterhin geeignet, die Wandung senkrechter oder geneigter Großbohrlöcher oder Bohrschächte mit Matten oder Bahnen auszukleiden. Sie wird zu diesem Zweck auf einen an einem Seil in das Großbohrloch oder den Bohrschacht einzuhängenden Bohrlochkorb oder -schlitten montiert, wobei die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung, entsprechend dem jeweiligen Querschnitt, neben- oder übereinander angeordnet werden. Die zum Andrücken der Matten oder Bahnen dienenden Rollen werden dabei, wenn das Auftragen in axialer Richtung erfolgt, an Stelle mit einer zylindrischen Umkleidung zweckmäßig mit einer faßförmig gewölbten Umkleidung versehen, die der Wölbung der Bohrlochoberfläche entspricht.

Es ist denkbar, die Vorrichtung durch Anbringen entsprechender zusätzlicher Einrichtungen, die Drehbewegungen um die Längsachse erlauben, für eine Beschichtung von Streckenstößen und durch Anbringen anderer zusätzlicher Einrichtungen, die die Führungen der Andrückrollen und der Spritzgeräte räumlich beweglich machen, für die Auskleidung von Bohrstrecken zu verwenden.
Neben der vollständigen Auskleidung von Hohl-

is räumen auf der gesamten Oberfläche ist auch eine teilweise Sicherung besonders gefährdeter Abschnitte mit Hilfe der Vorrichtung möglich, etwa in Strecken oder Streben die Sicherung von zum Ausbrechen oder Auslaufen neigenden Kohlenstößen, insbeson-

sso dere bei steilgelagerten Flözen.

Auch andere als Mineral- oder Gesteinsoberflächen, z. B. Beton- oder Mauerwerkoberflächen, können mit Hilfe der Vorrichtung abgedichtet oder gegen Ausbrechen gesichert werden, und zwar sowohl unter als auch über Tage.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel und der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung werden Matten oder Bahnen 1, die vorzugsweise in Rollenform 2 vorliegen, mecha-

3σ nisch auf die Mineral- oder Gesteinsoberfläche 3 aufgetragen. Die Vorrichtung zum Auftragen besteht aus einem Grundrahmen 4, der mit hier nicht näher gekennzeichneten Gleitkufen, einem Fahrwerk oder einer Befestigungsmöglichkeit zum Anbringen an eine Gewinnungsmaschine ausgestattet sein kann.

Der Grundrahmen trägt eine Haltevorrichtung 5 für den Rollenspill 6. Die darauf gespeicherte Matte oder Bahn 1 wird über eine Rolle 7, deren Führung 8 fest mit dem Grundrahmen verbunden ist, zwei weiteren Rollen 9 und 10 zugeführt, deren Führungen 11 an teleskopartig ausfahrbaren, mittels Druckluft oder hydraulisch betriebenen Stützen 12 angebracht sind, die ihrerseits über eine Halterung 13 fest mit dem Grundrahmen 4 verbunden sind.

Die Rolle 9 legt die Matte oder Bahn 1 an die Mineral- oder Gesteinsoberfläche 3 an. Die Rolle 10, die so ausgebildet ist, daß sie den Unebenheiten der Mineral- oder Gesteinsoberfläche 3 zu folgen vermag, bewirkt, daß die Matte oder Bahn 1 eine kraftschlüssige Anlage an das Mineral oder Gestein erfährt, vorzugsweise dadurch, daß die Oberfläche des Rollenkörpers 10 mit einer Schicht aus einem nachgiebigen Material oder mit einer bürstenartigen Umkleidung 14 versehen ist.

Flüssiger Klebstoff oder die flüssigen Komponenten eines Mehrkomponentenklebers werden in auf dem Grundrahmen 4 angeordneten Behältern 15, vorzugsweise Druckbehältern, aufbewahrt. Die Flüssigkeiten werden durch Schläuche 16 zu den Spritzgeräten 17 und 18 gefördert und von diesen auf die Matte oder Bahn 1 bzw. auf die Mineral- oder Gesteinsoberfläche 3 aufgespritzt. An Stelle der Druckbehälter 15 können auch geeignete Pumpen 19 den notwendigen Förderdruck erzeugen.

