DE2059260C - Pfeiler zur Sicherung von Flöz öffnungen, insbesondere von Abbaustrecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Pfeiler zur Sicherung von Flözöffnungen, insbesondere von Abbaustrecken durch Begieituämme mit mineralischem Material, dessen Zugfestigkeit wesentlich geringer als seine Druckfestigkeit ist und das im Pfeiler lagenweise angeordnet ist, wobei zwischen den einzelnen Lagen ebenflächige Bewehrungen angeordnet sind, deren Elemente tjuer zur Längsachse des Grubenausbaues auf Zug beanspruchbar sind.

In den Abbaustrecken dienen die die Slreckendämme bildenden Pfeiler einerseits der Sicherung des Hangenden und gegebenenfalls als Auflage für den Ausbau der Slreckenfiiste. Sie werden aber auch zur Abdichtung der Strecke mit dem Ziel der Verminderung der Ausgasung in die Strecke und der Herabsetzung der Brandgefahr benutzt. Die Pfeiler müssen daher einerseits dem Gebirgsdruck und den Gehirgsbewegungen angepaßt, andererseits aber im Hinblick auf die Ausgasung hinreichend wetterdicht ausgeführt werden.

Es ist bekannt, die Dämme aus Pfeilern herzustellen, welche mit sogenannten Bergekäslen verwirklicht werden. Die Bergekästen enthalten daher ein mineralisches Material, dessen Zugfestigkeit wesentlich geringer als seine Druckfestigkeit ist. Sie besitzen außerdem Einlagen aus Holz. Gegebenenfalls können derartige Bergekästen oder Holzpfeilerreihen
Kunststoffschaum abgedichtet werden.

Damit derartige Dämme den Anforderungen genügen, die unter den üblichen Bedingungen im deutschen Steinkohlenbergbau im allgemeinen gestell· werden, ist eine Dammbreite von etwa 6 m erfordeilich. Nur bei besonders günstigen geologischen und betrieblichen Voraussetzungen ist es erlaubt, bei Flözmächtigkeiten bis zu 2 m mit einer Kastenbreitc von 1,2 m und darüber bei größeren Flözmächtigkeiten mir Kastenbreiten zu arbeiten, welche das 0.6fache der Flözmächtigkeit ausmachen.

Es sind allerdings auch Pfeiler bekannt, die ausschließlich aus sogenannten Bauelementen bestehen. Die Bauelemente haben einen mineralischen Kern, dessen Zugfestigkeit wesentlich geringer als seine Druckfestigkeit ist. Den Kern umgibt ein Mantel, der als Bewehrung dient. Da mit diesen Bauelementen eine planmäßige Nachgiebigkeit des Pfeilers erreicht werden soll, v. .rden außer den Bauelementen im Pfeiler keine Berge verwendet.

Die bekannten Pfeiler verursachen einen erheblichen Transportaufwand. Bei den Holzpfeilern ist er durch den starken Holzverbrauch in den Bergekästen oder Holzpfeilerreihen bedingt. Außerdem ist die ordnungsgemäße Ausführung von Bergekästen und Holzpfeilern mit einem erheblichen Anteil an Handarbeit verbunden. Derartige Pfeiler sind daher teuer und in der Herstellung zeitraubend.

Bei den zuletzt genannten Pfeilern mit Bauelementen kommt hinzu, daß sie nicht wetterdicht sind und auch keine Abdichtung gegen Gase, die in Form der Ausgasung oder bei auftretenden Grubenbränden von der Strecke ferngehalten werden müssen, bieten.

Zur Verminderung des Arbeits- und 1 ra.isportaufwandes in den Grubenbauen, die durch Pfeiler gesichert werdeil müssen, ist bereits vorgeschlagen worden, Dämme aus hydraulisch abbindendem Material herzustellen. Dafür kommt natürlicher Anhydrit zusammen mit einem geeigneten Anreger in Betracht. Dieser bewirkt bei natürlichem Anhydrit die Umsetzung des Anhydrits in Dihydrat. Solche Dammfüllstoffe sind aber in feuchten und warmen Wettern nicht verwendbar. Unter die . ¹^ Verhältnissen wird ein Bindemittel auf Ze-nentbasis benutzt, ans als sogenannter Blitzdämnu bekanntgeworden ist.

