DE2657003C2

DE2657003C2 - Verbauschild, insbesondere für das Auffahren von Strecken in Bergbau-Untertagebetrieben

Info

Publication number: DE2657003C2
Application number: DE2657003A
Authority: DE
Inventors: Hans 4600 Dortmund Jütte; Dieter 4714 Selm Stuckmann
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1984-10-04
Also published as: BE859397A; DE2657003A1; GB1576260A; US4148592A

Description

Dic Erfindung betrifh einen Verbauschild für das Auffahren von unterirdischen Bauwerken, insbesondere von Strecken in Bergbau-Untertagebetrieben, mit an einem Stützrahmen abgestützten, ein Schilddach bildenden, einzeln oder gruppenweise vorpreßbaren Verbaubohlen, wobei der Schild mittels in die Sohle eingebrachter Bodenanker abstützbar ist.

Aus DE-AS 20 21 734 ist ein Verbauschild dieser Art bekannt, der für das Auffahren von Tunneln, Stollen u. dgl. bestimmt ist und dessen die Vortriebsmesser tragender Stützrahmen aus zwei relativ zueinander beweglichen Rahmengestellen besteht, die mittels hydraulischer Schubkolbengetriebe in aufeinanderfolgenden Schritten in Vortriebsrichtung vorbewegbar sind. Die Stützrahmen sind als Spreizrahmen ausgebildet und sowohl in ihrer Höhe als auch in ihrer Breite einziehbar bzw. ausspreizbar.

An den Stützrabiien können aus Ankernägeln od. dgl. bestehende Bodenanker befestigt sein, die mittels hydraulischer Pressen in den Boden einpreßbar sind, um den in Laststellung befindlichen Stützrahmen zuverlässig zu verankern, so daß er ein unverrückbares Widerlager für die hydraulischen Schubkolbengetriebe bildet.

Bei diesem bekannten Verbauschild sind die einzelnen abspreizbaren Segmente der Stützrahmen von vertikalen Stützen und horizontalen Riegeln sowie quervcrlaufcnden Sohlbalken abgestützt und ausgesteift, welche den Ausbruchsquerschnitt weitgehend zubauen und einengen, so daß es schwierig ist. die erforderlichen Maschincncinrichtiingcn, wie insbesondere eine Vortriebsmaschine, in dem Schild unterzubringen. Da die Bodenanker an den Stützrahmen befestigt sind, lassen sich die Stützrahmen erst dann vorschieben, wenn zuvor die Anker gezogen worden sind. Eine wirksame Abstützung der Stützrahmen gegen Seitendrücke wird mit den Bodenankern nicht erreicht.

Bei geschlossenen Vcrbauschilden. welche den Ausbruchsquerschnitt auf dem gesamten Umfang abdecken, ist es erforderlich, die im Schul/ des Schildes arbeitende Vortriebsmaschine im Schild zu verlagern. Hierbei werden aber von der Maschine starke Schwingungen auf den Verbauschild übertragen. Die unerwünschten Schwingungen im Verbauschild lassen sich dadurch vermeiden, daß die Vortriebsmaschine auf der freien Strekkensohle gefahren wird. In diesem Fall muß aber ein zur Sohle hin offener Verbauschild verwendet werden, welcher gegenüber auftretenden Seitendrücken eine geringere Stabilität hat als geschlossene, zylindrische Schilde. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbauschild der genannten Art so auszubilden, daß er auch dann, wenn der Schild zur Sohle hin offen ist, auftretende Seitendrücke zuverlässig aufnehmen kann. Dabei soll zugleich eine gute Führung des Schildes bzw. seines Stützrahmens gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verbauschild mit von den Bodenankern gegen Scitcndruck abgestützten und an den Bodenankern in Vortriebsrichtung geführten Sohlschwcllen versehen ist.

