DE2062081A1 - Methods of controlling the safety of mining cavities - Google Patents

Methods of controlling the safety of mining cavities

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DE2062081A1 DE19702062081 DE2062081A DE2062081A1 DE 2062081 A1 DE2062081 A1 DE 2062081A1 DE 19702062081 DE19702062081 DE 19702062081 DE 2062081 A DE2062081 A DE 2062081A DE 2062081 A1 DE2062081 A1 DE 2062081A1
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der Anmelder P ist
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Description

DR.-ING, DIPL.-ING. M. SC. D.PL.-.'HVS. DR. DIPL.-PHYS.DR.-ING, DIPL.-ING. M. SC. D.PL .-. 'HVS. DR. DIPL.-PHYS.

HOGER-STELLRECHT-GRIESSBACH-HAECKERHOGER-STELLCHT-GRIESSBACH-HAECKER

A 38 536 h
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14.Dezember 1970
A 38 536 h
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l7.S-.Ser.No. 886,911l7.S-.Ser.No. 886,911

Shosei Serata
14 Calvin Court, Orinda, Contra Costa, Kalifornien/USA
Shosei Serata
14 Calvin Court, Orinda, Contra Costa, California / USA

Verfahren zum Steuern der Sicherheit von bergmännischen HohlräumenMethods of controlling the safety of mining cavities

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der langfristigen Sicherheit von bergmännischen Hohlräumen unter Tage gegen Zubruchgehen.The invention relates to a method for controlling the long-term security of underground cavities against collapse.

Bei verschiedenen Anwendungen ist es wünschenswert, bergmännische Hohlräume unter Tage herzustellen, die ohne umfangreiche zusätzliche Tragkonstruktionen für einen längeren Zeitraum sicher gegen ein Zubruchgehen sind, z.B. dann, wenn heim Abbau von Erzlagerstättenf die von gebrächem oder klüftigem Gebirge umgeben sind, die üblichen Abbaumethoden der Wirtschaftlich-In various applications it is desirable to create underground cavities that are safe against collapse for a longer period of time without extensive additional supporting structures, e.g. when mining ore deposits surrounded by broken or fissured rock, the usual mining methods of economical -

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keit und Sicherheit des Erzabbaues starke Beschränkungen auferlegen. Aus diesem Grund ist häufig der Weg eingeschlagen worden, die Breite der Hohlräume klein - oft weniger als das Zwei- bis Dreifache der Hohlraumhöhe - und die Stärke von in den Hohlräumen stehengelassenen Tragpfeilern gross - oft mehr als das Zehnfache der Hohlraumhöhe - zu wählen, um aus Sicherheitsgründen die Möglichkeit eines Zubruchgehens der Deckenstruktur zu verringern. Wenn eine Verringerung der Hohlraumbreite und eine Vergrösserung der Tragpfeilerstärken nicht ausreicht, um eine langfristige Sicherheit der bergmännischen Hohlräume zu gewährleisten, ist im allgemeinen ein umfangreicher Streckenausbau erforderlich. Diese Sicherheitsmassnahmen vermindern natürlich die Wirtschaftlichkeit des Erzabbaues, und zwar nicht nur wegen der Kosten der Tragkonstruktionen und deren Wartung, sondern auch wegen der verringerten Ausnutzung der Erzvorräte und wegen des begrenzten Raumes, der einem wirtschaftlichen Einsatz von schnellen mechanischen Abbaumethoden entgegensteht. impose severe restrictions on the ability and safety of ore mining. For this reason, the path has often been chosen, the width of the cavities small - often less than that Two to three times the cavity height - and the strength of the supporting pillars left in the cavities large - often more than ten times the cavity height - to be selected to avoid the possibility of the ceiling structure collapsing for safety reasons to reduce. If a reduction in the cavity width and an increase in the strength of the supporting piers are not sufficient, in order to ensure long-term safety of the mining cavities is generally a more extensive one Extension of the route required. These safety measures naturally reduce the profitability of ore mining, and not only because of the cost of the supporting structures and their maintenance, but also because of the reduced utilization of the Ore reserves and because of the limited space that prevents the economic use of rapid mechanical mining methods.

Als Alternative zu solchen Abbaumethoden mit Steckenausbau bzw. Tragpfeilern ist eine Abbauweise entwickelt worden, die verschiedentlich mit "langfrontartiger Rückbau", "Vollabbau" oder "Bruchbau" bezeichnet wird. Das Wesen dieser Methode liegt darin, dass nach Förderung des Erzes das Dach planmässig zu Bruch geworfen wird, wobei das Zubruchgehen langsam und gleichförmig erfolgt. Zur Regulierung der Geschwindigkeit dieses Vorganges beim Rückbau von der Grenze eines Bauabschnittes zum Schacht werden lediglich kleine Tragpfeiler zurückgelassen, die nur so ausgelegt zu werden brauchen, dass sich Mensch und Maschine jederzeit in einer Sicherheitszone vor dem vorrückenden Bruch befinden. Obwohl die Rückbaumethode den Vorteil relativ grosser Hohlraumbreiten und kleiner Tragpfeilerstärken und da-As an alternative to such dismantling methods with extension or support pillars, a dismantling method has been developed that variously with "long front-like dismantling", "full dismantling" or "Bruchbau" is called. The essence of this method is that after the ore has been extracted, the roof closes according to plan Fracture is thrown, the fracture being slow and uniform. To regulate the speed of this process when dismantling from the boundary of a construction section to the shaft, only small supporting pillars are left behind, which only need to be designed in such a way that man and machine are always in a safety zone in front of the advancing Fracture. Although the demolition method has the advantage of relatively large cavity widths and small supporting pillar strengths and therefore

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mit eines hohen Pörderverhältnisses aufweist, ist sie doch vom Standpunkt einer langfristigen Abstützung von starken Belastungen nachteilig. Diese Methode ist daher für im Aufbau befindliche Bergwerke unbrauchbar, bei denen eine solche kontrollierte Abstützung unumgänglich ist. Diese Methode kann beispielsweise auch dann nicht angewendet werden, wenn das Hangende oder Liegende Wasser führt, da eine beträchtliche Beschädigung des Firstes oder, der Sohle eine Überflutung des Bergwerkes bewirken kann.with a high funding ratio, it is from the standpoint of long-term support from heavy loads disadvantageous. This method is therefore useless for mines under construction where such a controlled one Support is essential. This method cannot be used, for example, even if the hanging wall or lying water leads, as a considerable damage of the ridge or, the sole a flooding of the Mine can cause.

