DE2526242C3

DE2526242C3 - Mountain anchor support

Info

Publication number: DE2526242C3
Application number: DE19752526242
Authority: DE
Inventors: Ulf Dr. 4300 Essen Zischinsky
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1978-08-10
Also published as: FR2314354A1; FR2314354B3; DE2526242A1; DE2526242B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsankerausbau aus in Bohrlöchern vermörtelten bzw. verklebten Ankerstäben, die bogen- oder ringförmig radial im Abstand vom Hohlraum angeordnet sind.The invention relates to a rock anchor extension from anchor rods mortared or glued in boreholes, which are arcuate or ring-shaped radially at a distance from Are arranged cavity.

Zur Hohlraumsicherung werten starrer oder nachgiebiger Unterstützungsausbau aus Su. il, Beton oder Holz oder Ankerausbau verwendet, in schwierigen Fällen auch Unterstützungs- und Ankerausbau gemeinsam.Rigid or flexible support structures from Su are used to secure cavities. il, concrete or Wood or anchor reinforcement is used, in difficult cases also support and anchor reinforcement together.

Unterstützungsausbau mit großer Nachgiebigkeit wird insbesondere im Bergbau, und zwar im Abbaubereich häufig verwendet, da er dort die abbaubedingten großen Verformungen meist aufzufangen in der Lage ist, ohne daß der Ausbau durch diese Verformungen des Gebirges zerstört wird. Allerdings muß bei den bisher bekannten Ausbauformen dieser Art eine geringe Steifheit und damit eine zunehmende Entfestigung des Gebirgsmantels in Kauf genommen werden. Das wiederum kann dazu führen, daß der Ausbau ganz oder teilweise einmal oder auch mehrmals erneuert werden muß, was vergleichsweise arbeits- und kostenaufwendig ist.Support construction with great resilience is particularly used in mining, specifically in the mining area, since there it is the mining-related large deformations is usually able to absorb without the expansion due to these deformations of the Mountain is destroyed. However, with the previously known types of construction of this type, a small one Rigidity and thus an increasing softening of the mountain mantle must be accepted. That in turn, this can lead to the expansion being completely or partially renewed once or several times must, which is comparatively laborious and costly.

Steifer Ausbau wird insbesondere im Tunelbau verwendet. Dieser soll nach Möglichkeit von Anfang an eine Entfestigung des Gebirges verhindern. In vielen Fällen wird das mit Spirtzbetonausbau erreicht, der dazu unmittelbar nach dem Freilegen der Gebirgswandung aufgetragen wird.Rigid expansion is used in particular in tunnel construction. If possible, this should be done from the beginning prevent the mountains from softening. In many cases this is achieved with aerated concrete lining for this purpose is applied immediately after the rock face has been exposed.

Die bekannten Systeme eines solchen steifen Ausbaus sind andererseits relativ starr und vertragen daher nur geringe Verformungen der Gebirgeschichten. Bei stärkeren Verformungen kann dies leicht zu ihrer Zerstörung führen.The known systems of such a rigid construction are on the other hand relatively rigid and therefore only tolerate small deformations of the mountain stories. In the case of more pronounced deformations, this can easily lead to their Cause destruction.

Auch beim Ankerausbau wird, wie beim steifen Ausbau, die Entfestigung des engeren Gebirgsbereiches vermindert, der um den Hohlraum herum angeordnet ist. Bei standfestem Gebirge genügt Ankerausbau allein,In the case of anchoring, as in the case of rigid expansion, the narrower mountain area is softened reduced, which is arranged around the cavity. In the case of stable mountains, anchor removal alone is sufficient, bei weniger standfestem Gebirge wird Ankerausbau in Verbindung mit Untersfützungsausbau verwendet. Auch Ankerausbau kann bei größerer Verformung des Gebirges seine Wirksamkeit verlieren, z, B, wennin the case of less stable rock, anchor reinforcement is used in conjunction with support reinforcement. Anchor support can also lose its effectiveness in the event of major deformation of the rock, e.g. if kurzbrüchiges Gebirge zwischen den Ankern ausbrichtshort-brittle mountains erupt between the anchors

Sowohl der Unterstützungsausbau als auch derBoth the support expansion and the Ankerausbau beeinflussen den unmittelbaren Gebirgs-Anchor support influence the immediate mountain

mantel um den Hohlraum herum. Diese Ausbauartencoat around the cavity. These types of expansion verringern aber nur mittelbar solche Verformungen, diebut only indirectly reduce deformations that im Abstand vom Hohlraum auftreten, dort ihren Ausgang nehmen, zunächst den Gebirgsmantel unmittelbar am Hohlraum zerstören und damit große Schäden am Ausbau hervorrufeaoccur at a distance from the cavity, there their Take the exit, first destroy the mountain mantle directly at the cavity and thus large Cause damage to the expansion a

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, den Verformun-The invention has the task of reducing the deformation

gen, die im Abstand von dem zu schützenden Hohlraum im Gebirgskörper auftreten, dort zu begegnen, wo sie auftreten.genes that occur at a distance from the cavity to be protected in the mountain body, to meet where they appear.

Die Erfindung geht dabei aus von einem Gebirgsankerausbau der eingangs genannten Gattung, wie erThe invention is based on a rock anchor extension of the type mentioned at the outset, like him aus Glückauf 1957, S. 1468, Abb. 26 nebst zugehörigem Text, bekanntgeworden ist. Bei diesem Gebirgsankerausbau soll von einem voraufgefahrenen Sohlstollen aus die Wandung des späteren endgültigen Tunnelhohlraums durch Ankerstangen geschützt werden, die infrom Glückauf 1957, p. 1468, Fig. 26 together with the associated text. In this rock anchor support, a previously excavated base tunnel should be used the wall of the later final tunnel cavity will be protected by anchor rods, which in Bohrlöcher in einem Abstand von diesem Sohlstollen eingebracht werden. Hierdurch wird der endgültige Hohlraum durch Ankern der unmittelbar hinter seiner Wandung gelegenen Schichten noch vor seiner Auffahrung ausgebaut Der freibleibende Teil derDrilled holes are introduced at a distance from this bottom tunnel. This will make the final Cavity by anchoring the layers immediately behind its wall before its Driveway expanded The non-binding part of the Bohrlöcher dient gleichzeitig zur Aufnahme des Sprengstoffes für die Herstellung des endgültigen Hohlraumes. Verformungen, die von tiefer liegenden Gebirgsschichten ihren Ausgang nehmen, können mit diesem bekannten Gebirgsankerausbau jedoch nichtThe borehole is also used to accommodate the Explosives for making the final cavity. Deformations caused by lower lying Mountain strata can not begin with this well-known rock anchor reinforcement

J5 vermieden werden, da dieser für den endgültigen Hohlraum die gleiche Lage hat wie der übliche Gebirgsankerausbau, der vom endgültigen Hohlraum aus in die unmittelbare Hohlraumwandung eingebracht wird. Er wird iediglich früher eingebrachtJ5 should be avoided as this is for the final Cavity has the same location as the usual rock anchor support, that of the final cavity is introduced into the immediate cavity wall. It is only brought in earlier

Die Lösung der Erfindungsaufgabe kennzeichnet sich demgegenüber dadurch, daß die Ankerst"ae im Abstand vom endgültigen Hohlraum in das Gebirge eingebracht sind und einen äußeren Verstärkungsbogen bzw. -ring bilden. Mit dem erfindungsgemäßen GebirgsankerausIn contrast, the solution to the problem of the invention is characterized in that the anchor rod "ae" is spaced apart are introduced from the final cavity into the rock and an outer reinforcing arch or ring form. With the rock anchor according to the invention bau lassen sich größere Verformungen und Entfestigun gen des hohlraumnahen Gebirgsmantels, die von tieferen Gebirgsschichten ausgehen und den Hohlraum beeinträchtigen können wirksam vermeiden. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Form des Hohlraularger deformations and softening can be achieved genes of the mountain mantle close to the cavity, which emanate from deeper mountain layers and the cavity can effectively avoid. This is especially true when the shape of the hollow space mes selbst nicht die gebirgsmechanisch günstige Bogen- oder Kreisform aufweist. Häufig ist es nämlich aus auffahrtechnischen Gründen oder aus Platzgründen günstiger, beispielsweise rechteckige Hohlräume, sogenannte Rechteckstrecken, zu verwenden. Hier wirdmes itself does not have the mechanically favorable arching or circular shape. Often it is for drive-up reasons or for reasons of space cheaper to use, for example, rectangular cavities, so-called rectangular sections. Here will somit durch die erfindungsgemäße Anwendung äußerer, also im Abstand vom Hohlraum im Gebirge angeordneter Verstärkungsbogen oder -ringe aus Ankerstäben eine nützliche Synthese der betrieblich günstigen Hohlraumform mit der gebirgsmechanisch günstigenthus by the use according to the invention of outer reinforcing arches or rings made of anchor rods, that is to say spaced apart from the cavity in the rock a useful synthesis of the operationally favorable cavity shape with the rock-mechanically favorable one