Der erfindungsgemäße Verbauschild weist also Sohlschwellen ausweiche an den Bodenankern in Vortriebsrichtung geführt sind und weiche sich zugleich an den Bodenankern derart abstützen, daß sie bei auftretenden Seitendrücken aus dem Gebirge keine unerwünschten Querbewegungen zur Streckenmitte hin ausführen können. Durch die an den Bodenankern geführten Sohlschwellen wird der Verbauschild bzw. seine Stützrahmen somit im Fußbereich stabilisiert, so daß der Verbauschild auch stärkere Seitendrücke ohne weiteres aufzunehmen in der Lage ist Dies ermöglicht es, selbst unter schwierigen Einsatzbedingungen einen zur Sohle hin offenen Verbauschild zu verwenden, bei welchem die im Schütze des Schildes arbeitende Vortriebsmaschine unmittelbar auf der Sohle fahren kann, ohne daß unerwünschte Schwingungen in dem gesamten Schild übertragen werden. Besonders zweckmäßig ist in diesem Fall eine Anordnung, bei der an den beiden gegenüberliegenden Seitenstößen des Ausbruchsraumes jeweils eine sich in Vortriebsrichtung erstreckende, von Bodenankern seitlich abgestützte und geführte Sohlschwelle angeordnet ist. Der an der Sohle offene Stützrahmen kann sich hierbei mit seinen Füßen auf den beiden Sohlschwellen abstützen. Dabei ist es möglich, die Füße des Stützrahmens starr mit den Sohlschwellen zu verbinden, so daß der Stützrahmen zusammen mit den Sohlschwellen in Vortriebsrichtung vorbewegt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind aber die Sohlschwellen gegenüber dem Stützrahmen in Vortriebsrichtung verschiebbar. Die Sohlschwellen bilden in diesem Fall sog. Bodenmesser des Verbauschildes, die ebenso wie die übrigen Verbauboblen bzw. Vortriebsmesser des Schildes mittels hydraulischer Pressen vorgepreßt werden können, welche sich an dem gemeinsamen Stützrahmen abstützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sohlschwellen mit Führungsschlitzen od. dgl. für die Aufnahme der aus der Sohle herausragenden Enden der Bodenanker versehen. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß die sich in Längsrichtung der Sohlschwellen erstreckenden Führungsschlitze am rückwärtigen Ende der Sohlschwellen offen sind, so daß beim Vorschub der Sohlschwellen die Bodenanker hinten aus den Führungsschlitzen ungehindert austreten können. Zur Stabilisierung der geschlitzten Sohlschwellen können U-förmig« Bügel vorgesehen werden, welche die Sohlschwellen klammerartig um greifen. Die Bügel können an den Sohlschwellcn verschieblich angeordnet sein.

Sofern die Sohlscbwellen nach Art von Bodenmessern relativ zu dem Stützrahmen vorschiebbar sind, empfiehlt es sich, die Sohlschwellen und den Stützrahmen mit formschlüssig ineinanderfassenden Führungsorganen, z. B.T-Nutführungen,zu versehen, welche eine formschlüssige Führung der Sohlschwellen an dem Stützrahmen bewirken.

Beim Auffahren von Strecken od. dgl. im harten Gestein müssen für die Bodenanker Ankerlöcher gebohrt werden. Hierfür kann eine Bohrmaschine verwendet werden, die an einer Führung des Stützrahmens des Verbauschildes verschiebbar geführt und abgestützt ist. In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgetnäßen Verbauschild im Querschnitt durch eine Strecke od. dgl.;

F i g. 2 den Vei oauschild nach F i g. 1 im Schnitt nach Linie H-II der Fig. !:

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung eine einzelne Sohlschwelle gemäß der Erfindung:

F i g. 4 die Sohlschwelle nach F i g. 3 im Schnitt nach Linie IV-IV der F ig. 3:

Fig.5 und 6 in perspektivischer Darstellung bzw. im Schnitt nach Linie VI-Vl eine geänderte Ausführungsform einer Sohlschwelle.

Der dargestellte Verbauschild weist einen zur Sohle

10 des Ausbruchsqucrschnittes hin offenen Stützrahmen

11 auf, der aus in Vortriebsrichtung Vim Abstand hintereinander angeordneten U-förmigen Rahmen 12 und 13 besteht, die über Verstrebungen 14 zu einem starren Gestell verbunden sind. Das Schilddach des Verbauschildes wird von achsparallelen Verbaubohlen 15 gebildet, die auf dem Stützrahmen 11 in Vortriebsrichtung verschiebbar geführt sind und die sich mittels inicht dargestellter) hydraulischer Preßzylinder in Vortriebsrichtung V einzeln oder gruppenweise gegen die Ortsbrust vorpressen lassen. Die Verbaubohljn 15 sind nach Art der herkömmlichen Vortriebsmesser ausgebildet; sie weisen an ihren vorderen Enden Schneiden 15' auf. Die hydraulischen Preßzylinder sind zv ^hen den einzelnen Verbaubohien 15 und dem gemeinsamen Stützrahmen 11 gelenkig eingeschaltet. Beim Vortrieb der Verbaubohlen 15 stützen sich die Preßzylinder somit an dem Stützrahmen 11 ab, der seinerseits an den feststehenden Verb?:.ibohlen abgestützt ist. die am umgebenden Gebirge reibungsschlüssig anliegen. Sobald sämtliche Verbaubohlen 15 vorgepreßt sind, wird durch entgegengesetzte Druckbeaufschlagung der hydraulischen Preßzylinder der Stützrahmen 11 um den Preßzylinderhub nachgeholt

Die Verbaubohlen 15 werden zweckmäßig in T-Nutführungen des Stützrahmens 11 formschlüssig geführt, wie dies an sich bekannt ist.