Die Rückbaumethode wurde kürzlich dahingehend abgeändert, dass der Abbau auf begrenzte Bereiche beschränkt und durch grosse Tragpfeiler blockiert wurde, deren Stärke oft das Zehnfache der Hohlraumhöhe betrug. Dieser sogenannte blockierte Rückbau bewirkt zwar eine Abstützung von starken Belastungen, kann aber eine langfristige Sicherheit nicht gewährleisten, da all diese Hohlräume schliesslich zubruchgehen. Der modifizierte Rückbau hat somit immer noch den Nachteil, dass ihm die volle Beherrschung von starken Belastungen und der Sicherheit des Arbeitsbereiches fehlt. Insbesondere bei sich im Aufbau befindlichen Bergwerken wird daher und aus vielen anderen Gründen dem Rückbau der Vorbau vorgezogen. The dismantling method has recently been modified so that dismantling is limited to limited areas and through large ones Support pillars were blocked, the thickness of which was often ten times the height of the cavity. This so-called blocked dismantling Although it provides support for heavy loads, it cannot guarantee long-term safety, as all these cavities eventually collapse. The modified one Dismantling still has the disadvantage that it has full control of heavy loads and the safety of the Working area is missing. Especially for those under construction For this and many other reasons, mines are preferred to demolition.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik ist somit keine Methode ■bekannt, die auch bei in Aufbau befindlichen Bergwerken mit schwacher Dachstruktur gegen Zubruchgehen sichere bergmännische Hohlräume gewährleistet, ausser derjenigen, bei welcher die Hohlraumbreite und die Fördermenge trotz zusätzlicher Tragkonstruktionen den relativ geringen zulässigen Wert hat. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der Erzförderung erheblich begrenzt. Weiterhin ist bei den bekannten Ausschachtmethoden die Herstellung von bergmännischen Hohlräumen oder von TunnelnAccording to the current state of the art, no method is known that can also be used in mines under construction weak roof structure guarantees safe mining cavities against collapse, except for those in which the Cavity width and the delivery rate despite additional supporting structures has the relatively low permissible value. This increases the profitability of ore mining considerably limited. Furthermore, in the known excavation methods, the production of mining cavities or tunnels

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für andere Zwecke grosser Breite nur mit äusserst kostspieligen Tragkonstruktionen möglich.for other purposes of great width only possible with extremely expensive supporting structures.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern der Sicherheit von bergmännischen Hohlräumen der eingangs genannten Art zu schaffen, welches für jeden gewünschten Zeitraum auslegbar und auch bei gebrächen und klüftigen Gebirgen,die hohen Gebirgsdrücken unterworfen sind, anwendbar ist, ohne zusätzliche Tragkonstruktionen zu erfordern, und welches aus Sicherheitsgründen für das Bergwerk und für Bauten an der Tagesoberfläche den Betrag einer Formveränderung oder Absenkung des Bodens oberhalb einer abgebauten Lagerstätte zu beeinflussen vermag.The invention is now based on the object of a method for controlling the safety of mining cavities of the type mentioned to create, which can be interpreted for any desired period and also with usable and fissured mountains, which are subject to high rock pressures, can be used without requiring additional supporting structures, and which for safety reasons for the mine and for structures on the surface of the surface the amount of a change in shape or subsidence of the ground above a mined deposit is able to influence.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zunächst beiderseits eines Bereiches des Gebirges, in welchem später ein geschützter Hohlraum geschaffen werden soll, zwei Entlastungshohlräume mit diese umgebenden primären Spannungshüllen gebildet werden, daß sodann in dem Bereich zwischen den beiden Entlastungshohlräumen der geschützte Hohlraum unter Bildung von Zwischenpfeilern zwischen den Entlastungshohlräumen und dem geschützten Hohlraum geschaffen wird und daß die Stärke der Zwischenpfeiler derart gewählt wird, daß diese ohne Zubruchgehen dem Gebirgsdruck so weit nachzugeben vermögen, daß die primären Spannungshüllen um die beiden Entlastungshohlräume und gegebenenfalls eine solche um den geschützten Hohlraum relativ schnell in eine gemeinsame, sowohl die Entlastungshohlräume als auch den geschützten Hohlraum umgebende sekundäre Spannungshülle übergehen, welche den horizontalen und vertikalen Gebirgsdruck um den geschützten Hohlraum herum dauerhaft aufnimmt und in dem von ihr umfaßten Gebirge eine Entspannungszone bildet, die einen Schutz gegen Zerklüftungen 4es Gebirges an den inneren Begrenzungsflächen der sekundären Spännungshtille bietet.This is achieved according to the invention in that initially on both sides an area of the mountain in which a protected cavity is to be created later, two relief cavities with these surrounding primary stress envelopes are formed, that then in the area between the two relief cavities the protected cavity forming intermediate pillars between the relief cavities and the protected cavity is created and that the strength of the intermediate pillars is chosen so that they do not break able to yield to the rock pressure so far that the primary stress envelopes around the two relief cavities and if necessary one around the protected cavity relatively quickly into a common, both the relief cavities and the secondary stress envelope surrounding the protected cavity pass over, which the horizontal and vertical rock pressure around the protected cavity permanently absorbs and in the mountains surrounded by it Forms a relaxation zone that protects against fissures 4es mountain range on the inner boundary surfaces of the secondary Spännungshtille offers.

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Die Intensität des Spannungsfeldes in dem Gebirge, in welchem der geschützte Hohlraum geschaffen werden soll, wird somit durch die gesteuerte Bildung von Spannungshüllen auf einen tragbaren Wert herabgesetzt, und zwar für eine beliebig wählbaren Zeitraum, also auch für ständig.The intensity of the tension field in the mountain in which the protected cavity is to be created, is thus through the controlled formation of tension sheaths on a portable Reduced value, for a freely selectable Period, so also for all the time.

Zum steuerbaren Ausbilden der primären Spannungshüllen um die Entlastungshohlräume wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein vorbestimmtes Zubruchgehen von First und gegebenenfalls Sohle der Entlastungshohlräume, also ein Absenken des Hangenden und gegebenenfalls ein Quellen des Liegenden, bezüglich der Zeitverzögerung bis zum Bilden des geschützten Hohlraumes ermöglicht. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn dieses vorbestimmte Zubruchgehen dadurch ermöglicht wird, daß abhängig von den gebirgsmechanisehen Eigenschaften des Gebirges eine vorbestimmte Breite der Entlastungshohlräume sowie des geschützten Hohlraumes in bezug auf deren Höhe gewählt wird.For the controllable formation of the primary voltage envelopes around the Relief cavities are, according to one embodiment of the invention, a predetermined breaking of the ridge and possibly Sole of the relief cavities, so a lowering of the hanging wall and possibly a swelling of the lying, with respect to the Allow time delay until the protected cavity is formed. It is advantageous if this is predetermined Collapse is made possible that depending on the rock mechanisehen Characteristics of the mountain range a predetermined width of the relief cavities as well as the protected cavity with respect to their amount is chosen.

Die Stärke der Zwischenpfeiler wird vorteilhafterweise derart gewählt, daß diese so weit nachzugeben vermögen, daß die gesamten primären Spannungshüllen um die Entlastungshohlräume sowie gegebenenfalls um den geschützten Hohlraum in eine gemeinsame, sowohl die Entlastungshöhlräume als auch den geschützten Hohlraum umgebende sekundäre Spannungshülle übergehen, und dennoch das entspannte Gebirge unmittelbar oberhalb des geschützten Hohlraumes ausreichend zu unterstützen vermögen. The thickness of the intermediate pillars is advantageously chosen so that they are able to yield to such an extent that the entire primary tension envelope around the relief cavities and, if necessary, around the protected cavity merge into a common secondary tension envelope surrounding both the relief cavities and the protected cavity, and yet that able to provide sufficient support for relaxed mountains immediately above the protected cavity.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens einer der Öntlastungshohlräume - und vorzugsweise auch der ge schützte Hohlraum - aus einer Anzahl von nebeneinanderliegenden und gegebenenfalls im wesentlichen parallelen Teilhohlräumen gebildet, die zwischen sich relativ dünne Teilwände aufweisen. Trotz der Teilwände bildet sich um den Entlastungshohlraum eine einzige primäre Spannungshülle aus, sofern das Aushauen der Teilhohlräume von einer Seite zu d#r anderen fortschreitet. Die According to a further embodiment of the invention, at least one of the relief cavities - and preferably also the protected cavity - is formed from a number of adjacent and optionally substantially parallel partial cavities which have relatively thin partial walls between them. Despite the partial walls, a single primary stress envelope is formed around the relief cavity, provided that the cutting of the partial cavities proceeds from one side to the other. the