e>o Ausbauform ermöglicht, die der Spannungsverteilung im Gebirgskörper Rechnung trägt Der äußere Verstärkungsbogen oder -ring verhindert, daß sich die im äußeren Gebirgsmantel um den Hohlraum herum ablaufenden Verformungen und Bewegungen schädliche> o design allows the stress distribution The outer reinforcing arch or ring prevents the im deformations and movements occurring around the cavity

hi auf diesen und dessen Ausbau auswirken können. Dies gilt insbesondere auch für die großen Verformungen, die vom Abbau ausgelöst werden. Auch in diesen schwierigen Fällen wird der schädlichen Entfestigunghi can affect this and its expansion. this applies in particular to the large deformations that are triggered by the breakdown. Also in these difficult cases becomes detrimental softening

des unmittelbaren Gebirgsmantels wirksam vorgebeugt.of the immediate mountain mantle effectively prevented.

Vorteilhaft wird zwischen dem ersten äußeren Verstärkungsbogen bzw. -ring und dem Hohlraum ein teilweiser oder vollständiger zweiter innerer Verstärkungsbogen oder -ring aus Ankerstäben angeordnet, wobei dieser innere Bogen oder Ring vom äußeren Bogen oder Ring aus betrieblichen und gebirgsmechanischen Gründen getrennt ausgebildet ist, aber zweckmäßig unter Verwendung der gleichen Bohrlöcher hergestellt werden kann.It is advantageous if there is a reinforcement between the first outer reinforcement arch or ring and the cavity partial or complete second inner reinforcement arch or ring arranged from anchor rods, this inner arch or ring from the outer arch or ring from operational and rock mechanical Reasons is formed separately, but expediently using the same drill holes can be produced.

Es ist vorteilhaft, den inneren Verstärkungsbogen im Sohlenbereich aus Ankerstäben aus leicht abscherbarem Material zu bilden, z. B. aus Bongossiholzstäben oder faserverstärkten Kunstharzstäben, um bei einem häufig nicht zu vermeidenden Heben der Streckensohle die dann erforderlich werdenden Senkarbeiten möglichst wenig zu behindern.It is advantageous to use the inner reinforcement arch in the To form the sole area from anchor rods made of easily shearable material, e.g. B. from bongossi wood sticks or fiber-reinforced synthetic resin rods in order to avoid the often unavoidable lifting of the track sole to hinder the necessary lowering work as little as possible.

Bei Rechteckhohlräumen kann es sich empfehlen, die seitlichen Firstankerstäbe des äußeren und des inneren Verstärkungsbogens oder -ringes ungeteilt auszubilden, um die seitlichen Auflager zu verstärken.In the case of rectangular cavities, it may be advisable to use the lateral ridge anchor rods of the outer and inner Form reinforcement arch or ring undivided in order to reinforce the lateral supports.

Vielfach wird der erfindungsgemäße Gebirgsankerausbau nichi allein anzuwenden sein, sondern zusätzlich zu einem vor der Hohlraumwandung angeordneten üblichen Unterstützungsausbau aus Stahl, Beton oder Holz.In many cases, the rock anchor support according to the invention will not have to be used alone, but in addition to a conventional support structure made of steel, concrete or arranged in front of the cavity wall Wood.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung in einem Beispiel näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing in an example. It shows

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Gebirgsankerausbau in einer Abbaustrecke mit Rechteckquerschnitt ohne Unterstützungsausbau und1 shows the rock anchor support according to the invention in a mining section with a rectangular cross-section without support expansion and

Fig.2 den erfindungsgemäßen Gebirgsankerausbau in der Sohle einer Abbaustrecke mit Unterstützungsausbau. 2 shows the rock anchor support according to the invention in the bottom of a mining section with support expansion.

In F i g. 1 ist eine Rechteckstrecke 1 dargestellt, die in einem Flöz 2 aufgefahren ist und eine Auffahrhöhe h hat, bei der die unvermeidbare Konvergenz von etwa 50% der Flözmächtigkeit m, die nach Durchgang des ersten Abbaustrebes auftritt, berücksichtigt ist. Die Anordnung von Ankerstäben 3 im Abstand von der Strecke in einem äußeren Verstärkungsring 4 stellt sicher, daß etwa^:3e Schichtflächen gesperrt werden, die als Schwachstellen des Gebirges durch gegenseitige Verschiebebewegungen wirksam werden können und die in jedem Höhenbereich horizontal oberhalb und unterhalb der Rechteckstrecke 1 auftreten können. Im Bereich der Firste 21 ist ein innerer Verstärkungsbogen 50 aus Firstank-jrstäben 5 vorgesehen, dit in den für den äußeren Verstärkungsring 4 bereits hergestellten Bohrlöchern zusätzlich eingebracht sind. Über den Stößen, also im Bereich des noch anstehenden Flözes 2, sind die seitlichen Firstankerstäbe 6 des äußeren Verstärkungsringes 4 zugleich als Teil des inneren Verstärkungsringes 50 verwendet und entsprechend länger ausgebildet worden, um das seitliche Auflager des inneren Verstärkungsringes 50 zu verstärken. Auch für den inneren Verstärkungsring 70 in der Sohle 22 der Rechteckstrecke 1 werden die für den äußeren Verstärkungsring 4 verwendeten Bohrlöcher wieder verwendet. Um ein gegebenenfalls notwendig werdendes Durchsenken im Bereich der Sohle 22 zu erleichtern, werden hier abscherbare Sohlankerstäbe 7 verwendet, die z. B. aus Bongossiholz oder aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sein können. Im Bereich des Flözes 2 ist im Beispiel kein innerer Verstärkungsbogen gesetzt, die Bohrlöcher 8 bleiben vielmehr in diesem Bereich leer, um nach dem Durchgang des ersten Abbaus in dem auf der anderen Seite anstehenden Stoß ein »weiches« Gelenk anstelle einer starren Scherkante vorzusehen. Nach Durchgang des Abbaus werden die beiden von den äußeren und inneren Verstärkungsbogen 4, 15 und 50 bzw. 70 gebildeten Halbschalen im Bereich der Firste 21 bzw. Sohle 22 durch Öepleitdämme 9 bzw. 10 abgefangen. Die Nachgiebigkeit der Begleitdämme 9, 10 muß dabei der Festigkeit des Gebirges im Bereich des Hangenden 20 und (Jes Liegenden 23 angepaßt sein.In Fig. 1 shows a rectangular section 1 which has been driven in a seam 2 and has a drive-up height h that takes into account the unavoidable convergence of around 50% of the seam thickness m, which occurs after the first strut has passed. The arrangement of anchor rods 3 at a distance from the line in an outer reinforcing ring 4 ensures that about ^: 3e layer areas are blocked, which can become effective as weak points in the rock due to mutual displacement movements and which occur horizontally above and below the rectangular line 1 in every height range can. In the area of the roofs 21, an inner reinforcement arch 50 made of ridge tank jars 5 is provided, which are additionally introduced into the drill holes already made for the outer reinforcement ring 4. Above the joints, i.e. in the area of the still pending seam 2, the lateral ridge anchor rods 6 of the outer reinforcement ring 4 are also used as part of the inner reinforcement ring 50 and made correspondingly longer in order to reinforce the lateral support of the inner reinforcement ring 50. The drill holes used for the outer reinforcement ring 4 are also used again for the inner reinforcement ring 70 in the base 22 of the rectangular section 1. In order to facilitate any sinking that may become necessary in the area of the sole 22, shearable sole anchor rods 7 are used here, which, for. B. can be made of bongossi wood or fiber-reinforced plastic. In the area of the seam 2, no inner reinforcement arch is set in the example, the boreholes 8 rather remain empty in this area in order to provide a "soft" joint instead of a rigid shear edge in the joint on the other side after the first excavation. After the dismantling is complete, the two half-shells formed by the outer and inner reinforcement arches 4, 15 and 50 and 70 are intercepted in the area of the roofs 21 and bottom 22 by Öepleit dams 9 and 10, respectively. The flexibility of the accompanying dams 9, 10 must be adapted to the strength of the rock in the area of the hanging walls 20 and 23.