Der Stützrahmen 11 stützt sich mit den Füßen seiner beiden Rahmenteile 12 und 13 auf Sohlschwellen 16 ab. welche als Bodenmesser des Verbauschildes ausgebildet sind und an ihren vorderen Enden Schneiden 16' aufweisen. Die beiden Sohlschwellcn 16 liegen an deü beiden gegenüberliegenden Seitenstößen der Strecke unmittelbar auf der Sohle 10. Sie weisen Führungsschlitze 17 auf, die, wie insbesondere in den F i g. 3 und 4 dargestellt, in der Längsmittelachse der Sohlschwellen liegen und sich nahezu über die gesamte Länge dtr Sohischwellen erstrecken. Die Führungsschlitze 17 enden im Abstand vor den Schneiden 16'. Am hinteren Ende 16" der Sohlschwellen sind die Führungsschlitze 17 offen.

Zur Führung und Seitenabstützung der Sohlschwellen 16 dienen Bodenanker 18. welche in Ankerlöcher so eingebracht sind, daß ihre oberen Enden 18' in den Führungsschlitzen 17 der Sohlschwellen 16 liegen. Die Ankerlöcher werden mit Hilfe einer Bohrmaschine 19 in die Sohle 10 gebohrt. Die Anker 18 können mittels einer hältbaren Masse in den Bohrlöchern fest verankert werden. Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß jeder Sohlschwelle 16 mehrere Anker 18 zi-geordne; sind, die mit ihren Kopfenden in den gemeinsamen Führungsschlitz 17 der Sohlschwelle fassen und damit die Sohlschwelle gegen in Pfeilrichtung P wirkende Seitendrücke abstut-W) zen und zugleich in Vortriebsrichtung Vführen.

Der Stützrahmen 11 kann mit den beiden Sohlschwellen 16 starr verbunden sein, so daß er zusammen mit den Sohlschwellen vorbewegt wird. Vorzugsweise ist der Stützrahmen 11 aber auf bzw. an den beiden Sohlschwellen 16 in Vortriebsrichtung verschiebbar geführt, was zweckmäßig mit Hilfe einer formschlüssigen Führung, insbesondere einer T-Nutführung, bewerkstelligt werden kann, wie dies auch bei den einzelnen Verbau-

Z. U J/ \JKJO

bohlen bzw. Vortriebsmessern 15 der Fall ist. Bei dieser Ausgestaltung des Verbauschildes lassen sich die als Bodenmesser ausgebildeten Sohlschwellcn 16 zunächst vorpressen, bevor der Stützrahmen nachgeholt wird. Beim Nachholen gleitet der Stützrahmen an den beiden ■> Sohlschwellen 16. Es empfiehlt sich, die Sohlschwellen über (nicht dargestellte) hydraulische Preß/.ylinder mit dem Stützrahmen 11 zu verbinden, wie dies auch bei den einzelnen Verbaubohlen 15 der Fall ist.

Beim Vorschub der Sohlschwellen 16 treten die Anker 18 am hinteren F.nde aus den Führungsschlitzen 17 der Sohlschwellen aus. Die Anker können anschließend gezogen werden oder auch als verlorene Anker in den Bohrlöchern verbleiben. Mit Hilfe der Bohrmaschine 19 lassen sich im Zuge des Vortriebs die Ankerlöchcr durch r> die Führungsspitze hindurch bohren. Die Bohrmaschine 19 ist an einer Führung 20 des Stützrahmens 11 in Vortriebsrichtung und in Gegenrichtung, also in Längsrichtung Hrr isohkchwf-llrn tfi vcrsrhiphhnr grfiihrt und abgestützt. :υ

Die Bodenanker 18 nehmen den seitlichen Gebirgsdruck auf. Sie müssen so tief eingebracht werden, daß beim Schildvortrieb der Stützrahmen U über die Sohlschwellen 16 gleiten kann, ohne mit den Bodenankern 18 zu kollidieren. Zur Erhöhung der Stabilität der ge- :ί schlitzten Sohlschwellen 16 können U-Bügel 21 vorgesehen sein, welche die beiden Schenkel der Sohlschwellen über- und umgreifen und auf den Sohlschwellcn gleiten können, so daß sie die Vorschubbewegung des Stützrahmen nicht behindern. Die Bügel 21 können als jo Klemmbügel ausgebildet sein, welche die beiden Schenkel der geschlitzten Sohlschwellen mit Klemmung umspannen.

Da der gesamte Verbauschild zur Sohle 10 hin offen ist, kann auf der Sohle eine (nicht dargestellte) Vor- )5 triebsmaschine laufen, ohne daß hierbei übermäßig starke Erschütterungen auf den Verbauschild übertragen werden.