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Teilwände werden so dünn gewählt, daß sie nur während des Arbeitens in den Entlastungshohlräumen einen vorübergehenden Schutz gegen ein Abbröckeln des zu Bruch gehenden Hangenden bieten und den Spannungszustand um die Entlastungshohlräume herum nicht ändern. Teilwände in den geschützten Hohlraum können die Wetterführung erleichtern. Zum Verzögern eines Zubruchgehens des geschützten Raumes werden sie bei dem Verfahren nach der Erfindung nicht benötigt.Partial walls are chosen so thin that they only have a temporary effect while working in the relief cavities Provide protection against crumbling of the broken hanging wall and the state of tension around the relief cavities not change around. Partial walls in the protected cavity can facilitate weather management. To delay a breakdown of the protected space they are not required in the method according to the invention.

Die Zeitspanne der Sicherheit von bergmännischen Hohlräumen, d.h. die bis zum Auftreten von Rissen und plastischen Verformungen des Hohlraumes bis zur Gebrauchsuntüchtigkeit verstreichende Zeit, hängt von der Natur der gebirgsmechanisehen Beeinträchtigung ab, die in den geschützten Räumen zu erwarten ist. Die Sicherheitszeitspanne wird somit in erster Linie durch den gebirgsmechanisehen Zustand des Gebirges und der beabsichtigten Verwendung der geschützten Hohlräume bestimmt. Strecken für den Hauptverkehr eines Bergwerkes können zum Beispiel für eine Sicherheitszeitspanne ausgelegt werden, die mindestens so groß ist wie die erwartete Lebensdauer des Bergwerkes.The time span of the safety of mining cavities, i.e. the time until cracks and plastic deformations occur The time it takes for the cavity to become unusable depends on the nature of the rock mechanical impairment that is to be expected in the protected rooms. The safety period is thus primarily through the rock mechanical state of the rock and the intended Use of the protected cavities intended. Routes for the main traffic of a mine can for example be for a safety period can be designed which is at least as long as the expected service life of the mine.

Die Sicherheitszeitspanne eines geschützten bergmännischen Hohlraumes kann zu jeder Zeit durch Verändern der fünf Konstruktions-Parameter, Breite der Entlastungshohlräume, Breite des geschützten Raumes, Stärke der Zwischenpfeiler, Zeitverzögerung bis zum Bilden des geschützten Hohlraumes und Anzahl der Teilhohlräume bzw. Teilräume vorausbestimmt werden. Eine weitere Möglichkeit, die Sicherheitszeitspanne zu beein flussen, besteht darin, einen geometrischen Faktor der Inten sität der Entlastungshohlräume einzuführen, d.h. das Verhältnis der Gesamtbreite der Entlastungshohlräume zu der Gesamtbreite des geschützten Raumes. Die Intensität der Entlastungshohlräume kann j in einem Bereich verändert werden, der von dem gebirgsmechanischen Zustand des Gebirges abhängt. Je größer The safety period of a protected mining cavity can be predetermined at any time by changing the five construction parameters, width of the relief cavities, width of the protected space, thickness of the intermediate pillars, time delay until the protected cavity is formed and the number of partial cavities or subspaces. Another possibility to influence the safety period is to introduce a geometric factor of the intensity of the relief cavities, ie the ratio of the total width of the relief cavities to the total width of the protected space. The intensity of the relief cavities can be varied in a range that depends on the rock-mechanical state of the rock. The bigger

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dieser Faktor ist, desto größer ist für gegebene Werte der fünf Grundparameter die Sicherheitszeitspanne. Durch systematische Veränderung der genannten fünf Grundparameter und des einen geometrischen Faktors können geschützte bergmännische Hohlräume für jede beliebige Sicherheitszeitspanne von weniger als ein Monat bis zu: .einem unendlichen Zeitraum entworfen werden. Dies gilt für die meisten cebirgsmechanisehen Zustände außer wenn das Gebirge unmittelbar.über dem geschützten Hohlraum keinen ausreichenden Zusammenhang aufweist, wie etwa bei losem Sand, fließendem Ton oder sehr dünnen Schichten zerklüfteten Gesteines.this factor is, the greater is the for given values five basic parameters the safety period. Through systematic Modification of the five basic parameters mentioned and one geometric factor can be protected mining Cavities can be designed for any safety period from less than a month to:. An infinite period of time. This is true for most mountain mechanical states except if there is no mountain immediately above the protected cavity sufficiently coherent, such as loose sand, flowing clay or very thin layers of fissured Rock.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Vorgang des Über-führens von zwei primären Spannungshüllen in eine stabile sekundäre Spannungshülle - gegebenenfalls mehrmals - dadurch wiederholt werden, daß zwischen zwei zuvor ausgebildeten sekundären Spannungshüllen, welche jeweils zwei Entlastungshohlräume und einen geschützten Hohlraum umgeben, ein weiterer ge-According to another embodiment of the invention, the process of transferring two primary tension sheaths into a stable one can be performed secondary tension envelope - if necessary several times - are repeated in that between two previously formed secondary tension envelopes, each having two relief cavities and surround a protected cavity, another

artart

schützt er Hohlraum, der gebildet wird, daß die sekundären Spannungshüllen in eine tertiäre Spannungshülle übergehen., welche die beiden sekundären Spannungshüllen und den weiteren geschützten Hohlraum umgibt. c it protects the cavity that is formed so that the secondary tension envelopes merge into a tertiary tension envelope. Which surrounds the two secondary tension envelopes and the further protected cavity. c

Der Vorgang des Überführens dieser Spannungshüllen kann vielemale wiederholt werden, um eine große stabile Spannungshülle zu erzeugen, die eine abgebaute Lagerstätte ganz oder teilweise umhüllt. Die Form und die Höhe dieser sich ergebenden stabilen Spannungshülle kann mit dem Verfahren nach der Erfindung so gewählt werden, daß die Spannungshülle in jeder beliebigen Formation des Gebirges untergebracht werden kann, die geeignet ist, die Spannungshülle stabil zu halten.The process of transferring these tension sheaths can be multiple be repeated to create a large stable stress envelope that completely or partially covers a mined deposit enveloped. The shape and the height of this resulting stable tension envelope can be selected with the method according to the invention that the tension envelope can be accommodated in any formation of the mountain range that is suitable, to keep the tension envelope stable.

Für die Sicherung des Bergwerkes und von Bauten an der Tageoberflache können mehrere langgestreckte Spannungshüllen mit dazwischengeschalteten Tragpfeilern parallel zueinander angeord-For securing the mine and structures on the surface several elongated tension envelopes with supporting pillars in between can be arranged parallel to one another.

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net werden, um für die Steuerung der Verformung und des Sichsetzens des Hangenden eine Schutzschicht aus stabilen Spannungshüllen zu bilden. Eine solche Steuerung ermöglicht einen sicheren Abbau einer maximalen Lagerstättenflache, ohne das Gebirge über einen vorbestimmten Wert hinaus zu stören. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Schichten oberhalb des zu schützenden Raumes Grundwasser führen.net in order to control deformation and settling of the hanging wall to form a protective layer of stable tension shells. Such control enables one Safe mining of a maximum deposit area without disturbing the mountains beyond a predetermined value. this is particularly important if the layers above the area to be protected contain groundwater.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungebeispiele näher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention will be described with reference to some of the appended Drawing illustrated embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines üblichen bergmännischen Hohlraumes und der dazu gehörigen Spannungshülle mit überlagerter Querspannungsverteilung in der Mittelsenkrechten des Hohlraumes,Fig. 1 is a schematic representation of a conventional mining Cavity and the associated stress envelope with superimposed transverse stress distribution in the median line of the cavity,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 1 mit den ersten Stufen eines Ausführungsbeispieles des Verfahrens nach der Erfindung,FIG. 2 shows a representation similar to that of FIG. 1 with the first stages of an embodiment of the method according to the invention,

Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen ähnlich derjenigen nach Fig. 2 mit den folgenden Stufen des Verfahrens,3 and 4 are schematic representations similar to that of FIG. 2 with the following stages of the process,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der letzten Stufe des Verfahrens,5 shows a schematic representation of the last stage of the process,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich derjenigen nach Fig. 2, welche eine Modifizierung des Verfahrens nach der Erfindung mit einer Anzahl von Teilhohlräumen, welche die Entlastungshohlräume bilden,Fig. 6 is a view similar to that of Fig. 2 showing a modification of the method according to the invention with a number of partial cavities which form the relief cavities,

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich derjenigen nach Fig. 5, welche eine Modifizierung des Verfahrens nach der Erfindung mit einer Anzahl von Teilräumen zeigt, welche den geschützten Hohlraum bilden, undFIG. 7 is a view similar to that of FIG. 5, showing a modification of the method according to the invention shows a number of subspaces which form the protected cavity, and

Fig. 8 eine weitere Ansicht ähnlich derjenigen nach Pia, S, welche den Vorgang der Überführung von erE Spannungshüllen darstelJ t.-8 shows a further view similar to that according to Pia, S, which shows the process of transferring tension envelopes.

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Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, ein bergmännischer Hohlraum 11 unter Tage, beispielsweise eine horizontal verlaufende Abbau- oder Gesteinsstrecke, ausgehauen oder anderweitig aufgefahren wird, bildet sich um den Querschnitt des Hohlraums im wesentlichen gleichförmig eine Spannungshiille 12 aus. Die Spannungshiille stellt die Spannungszone mit einer die Anfangsspannung bezüglich der Begrenzungen des Hohlraumes übersteigenden Tangentialspannung Oq dar. Die Querspannung <O , d.h. die Tangentialspannung<O Q im Hangenden in der Mittelsenkrechten des Hohlraumes, ist im allgemeinen gemäß der Kurve 13 verteilt. Wie aus dieser Kurve ersichtlich, ist die Spannung unmittelbar angrenzend an den Hohlraum 11 stark konzentriert. Von größerer Bedeutung ist jedoch, daß der Spannungsgradient dort außerordentlich steil ist. Untersuchungen haben ergeben, daß nicht die Gravitationskräfte, sondern diese Konzentration und dieser große Gradient der Querspannung bei einem solchen in üblicher Weise geformten Hohlraum 11 unmittelbar für den Vorgang des Zubruchgehens der Decke verantwortlich sind. Um die Möglichkeit eines Zubruchgehens der Decke klein zu halten, ist es bisher üblich gewesen, die Breite des Hohlraumes zu begrenzen und/oder kostspielige Tragkonstruktionen zu errichten. Beide dieser Maßnahmen sind aus den oben erwähnten Gründen vom wirtschaftlichen Standpunkt unerwünscht und in manchen Fällen sogar unzureichend. Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten, indem sie ein Herstellungsverfahren für einen Grubenbau liefert, in welchem dicht nebeneinander Entspannungshohlräume und geschützte Plohlräume gebildet werden, so daß sich eine Schutzspanmmgnhüllg steuerbar ausbildet, welche den Grubenbau umfaßt und dazu dient, für jede gewünschte Zeitspanne die langfristige Sicherheit des bergmännischen Hohlraumes gegen ein Zerklüften oder Zubruchgehen des umgebenden Gebirges ohne das Erfordernis von Hilfstragkonstruktionen sicherzustellen. If, as shown in FIG. 1, a mining cavity 11 underground, for example a horizontally running excavation or rock section, is excavated or otherwise excavated, a stress envelope 12 is formed around the cross section of the cavity substantially uniformly. The Spannungshiille represents the voltage zone at a the starting voltage with respect to the boundaries of the cavity exceeding tangential Oq. The cross-voltage <O, the tangential <OQ ie in the roof in the perpendicular bisector of the cavity, the curve 13 is distributed generally in accordance with. As can be seen from this curve, the stress is strongly concentrated immediately adjacent to the cavity 11. What is more important, however, is that the stress gradient there is extremely steep. Investigations have shown that it is not the gravitational forces, but this concentration and this large gradient of the transverse stress in such a conventionally shaped cavity 11 that are directly responsible for the process of the ceiling breaking. In order to keep the possibility of the ceiling collapsing small, it has hitherto been customary to limit the width of the cavity and / or to erect expensive supporting structures. Both of these measures are undesirable from an economic point of view, and in some cases even insufficient, for the reasons mentioned above. The present invention eliminates these difficulties by providing a manufacturing method for a pit construction in which stress-relieving cavities and protected piles are formed close together, so that a Schutzspanmmgnhüllg is controllably formed, which includes the pit and serves to provide long-term safety for any desired period of time of the mined cavity against fissuring or collapsing of the surrounding mountains without the need for auxiliary support structures.

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Mit Bezug auf die abgebildeten Ausführungsbeispiele sei das Bauverfahren nach der Erfindung etwas eingehender beschrieben. Das Verfahren besteht allgemein darin, daß zunächst wenigstens zwei Entlastungshohlräume in dem Gebirge ausgehauen werden, in welchem später ein oder mehrere geschützte Hohlräume gebildet werden sollen, und daß sodann der Grad des Zubruchgehens von First und Sohle der Entlastungshohlräume so gewählt wird, daß sich um jeden Entlastungshohlraum eine primäre Spannungshülle steuerbar ausbildet, und daß dann schließlich einer oder mehrere geschützte Hohlräume in dem Bereich zwischen zwei vorher geformten Entlastungshohlraumen unter Bildung von Zwischenpfeilern geformt v/erden, deren Stärke so gewählt wird, daß sie leicht nachzugeben vermögen und dadurch die einzelnen, zu den Entlastungshohlräumen und den geschützten Hohlräumen gehörenden primären Spannungshüllen relativ schnell in eine einzige sekundäre Spannungshülle umwandeln, welche den aus den Entlastungshohlräumen und den geschützten Hohlräumen bestehenden Grubenbau umfassen. Die sekundäre Spannungshülle weist dabei in ihrem Inneren eine spannungsfreie Zone auf und dient dazu, ohne Hilfstragkonstruktionen das Hangende stabil zu unterstützen und den Gebirgsdruck um die geschützten Hohlräume herum aufzunehmen, während die spannungsfreie Zone als stabiles Hüllgerüst wirkt, welches einen Schutz gegen Gesteinsablösungen an den inneren Begrenzungsflächen der sekundären Spannungshülle bietet. With reference to the illustrated embodiments, the construction method according to the invention will be described in somewhat more detail. The method generally consists in first carving out at least two relief cavities in the rock in which one or more protected cavities are to be formed later, and that then the degree of Collapse of the ridge and sole of the relief cavities is chosen so that there is one around each relief cavity primary tension envelope forms controllable, and that then finally one or more protected cavities in the Area between two previously formed relief cavities with the formation of intermediate pillars, their strength is chosen so that they are able to yield easily and thereby the individual, to the relief cavities and the transform the primary tension envelope belonging to protected cavities relatively quickly into a single secondary tension envelope, which comprise the mine construction consisting of the relief cavities and the protected cavities. The secondary The tension envelope has a tension-free zone in its interior and is used without auxiliary support structures to support the hanging wall stably and to absorb the rock pressure around the protected cavities, while the stress-free Zone acts as a stable shell, which offers protection against rock detachment on the inner boundary surfaces of the secondary stress shell.

