DE2648477C3 - Composite support for mining shafts - Google Patents
Composite support for mining shaftsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schachtausbau für den Bergbau, bestehend aus einer äußeren, an das Gebirge angeschlossenen Außenschicht aus Orlsbeion und einer weiteren, inneren Qrtsbetonschicht, die nacheinander eingebracht werden.The invention relates to a shaft lining for mining, consisting of an outer one on the mountain connected outer layer of Orlsbeion and a further, inner Qrtsbetonschicht, which one after the other be introduced.
Die Erfindung ist besonders unter schwierigen hydrogeologischen Bedingungen einsetzbar, insbesondere auch im Falle des Abbaus von in Schachtpfeilern enthaltenen Lagerstätten. Der Schachtausbau gemäß der Erfindung ist mehrteilig aufgebaut, nachgiebig (elastisch) und dicht (undurchlässig).The invention is particularly applicable under difficult hydrogeological conditions, in particular also in the case of the dismantling of deposits contained in shaft pillars. The shaft extension according to the invention is constructed in several parts, flexible (elastic) and tight (impermeable).
Aus der DE-AS 10 04 566 ist ein Verbundschachtausbau für in druckhaftem Gebirge stehende Schächte bekannt, der wenigstens einen stählernen Mantel und einen daran angeschlossenen Betonzylinder aufweist, wobei an dem oder den Stahlmänteln angeordnete, sich in Schrägrichtung bis in den Bereich der jenseitigen Begrenzung des Betonkörpers erstreckende, flächig ausgebildete den Schub- und Zugkräften auf dem Betonkörper entgegenwirkende Bewehrungselemente vorgesehen sind. Die Mäntel bestehen aus ringförmigen Streckenabschnitten, die miteinander sowohl an den Querkanten als auch an den Längskanten verschweißt worden sind. Der Ausbau des Schachtes erfolgt meist durch Absenken von zwei ineinander angeordneten, vorher über Tage (an der Oberfläche) jeweils zu Rohren verbundenen Ausbaustreckenabschnitten und anschließendem Füllen des Raums zwischen den Rohren mit Beton.From DE-AS 10 04 566 a composite shaft extension is known for shafts standing in high pressure mountains, which have at least one steel jacket and has a concrete cylinder connected to it, arranged on the steel jacket or jackets extending in the oblique direction into the area of the boundary of the concrete body on the other side, flat trained reinforcement elements counteracting the shear and tensile forces on the concrete body are provided. The jackets consist of ring-shaped sections that connect to each other at both the Transverse edges as well as the longitudinal edges have been welded. The shaft is usually expanded by lowering two nested pipes, previously above ground (on the surface) connected expansion route sections and then filling the space between the pipes with Concrete.
Diese Ausbauart ist durch ungenügende Nachgiebigkeit (Elastizität) gekennzeichnet, die durch den starren einheitlichen Betonkörper zwischen den durchgehenden Mantelrohren hervorgerufen wird, der die Elastizität der Metallrohre nicht zur Geltung kommen läßt, was bewirkt, daß ein Abbau der unmittelbar neben dem Schacht befindlichen Lagerstätten unmöglich ist, wodurch bedeutsame Verluste bis ca. 30% an abbauwürden Mineralien entstehen. Diese Ausbauart bedingt außerdem die Verwendung von korrosionsbeständigen Hochqualitätsstahlblechen. Beim Einbau dieses Ausbaus treten technologische, mit der Herstellung verbundene Schwierigkeiten auf, insbesondere bei der Herstellung von ununterbrochenen und dichten Schweißverbindungen, deren Überprüfen unter den Bedingungen im Bergbau besonders schwierig ist.This type of expansion is characterized by insufficient flexibility (elasticity) caused by the rigid uniform concrete body between the continuous casing pipes is created, which increases the elasticity The metal pipes do not come into their own, which causes a breakdown of the immediately next to the Deposits located in the shaft are impossible, which would lead to significant losses of up to approx. 30% Minerals are created. This type of expansion also requires the use of corrosion-resistant High quality steel sheets. During the installation of this expansion, technological related to the manufacture occur Difficulties, especially in the production of uninterrupted and tight welded joints, checking them under mining conditions is particularly difficult.