Das Spritzgerät 17 ist im Beispiel unmittelbar an der starr mit dem Grundrahmen verbundenen Halterung 20 befestigt, das Spritzgerät 18 dagegen über eine teleskopartig ausfahrbare, mittels Druckluft

oder hydraulisch betriebene Stütze 21, damit der Abstand des Geräts von der Gesteinsoberfläche 3 variiert und somit unterschiedlichen Flözmächtigkeiten angepaßt werden kann. Das Spritzgerät 17 oder das Spritzgerät 18 können auch als Mehrkomponenten-Spritzgeräte ausgebildet sein.

Claims (10)

Patentansprüche: IO

1. Vorrichtung zum Ankleben von zur Sicherung freigelegter Mineral- oder Gesteinsoberflächen gegen das Herausbrechen von Teilen des Minerals oder Gesteins dienenden Matten oder Bahnen aus festen Kunststoff- oder Textilfasergeweben, festen Kunststoffolien, festem Papier oder einem äquivalenten Material, die vorzugsweise durch ein fest damit verbundenes Metalldrahtgeflecht verstärkt sind, oder Matten aus einem engmaschigen Metalldrahtgewebe unmittelbar auf die freigelegte Gesteinsoberfläche mittels eines schnellerhärtenden Klebstoffs auf Kunstharzbasis, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Grundrahmen (4) und aus folgenden Teilen besteht: einer Haltevorrichtung (S) für den Rollenspill (6), einer Rolle (7), deren Führung (8) fest mit dem Grundrahmen verbunden ist, aus zwei weiteren Rollen (9,10), deren Führungen (11) an teleskopartig ausfahrbaren, mittels Druckluft oder hydraulisch betriebenen Stützen (12) angebracht sind, die ihrerseits über eine Halterung (13) fest mit dem Grundrahmen verbunden sind, ferner aus auf dem Grundrahmen angeordneten Behältern (15), vorzugsweise Druckbehältern, an die die zu den Spritzgeräten (17 und/oder 18) führenden Schläuche angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Rollenkörpers (10) mit einer Schicht aus einem nachgiebigen Material oder mit einer bürstenartigen Umkleidung (14) versehen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Druckbehälter Pumpen (19) für die Erzeugung der notwendigen Förderdrucke vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgerät (17) unmittelbar an der starr mit dem Grundrahmen verbundenen Halterung (20) befestigt ist, während das Spritzgerät (18) über eine teleskopartig ausfahrbare, mittels Druckluft oder hydraulisch betriebene Stütze mit dem Grundrahmen verbunden ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgerät (17) und/oder das Spritzgerät (18) als Mehrkomponenten-Spritzgeräte ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, zur Auskleidung der Wandung senkrechter oder geneigter Großbohrlöcher oder Bohrschächte, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einem an einem Seil in das Bohrloch oder den Bohrschacht einzuhängenden und darm verfahrbaren Fahrkorb eingebaut ist, wobei die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung, entsprechend dem jeweiligen Bohrloch- oder Schachtquerschnitt, nebeneinander oder übereinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (9,10) eine faßförmige, der Wölbung der Bohrlochoberfläche angepaßte Umkleidung aufweisen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen (4) mit Gleitkufen ausgerüstet ist, mit einem Fahrwerk versehen ist oder an oder auf einer Gewinnungsmaschine befestigt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 8 zur Auskleidung der Wandung von Strekken, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die Drehbewegungen der Rollen (9,10) um die Längsachse der Vorrichtung erlauben.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9 zur Auskleidung der Wandung von Bohrstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum räumlichen Bewegen der Rollen (9,10) und der Spritzgeräte (17,18) vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen