DE2734717A1

DE2734717A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausbauen einer untertaegigen strecke oder eines tunnels

Info

Publication number: DE2734717A1
Application number: DE19772734717
Authority: DE
Inventors: Malcolm George Tomlin
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1976-08-04
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1978-02-09
Also published as: US4120164A; FR2360746A1; AU2752377A; GB1535981A; ZA774595B; AU506154B2

Description

PATENTANWALT BODE · POSTFACH 6140 D - 4030 KAT'NGEN 6 - HOSE·. · TELEFON 02102-60001 . TELEX 8585166

N 5 - 67

Coal Industry (Patents) Limited Hobart House, Grosvenor Place, London, SWlX 7AE, England

Verfahren und Vorrichtung zum Ausbauen einer untertägigen Strecke oder eines Tunnels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbauen einer untertägigen Strecke oder eines Tunnels, bei dem starre Ausbauelemente nacheinander in der Strecke aufgestellt bzw. gesetzt werden»um das Gebirge zu unterstützen.

Der bekannte Strecken- oder Tunnelausbau hat den Nachteil, daß bestenfalls an einigen Punkten eine Berührung zwischen den starren Ausbauelementen oder Streckenbögen und dem Gebirge besteht. Deshalb können selbst im Bereich der starren Ausbauelemente sich neben den tatsächlich unterstüt2ten Stellen Bewegungen des Gebirges auftreten, und es können sich vom Gebirge Stücke lösen» ehe sie von den starren Ausbauelementen zurückgehalten werden können. Der bekannte Streckenausbau hat also den Nachteil, daß er das Gebirge nicht unmittelbar nach dem Einbringen mit ausreichender Stützkraft unterstützt.

Um eine ausreichende Anfangsstützkraft zu erreichen und Bewegungen des Gebirges und das Lösen von Gestein aus First und Stoß zu verhindern, ist es bereits vorgeschlagen worden, verformbare beuteiförmige Behälter zwischen den gesetzten

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Ausbauelementen und dem umgebenden Gebirge einzubringen und die Behälter mit fließfähigem Material zu füllen» um so den Zwischenraum zwischen den starren Ausbauelementen und dem benachbarten Gebirge auszufüllen. Hierdurch können zwar die von einer unzureichenden Anfangsstützkraft ausgehenden Nachteile vermindert werden, jedoch treten dann weitere Nachteile auf, und zwar in bezug auf die erforderliche Unterstützung des Gebirges in den Zwischenräumen zwischen benachbarten starren Ausbauelementen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Ausbau für untertägige Strecken oder Tunnel zu schaffen, der die obengenannten Nachteile nicht aufweist und der im Bereich der Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden starren Ausbauelementen eine gute und ausreichende Unterstützung des Gebirges bewirkt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausbauen einer untertägigen Strecke oder eines Tunnels bei dem, dem Streckenvortrieb folgend, starre Ausbaüelemente nacheinander in der Strecke aufgestellt und verformbare Behälter mindestens in Teile der Zwischenräume zwischen den Ausbauelementen und dem umgebenden Gebirge eingebracht und ein fließfähiges Material in die Behälter eingefüllt wird, so daß die Behälter mit dem benachbarten Gebirge in Berührung kommen und mindestens Teile der Zwischenräume zwischen den starren Ausbauelementen und dem benachbarten Gestein ausfüllen, und daß sich dadurch kennzeichnet, daß an die zuletzt eingebrachten verformbaren Behälter angebrachte Ausleger in Richtung eines neu eingebrachten starren Ausbauelementes erstreckt und zwischen diesem und dem benachbarten Gebirge eingebracht werden und in dieser Lage verbleiben, während der dem neueingebrachten starren Ausbauelement zugeordnete verformbare Behälter mit fließfähigem Material gefüllt wird.

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Die Ausleger sind vorzugsweise an den verformbaren Behältern befestigt.

Besondere zweckmäßig kann es sein, die Ausleger als Behälter auszubilden und sie in ihrer in Richtung eines neu eingebrachten starren Ausbauelementes sich erstreckenden Lage mit fließfähigem Material zu füllen.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, die sich dadurch kennzeichnet, daß der verformbare Behälter eine Füllöffnung zum Einf üIlen fließfähigen Materials aufweist und an ihm ein verformbarer Ausleger befestigt ist, der sich in der Gebrauchsstellung zu einem neugesetzten starren Ausbauelement erstreckt.

Zweckmäßig kann der verformbare Behälter Auslaßöffnungen für den als Trägermaterial dienenden Teil des fließfähigen Materials besitzen.

Der verformbare Ausleger kann als Behälter ausgebildet sein und eine Füllöffnung aufweisen, die unabhängig von der Füllöffnung des vorgenannten verformbaren Behälters benutzbar ist.

Der verformbare Behälter und/oder der als verformbarer Behälter ausgebildete Ausleger können Wandungen aufweisen, die den Durchtritt des nicht als Trägermaterial dienenden Teiles des fließfähigen Materials verhindern und die Ausdehnung der Behälter beschränken und/oder begrenzen.

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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Figuren 2, 3 und 4

in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 die einzelnen Verfahrensschritte während des Einbaues zeigen.

In untertägigen Grubenbetrieben werden beiderseits der Abbaufront im Flöz Strecken entsprechend dem Abbaufortschritt aufgefahren. In jede der Strecken werden starre Ausbau-elemente 2, z.B. Streckenbögen (s. Fig. 2, 3 und 4), aufeinanderfolgend eingebracht, um, dem Aufhauen folgend, das freigelegte Gebirge 4 zu unterstützen. Nach dem Einbringen eines Streckenbogens 2 wird ein verformbarer Behälter 6 in Form eines kollabierten verformbaren Beutels in wenigstens einen Teil der Länge des zwischen dem neueingebrachten Streckenbogen 2 und dem Gebirge 4 vorhandenen Zwischenraumes eingebracht. Darauf wird der verformbare Behälter 6 mit einem fließfähigen Material gefüllt, und zwar durch eine Füllöffnung 8, die hierzu mit einem nicht dargestellten Füllschlauch verbunden werden kann und die in einer Wandung 14 des Behälters 6 angeordnet und verschließbar ist. Der Füllschlauch wird durch eine ebenfalls nicht dargestellte Pumpe mit fließfähigem Material versorgt, wobei die Pumpe in der Strecke in einiger Entfernung von dem jeweils eingebrachten Streckenbogen stehen kann. Im Bereich der Füllöffnung 8 ist innerhalb des verformbaren Behälters 6 ein ebenfalls nicht dargestelltes Rückschlagventil angeordnet.

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Das fließfähige Material kann beispielsweise Wasser enthalten, das als Trägermaterial oder Fördermittel dient,sowie einen schnell abbindenden Zement, so daß das fließfähige Material bald -nach dem Füllen des verformbaren Behälters 6 erhärtet.

Der verformbare Behälter 6 weist Auslaßöffnungen in seiner Wandung 14 auf, beispielsweise sind die Wandungen porös ausgebildet, so daß das Trägermaterial oder Fördermittel, also beispielsweise Wasser, durch die Wandungen 14 hindurch aus dem verformbaren Behälter 6 hinaustreten kann, nicht aber die nicht als Fördermittel dienenden Bestandteile des fließfähigen Materials, also Zement und/oder andere Feststoffe, die im verformbaren Behälter 6 verbleiben. Außerdem begrenzen die Wandungen 14 die Ausdehnung oder Aufblähung des verformbaren Behälters 6. Die als Trägermaterial oder Fördermittel dienende Flüssigkeit tritt insbesondere im unteren Teil des verformbaren Behälters 6 durch dessen Wandungen IM· hindurch. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Wandungen 14 aus einem Gewebe, insbesondere aus einem Polyestergewebe.

An dem verformbaren Behälter 6 ist ein ebenfalls als Behälter ausgebildeter verformbarer Ausleger 30 befestigt. Der Ausleger behälter 30 ist ähnlich ausgebildet wie der verformbare Behälter 6 und besitzt eine Füllöffnung 32 (diese ist an den aufgerollten Auslegerbehältern in den Figuren 2,3 und 4 nicht dargestellt). Die Füllöffnung/ist ähnlich ausgebildet wie die obenstehend beschriebene Füllöffnung 8. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der verformbare Behälter 6 und der Auslegerbehälter 30 durch dichtes Zusammennähen zweier bzw. dreier Lagen 14 mittels der Nähte 35, 36 und 37 gebildet sind.

Die Figuren 2,3 und 4 zeigen den Arbeitsablauf beim Einbringen des Ausbaues gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt,

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daß auf den äußeren Umfang eine als starres Ausbauelement dienenden Streckenbogens 2, der neu eingebracht wurde, ein verformbarer Behälter 6 aufgelegt wurde, derart, daß er den zu dem nicht dargestellten zuletzt gesetzten Ausbauelement 2 gehörigen Auslegerbehälter 3 zwischen dem noch nicht völlig aufgeblähten verformbaren Behälter 6 und dem Gebirge 4 festhält. Der verformbare Behälter 6 wird dann mit fließfähigem Material gefüllt, wobei er sich ausdehnt und wenigstens einen Teil des vorher zwischen dem Streckenbogen 2 und dem benachbarten Gebirge U ausfüllt und gleichzeitig das Ende des Auslegerbehälters 30 in seiner ausgestreckten Stellung festklemmt. Dann wird zwischen die Flansche des neueingebrachten Streckenbogens 2 und des zuletzt eingebrachten Streckenbogens (s. Fig. U) vorübergehend ein Drahtnetz oder Drahtgitter 38 eingeklemmt, das den Auslegerbehälter 30 in der gewünschten Stellung, nämlich am Gebirge U festhält. Danach wird der Auslegerbehälter 30 über seine Füllöffnung 32 mit fließfähigem Material befüllt. In diesem Zustande ist er in Fig. 2 dargestellt.

Nachdem das fließfähige Material im Auslegerbehälter 30 erhärtet ist, wird das Drahtnetz oder -gitter 3 8 entfernt» um am nächsten einzubringenden Streckenbogen verwendet zu werden.

In Fig. 3 ist die Strecke weiter aufgefahren und ein weiterer Streckenbogen 2 ist aufgestellt, ein verformbarer Behälter 6 ist in den Zwischenraum zwischen dem Streckenbogen und dem Gebirge eingelegt und danach mit fließfähigem Material gefüllt worden. Wie schon vorher beschrieben, ist der Auslegerbehälter 30 entrollt und sein freies Ende ist zwischen dem nächsten Behälter 6 und das Gebirge 4 geklemmt worden. Der Behälter 6 ist mit fließfähigem Material gefüllt. Dies ist

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der in Fig. 3 erkennbare Zustand.

Schließlich wird das oben erwähnte Drahtnetz oder -gitter nach dem letzten Gebrauch in der Strecke nach vorne getragen und zwischen den Flanschen der beiden zuletzt eingebrachten Ausbaubögen 2 eingeklemmt» ehe der Auslegerbehälter 30 mit fließfähigem Material befüllt wird. Dabei bewirkt das Drahtnetz oder -gitter 38, daß der Auslegerbehälter 30 in Kontakt mit dem Gebirge H bleibt, so daß, nach dem Erhärten des fließfähigen Materials, ein weiterer Verzug zwischen den Streckenbögen 2 nicht erforderlich ist. Das Drahtnetz oder -gitter ist so ausgebildet, daß die Füllöffnungen 8 und 32 unbehindert hindurchtreten können.

Jeweils dann, wenn die Strecke so weit vorgetrieben ist,daß ein weiterer Streckenbogen 2 gesetzt wird, wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang. Auf diese Weise wird in der Strecke ein wirksamer Ausbau und Verzug über den gesamten Streckenquerschnitt erzielt, wobei Ausbau und Verzug ständig den gesamten oder zumindest den wesentlichen Teil des freigelegten Streckenquerschnittes abstützen. Da das fließfähige Material einen schnell abbindenden Zement enthält, wird das freigelegte Gebirge ohne nennenswerten Zeitverzug unterstützt. Auf diese Weise werden Bewegungen des Gebirges und Ablösungen vom Gebirge weitestgehend vermieden.

Anstelle der porösen Ausbildung der Behälterwandungen 14 können diese Wandungen auch aus einem undurchlässigen Material bestehen und in ihnen zum Durchtritt des als Trägermaterial dienenden Teiles des fließfähigen Materials entsprechende Öffnungen angebracht sein. Falls das fließfähige Material anstelle von Zement andere erhärtbare Stoffe enthält, können als Trägermaterial auch andere Flüssigkeiten, Luft oder andere Gase verwendet werden. Es kann sich bei dem fließfähigen

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Material auch um ein Gemisch eines Kunststoffes mit einem Gas oder einem gasbildenden Stoff handeln.

Die Wandung 14 der Behälter 6 und/oder 30 kann aus einem zwei- oder mehrlagigen Material bestehen, wobei insbesondere eine Lage undurchlässig oder porös ist»während die andere Lage eine höhere mechanische Festigkeit aufweist als die erste Lage.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT BODE · POSTFACH 6140 · D -4030 RATINGtN 6 - HDStL · TELEFON 02102-60001 · TELEX 8585166 N 5 - 67 Coal Industry (Patents) Ltd. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausbauen einer untertägigen Strecke oder eines Tunnels, bei dem, dem Streckenvortrieb folgend, starre Ausbauelemente nacheinander in der Strecke aufgestellt und verformbare Behälter mindestens in Teile der Zwischenräume zwischen den Ausbauelementen und dem umgebenden Gebirge eingebracht und ein fließfähiges Material in die Behälter eingefüllt wird, so daß die Behälter mit dem benachbarten Gebirge in Berührung kommen und mindestens Teile der Zwischenräume zwischen den Ausbauelementen und dem benachbarten Gebirge ausfüllen, dadurch gekennzeichnet, daß an die zuletzt eingebrachten verformbaren Behälter (6) angebrachte Ausleger (30) in Richtung eines neueingebrachten Ausbauelementes (2) erstreckt und zwischen diesem und dem benachbarten Gebirge (4) eingebracht werden und in dieser Lage verbleiben, während der dem neueingebrachten Ausbauelement (2) zugeordnete verformbare Behälter (6) mit fließfähigem Material gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausleger (30) an den verformbaren Behältern (6) befestigt sind.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a du r c h gekenn ze ichnet , daß die Ausleger (30) als Behälter ausgebildet sind.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die als Behälter ausgebildeten Ausleger (30) in der sich in Richtung des neueingebrachten Ausbauelementes (2) erstreckenden Lage gehalten werden, während sie mit fließfähigem Material gefüllt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verformbare Behälter (6) eine Füllöffnung (8) zum Einfüllen fließfähigen Materials aufweist und an ihm ein verformbarer Ausleger (30) befestigt ist, der sich in der Gebrauchsstellung zu einem neu gesetzten starren Ausbauelement (2) erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der verformbare Behälter (6) Auslaßöffnungen für den als Trägermaterial dienenden Teil des fließfähigen Materials besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der verformbare Ausleger (3) als Behälter ausgebildet ist und eine eigene, von der Füllöffnung (8) des verformbaren Behälters (6) getrennte Füllöffnung (32) besitzt.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der verformbare Behälter (6 und/oder 30) Wandungen (14) aufweist, die den Durchtritt des nicht als Trägermaterial dienenden Teiles des fließfähigen Materials verhindern und die /usdehnung des Behälters beschränken oder begrenzen.

_V/Bo 709886/0848