Aus der DE-PS 5 12 630 ist eine wasserdichte und druckfeste Stollenauskleidung mit einer zwischen dem inneren und äußeren Betonmantel eingefügten nachgiebigen Dichtungsschicht aus Asphiltpappe bekannt, wobei zwischen der Dichtungsschicht und dem äußeren oder inneren Betonmantel Rohpappe oder Ölpapier eingelegt ist.From DE-PS 5 12 630 is a waterproof and pressure-resistant cleat lining with a between the inner and outer concrete casing inserted resilient sealing layer made of asphilted cardboard known, wherein between the sealing layer and the outer or inner concrete shell, raw cardboard or oil paper is inserted.
Aus der DE-AS 17 58 013 ist ein Tunnel- oder Schachtausbau in druckhaftem Gebirge bekannt, bei dem auf die freigelegte Gebirgsfläche oder auf eine diese Fläche ausgleichende Betonschicht eine Isolierschicht aus nachgiebigem Dichtungsmaterial und darauf eine Schkht aus tragendem Beton aufgebracht ist, wobei die Isolierschicht aus Asphaltkautschuk oder einem Stoff ähnlicher Elastizität beste ht.From DE-AS 17 58 013 a tunnel or shaft extension is known in high pressure mountains, at an insulating layer on the exposed mountain area or on a concrete layer that balances this area made of flexible sealing material and a layer of load-bearing concrete applied to it, the insulating layer consisting of asphalt rubber or a material of similar elasticity.
Beide Ausbaue weisen Isolierschichten auf, die die Funktion von Dichtschichten gegenüber Wasser übernehmen. Durch diese Isolierschichten ist zwischen den Betonschichten eine Gleitschicht geschaffen, die den stabilisierenden Einfluß der inneren Schicht zur Aufnahme von Druck vermindert, da sie bei lokalem Druck leicht zerstört bzw. zur Seile gedrückt wird, wodurch die Dichtigkeit verlorengeht, und außerdemBoth extensions have insulating layers that act as sealing layers against water. Through these insulating layers, a sliding layer is created between the concrete layers, which the stabilizing influence of the inner layer for absorbing pressure is reduced, since it is at local Pressure is easily destroyed or pressed to the rope, whereby the tightness is lost, and also
J5 wird der Druck lokal übertragen, so daß das Bersten der Innenbetonschicht zu erwarten ist. Diese Ausbauarten eigenen sich daher nur begrenzt für unter starkem Druck stehende Gebirge.J5 the pressure is transmitted locally, so that the bursting of the Inner concrete layer is to be expected. These types of expansion are therefore only suitable to a limited extent for under strong conditions Mountains under pressure.
Aus Beton 1/1968, Seite 5 bis 9 und Beton- und Stahlbetonbau 5/1969, S. 113-123 ist die Verwendung von Rohren aus bzw. mit einem Zusatz von Gießharzbzw. Reaktionsharzbeton bekannt, die eine besonders gute Beständigkeit gegen chemische Einwirkungen aufweisen.From concrete 1/1968, pages 5 to 9 and concrete and reinforced concrete construction 5/1969, pages 113-123 is the use of pipes made of or with the addition of cast resin or Reaction resin concrete known, the one particularly have good resistance to chemical agents.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schachtausbau der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß einerseits auf den Einsatz teurer korrosionrgeschützter Stähle verzichtet werden kann, der andererseits trotzdem eine hohe Elastizität aufweist und der ohne eine zusätzliche Dichtungs- bzw. Isolierschicht wasserdicht ist.The object of the invention is to improve a shaft extension of the type mentioned in such a way that on the one hand the use of expensive corrosion-protected steels can be dispensed with, on the other hand nevertheless has a high elasticity and is waterproof without an additional sealing or insulating layer is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenschicht aus einem an sich bekannten Reaktionsharzbeton und die Innenschicht aus einem mit der Außenschicht in Verbund stehenden Zementbeton besteht, wobei in der Innenschicht vertikal verlaufende Einsatzrohre vorgesehen sind, in denen je ein Vorspannkabel zur Vorspannung der Innenschicht angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that the outer layer consists of a layer known per se Reaction resin concrete and the inner layer made of cement concrete that is bonded to the outer layer exists, wherein vertically extending insert tubes are provided in the inner layer, in each of which one Prestressing cable is arranged for prestressing the inner layer.
