DE2627256B2

DE2627256B2 - Ausbau für den Untertagebergbau

Info

Publication number: DE2627256B2
Application number: DE19762627256
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 4352 Herten Duerrfeld; Horst Alex 5276 Wiehl Huenninghaus; Klaus Ing. Konieczny (Grad.), 4350 Recklinghausen; Guenter Lewak; Hubert 5600 Wuppertal Roehrens
Original assignee: ALEX HUENNINGHAUS KG; Ruhrkohle AG; Enka AG
Current assignee: Nouryon Faser Pensionsverwaltungs GmbH
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2627256C3; DE2627256A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausbau für den Untertagebergbau mit Hilfe von aus mehreren bogenförmigen, sich überlappenden und begrenzt nachgiebig miteinander verspannten Einzelsegmenten bestehenden Rinnenprofilbauen, auf denen aus einem flexiblen Material bestehende Stützschläuche angeordnet sind, in die durch Einfüllstutzen eine aushärtende Füllung unter Druck eingebracht wird, um durch Aufweiten des Stützschlauches zwischen den Bauen und dem Gebirge eine kraft- und formschlüssige Verbindung herzustellen.

Bei einem Ausbau für eine Schildvortrieb aufgefahrene Strecke mit bogenförmigen Tübbingausbau ist es bekannt, auf der Außenseite der Tübbinge ausweitbare Kissen in Schlauchform anzubringen und die Schläuche mit einer erhärtbaren Mischung zu füllen, die unter Druck gehalten wird (DE-GM 19 46341). Dabei bestehen die Stützschläuche aus Gummi oder Nylon oder aus metallenen Membranen. Dadurch soll Setzungen des Gebirges hinter dem Schild entgegengewirkt werden, wobei eine Vorspannung des Ausbaus erfolgt, die zu erwartende Formänderungen aus dem Gebirgsdruck vorwegnimmt. Wenn jedoch der Gebirgsdruck einsetzt, kommt es zu einer entsprechenden bleibenden Verformung des Ausbaubogens, ohne daß der Ausbau vorher die Möglichkeit hat, nachgiebig auszuweichen.

Es ist ferner bekannt, mit einer aushärtenden Masse zu füllende Kissen zwischen der Außenseite eines starren Streckenausbaus und dem Gebirge einzubringen, wobei die Schläuche sich nur über die Länge der Ausbausegmente erstrecken und die zwischen den Segmenten liegenden Gelenke freibleiben (FR-PS 20 96 227). Ein solcher, aus Paneelen bestehender Ausbau hat jedoch den Nachteil, daß die von den Schläuchen nicht unterstützten Gelenke ausweichen können. Außerdem fehlt es an einer Versperrung in Streckenlängsrichtung, so daß der Ausbau in dieser

Richtung zusätzlich festgelegt werden muß.

Bekannt ist auch ein Ausbau aus mehreren bogenförmigen, begrenzt nachgiebigen Bauen von Ausbauprofil, auf denen aus einem flexiblen Material bestehende Stützschläuche angeordnet sind, welche durch eine aushärtende Füllung aufgeweitet werden und zwischen den Bauen und dem Gebirge eine kraft- und formschlüssige Verbindung herstellen (CH-PS 4 62 871). Die Nachgiebigkeit ist in die Ausbaubögen jedoch an beiden Stößen auf der Sohle eingebaut, und die Stützschläuche verlaufen in vollem Querschnitt oberhalb der Nachgiebigkeit über einen Teil des Bogens. Dadurch ergibt sich ein praktisch starrer Bogen, welcher sich in sich nicht verformen kann. Das ist nachteilig, weil es dadurch bei einsetzendem Gebirgsdruck zu einer vorzeitigen bleibenden Verformung des Bogens kommt

Es ist schließlich bekannt (DE-OS 24 15 106), auf einem mehrteiligen Profilbogenausbau Stützschläuche derart anzuordnen, wie es die Gattung der Erfindung betrifft Wenn bei einem derartigen Bogen entsprechend der bekannten Technik Rinnenprofilsegmente überlapDt und miteinander verspannt werden, so daß sich ein nachgiebiger Ausbaurahmen ergibt, verhindern die Stützschläuche bei erhärteter Füllung ein Einschieben der Segmente und damit eine Blockierung der Nachgiebigkeit, die zu vorzeitiger bleibender Verformung unter dem Einfluß des einsetzenden Gebirgsdrukkes führt

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, trotz der Anordnung der mit aushärtendem Material gefüllten Stützschläuche und einer zusätzlich zu fordernden schnelleren Abbindung des aushärtenden Füllmaterials zwecks frühestmöglicher Unterstützung des Gebirges

dem Ausbau eine Nachgiebigkeitscharakteristik zu belassen, die bei einsetzendem Gebirgsdruck eine vorzeitige bleibende Verformung des Bogens unterbindet.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stützschlauch in das Rinnenprofil des jeweils zugehörigen Streckenausbaues unter den Spannverbindungen hindurch eingelegt ist, der aus einem wasserdurchlässigen, textlien Material besteht und zwischen dem Verzug und dem Streckenausbau zu

einem das Rinnenprofil des Baues in ausreichendem Maße überragenden Überprofil aufgespannt ist