Derarl'ge Dämme sind erheblich einfacher einzubringen, so daß hier wesentlich geringere Arbeitskosten entstehen. Diese Dämme aus hydraulisch abbindendem Material sind aber starr und so fest, daß weiches Nebengestein durch Pfeiler aus hydraulisch abbindendem Materil zerstört wird. Bei festem Nebengestein können dagegen die Pfeiler durch den Gebirgsdruck zerstört werden und verlieren dann ihre Festigkeit und Welterdichtigkeit,

Ein Pfeiler, der aus dem obenerwähnten Blitzdämmer hergestellt wird, entwickelt außerdem eine beachtliche Reaktionswärme, diu häufig Schwierigkeiten bei der Temperierung der Wetter verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pfeiler zu schaffen, der, wie die oben als bekannt vorausgesetzten Pfeiler, mit Bauelementen aus mineralischem Werkstoff und einer Bewehrung eine Nachgiebigkeit aufweist, die eine Zerstörung des Nebengesteins vermeidet, der aber wetterdicht und gasdicht ausfällt und bei dem außerdem die für die Errichtung und den Transport erforderlichen Arbeilskosten gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das mineralische Material in den Lagen des Pfeilers eine Grundfläche bedeckt, die der quer zu Längsachse des Grubenbaues gemessenen Pfeilerbreite und der dazu rechtwinklig verlaufenden Pfeilerlänge entspricht, und daß eine bankrechte Höhe in der Lage aufweist, die zu der Pfeilerbreite maximal im Verhältnis 1 : 3 steht, und daß die ebenflächigen Bewehrungen ausschließlich aus zwischen den Lagen angeordneten Elementen bestehen.

Bei einem solchen Pfeiler tritt die gewollte Einsparung an Handarbeit durch das lagenweise Einbringen des mineralischen Raumdämmfüllstoffes ein, weil dadurch das bei den Bergekästen bzw. Pfeilern mit Bauelementen erforderliche Einbauen der Einlagen entfällt. Da im übrigen nur Einlagen verwendet werden, die auf Zug belastet sind, braucht kein Holz benutzt zu werden. An seine Stelle treten die in der Bauindustrie üblichen Bewehrungen, die bei großer Zugfestigkeit raumsparend sind.

Wird ein Pfeiler dieser Art durch den Gebirgsdruck belastet, so tritt in den aus dem mineralischen Material bestehenden Lagen eine Querbelastung auf, die zu einer Zugbelastung der Bewehrungseinlagen iührt. Die Bewehrung begrenzt dadurch wirkungsvoll die Querbewegung des mineralischen Materials auf einen vernachlässigbaren Betrag. Je mehr das mineralische Material seinen inneren Zusammenhalt verliert, um so größer werden die Zugkräfte in der Bewehrung, die ihre Gegenkräfte in Druckspannungen im mineralischen Material finden. Diese Druckspannungen werden durch Scherspannungen über die ganze Höhe jeder einzelnen Lage des mineralischen Materials verteilt. Durch diese von der Bewehrung erzeugte Querdrrckspannung wird eine sehr hohe Tragfahigkeit des mineralischen Materials erzielt.

Dadurch ist es möglich, bei einem gegebenen Gebirgsdruck mit sehr schlanken Pfeilern und deshalb mit geringerem Materialeinsatz sowie weiter vermindertem Arbeitsaufwand auszukommen oder einen entsprechend höheren Asubauwiderstand zu erzeugen.

Die Lagen des mineralischen Materials können aus vorgefertigten Leichtbetonblocksteinen bestehen.

Insbesondere ist es möglich, diese Blocksteine trocken in dem Pfeiler übereinanderzusetzen und die Bewehrungseiniagcn trocken in die Lagenfugen einzulegen.

Die ebenflächigen Bewehrungseinlagen können aus im Abstand voneinander angeordneten Drähten bestehen, welche an den seitlichen Begrenzungsflächne des Pfeilers verankert und verspannt sind. Es kommt jedoch vor allem Baustahlgewebe in Frage.