Im Vergleich mit den bekannten Lösungen vereinigt der erfindungsgemäße Ausbau solche grundsätzliche Merkmale, wie Nachgiebigkeit, Wasserdichtheit und Beständigkeit gegen physikalisch-chemische Einflüsse in sich, was durch einfache Mittel erzielt wird, ohne die Notwendigkeit äußere oder innere Bewehrungselemente mit komplizierten Formen oder zusätzliche Isoiier- oder Dichtungsschichten zu verwenden, allein dadurch, daß zwei Schichten zusammenwirken, wobei jede dieIn comparison with the known solutions, the expansion according to the invention combines such fundamental ones Features such as flexibility, watertightness and resistance to physical-chemical influences in itself what is achieved by simple means, without the need for external or internal reinforcement elements to use with complicated shapes or additional insulating or sealing layers, simply because that two layers work together, each having the
Beanspruchungen der anderen aufnimmt, und wobei die elastische äußere Kunststoffschicht als Wasserabdichtung und als Schutz gegen die Wirkungen des Gebirges dient und die zweite, weniger elastische als die Außenschicht, Innenschicht durch Einführung von senkrechten Vorspannkabeln nachgiebig gemacht ist. Dies ermöglicht den Bau von nachgiebigen und zugleich wasserdichten und gegen die äußeren Einflüsse beständigen Schachtausbauen, unter Verwendung von nur zwei Betonschichten, einer Zementbetor.schicht und ι ο einer ReakiionsharzbetonschichtAbsorbs the stresses of the other, and with the elastic outer plastic layer as a waterproofing and serves as protection against the effects of the mountains and the second, less elastic than that Outer layer, inner layer is made flexible by introducing vertical prestressing cables. This enables the construction of resilient and at the same time waterproof and against the external influences permanent manhole construction, using only two concrete layers, one cement concrete layer and ι ο a reaction resin concrete layer
Der erfindungsgemäße Verbundschachtausbau ermöglicht durch seine durch das Vorspannen der Innenschicht gewonnene Nachgiebigkeit eine störungsfreie Arbeit des Schachtausbaus bei mindestens 3,5 Mal '5 gegenüber den bekannten Lösungen verkleinerten Biegeradien des Schachtausbaus. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die bisher in den sogenannten Skherheitspfeilern verbleibenden Lagerstätten mit nutzbaren Mineralien, die bis 30% dt.· gesamten Lagerstätte umfassen, abzubauen. Mit Röcksicht auf die Tatsache, daß die Würfeldruckfestigkeit des Materials der vorgespannten Innenschicht mindestens 80% größer im Vergleich zu der nicht vorgespannten, bisher bei den bekannten Schachtausbauen verwendeten Schicht ist, besteht die Möglichkeit, die Stärke der Schachtausbauwand zu vermindern, was wiederum auch eine Verminderung der nötigen Ausbrucharbeiten bewirkt und somit auch zu einer Senkung der Einrichtungskosten eines Schachtausbaus führt. soThe composite manhole construction according to the invention is made possible by its prestressing The inner layer yields a trouble-free work of the shaft lining with at least 3.5 times' 5 compared to the known solutions smaller bending radii of the shaft extension. This is the Given the possibility of using the deposits that have remained in the so-called Skherheitspeilern exploitable minerals, which comprise up to 30% of the total deposit. With consideration for the The fact that the cube compressive strength of the material of the prestressed inner layer is at least 80% larger in comparison to the non-prestressed, previously used in the known shaft extensions Layer is, there is the possibility of reducing the thickness of the shaft lining wall, which in turn also causes a reduction in the excavation work required and thus also to a lowering of the Setup costs of a shaft extension leads. so
Der Schachtausbau ist völlig dicht, was die Notwendigkeit der Abdichtung während des Betriebs ausschließt, was teuer wäre und oftmals nur ungenügend wirksam vorgenommen werden kann. Im Ergebnis verbessert ein dichter Schachtausbau die Abbaubedin- i> gungen, wie auch die Bedingungen der Schachtbewetterung und -klimatisierung. Dank der Dichtigkeit fallen auch die durch den Energieaufwand für das Abpumpen von Infiltrationswässer, was bei einer Verwendung einiger nicht wasserdichter bekannter Schachtausbaue 4I) unbedingt erforderlich ist, anfallenden Betriebskosten weg. Das für die Außenschicht des Schachtausbaus verwendete Material vermindert wesentlich die Gefährdung durch Korrosionseinflüsse, was die Beständigkeit des Schachtausbaus vorteilhaft beeinflußt und die Betriebskosten absenken hilft.The shaft lining is completely tight, which eliminates the need for sealing during operation, which would be expensive and can often only be carried out in an insufficiently effective manner. As a result, a tight shaft extension improves the dismantling conditions, as well as the conditions of the shaft ventilation and air conditioning. Thanks to the tightness, the operating costs incurred due to the energy expenditure for pumping out infiltration water, which is absolutely necessary when using some non-watertight, known shaft extensions 4I) , are eliminated. The material used for the outer layer of the shaft lining significantly reduces the risk of corrosion, which has an advantageous effect on the durability of the shaft lining and helps lower operating costs.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zur Verbesserung des Verbundes der beiden Betonschichten in der Außenschicht Nischen ausgespart sind, die von dem nachträglich eingebrach- 5u ten Beton der Innenschicht ausgefüllt sind. Durch die gefüllten Nischen wird der Verbund zwischen der Innen- und Außenschicht verbessert.An advantageous embodiment of the invention is that to improve the composite of two concrete layers in the outer layer of niches are left out, which were subsequently introduced by the 5u th concrete of the inner layer are filled. The filled niches create a bond between the Inner and outer layer improved.
Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zwischen zwei vertikalen Absätzen des Schachtausbaus an sich bekannte Nachgiebigkeitsgelenke vorgesehen sind, die aus zwei Ringschüsseln bestehen, in deren waagerechten Wänden sich mindestens vier auf dem Umfang dieser Schüsseln angeordnete, zum Einsetzen der Vorspannkabei vorgesehene Bohrungen befinden.Another preferred embodiment of the invention is that between two vertical Paragraphs of the shaft support known flexibility joints are provided, which consist of two There are ring bowls, in the horizontal walls of which there are at least four on the circumference of this Bowls are arranged, provided for inserting the preload holes.
Hierdurch wird einerseits die Erstellung des Schachtausbaus wesentlich vereinfacht und zum anderen wird durch die Gelenke der Schachtausbau noch zusätzlich elastischer.In this way, on the one hand, the creation of the shaft lining is significantly simplified and, on the other hand, it is made the joints of the shaft extension make it even more elastic.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below by means of exemplary embodiments with reference to the drawings explained in more detail. It shows
Fig. 1 einen Schachtausbau aus einem Element im Längshalbschnitt,1 shows a shaft extension from one element in longitudinal half-section,
Fig. 2 einen Schachtausbau aus zwei Elementen, ebenfalls im Längshalbschnitt.Fig. 2 shows a shaft extension made of two elements, also in longitudinal half-section.
Das erste Ausführungsbeispie! ist ein aus einem Element aufgebauter Verbundschachtausbau, wobei das Element aus einer ringförmigen, aus einem Reaktionsharzbeton gefertigten Außenschicht 1 und einer aus Zementbeton mit Portlandzement gefertigten Innenschicht 2 analoger Form besteht. In der Außenschicht I befinden sich zwei am Umfang der Innenoberfläche der Außenschicht 1 angeordnete, mit dem Material der Innenschicht 2 ausgefüllte Nischen 3. Im Inneren der Innenschicht 2 sind Einsatzrohre 4 eingebaut, in welchen sich Vorspannkabe! 5 befinden. Die Vorspannkabel 5 werden mittels Schrauben 6 und zwei Unterlagen 7 in Form von flachen, im oberen und unteren Teil der Innenschicht 2 angeordneten Ringen gespannt. Die Außenschicht 1 des Schachtausbaus-weist unten einen vorstehenden Schachtfuß 8 auf, der in das anstehende Gestein 9 hineinragend ausgeführt ist.The first example! is a composite manhole construction made up of one element, the element consisting of a ring-shaped outer layer 1 made of reaction resin concrete and an inner layer 2 made of cement concrete with Portland cement of an analogous shape. In the outer layer I there are two niches 3 arranged on the circumference of the inner surface of the outer layer 1 and filled with the material of the inner layer 2. 5 are located. The prestressing cables 5 are tensioned by means of screws 6 and two supports 7 in the form of flat rings arranged in the upper and lower part of the inner layer 2. The outer layer 1 of the shaft lining has a protruding shaft foot 8 at the bottom, which is designed to protrude into the rock 9.
Der Schachtausbau gemäß der Erfindung wird auf folgende Weise gefertigt.The shaft lining according to the invention is manufactured in the following way.