Das erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung ist in den Fig. 2 bis 5 dargestellt. Zunächst sind zwei Entlastungshohlräume 14 und 16 ausgehauen oder anderweitig gebildet worden, die beispielsweise als Strecken horizontal durch das Gebirge verlaufen. Die Entlastungshohlräume liegen parallel zueinander und in einem Abstand voneinander auf den beiden Seiten eines sich horizontal erstreckenden Bereiches 17,The first embodiment of the method according to the invention is shown in FIGS. First are two Relief cavities 14 and 16 have been carved out or otherwise formed, for example as stretching horizontally run through the mountains. The relief cavities are parallel to each other and at a distance from each other on the both sides of a horizontally extending area 17,

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in welchem später ein geschützter Hohlraum mit einer vorbestimmten Sicherheitszeitspanne geschaffen werden soll.in which later a protected cavity with a predetermined Safety period should be created.

Infolge der Entlastungshohlräume bilden sich um diese primäre Spannungshüllen 18 und 19 aus. Zunächst sind die primären Spannungshüllen 18 und 19 relativ flach,und die Tangentialspannung <5"q ist, wie durch die Spitze in der Querspannungs-Verteilungskurve 21 der Fig. 2 angedeutet, in einer relativ schmalen Spannungszone um jeden Entlastungshohlraum herum konzentriert. Der First 22 und die Sohle 23 jedes Entlastungshohlraumes sind jedoch so breit gewählt, daß sie nach einer vorgegebenen Zeitspanne in vorher bestimmter Weise nachzugeben vermögen, um dadurch das Hangende und das Liegende der Hohlräume zu entspannen. As a result of the relief cavities, primary stress envelopes 18 and 19 are formed around them. First are the primary tension shells 18 and 19 relatively flat and the tangential stress <5 "q, as indicated by the peak in the transverse stress distribution curve 21 of Fig. 2, concentrated in a relatively narrow stress zone around each relief cavity. The ridge 22 and the sole 23 of each relief cavity are chosen so wide that they after a predetermined period of time Able to give way in a predetermined way in order to relax the hanging wall and the lying of the cavities.

Nach einer bestimmten Zeit ist das Zubruchgehen von First und Sohle bis zu dem in Fig. 3 dargestellten Ausmaß fortgeschritten. Die primären Spannungshüllen bauschen sich nach außen, wodurch, wie aus der Querspannungs-Verteilungskurve 21 hervorgeht, der Spitzenwert der Tangentialspannung verringert und gleichzeitig die Stärke der Spannungshülle vergrößert wird. Dadurch ist die überschießende Tangentialspannung über eine breitere und tiefere Spannungszone in der Nachbarschaft der Entlastungshohlräume verteilt. Die Entspannung kann so weit zugelassen werden, daß der First der Entlastungshohlräume abbricht und, wie bei 24 in Fig. 4 angedeutet, auf die Sohle der Entlastungshohlräume fällt, wodurch sich ein stabiler natürlicher First neu bildet. Dies bewirkt eine weitere Abflachung des Spitzenwertes der Querspannungs-Verteilungskurve und eine noch größere Ausweitung der Spannungshülle.After a certain time, the ridge and sole have broken down to the extent shown in FIG. 3. The primary stress envelopes bulge outwards, as a result of which, as can be seen from the transverse stress distribution curve 21, the The peak value of the tangential stress is reduced and at the same time the strength of the stress envelope is increased. This is the Excessive tangential stress over a wider and deeper stress zone in the vicinity of the relief cavities distributed. The relaxation can be allowed to such an extent that the ridge of the relief cavities breaks off and, as at 24 indicated in Fig. 4, falls on the sole of the relief cavities, whereby a stable natural ridge is newly formed. This causes a further flattening of the peak value of the transverse stress distribution curve and an even greater expansion the tension envelope.

Bei dem Vorhergehenden ist von Bedeutung, daß die Ausbildung der primären Spannungshülle um die Entlastungshohlräume durch die Wahl des Grades des Zubruehgehens von First und Sohle derIn the foregoing it is important that the formation of the primary stress envelope around the relief cavities through the choice of the degree of extension of the ridge and sole of the

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Entlastungshohlräume steuerbar ist. Der Grad des Zubruchgehens kann unter Berücksichtigung des gebirgsmechanischen Zustandes des umgebenden Gebirges durch die Wahl der Breite der Entlastungsöffnungen in Bezug auf deren Höhe und derjenigen der Breite des beabsichtigten geschützten Hohlraumes bestimmt werden. Je größer die Breite der Entlastungshohlräume ist, desto schneller und tiefer erfolgt die Entspannung des Hangenden und des Liegenden und desto höher ist somit nach einer gegebenen Zeitspanne die primäre Spannungshülle. Der Grad des Zubruchgehens von First und Sohle kann daher beliebig gewählt werden zwischen einer leichten Spannungsreduzierung in dem Gebirge und einem vollkommenen Zubruchgehen, um wiederum die Ausbildung der primären Spannungshülle bis zu jedem gewünschten Ausmaß zu steuern.Relief cavities is controllable. The degree of collapse can be determined taking into account the mechanical condition of the rock of the surrounding mountains by choosing the width of the relief openings in relation to their height and that of the Width of the intended protected cavity can be determined. The larger the width of the relief cavities, the more faster and deeper the relaxation of the hanging wall and the recumbent takes place and the higher is therefore according to a given The primary tension envelope. The degree of breakage of the ridge and sole can therefore be chosen as desired between a slight reduction in tension in the mountains and a complete breakdown in order to restore the training control the primary tension envelope to any desired extent.