Bei zunehmendem Gcbirgsdruck tritt eine entsprechende Zertrümmerung des mineralischen Materials und dadurch ein Nachgeben des Keilers ein Da jedoch die Trümmer seitlich gegen den Widerstand der Reibungskräfte infolge der durch die Bewehrungseinlage erzeugten Querdruckspannungen gequetsch: werden behält der Damm in jedem Zusammendruk kungszustand infolge seiner inneren Reibung ^einc hohe Tragfähigkeit, die sich durch die Abstande una die Abmessungen der Bewehrungslagen im Damm in gewissen Grenzen vorausbestimmen laßt. Die Strek kenkonvergenz führt daher nicht zum Zusammenbrechen des Dammes, vielmehr paßt sich der Damm durch seine Verformung der Gebirgsbewegung an.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben. Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Darstellung eine Abbaustrecke mit zweiflügeligem Abbau, der schemai-sch im Schn.t: wiedergegeben ist. während die Si^-cke perspekl· visch dargestellt ist. ,.·-,. ,

In der Strecke 1 wird das Flüzliegende bei 2 bzw. ., angetroffen. Am Oberstoß 4 der Strecke ist das FIo bereits abgebaut, wie sich aus der Darstellung des al ten Mannes 5 ergibt. Der Oberstoß wird durch einen Damm gesichert, der aus einzelnen Pfeilern 6 besteht Die Pfeiler schließen in Streckenlängsrichtung unmittelbar aneinander an.

Jeder Pfeiler hat einzelne Lagen 7, welche au:, mineralischem Material bestehen.

Das mineralische Material befindet sich in vorge fertigten Blocksteinen 8. Sie bestehen aus Leichtbeton Jeder Blockstein hat eine Breite b, welche der Breite jedes Pfeilers 6 entspricht, und eine Lange /., welche gleich der Pfeilerlänge ist

Die bankrechte Höhe des abgebauten Flözes ist bei // am Unterstoß 9 der Strecke wiedergegeben. Die Breite des Pfeilers R wird quer zur Längsachse der Strecke gemessen.

Die von den Platten 8 gebildeten Lagen jedes Pfeilers wechseln im Pfeiler mit Einlagen 12 ab. Diese hinlagen bestehen beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus Baustahlgewebe, dessen Längs- und Querabmessungen den entsprechenden Abmessungen der Platten 8 entsprechen.

Am Oberstoß 4 der Strecke, die mit einem sich auf den Pfeilern 6 austülzenden Bogenausbau 15 in der First 16 ausgebaut ist, wurde in der Zeichnung das Verhalten der Dämme angedeutet. Die Pfeiler geraten danach unter den durch die Pfeile α wiedergegebenen Gcbirgsdruck. Es bilden sich dann 17 und IS, welche mehr oder weniger steil geneigt in den Lagen 8 verlaufen und zu einer Zertrümmerung der vorgefertigten Platten führen. Die Bewährungseinlagen 12 erzeugen jedoch Querdruckspannungen, wodurch die Pfeiler in jedsm Zusammendrückungszustand infolge ihrer inneren Reibung ihre Tragfähigkeit beibehalten und sich nachgiebig verhalten.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Pfeiler zur Sicherung von Flözöffnungen, insbesondere Abbaustrecken durch Begleitdämme mit mineralischem Material, dessen Zugfestigkeit wesentlich geringer als seine Druckfestigkeit ist und das im Pfeiler lagenweise angeordnet ist, wobei zwischen den einzelnen Lagen ebenflächige Bewehrungen angeordnet, sind, deren Elemente quer zur Längsachse des Grubenausbaues auf Zug beanspruchbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das mineralische Material in den Lagen des Pfeilers eine Grundfläche bedeckt, die der quer zur Längsachse des Grubenbaues gemessenen Pfeilerb! c Ie (ß) und der dazu rechtwinklig verlaufenden Pfeilerlänge (L) entspricht, und das eine bankrechte Höhe (/1) in der Lage (8) aufweist, die zu der Pfeilerbreite (Z?) maximal im Verhältnis 1 : 3 steht, und daß die ebenfiachigen Bewehrungen (12) ausschließlich aus zwischen den Lagen (8) angeordneten Elementen bestehen.

2. Pfeiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (8) aus vorgefertigten Leichtbetonblocksteinen bestehen.

3. Pfeiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Backsteine trocken aufeinandergestapelt und die Bewehrungse'ilagen (12) trocken in die Lagerfugen einge'egt sind.

4. Pfeiler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungseinlagen (12) aus nebeneinander angeordneten Spanndrähten bestehen, die an den Außenflächen des Pfeilers verankert sind.

5. Pfeiler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungseinlagen (12) von Baustahlgeweben gebildet werden.