Zuerst wird die Außenschicht I durch abschnittsweises Verfüllen eines verschalten Raumes mit einer halbflüssigen Masse aus Reaktionsharzbeton hergestellt, wobei die Abschnittslängen in Abhängigkeit von den bestehenden bergbaulichen Bedingungen gewählt werden. Nach dem Härten der Außenschicht 1 fertigt man auch abschnittsweise durch Vergießen mit Zementbeton die Innenschicht 2. Vorher wurde der zum Füllen vorgesehene Raum verschalt, wobei gleichzeitig die Einsatzrohre 4 und die Vorspannkabel 5 montiert wurden. Nach vollständiger Aushärtung des Zementes verspannt man die Innenschicht 2 durch Anziehen der Schrauben 6, die auf die Gewindeenden der Kabel 5 aufgeschraubt sind und sich gegen die Unterlagen 7 abstützen.First, the outer layer I is filled in sections of a connected space with a semi-liquid mass made of reaction resin concrete, the section lengths depending on the existing mining conditions can be selected. After hardening the outer layer 1 manufactures the inner layer 2 can also be made in sections by pouring it with cement concrete Filling the space provided, the insert tubes 4 and the prestressing cables 5 being mounted at the same time became. After the cement has completely hardened, the inner layer 2 is braced by tightening the Screws 6 that are screwed onto the threaded ends of the cables 5 and are against the supports 7 prop up.
Bei einer Ausführung des Schachtausbaus mit Außen- und Innenschicht 1 und 2 aus den erwähnten Materialien beträgt die angelegte Kabelspannung mindestens 1200 kg/cm2.In an execution of the shaft lining with outer and inner layers 1 and 2 made of the materials mentioned, the applied cable tension is at least 1200 kg / cm 2 .
Als Ergebnis der beschriebenen Operationen erhält man einen nachgiebigen und dichten Verbundschachtausbau für den Bergbau, der insbesondere für den Blindschachtausbau geeignet ist.As a result of the operations described, a flexible and tight composite shaft lining is obtained for mining, which is particularly suitable for the construction of blind shafts.
Das zweite Ausführungsbeispiel ist ein der Erfindung entsprechender Schachtausbau aus zwei Elementen, die identisch wie das im ersten Beispiel beschriebene Element aufgebaut sind, mit dem Unterschied, daß die Außenschicht 1 keinen Schachtfuß 8 aufweist und daß keine Unterlagen 7 unter den Schrauben 6 vorgesehen sind. An der Stelle, wo man die höchsten Abbaugewinne erwartet, ist zwischen den beiden Schachtausbauelementen ein im Bergbau bekanntes Nachgiebigkeitsgelenk angeordnet. Das Nachgiebigkeitsgelenk ist in Form zweier dicht aufeinanderliegender, einander angepaßter, ringförmiger Schüsseln, einer oberen Schüssel 10 und einer unteren Schüssel 11, ausgebildet, die gleichzeitig die Spannungsrahmen für die Vorspannkabel 5 bilden. In den waagerechten Wänden der Schüsseln 10 und 11 befinden sich speziell ausgefertigte Bohrungen, die symmetrisch auf dem Umfang angeordnet sind und in die die Enden der mit Schrauben 6The second embodiment is a shaft extension corresponding to the invention from two elements that are constructed identically to the element described in the first example, with the difference that the Outer layer 1 has no shaft foot 8 and that no supports 7 are provided under the screws 6 are. At the point where the highest extraction profits are expected is between the two shaft support elements arranged a compliance hinge known in the mining industry. The compliance hinge is in shape two closely fitting, ring-shaped bowls, an upper bowl 10 and a lower bowl 11, which is also the tension frame for the prestressing cables 5 form. In the horizontal walls of the bowls 10 and 11 are specially made Bores that are symmetrically arranged on the circumference and into which the ends of the screws 6
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verschränken Vorspannkabei 5 eingesetzt werden. die waagerechten Wände der Schüsseln 10 und 11twisted preload cables 5 are used. the horizontal walls of bowls 10 and 11
Die Scluicluausbauclcmente werden auf die gleiche spannt.The Scluicluausbauclcmente are stretched on the same.
Art und Weise gefertigt wie das im Beispiel 1 Her erhaltene Schachtausbau zeichnet sich durchManufactured in a manner like the shaft lining obtained in Example 1 Her is characterized by
beschriebene lilement. Die Naehgiebigkeitsgelenke Nachgiebigkeit und Dichtigkeit aus und ist iiisbe.sundcn.described lilement. The flexibility joints consist of flexibility and tightness and is iiisbe.sundcn.
montiert irnn In bekannter Weise, wonach man uie r> für schwierige Bedingungen vorgesehen, wie den Abbaumounted irnn In a known manner, followed by uie r> provided for difficult conditions such as the degradation
Vor'iunnkübc! 5 durch Anziehen der Schrauben 6 an von Schachtpfeilern.Vor'iunnkübc! 5 by tightening the screws 6 on the shaft pillars.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| EI | Miscellaneous see part 3 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |