DE2646334A1 - Verfahren und drahtverzugmatte fuer strecken des berg- und tunnelbaus zur herstellung eines anschlusses des ausbaus an das ihn umgebende gebirge aus aushaertendem hinterfuellmaterial - Google Patents

Description

• "Verfahren und Drahtverzugmatte für Strecken des Berg-
• und Tunnelbaus zur Herstellung eines Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge aus aushärtendem Hinterfüllmaterial2' Die Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere in Strecken des Berg- und Tunnelbaus zur Herstellung eines Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge aus aushärtendem Hinterfüllmaterial, bei dem auf den Ausbau ein Verzug aus Drahtmatten hergestellt und eine das Eindringen des Hinterfüllmaterials in den ausgebauten Hohlraum verhindernde Abdeckung vorgenommen wird, bevor das Hinterfüllmaterial aufgebracht und ausgehärtet wird.
• Außerdem betrifft die Erfindung eine Drahtverzugmatte zur Durchführung dieses Ve~fahrens.
• Der Anschluß des Ausbaus an das Gebirge mit Hilfe des Hinterfüllmaterials übernimmt zusammen mit dem Verzug die Aufgabe, die Stützkräfte des Ausbaus gleichmäßig auf die Gebirgsoberfläche zu verteilen bzw. umgekehrt die an beliebigen Stellen auftretenden punktförmigen Belastungen abzufangen und diese Druckkräfte auf den insbesondere in Strecken des Berg- und Tunnelbaus bogenförmigen Ausbau gleichmäßig zu übertragen. Im Gegensatz zu Hilrterfüllungen des Streckenausbaus mit Handsteinen hat die Herstellung eines solchen Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge mit Hilfe aushärtenden Hinterfüllmaterials den Vorteil, daß ein überall gleichmä-Beige3 Anliegen des Ausbaus bewirkt wird, so daß sich im Gebirge Reaktionskräfte ausbilden können, die zu einer zusätzlichen Stützwirkung des Gebirgsverbandes selbst führen. Aushärtendes Hinterfüllmaterial in diesem Sinne sind abbindende Hinterfiillmaterialien, also insbesondere hydraulische Materialien, wie z.B.
• sogenannter Blitzdialer oder Naturanhydrid und Zweikomponentenkunstoffe, insbesondere Polyurethane.
• Das eingangs bezeichnete Verfahren ist im Steinkohlenbergbau für die Herstellung von Anschlüssen des Streckenausbaus an das umgebende Gebirge bereits bekamt (Zeitschrift "Glückauf" 108 (1972) Nr. 22 1020, 1022). Nach dem Setzen der den Ausbau bildenden St-reckenbögen werden bei diesem Verfahren die Drahtverzugmatten eingebracht, so daß der gesamte Bogenumfang abgedeckt ist. Auf dem so hergestellten Verzug wird in einem folgenden Verfahrensschritt eine Lage Wettertuch aufgelegt; diese soll verhindern, daß das feinkörnige Hinterfüllmaterial durch die Drahtverzugmatten hindurch in den Streckenhohlraum eintreten kann. Danach wird mit Hilfe einer Hinterfülleinrichtung von der Ortsbrust aus das mit der Anregerflüssigkeit vermischte Hinterfüllmaterial hinter die Streckenbögen geblasen.
• Dieses Verfahren hat eine Reihe von Nachteilen. Einerseits beschrärikt es sich auf hydraulisch abbindende Hinterfüllmaterialien. Zweikomponentenkunststoffe können so nicht eingebracht werden, weil sie anfangs flüssig sind und an der Ortsbrust nicht zurückgehalten werden können. Die Abdeckung mit einer Lage Wettertuch stellt einen nur geringen Mechanisierungsgrad dar.
• Zwar sind auch Drahtversugmatten bekannt, welche aus mehreren an ihren Enden mit Anschlüssen für benachbarte Verzugmatten versehenen Längsdrähten und mit diesen verschweißten Querstaben bestehen und auf ihrer Oberseite die insbesondere aus thermoplastischer Kunststoffolie bestehende Abdeckung tragen (DU-4S 2 000 384). Mit diesen lrahtverzugmatten ist aber eine durchgehende und überall dichte Abdeckung nicht ohne weiteres erreichbar, weil zwischen den Drahtverzugmatten Lücken in der Abdeckung entstehen körnern, durch die das Hinterfüllmaterial in den Streckenhohlraum gelangt.
• Bei dem bekannten Verfahren wirkt sich auch die Notwendigkeit ungünstig aus, das Hinterfüllmaterial von der Ortsbrust her einbringen zu müssen. Einerseits kann die richtige Hinterfüllung nur schwer beobachtet werden, und deswegen werden verhältnismäßig komplizierte Steuerungen erforderlich (Zeitschrift "Glückauf 110 (1974) Nr. 8 280, 283).