Dadurch, daß man den Stützschlauch in das Rinnenprofil des jeweils zugehörigen Streckenausbaus unter den Spannverbindungen hindurch einlegt, erreicht

^r'ⁿ man außerhalb der Überlappungen das Aufspannen der Stützschläuche und den darauf beruhenden Anschluß des Ausbaurahmens an das Gebirge, verhindert aber gleichzeitig Zwischenräume an den Überlappungen, in die der Ausbau ausweichen könnte. Darüber hinaus wird der Querschnitt der Stützschläuche in den Spannverbindungen vermindert wodurch im Bereich der Verspannungsstellen des jeweiligen Baues eine Schwachstelle erzeugt wird, die beim Nachgeben des Ausbaus zur Überlastung des Stützschlauches an dieser Stelle führt und in der Schlauchfüllung Scherbrüche ausbildet, die den Bau in die Lage versetzen, in der sonst normalen Weise durch Verschiebung der Einzelsegmente gegeneinander nachgiebig zu wirken.

Indem man den Schlauch mit einem wasserdurchlässigen, textlien Fadengebilde verwirklicht, kann man den Verlust von feinkörnigen Bestandteilen des Füllmaterials verhindern und eine wie Vergußmörtel wirkende Verbindung zum Gebirge herstellen. Gleichzeitig

schafft man die Voraussetzungen dafür, den Stützschlauch in leerem Zustand in das Ausbauprofil einlegen zu können., um ihn beim Füllen fächerförmig zu entfalten und an das Gebirge anzudrücken, so daß er sich zu einem das Rinnenprofil des Baues in ausreichendem Maße überragenden Überprofil aufspannt

Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung befestigt man in dem Einfüllstutzen ein Rohr mit einem wiederverwendbaren Kupplungsstück, das einen geringeren Durchmesser als der Stützschlauch aufweist. Es ist ferner zweckmäßig, den Stützschlauch mit einem Gewebe aus Polyäthylenterephthalatfäden zu verwirklichen.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist; es zeigt

F i g. 1 schematisch und in Stirnansicht einen Ausbau gemäß der Erfindung,

Fig.2 den Gegenstand nach Fig. 1 im Querschnitt und

F i g. 3 teilweise im Schnitt und in Draufsicht sowie in vergrößerter Wiedergabe das Einfüllende eines Stützschlauches.

Wie aus F i g. 1 zu entnehmen ist, umlagert der mit Füllstoff z.B. Mörtel verfüllte Stützschlauch 3 den gesamten in diesem Ausführungsbeispiel gewählten vierteiligen nachgiebigen Bogenausbau. Der Ausbai. 1 besteht aus vier Rinnenprofilsegmenten 2, die sich an den Enden überlappen und an den überlappenden Enden durch Ausbausegmentverbindungen 5 mitdnander verbunden sind. Beim Erstellen des Bogenausbaus 1 wird der Stützschlauch 3 in gefalteter Form in das Rinnenprofil eingelegt. Nach dem Einlegen des Stützschlauches 3 werden zwischen Stützschlauch 3 und Gebirge 4 bzw. der Ausbruchslinie die Verzugmatten 6 aufgelegt Im Bereich der Ausbausegmentverbindungen 5 wird der Stützschlauch 3 innerhalb des Rinnenprofils 2 unterhalb der die Profile umgreifenden Bügel der Verbindungen 5 angeordnet.

Im Bereich der Ausbausegmentverbindungen 5 sind auf diese Weise Sollbruchstellen für den Stützschlauch 3 vorhanden. Der Stützschlauch 3 ist durch die Bügel in seiner Ausdehnung behindert und weist hier die geringsten Füllquerschnitte auf. Bei starker Einschubbelastung des Bogens 2 treten an diesen Schwachstellen Scherbriiche auf, so daß sich die Bügel 2 anschließend begrenzt weiter einschieben.

Die Länge des Stützschlauches 3 ist, wie auch das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, der Abwicklungslänge des Ausbaus angepaßt. Die Dimensionierung des Stützschlauches 3 hinsichtlich seines Durchmessers ist derart vorzunehmen, daß zwischen dem Rücken des Ausbaus und der Ausbruchslinie ein Oberprofil bis zu 25 cm überwunden werden kann.

Die als Schlauchmaterial verwendeten textlien Flächengebilde ermöglichen zugleich die erforderliche Entlüftung des Stützschlauches 3 beim Füllen. Durch die Auswahl geeigneter Flächengebilde, insbesondere durch speziell eingestellte Gewebe läßt sich die notwendige Wasserdurchlässigkeit erreichen, ohne daß ein Verlust an Bindemitteln eintritt Dadurch wird ein beschleunigtes Abbinden des hydraulischen Füllstoffs ei reicht und die Druck- und Zugfestigkeit des Füllstoffs erhöht bzw. günstig beeinflußt

Im plastischen Einbringungszustand paßt sich der mit

Füllstoff aufgepumpte Stützschlauch 3 formschlüssig dem Bereich zwischen Ausbau und Gebirge an. Der

ίο Füllstoff beginnt gesteuert zu erstarren und liefert mit zunehmender Abbindung einen ständig wachsenden Kraftschluß zwischen Ausbau und Gebirge, bis die Maximalfestigkeit des Füllstoffs erreicht ist und somit

eine lineare Übertragung der Kräfte aus dem Gebirge in

is die Sohle möglich ist

Wie aus Fig.2 hervorgeht wird ein Teil des verfüllten Stützschlauches 3 durch den an der Ausbruchslinie entstehenden Gegendruck in das Profil 2 eingedrückt wodurch der Stützschlauch 3 eine stabile Lage erhält Die Verzugmatten 6 werden durch den Stützschlauch 3 fest gegen das Gebirge gedrückt Bei axial auftretenden Kräften übernimmt der Stützschlauch 3 die Aufgabe der Verbolzung.

Das Ende des Stützschlauches 3, durch welches ein 2^r> Füllmittel in den Schlauch eingefüllt wird, weist einen in das eingebrachte Rohrstück 8 von im Vergleich zum Durchmesser des Stützschlauches 3 geringeren Durchmesser auf.

Das Rohrstück 8 ist beispielsweise beidseitig durch eine Doppelnaht 11 fest in das Schlauchende eingenäht. An dem aus dem Schlauchende herausragenden Ende des Rohrstücks 8 ist der Einfüllstutzen 7 mit einem Kupplungsstück 10 für den üblicherweise zu verwendenden Transport- oder Pumpenschlauch versehen. Das Kupplungsstück 10 ist mittels Schellen 9 am Einfüllstutzen 7 befestigt und wiederverwendbar ausgebildet.

Der Stützschlauch 3 wird derart gefaltet im Profil des Ausbaus verlegt, daß er sich beim Befüllen fächerförmig öffnet. Um das Verlegen des Stützschlauches 3 auf

■"> einfache Weise kontrollieren zu können, weist der Stützschlauch 3 auf dem Schlauchrücken Farbmarkierungen auf.

Beim Beginn des Pumpens steigt das Füllmaterial bis zum Zenit des Streckenbogens auf, fällt auf der anderen

*' Seite herunter bis die Schlauchhälfte zum Streckenhöchsten verfüllt ist. Aufgrund des Eigengewichts des Füllmittels und des durch das Aufpumpen erzeugten Pumpdrucks erfolgt die maximale Ausfüllung des Schlauches 3 und die Ausformung zu einem am Ausbau

>» anliegenden Ring. Bei Verwendung von Geweben aus hochfesten Polyäthylenterephthalatfäden lassen sich Einfüllbrüche bis zu 12 atü anwenden. Mi; dem Füllen des Stützschlauches 3 werden die Verzugsmatten 6 fest gegen das Gebirge 4 gepreßt. Da die Abbindegeschwin-

" digkeit des Füllmaterials wie bereits erwähnt gesteuert werden kann, kann nach einer halben Stunde eine ausreichend hohe Frühfestigkeit von beispielsweise 40 bis 50 kp/cm² erreicht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ausbau für den Untertagebergbau mit Hilfe von aus mehreren bogenförmigen, sich überlappenden und begrenzt nachgiebig miteinander verspannten Einzelsegmenten bestehenden Rinnenprofilbauen, auf denen aus einem flexiblen Material bestehende Stützschläuche angeordnet sind, in die durch einen Einfüllstutzen eine aushärtende Füllung unter Druck eingebracht wird, um durch Aufweiten des Stützschlauches zwischen den Bauen und dem Gebirge eine kraft- und formschlüssige Verbindung herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützschlauch (3) in das Rinnenprofil des jeweils zugehörigen Streckenbaues unter den Spannverbindungen hindurch eingelegt ist, der aus einem wasserdurchlässigen, textile:, Material besteht und zwischen dem Verzug (5) und dem Streckenbau (1) zu einem das Rinnenprofil des Baues in ausreichendem Maße überragenden Überprofil aufgespannt ist

2. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einfüllstutzen (7) ein Rohr (8) mit wiederverwendbarem Kupplungsstück (10) befestigt ist, das einen geringeren Durchmesser als der Stützschlauch aufweist

3. Ausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschlauch ein Gewebe aus Polyäthylenterephthalatfäden ist