In den Fig. 5 und 6 ist eine geänderte, besonders zweckmäßige Ausführungsform einer Sohlschwelle dar- -to gestellt, die bei dem erfindungsgemäßen Verbauschild verwendet werden kann. Bei dieser Sohlschwelle wird der Führungsschlitz 17 für die Anker von einer zur Sohle hin offenen, zur Oberseite der Sohlschwelle jedoch geschlossenen Führungsnut od. dgl. gebildete, deren Nutboden 17' im Abstand unterhalb der Oberseite der Sohlschwelle 16 liegt. Die Führungsnut ist auch hier am rückwärtigen Ende 16" der Sohlschwclle offen: sie erstreckt sich in Längsrichtung der Sohlschwclle bis in Nähe des vorderen Sohlschwellenendes. An ihrem vorderen Ende ist ?ine vertikale Bohrung oder Öffnung 17" angeordnet, welche am Nutboden 17' in dem Führungsschlitz 17 endet. Durch diese Bohrung hindurch können die Ankerbohrungen in die Sohle eingebracht und dann von oben die Anker so tief in die Ankerbohrungen eingeführt werden, daß die Kopfilächen der Anker unterhalb des Nutbodens 17' liegen, so daß die Anker beim Vorschub der Sohlschwelle durch den nutartigen Führungsschlitz 17 hindurchwandern können. Bei dieser Anordnung sind somit die in dem Führungsschlitz 17 t>o zwangsgeführten Anker zur Oberseite der Sohlschwelle hin abgedeckt. Es besteht bei dieser Anordnung auch ohne weiteres die Möglichkeit, auf der Länge des Führungsschlitzes 17 mehrere Bohrungen oder Öffnungen 17" für das Einführen der Anker anzubringen. Auch b5 können an der Sohlschwelle mehrere parallele Führungsschlitze 17 vorgesehen werden.

Für die Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Sohlschwellcn wird im Rahmen der vorliegenden meldung selbständiger Schutz beansprucht.

Hier7u 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbauschild für das Auffahren von unterirdischen Bauwerken, insbesondere von Strecken in ■; Bergbau-Untertagebetrieben, mit an einem Stützrahmen abgestützten, ein Schilddach bildenden und einzeln oder gruppenweise vorprcßbarcn Verbaubohlen, wobei der Schild mittels in die Sohle eingebrachter Bodenanker abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbauschild mit von den Bodenankern (18) gegen Seitendruck abstützbaren und an den Bodenankern in Vortriebsrichtung (V) geführten Sohlschwellen (16) versehen

!St. :S

2. Verbauschild nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden gegenüberliegenden Seitenstößen des Ausbruchsraumes jeweils eine sich in Vortriebsrichtung (V) erstreckende, von Bodenanker (18) seitlich abgestützte und geführte Sohlschwdle (16) angeordnet ist. wobei sich der an der Sohle offene Stützrahmen (11) mit seinen Füßen auf den Sohlschwellen abstützt.

3. Verbauschild nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohlschwellcn (16) aus gegenüber dem Stützrahmen (11) in Voriricbsrichtung (Vjvorpreßbaren Bodenmessern bestehen.

4. Verbauschild nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Sohlschwellen (16) über hydraulische Pressen mit dem Stützrahmen (II) ver- so bunden sind.

5. Verbauschild nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, dtJ die Sohlschwellcn (16) mit Führungsspitzen (I⁷) für die Aufnahme der aus der Sohle (10) herausragendvi Enden (18') der Bo- ji denanker(18) verschen sind.

6. Verbauschild nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Vortriebsrichtung (V) erstreckenden Führungsschlitze (17) am rückwärtigen Ende der Sohlschwellcn (16) offen sind.

7. Verbauschild nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die geschlitzten Sohlschwcllen (16) stabilisierende Bügel (21), die an den Sohlschwellcn verschieblich angeordnet sind.

8. Verbauschild nach einem der Ansprüche 1 bis 7, v< dadurch gekennzeichnet, daß die Sohlschwellcn (16) und der Stützrahmen (11) mit formschlüssig incinanderfassenden, in Vortriebsrichtung verlaufenden Führungsorganen versehen sind.

9. Verbauschild nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (17) der Sohlschwellen (16) zur Oberseite der Sohlschwcllen hin geschlossen sind und daß die Sohlschwellen mit mindestens einer von ihrer Oberseite bis in den Führungsschlitz reichen- « den öffnung (17") für das Einbringen der Bodenanker^) versehen sind.

10. Verbauschild nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (11) mit einer Führung (20) versehen ist. an der eine bo Bohrmaschine (19) zum Bohren der Ankerlöcher in Vortriebsrichtung und in Gegenrichtung verschiebbargeführt ist.

11. Sohlschwellc zur Verwendung bei einem Verbauschild nach einem oder mehreren der Ansprü- to ehe 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sich in deren Längsrichtung erstreckenden, am hinleren Ende der Sohlschwelle offenen Führungs-

(17) für den F.ingriff von Bodenankern (18) aufweist.