In F i g. 2 ist in einem Beispiel der erfindungsgemäße Gebirgsankerausbau mit einem äußeren Verstärkungsbogen 15 nur in einem Teil des Streckenumfanges verwirklicht, nämlich im Bereich der Sohle 22 einer Bogenstrecke 11, die mit Unterstützungsausbau, im Beispiel mit Gleitbögen 12, ausgebaut ist. Die Gleitbögen 12 sind über eine dichte Hinterfüllung 13 dicht an das hängende Nebengestein 20 angeschlossen. Zusätzlich sind Ankerstäbe 14 im Bereich der Auflager des Hangenden 20 auf die Stöße des Flözes 2 vorgesehen. Die Sohle 22 wird durch die Gleitbögen 12 nicht geschützt, wie das in Abbaustrecken im Bergbau die Regel ist. Dieser Bereich der Sohle 22 ist im Beispiel durch den erfindungsgemäßen äußeren Verstärkungsbogen 15 aus Ankerstäben 3 entlastet. Deren Bohrlöcher werden gleichzeitig zur Bildung eines zusätzlichen inneren Verstärkungsbogens 70 benutzt, der aus abscherbaren Ankerstäben 7 gebildet wird. Da die Gleitbögen 12 im Bereich der Stöße nur einen geringen Ausbauwiderstand auf die angeschnittene!. Schichten ausüben, ist der äußere Verstärkungsbogen 15 bis an die Stöße herauf hochgezogen und erfaßt auch noch den Bereich des Flözes 2.In Fig. 2 is, in one example, that of the invention Rock anchor support with an outer reinforcement arch 15 only in part of the circumference of the route realized, namely in the area of the sole 22 of an arched section 11, which with support expansion, in Example with sliding bends 12 is expanded. The plain bends 12 are tightly connected to the hanging adjacent rock 20 via a tight backfill 13. Additionally anchor rods 14 are provided in the area of the supports of the hanging wall 20 on the joints of the seam 2. The sole 22 is not protected by the sliding arches 12, as is the case in mining routes Rule is. In the example, this area of the sole 22 is provided by the outer reinforcing arch according to the invention 15 relieved from anchor rods 3. Their drill holes are used at the same time to form an additional inner reinforcement sheet 70 is used, which is formed from shearable anchor rods 7. Since the Plain bends 12 in the area of the joints only have a low dismantling resistance on the cut !. layers exercise, the outer reinforcement sheet 15 is pulled up to the joints and also includes the Area of seam 2.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gebirgsankerausbau aus in Bohrlöchern vermörtelten bzw. verklebten Ankerstäben, die bogen- bzw. ringförmig radial im Abstand vom Hohlraum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstäbe (3) im Abstand vom endgültigen Hohlraum (1, 11) in das Gebirge (20, 23, 2) eingebracht sind und einen äußeren Verstärkungsbogen (15) bzw. -ring (4) bilden.1. Rock anchor support from anchor rods mortared or glued in boreholes, the arched or are arranged in a ring shape radially at a distance from the cavity, characterized in that that the anchor rods (3) at a distance from the final cavity (1, 11) in the rock (20, 23, 2) are introduced and form an outer reinforcing arch (15) or ring (4).

2. Gebirgsankerausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten äußeren Verstärkungsbogen (15) bzw. -ring (4) und dem Hohlraum ein teilweiser oder vollständiger zweiter innerer Verstärkungsbogen (50, 70) oder -ring aus Ankerstäben (5,7) angeordnet ist2. rock anchor support according to claim 1, characterized characterized in that between the first outer reinforcing sheet (15) or ring (4) and the Cavity from a partial or complete second inner reinforcing arch (50, 70) or ring Tie rods (5,7) is arranged

3. Gebirgsankerausbau nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Verstärkungsbogen (70) im Sohlenbereich aus Ankerstäben (7) aus leicht abscherbarem Material, z. B. aus Bongossiholzstäben oder faserverstärkten Kunstharzstäbei-ugebildet ist.3. rock anchor support according to claims 1 and 2, characterized in that the inner Reinforcement arch (70) in the sole area of anchor rods (7) made of easily shearable material, z. B. made of bongossi wood sticks or fiber-reinforced synthetic resin sticks.

4. Gebirgsankerausbau nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Rechteckhohlräumen (1) die seitlichen Firstankerstäbe (6) des äußeren und des inneren Verstärkungsbogens (50) oder -rings ungeteilt ausgebildet sind.4. rock anchor support according to claims 1 and 2, characterized in that in rectangular cavities (1) the lateral ridge anchor rods (6) of the outer and inner reinforcing arches (50) or ring are formed undivided.