• Andererseits muß zwischen der Ortsbrust und dem vordersten Streckenbogen ein Platz für die Hinterfülleinrichtung verbleiben, so daß verhältnismäßig große Flächen des Gebirges, insbesondere in der Firste zunächst unverbaut bleiben. Es ist auch nicht möglich, die Hinterfüllung bis zum vordersten Streckenbogen einzubringen, vielmehr muß eine der Abbö-schung des Hinterfüllmaterials entsprechende weitere Gebirgsfläche zunächst unverbaut bleiben.
• Zweikomponentenkunststoffe sind insbesondere Polyurethane, die durch die Reaktion von zwei flüssigen Komponenten, den liisozyanaten und den Polyalkoholen hergestellt werden. Durch Wahl der verschiedenen Diisozyanate, der Polyalkohole und etwaiger Zusätze sowie der Verarbeitungsbedingungen lassen sich Polyurethane mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen, die sich insbesondere für die Verfestigung des Gesteins eignen.
• Derartige Polyurethane werden auch in der Strecke eingesetzt (Zeitschrift "Glückauf" 108 (1972) Nr. 21 983, 985) Ihr Einsatz setzt jedoch das Stoßen besonderer Bohrlöcher voraus, in die die beiden Komponenten entweder nach dem Injektionsverfahren unter Druck eingepreßt oder durch Verwendung von Patronen eingebracht werden. Die Verwendung von Polyurethanen als Hinterfüllmaterial ist auf diese Weise nicht möglich, verspricht jedoch erhebliche Vorteile, weil ein solches Material bereits nach verhältnismäßig kurzen Abbindezeiten eine nennenswerte Verfestigung erfährt und die beim Aufschäumen auftretende Volumenvergrößerung zum Aufbau eines entsprechenden Ausbauwiderstandes ausgenutzt werden könnte.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen höheren Nechanisierungsgrad beim Herstellen des Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge durch Vereinfachung beim Einbringen des Verzuges und der Abdeckung zu erreichen und dabei auch für eine praktische Hinterfüllmöglichkeit zu sorgen, die ihrerseits den Einsatz von zunächst flüssigen Hinterfüllmaterialien und damit auch den Einsatz der bislang für den Zweck der Hinterfüllung nicht verwendbaren Zweikomponentenkunststoffe gestattet.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Verwendung von Beuteln, deren Größe der einer lrahtverzugmatte des Verzugs entspricht die Abdeckung mattenweise beim Einbringen der Drahtverzugmatten hergestellt wird und das Aufbringen des Hinterfüllmaterials durch Einfüllen in die Beutel erfolgt, wobei während des Einfüllens und/oder während des Aushärtens des Hinterfüllmaterials die Beutel dem umgebenden Gebirge angelegt werden.
• Bei diesem Verfahren tritt der Rationalisierungserfolg zunächst dadurch ein, daß die Abdeckung nicht mehr getrennt, sondern zusammen in den lrahtverzugmatten eingebracht wird und dadurch ein besonderer Verfahrensschritt entfällt. Die Beutel umschließen das Hinterfüllmaterial allseitig. Deswegen entfallen auch alle Schwierigkeiten, die bislang mit dem Schließen von Lücken in der Abdeckung verbunden waren, und ferner lassen sich in die Beutel auch flüssige Hinterfüllmaterialien einbringen, so daß neuartige Hintcrfüllmaterialien, insbesondere Zweikomponentenkunststoffe als Hinterfüllmaterial verwendbar werden. Das Einfüllen des Hinterfüllmaterials in die Beutel vermeidet auch die Nowendigkeit des Einbringens des Hinterfüllmaterials von der Ortsbrust aus, so daß die bislang damit verbundenen Schwierigkeiten entfallen. Insbesondere läßt sich das Hinterfüllmaterial durch den Verzug hindurch und damit von bereits ausgebauten Stellen des Hohlraums einbringen. Da sich die Beutel während des Einfüllens und/oder während des Aushärtens des Hinterfüllmaterials dem umgebenden Gebirge anlegen, braucht auch kein Böchungswinkel berücksichtigt zu werden, so daß eine vollständige Hinterfüllung des stehenden Ausbaus möglich ist.
• Die Vorteile dieses Verfahens liegen einerseits in seinem höheren Rationalisierungsgrad, andererseits aber in der Steigerung der Sicherheit und der Möglichkeit, früh aushärtende Hinterfüllmaterialien einzusetzen. Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Herstellung von Anschlüssen eines vorläufigen Streckenausbaus, der später durch einen endgültigen Streckenausbau ersetzt wird. Das beruht darauf, daß die Hinterfüllung zusammen mit dem Verzug einen eigenen Ausbauwiderstand entwickelt und daher mit dem endgültigen Ausbau unterfangen werden kann.
• Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von an sich bekanntem Polyurethan als Hinterfüllmaterial durchgeführt. Hierdurch ist es möglich, sich die Vorteile solcher Zweikomponentenkunststoffe zunutze zu machen, welche eingangs beschrieben worden sind.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden Komponeunten des Polyurethans in den Behälter injiziert, und die mit Aufschäumen auftretende Volumenvergrößerung wird zum Anlegen der Beutel an das umgebende Gebirge ausgenutzt. Hierdurch ist es möglich, einerseits den jeweils gewünschten Ausbauwiderstand einzustellen und andererseits Kunststoffmaterial zu sparen.
• Die Erfindung verbessert darüber hinaus die eingangs als bekannt vorausgesetzte Drahtverzugmatte, um sie für die lurchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet zu machen.
• Insoweit betrifft die Erfindung eine Drahtverzugmatte, welche aus mehreren an ihren Enden mit Anschlüssen für benachbarte Verzugmatten versehenen Längsdrähten und mit diesen verschweißten Querstäben besteht und auf ihrer Oberseite die insbesondere aus thermoplastischer Kunststoffolie bestehende Abdeckung trägt. Die Erfindung kennzeichnet sich hierbei durch einen aus der Abdeckung bestehenden Faltbeutel, der mit einer flachen Seite den Drähten der Matte aufliegt und an dieser einen Einfüllstutzen trägt, der eine Rückschlagsicherung aufweist.
• Diese lrahtverzugmatte erfordert einen vergleichsweise geringen Transportaufwand, weil jede Matte ihre Abdeckung bereits mitbringt. Mit solchen Matten ist die Abdeckung auch leichter einzubringen, weil dieser Vorgang mit dem Einbringen der Drahtverzugmatte verbunden ist. Schließlich ist die endgültige Form, welche das Hinterfüllmaterial annimmt, weitgehend durch die Falten des Beutels vorgegeben.
• Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführungsform von Drahtverzugmatten gemäß der Erfindung; es zeigen: Fig. 1 schematisch und im Längsschnitt einen hinterfüllten Streckenausbau, Fig. 2 perspektivisch eine Drahtversugmatte gemäß der Erfindung und Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Gegenstand nach Fig. 2 zur Wiedergabe von Einzelheiten.
• Die in Fig. 1 wiedergegebenen Drahtverzugmatten 1 - 3 schließen aneinander an, so daß ein durchgehender Verzug der beiden dargestellten Ausbaurahmen 4 bzw 5 entsteht. Die Verzugmattenausbildung läßt sich insbesondere im Zusammenhang mit Fig. 2 erkennen.
• Danach besteht jede lrahtverzugmatte aus mehreren Längsstäben 6 - 11, welche an ihren Enden hakenförmig umgebogene Ösen 12 bzw. 13 aufweisen, welche die Äusbauprofile der Rahmen 4 und 5, wie in Fig. 1 dargestellt, umfassen. Auf die Längsdrähte 6 - 11 sind Querstäbe aufgeschweißt, von denen einer beispielsweise bei 14 dargestellt ist. AuA ihrer Oberseite 15, doh. der dem Gebirgsstoß 16 sugekehrten Seite tragen die Matten 1 - 3 eine Abdeckung aus thermoplastischer Kunststoffolie, z.B.
• aus Polyäthylen. Diese Abdeckung ist an den Matten befestigt, so daß sie zusammen mit den Matten eingebracht werden kann.
• Die Abdeckung besteht aus einem Faltbeutel 18, welcher an seinen beiden Stirnseiten die in Fig. 2 angegebenen V-förnigen Falten 20, 21 und die Verbindungsfalte 22 aufweist. An seiner Längsseite besitzt jeder Beutel ebenfalls Falten, von denen die mit 23 in Fig. 3 bezeichnete etwa in der Mitte angeordnet ist, während die Falten 24 bzw. 25 oben und unten liegen.
• Jeder Beutel hat eine flache Unterseite 26, mit der er auf den Drähten 6/11 bzw. 14 der Matten 1 - 3 aufliegt. An dieser Unterseite ist ein Füllstutzen 27 angebracht, der eine Rückschlagsicherung aufweist.
• Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Rückschlagsicherung aus einer Klappe 28, die sich dem inneren Ende 29 des Stutzens 27 auflegen kann, sofern ein entsprechender Innendruck herrscht.
• An den Längsseiten 30 bzw. 3C jedes Faltbeutels 18 befinden sich überstände 31, welche um den äußeren Längsstab 6 herumgelegt und mit den Teilen des Beutels verschweiß oder vernäht sind, was bei 33 in Fig. 3 angedeutet ist.
• Nachdem der Verzug zusammen mit den Faltbeuteln eingebracht worden ist, kann man das Hinterfüllmaterial einbringen. U.a. kommt dafür Polyurethanharz in Betracht Für dessen Einbringung sind bereits Verpreßgeräte entwickelt worden, die sich unter Tage bewährt haben. Im wesentlichen bestehen diese Verpreßgeräte aus einer Zweikomponentenpumpe, die die beiden Kunststoffkomponenten getrennt ansaugt und erst unmittelbar vor der Austrittstelle in einem Labyrinthmischer vermengt. Der Kunststoff tritt dann aus einem Rohr aus, dessen Ende sich in den Füllstutzen 27 einfuhren läßt. Infolgedessen tritt der Kunststoff unmittelbar in den Innenraum 34 jedes Faltbeutels ein.
• Im Faltbeutel tritt ein Aufschäumen des Kunststoffes auf, das 1 : 6 bis 1 : 8 betragen kann. Im allgemeinen setzt die Reaktion bereits nach 3 - 5 min ein und ist nach 15 - 20 min beendet. Die Endfestigkeit ist nach ein bis zwei Stunden erreicht. Mit einem solchen Hinterfüllmaterial lassen sich Druckfestigkeiten von 1.000 kp/cm2 erreichen. Außerdem kann die Volumenvergrößerung dazu verwendet werden, um die Oberseite 35 Jedes Faltbeutels dem umgebenden Gebirge 16 bzw. den dort vorhandenen Ausbrüchen anzulegen, wie es schematisch bei 36 in Fig. 1 wiedergegeben ist.
• Patentansprüche Leerseite

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren insbesondere in Strecken des Berg- irnd Tunnelbaus zur herstellung eines Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge aus aushartendem Hinterfüllmaterial, bei dem auf dem Ausbau ein Verzug aus Drahtmatten hergestellt und eine das Eindringen des Hinterfüllmaterial3 in den ausgebauten Hohlraum verhindernde Abdeckung vorgenommen wird, bevor das Hinterfüllmaterial aufgebracht und ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von Beuteln (18), deren Größe der einer rahtverzuginatte (1 - 3) des Verzuges entspricht die Abdeckung mattenweise beim Einbringen der irahtverzugmatten (1 - 3) hergestellt wird, und daß das Aufbringen des Hinterfüllmaterials durch Einfüllen in die Beutel (18) erfolgt, wobei während des Einfüllens und/oder während des Aushartens des Hinterfüllmaterials die Beutel (18) dem umgebenden Gebirge (16) angelegt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von an sich bekannten Polyurethan als Hint erfüllmat erial.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die beiden Komponenten des Polyurethans in die Beutel (18) injiziert und die beim Aufschäumen auftretende Volumenvergrößerung zum Anlegen der Beutel (18) an das umgebende Gebirge (16) ausgenutzt wird.
4. 4. Drahtverzugmatte zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche aus mehreren, an ihren Enden mit Anschlüssen für benachbarte Verzugmatten versehenen Längsdrähten und mit diesen verschweißten Querstäben besteht und auf ihrer Oberseite die insbesondere aus thermoplastischer Kunststoffolie bestehende Abdeckung trägt, g e k e n n z e i c ii n e t d u r c h einen aus der Abdeckung bestehenden Faltbeutel (18), der mit seiner flachen Seite (26) den Drähten (6 - il; 14) der Matte (1, 3) aufliegt und an dieser Seite einen Einfüllstutzen (27) trägt, der eine Rückschlagsicherung (28, 29) aufweist.
5. 5. Verzugmatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Längsseiten der Verzugmatte zugeordneten Seiten (30, 30') des Paltbeutels (18) Überstände (31) aufweisen, welche mit den an der Mattenseite liegenden Längsstäben (6, 11) verbunden sind.
6. 6. Verzugmatte nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagsicherung aus einer Klappe (28) besteht, die am inneren Ende (29) des Einfüllstutzens (27) angeordnet ist.
7. 7. Verzugmatte nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h -g e k e n n z e i c h n e t daß jeder Beutel (18) an seinen Stirnseiten zwei V-förmige Palten (20, 21) und eine mittlere Verbindungsfalte (22) sowie an seinen Längsseiten eine Mittelfalte (23) und je eine Ober- und Unterfalte (24, 25) aufweist.