Anschließend an die Ausbildung der primären Spannungshüllen und 19 in der beschriebenen Weise wird, wie in Fig. 5 dargestellt, in dem Bereich 17 zwischen den Entlastungshohlräumen 14 und 16 der beabsichtigte geschützte Hohlraum 26 ausgehauen oder anderweitig gebildet. Die auf diese Weise zwischen dem geschützten Hohlraum und den Entlastungshohlräumen entstehenden Zwischenpfeiler 27 sind so dimensioniert, daß sie ohne Zubruchgehen dem Gebirgsdruck nachgeben können, um einer weiteren Verformung des umgebenden Gebirges zu widerstehen. Hierzu werden die Zwischenpfeiler 27, abhängig von der Nachgiebigkeit ihres Materials in Bezug auf den Gebirgsdruck, schmal ausgeführt. Durch das Nachgeben der Zwischenpfeiler 27 werden die primären Spannungshüllen, d.h. die Spannungshüllen 18 und 19 der Entlastungshohlräume 14 und 16 sowie eine hier nicht dargestellte primäre Spannungshülle um den geschützten Hohlraum 26, in eine einzige sekundäre Spannungshülle 28 überführt, welche den aus den Entlastungshohlräumen und dem geschützten Hohlraum bestehenden Grubenbau umfaßt und das ganze Gebirge in seinem Inneren entspannt und damit eine rohrförmige Entspannungszone 29 erzeugt.Subsequent to the formation of the primary tension envelopes and 19 in the manner described, as shown in FIG. 5, In the area 17 between the relief cavities 14 and 16, the intended protected cavity 26 is carved out or otherwise formed. The created in this way between the protected cavity and the relief cavities Intermediate pillars 27 are dimensioned in such a way that they can yield to the rock pressure without collapsing in order to prevent further deformation of the surrounding mountains. For this purpose, the intermediate pillars 27, depending on the flexibility of their Materials in relation to the mountain pressure, made narrow. By yielding the intermediate pillars 27, the primary tension envelopes, i.e. tension envelopes 18 and 19 of relief cavities 14 and 16 and one not shown here primary tension envelope around the protected cavity 26, transferred into a single secondary tension envelope 28, which includes the mine construction consisting of the relief cavities and the protected cavity and the entire mountain range in relaxes its interior and thus creates a tubular relaxation zone 29.

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Die sekundäre Spannungshülle 28 besitzt im ganzen eine ovale oder seitlich verlängerte, elliptische Form, die sich oberhalb und unterhalb des geschützten Hohlraumes von den Entlastüngshohlräumen aus bogenförmig nach innen erstreckt. Die zugehörige Verteilung der Querspannung 'o'- in der Mittelsenkrechten des geschützten Hohlraumes 26 wird durch die Kurve 32 wiedergegeben. Die Kurve weist von dem geschützten Hohlraum senkrecht nach außen ein der sekundären Spannungshülle 28 entsprechendes Maximum auf, das nach innen in ein relativ flaches und nur leicht gekrümmtes Minimum übergeht, welches der Entspannungszone 29 der Spannungshülle entspricht.The secondary tension envelope 28 has on the whole an oval or laterally elongated, elliptical shape that extends above and below the protected cavity from the relief cavities extends from arcuately inward. The associated distribution of the transverse stress' o'- in the mid-perpendicular of the protected cavity 26 is represented by curve 32. The curve points away from the protected cavity perpendicular to the outside, a maximum corresponding to the secondary tension envelope 28, which towards the inside becomes a relatively flat one and only slightly curved minimum passes over, which corresponds to the relaxation zone 29 of the tension envelope.

Wie aus Kurve 32 ersichtlich, ist der Spannungsgradient in der Entlastungszone 29 relativ flach und somit klein gegen denjenigen der Spannungsverteilungskurve 13 nach Fig. 1. Dadurch wird der geschützte Hohlraum 26 gegen Drücke des Deckgebirges und des Seitengebirges geschützt und durch die hohe Konzentration der Tangentialspannung in der den geschützten Hohlraum außen umgebenden sekundären Spannungshülle fast bleibend stabil gehalten. Infolge der rohrförmigen Entlastungszone 29 tritt in dem dem geschützten Hohlraum unmittelbar benachbarten Gebirge kaum eine Spannungskonzentration auf, wodurch das entspannte Gebirge als zylindrische Abschirmung wirkt, welche einer normalerweise zu erwartenden Zerklüftung des Gebirges an den inneren Begrenzungsflächen der Spannungshülle entgegenwirkt. Weiterhin dienen die Zwischenpfeiler 27 dazu, in dem gesamten Hangenden und Liegenden innerhalb der Spannungshülle den Aufbau von Spannungen durch kriechende Verformung der Zwischenpfeiler zu verhindern. Gleichzeitig bewirkt die verbleibende Stärke der nachgegebenen Zwischenpfeiler eine ausreichende Unterstützung des entspannten Gebirges unmittelbar oberhalb des geschützten Hohlraumes.As can be seen from curve 32, the stress gradient in the relief zone 29 is relatively flat and thus small in comparison those of the voltage distribution curve 13 according to FIG. 1. As a result the protected cavity 26 is protected against pressures of the overburden and the side rock and by the high Concentration of the tangential stress in the protected area The cavity surrounding the secondary tension envelope almost permanent kept stable. As a result of the tubular relief zone 29 occurs in the cavity immediately adjacent to the protected cavity Mountains hardly show a concentration of stress, which means that the relaxed mountains act as a cylindrical shield, which counteracts the normally expected fissures of the rock on the inner boundary surfaces of the stress envelope. Furthermore, the intermediate pillars 27 serve in the entire hanging wall and lying within the tension envelope to prevent the build-up of stresses due to creeping deformation of the intermediate pillars. Simultaneously causes the remaining Strength of the yielding intermediate pillars sufficient support for the relaxed mountains immediately above of the protected cavity.

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Die Sicherheitszeitspanne des geschützten Hohlraumes 26 des Grubenbaues nach Fig. 5 kann durch die Wahl von dessen Grundparameter gesteuert werden: Breite der Entlastungshohlraume 14 und 16, Breite des geschützten Hohlraumes 26, Stärke der Zwischenpfeiler 27, Zeitpunkt des Bildens des geschützten Hohlraumes und Anzahl der Teilhohlräume und Teilräume, jeweils in Abhängigkeit von dem gebirgsmechanischen Zustand des umgebenden Gebirges.The safety period of the protected cavity 26 of the mine structure according to FIG. 5 can be determined by the choice of its basic parameters are controlled: width of the relief cavities 14 and 16, width of the protected cavity 26, thickness of the Intermediate pillar 27, time of formation of the protected cavity and number of sub-cavities and sub-spaces, respectively depending on the rock-mechanical state of the surrounding rock.

In dem anhand der Fig. 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen sowohl die Entlastungshohlraume als auch der geschützte Hohlraum aus einer einzigen Öffnung. Beide können jedoch, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, Teilhohlräume und Teilräume aufweisen. Die jeweiligen Breiten dieser Räume bestimmen das Ausmaß der primären Spannungshüllen (Fig. 6), und die Zeitverzögerung bis zur Bildung des geschützten Hohlraumes bestimmt den Grad der Spannung des Gebirges innerhalb der primären Spannungshülle. Die Breite des geschützten Hohlraumes beeinflußt die Form und Größe der sekundären Spannungshülle, und die Stärke der Zwischenpfeiler bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die primären Spannungshüllen in die einzige sekundäre Spannungshülle 28 übergehen. Durch das Vorsehen von mehreren Teilhohlräumen und Teilräumen kann deren Breite größer sein als bei jeweils nur einer Öffnung. Der gebirgsmechanische Zustand des Gebirges wird durch drei Grundfaktoren bestimmt: Anfangsspannungsfeld unter Tage, Gesteinseigenschaften und Form der beabsichtigten Öffnungen des Grubenbaues. In the embodiment described with reference to FIGS. 2 to 5, there are both the relief cavities and the protected cavity from a single opening. Both can, however, as shown in FIGS. 6 and 7, partial cavities and have subspaces. The respective widths of these spaces determine the extent of the primary stress envelopes (Fig. 6), and the time delay before the protected cavity is formed determines the degree of tension in the rock within the primary tension envelope. The width of the protected cavity affects the shape and size of the secondary stress envelope, and the thickness of the intermediate pillars determines the speed with which the primary tension envelope merge into the only secondary tension envelope 28. By providence the width of several partial cavities and partial spaces can be greater than in the case of only one opening in each case. The rock mechanical The condition of the rock is determined by three basic factors: the initial stress field underground, rock properties and the shape of the intended openings in the mine.

Die Konzentration der Spannung in der sekundären Spannungshülle 28 und damit deren Stärke sowie die Hülle der Entspannungszone 29 werden durch das Ausmaß bestimmt, zu welchem bei der Bildung des geschützten Hohlraumes 26 die gesteuerte Ausbildung der primären Spannungshüllen 18 und 19 fortge-The concentration of the tension in the secondary tension envelope 28 and thus its strength as well as the envelope of the relaxation zone 29 are determined by the extent to which in the formation of the protected cavity 26 the controlled Formation of the primary tension envelopes 18 and 19 advanced

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schritten ist. Auf diese Weise wird der geschützte Hohlraum 26 durch die gesteuerte Bildung der sekundären Spannungshülle und der Entlastungszone vermittels der beschriebenen Wahl der fünf Grundparameter auch in gebrächem und klüftigem Gebirge für jede gewünschte Sicherheitszeitspanne geschützt. Ein Grubenbau mit einem in der beschriebenen Weise gebildeten, geschützten Raum ist für eine Verwendung als Hauptzugang für eine Grube geeignet oder für einen anderen bergmännischen Hohlraum, der während seiner ganzen Lebenszeit ohne Erhaltungsarbeiten an seinem First einen sicheren Verkehr unter Tage gewährleisten soll. .is stepped. In this way, the protected cavity 26 is created by the controlled formation of the secondary tension envelope and the relief zone by means of the described selection of the five basic parameters even in rough and fissured mountains protected for any desired safety period. A mine with a protected one formed in the manner described Space is suitable for use as the main access to a pit or for another mining cavity, which guarantees safe underground traffic for its entire life without maintenance work on its ridge target. .

In Fig. 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für das Vorsehen von Entlastungshohlräumen 84 und 86 dargestellt, welche im Ganzen den Entlastungshohlräumen 14 und 16 der Fig. 2 entsprechen. Auch bei dieser Anordnung sind die Entlastungsöffnungen auf den beiden Seiten eines Bereiches 87 angeordnet, in welchem der geschützte Hohlraum gebildet werden soll. Die Entlastungshohlräume bestehen aus einer Anzahl von Teilhohlräumen, wobei Teilhohlräume 88 und 89 den Entlastungshohlraum 84 und Teilhohlräume 90, 91 und 92 den Entlastungshohlraum 86 bilden. Zwischen den Teilhohlräumen befinden sich dünne Teilwände 93. Unabhängig von der Anzahl dieser Teilhohlräume bildet sich jeweils nur eine primäre Spannungshülle 94 oder 95 um die entsprechenden Entlastungshohlräume 84 und 86 aus.In Fig. 6 is a second embodiment for the provision of relief cavities 84 and 86, which correspond as a whole to the relief cavities 14 and 16 of FIG. In this arrangement, too, the relief openings are arranged on both sides of an area 87, in which the protected cavity is to be formed. The relief cavities consist of a number of partial cavities, with partial cavities 88 and 89 being the relief cavity 84 and partial cavities 90, 91 and 92 being the relief cavity 86 form. Thin partial walls 93 are located between the partial cavities. Forms regardless of the number of these partial cavities only one primary stress envelope 94 or 95 around the corresponding relief cavities 84 and 86 at a time.

Die beschriebenen Entlastungshohlräume aus mehreren Teilhohlräumen können bei einem einzigen geschützten Hohlraum gemäß Fig. 5 verwendet werden oder 4aber, wie aus Fig. 7 hervorgeht, kann ein geschützter Hohlraum 96 durch jine Anzahl von Teilräumen 97 und 98 gebildet werden, die durch eine Teilwand 99 voneinander getrennt sind. Auch hier gehen die beiden primären Spannungshüllen der beiden Entspannungshohlräume in eine einzigeThe relief cavities described from several sub-cavities can be used in a single protected cavity according to FIG. 5 or 4, however, as can be seen from FIG are separated from each other. Here, too, the two primary tension envelopes of the two relaxation cavities go into a single one

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sekundäre Spannungshülle 100 über, welche alle Entspannungshohlräume und den geschützten Hohlraum umfaßt.secondary stress envelope 100 over which all stress relief cavities and comprises the protected cavity.

Der Vorgang des Überführens von zwei primären Spannungshüllen, z.B. 18 und 19, in eine stabile sekundäre Spannungshülle, z.B. 28, kann mit zwei solchen sekundären Spannungshüllen wiederholt werden, um eine stabile tertiäre Spannungshülle zu bilden, welche alle der betroffenen Entlastungshohlräume und geschützten Hohlräume umfaßt, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Dort ist ein geschützter Hohlraum 26' gezeigt, der zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten, sekundären Spannungshüllen 28' und 28" angeordnet ist. Diese sekundären Spannungshüllen bilden eine stabile tertiäre Spannungshülle 110. Ein solches Zusammensetzen von Spannungshüllen kann mehrfach wiederholt werden, indem Paare von zuletzt erzeugten Spannungshüllen zur Bildung einer vierten stabilen . Spannungshülle 112 verwendet werden.The act of moving two primary tension envelopes, e.g. 18 and 19, into a stable secondary tension envelope, e.g. 28, can be repeated with two such secondary tension envelopes to form a stable tertiary tension envelope which includes all of the affected relief cavities and protected cavities as shown in FIG. A protected cavity 26 'is shown there, which is arranged between two secondary tension envelopes 28' and 28 ″ which are arranged at a distance from one another. These secondary tension envelopes form a stable tertiary tension envelope 110. A Such a combination of tension envelopes can be multiple be repeated by pairs of last generated voltage envelopes to form a fourth stable. Tension sleeve 112 be used.

Im Vorstehenden ist die Erfindung mit Bezug auf den Bau von horizontal verlaufenden, ebenen Strecken beschrieben worden. Das Verfahren nach der Erfindung kann jedoch in gleich vorteilhafter Weise auch bei geneigten Strecken, und zwar unabhängig von deren Neigungswinkel, angewendet werden sowie auch für dreidimensionale bergmännische Hohlräume unter Tage.In the foregoing, the invention has been described with reference to the construction of horizontally extending, level routes. The method according to the invention can, however, also be used in an equally advantageous manner in the case of inclined stretches, namely independently of their angle of inclination, as well as for three-dimensional mining cavities underground.

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Claims (8)

A 38 536 h - 1? - Patentansprüche :A 38 536 h - 1? - Patent claims: 1. Verfahren zum Steuern der langfristigen Sicherheit von bergmännischen Hohlräumen unter Tage gegen Zubruchgehen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst beiderseits eines Bereiches (17) des Gebirges, in welchem später ein geschlitzter Hohlraum (26) geschaffen werden soll, zwei Entlastungshohlräume (14, 16) mit diese umgebenden primären Spannungshüllen (18, 19) gebildet werden, dass sodann in dem Bereich (17) zwischen den beiden Entlastungshohlräumen (14, 16) der geschützte Hohlraum (26) unter Bildung von Zwischenpfeilern (27) zwischen den Entlastungshohlräumen (14, 16) und dem geschützten Hohlraum (26) geschaffen wird, und dass die Stärke der Zwischenpfeiler (27) derart gewählt vird, dass diese ohne Zubruchgehen dem Gebirgsdruck so weit nachzugeben vermögen, dass die primären Spannungshüllen (18, 19) um die beiden Entlastungshohlräume (14, 16) und gegebenenfalls eine solche um den geschützten Hohlraum (26) relativ schnell in eine gemeinsame, sowohl die Entlastungshohlräume (14, 16) als auch den geschützten Hohlraum (26) umgebende sekundäre Spannungshülle (28) übergehen, welche den horizontalen und vertikalen Gebirgsdruck um den geschützten Hohlraum (26) herum dauerhaft1. Process for controlling the long-term security of mining cavities underground against collapsing, characterized in that initially on both sides of an area (17) of the rock, in which a slotted cavity (26) will later be created two relief cavities (14, 16) are to be formed with primary stress envelopes (18, 19) surrounding them, that then in the area (17) between the two relief cavities (14, 16) the protected cavity (26) forming intermediate pillars (27) between the relief cavities (14, 16) and the protected cavity (26) is created, and that the strength of the intermediate pillars (27) is chosen such that they break without breaking Able to yield to the rock pressure so far that the primary stress envelopes (18, 19) around the two relief cavities (14, 16) and possibly one around the protected cavity (26) relatively quickly into a common, a secondary tension envelope surrounding both the relief cavities (14, 16) and the protected cavity (26) (28), which permanently reduces the horizontal and vertical rock pressure around the protected cavity (26) , aufnimmt und in dem von ihr umfassten Gebirge eine Entspannungszone (29) bildet, die einen Schutz gegen Zerklüftungen des Gebirges an den inneren Begrenzungsflächen der sekundären Spannungshülle (28) bietet., and in the mountains it encompasses a relaxation zone (29), which provides protection against fissures in the rock on the inner boundary surfaces of the secondary Tension sheath (28) offers. - 18 -- 18 - 109 830/1195109 830/1195 A 38 536 h - 18 -A 38 536 h - 18 - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass zum steuerbaren Ausbilden der primären Spannungshüllen (18, 19) um die Entlastungshohlräume (14, 16) ein vorbestimmtes Zubruchgehen von First und gegebenenfalls Sohle der Entlastungshohlräume (14, 16) bezüglich der Zeitverzögerung bis zum Bilden des geschützten Hohlraumes (26) ermöglicht wird.2. The method according to claim 1, characterized that for controllably forming the primary tension envelopes (18, 19) around the relief cavities (14, 16) a predetermined breaking of the ridge and possibly Sole of the relief cavities (14, 16) with respect to the time delay until the protected Cavity (26) is made possible. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass zum Ermöglichen eines vorbestimmten Zubruchgehens von First und gegebenenfalls Sohle der Entlastungshohlräume (14, 16) abhängig von den gebirgsmechanischen Eigenschaften des Gebirges eine vorbestimmte Breite der Entlastungshohlräume (14, 16) sowie des geschützten Hohlraumes (26) in Bezug auf deren Höhe gewählt wird,3. The method according to claim 2, characterized in that to enable a predetermined Breaking of the ridge and possibly the sole of the relief cavities (14, 16) a predetermined width depending on the rock mechanical properties of the rock the relief cavities (14, 16) and the protected cavity (26) is selected with regard to their height, 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke der Zwischenpfeiler (27) derart gewählt wird, dass diese so weit nachzugeben vermögen, dass die gesamten primären Spannungshüllen (18, 19) um die Entlastungshohlräume (14, 16) sowie gegebenenfalls um den geschützten Hohlraum (26) in eine gemeinsame, sowohl die Entlastungshohlräume (14, 16) als auch den geschützten Hohlraum (26) umgebende sekundäre Spannungshülle (28) übergehen und dennoch das entspannte Gebirge unmittelbar oberhalb des geschützten Hohlraumes (26) ausreichend zu unterstützen vermögen.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the thickness of the intermediate pillars (27) is chosen in such a way that these are able to yield so far that the entire primary stress envelopes (18, 19) around the relief cavities (14, 16) and optionally around the protected cavity (26) in a common, a secondary tension envelope surrounding both the relief cavities (14, 16) and the protected cavity (26) (28) pass over and yet the relaxed mountains sufficiently close immediately above the protected cavity (26) support ability. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d. adurch gekennzeichnet , dass mindestens einer der Entlastungshohlräume (84, 86) aus einer Anzahl von nebeneinanderliegenden und gegebenenfalls im wesentlichen parallelen Teilhohlräumen (88# 89; 90, 91, 92) gebildet wird,5. The method according to any one of claims 1 to 4, d. characterized in that at least one of the relief cavities (84, 86) is formed from a number of adjacent and optionally substantially parallel partial cavities (88 # 89; 90, 91, 92), - 19 -- 19 - 10 9 8 3(1/119510 9 8 3 (1/1195 A 38 536 h - 19 -A 38 536 h - 19 - die zwischen sich relativ dünne Teilwände (93) aufweisen (Fig. 6). . .which have relatively thin partial walls (93) between them (Fig. 6). . . 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass beide Entlastungshohlräume (84, 86) aus einer Anzahl von Teilhohlräumen (88, 89; 90, 91, 92) gebildet werden.6. The method according to claim 5, characterized that both relief cavities (84, 86) from a number of partial cavities (88, 89; 90, 91, 92) are formed. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass der geschützte Hohlraum (96) aus einer Anzahl von nebeneinanderliegenden und gegebenenfalls im wesentlichen parallelen Teilräumen (97, 98) gebildet wird, die zwischen sich relativ dünne Teilwände aufweisen (Fig.7). '7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized marked that the protected cavity (96) from a number of adjacent and optionally substantially parallel partial spaces (97, 98) is formed, the relatively thin partial walls between them have (Fig. 7). ' 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen zwei zuvor ausgebildeten sekundären Spannungshüllen (281, 28"), welche jeweils zwei Entlästungshohlräume und einen geschützten Hohlraum umgeben, ein weiterer geschützter Hohlraum (26') derart gebildet wird, dass die sekundären Spannungshüllen (281, 28") in eine tertiäre Spannungshülle (110) übergehen, welche die beiden sekundären Spannungshüllen (28', 28") und den weiteren geschützten Hohlraum (26') umgibt (Fig.8).8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that between two previously formed secondary tension sheaths (28 1 , 28 "), each surrounding two relief cavities and a protected cavity, a further protected cavity (26 ') is formed in this way that the secondary tension envelopes (28 1 , 28 ") merge into a tertiary tension envelope (110) which surrounds the two secondary tension envelopes (28 ', 28") and the further protected cavity (26') (FIG. 8). 10983 0/ 1 1 9 510983 0/1 1 9 5
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0498786A2 (en) * 1991-02-05 1992-08-12 Universale-Bau Aktiengesellschaft Method for limiting subsidence during the excavation of underground cavities

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EP0498786A2 (en) * 1991-02-05 1992-08-12 Universale-Bau Aktiengesellschaft Method for limiting subsidence during the excavation of underground cavities
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