DE2949373A1

DE2949373A1 - Flexibler schlauch, insbesondere fuer den untertagebergbau

Info

Publication number: DE2949373A1
Application number: DE19792949373
Authority: DE
Inventors: Karl Brockhaus; Wolf Dr. Krummheuer; Hubert 5600 Wuppertal Rährens
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1981-06-11
Also published as: BE886512A; DE2949373C2; JPS56131800A; JPH025237B2

Description

Flexibler Schlauch, insbesondere
für den Untertagebergbau Die Erfindung betrifft einen flexiblen Schlauch aus einem aus hochfesten Chemiefasern hergestellten, wasserdurchlässigen Gewebe, insbesondere für Untertagebergbau, wo er nach Einbringen einer aushärtenden Füllung und Aushärten derselben zwischen den Bauen und dem Gebirge eine kraft- und formschlüssige Verbindung herstellt.
Ein derartiger Schlauch ist aus der DE-PS 26 27 256 bekannt. Der bekannte Schlauch soll derart gefaltet im Profil der vormontierten Ausbaubögen verlegt werden, daß er sich beim Befüllen mit einem hydraulischen Füllstoff, z.B. Beton, Vcrgußmörtel od.dgl. fächerförmig öffnet und den Zwischenraum zwischen den Ausbaubögen und der Ausbruchlinie des Gebirges formschlüssig ausfüllt.
Infolge der Wasserdurchlässigkeit des Gewebes soll die Flüssigkeit des hydraulischen Füllstoffs durch die Schlauchwand nach außen entweichen, ohne daß ein Verlust an Bindemitteln erfolgt; dadurch soll der Aushärtungsprozeß der Füllung beschleunigt und bercits nach kurzer Zeit eine ausreichend hohe rüniestlgkei-~ von Heispielsweise 40 bis 50 2 erreicht werden, kp/cm2 errcicht werden.
Unter "hochfesten Chemiefasern" werden na3-, trocken- oder insbesondere sckmelzgesponnene Fasern aus synthetischen Polymeren verstanden, beispielsweise aus Polyamiden oder Polyestern, wobei die Reißfestigkeit der - in der Regel in Form von Endlosfilamentgarnen vorliegenden - Fasern mindestens 65 cN/tex betrage soll. Die DE-PS 26 27 256 führt als geeignetes Material für Schläuche mit einem Durchmesser bis etwa 25 cm hochfeste Polyathylentcrephthalatfäden (d.h. Endlosfilamentgarne) auf.
Versuche mit den bekannten Schläuchen haben gezeigt, daß sowohl bei Ausbrüchen mit einem Durchmesser von mehr als etwa 4 m als auch bei Schlauchdurchmessern von etwa 23 cm aufwärts erhöhte Anforderungen sowohl an das textile Schlauchmaterial als auch an die Schlauchkonstruktion und Schlauchausrüstung zu stellen sind, um einerseits dem Schlauch eine ausreichend hohe Festigkeit zu vermitteln, die einen gefahrlosen Befüllungsvorgang ermöglicht und während der Aushärtphase des Füllmittels eine ausreichende Stützfunktion sicherstellt, und andererseits die richtige Porengröße zu gewährleisten, die zwar die Flüssigkeit, nicht aber die Feststoffe des Füllmittels nach außcn hin durch die Schlauchwand dringen läßt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bei den bekannten Schläuchen festgestellten Nachteile zu beheben und flexible Schläuche für die Abstützung von Stollen, Tunnels od.dgl. zur Verfügung zu stellen, die auch bei größeren Stützbogendurehmessern und/oder größerem Eigendurchmesser problemlos zu füllen sind und ihre Stützaufgaben voll erfüllen können.
Diese Aufgabe wird bei flexiblen Schläuchen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der Schlauch aus Chemiefasern mit einer Reißfestigkeit von mindestens 70 cN/tex besteht, nahtlos gewebt ist und eine die Poren des Gewebes teilweise verschließende, wasserfeste Ausrüstung besitzt.
Als Chemiefasern mit einer Reißfestigkeit von mindestens 70 cN/tex können an sich bekannte Polyester-Filamentgarne eingesetzt werden, insbesondere Polyäthylenterephthalat-Garne mit einer Reißfestigkeit von mindestens 73 cN/tex.
Wenn der erfindungsgemäße flexible Schlauch im Untertagebergbau eingesetzt werden soll, wo erhöhte Sicherheitsanforderungen bezüglich Brandverhalten und Oberflächenwiderstand gestellt werden, wird ein Schlauch aus Polyamidfasern empfohlen, insbesondere aus Polyhexamethylenadipinsäureamid-Filamentgarnen mit einer Reißfestigkeit von mindestens 73 cN/tex.
Damit der Schlauch sich während des Füllvorgangs einerseits gut in das Profil der vormontierten Ausbaubögen einlegt und andererseits möglichst gut an das unregelmäßige Profil der Ausbruchlinie anpaßt, wird der erfindungsgemäße Schlauch vorzugsweise aus Chemiefasern mit einer Bruchdehnung von mindestens 19% hergestellt. Für das Verhalten des Schlauchs während des Befüllungsvorgangs (bis zum Aushärten des Füllstoffs) besonders günstig sind Chemiefasern mit einer Bezugsdehnung von mindestens 12% bei einer Belastung von 48 cN/tex; bei einem für die Schlauchherstellung aus Gründen der Festigkeit L'fld Wasserdurchlässigkeit besonders geeigneten Garntiter von 1880 dtex wird diese Bezugsdehnung unter einer Last von 90 N ermittelt.
Für Schlauchdurchmesser bis etwa 50 cm kommt man in er Regel mit Polyäthylenterephthalat- oder Polyhexamethylenadipinsäureamid-Fasern aus, deren Festigkeit über die Polymerisations-, Spinn- und Streckbeeincjungen bis auf 100 cN/tex oder mehr gesteigert werden kann. Für größere Schlauch-und/oder Stützbogendurchmesser, die mit größeren Fülldrücken bzw. Schlauchlängen verbunden sind, kann man die Widerstandsfestigkeit und Standfestigkeit der Schläuche noch dadurch erhöhen, daß man aus den erwähnten Polymerfasern Korde herstellt und diese zu schweren Kordgeweben verarbeitet Um bei derartigen Schlauchdimensionen gerinserie Schlauchgewichte beibehalten zu können, empfiehlt es sich, den Schlauch zumindest im Schuß aus Aramidgarnen (Garnen aus aromatischen Polyamiden) mit einer Reißfestigkeit von mindestens 170 cN/tex herzustellen. Reißfestigkeiten von 180 cN/tex oder mehr werden bevorzugt. Bei Verwendung von Aramidgarnen im Schuß empfiehlt es sich, die Kettfäden jeweils so anzuordnen, daß sie den Schußfaden gegen Beschädigungen, Abrieb od.agl. allseitig schützen. Dies kann beispielsweise über eine Köperbindung geschehen.
Schläuche aus Aramidgarnen weisen neben ihrer hohen Festigkeit ein günstigeres Brennverhalten auf, was insbesondere für den Untertageeinsatz wesentlich ist.
Man hat zunächst versucht, flexible Schläuche zu verwenden, die aus normalen Geweben dadurch hergestellt worden waren, daß man die Gewebebahn längs ihrer Mitte gefaltet und ihre beiden nunmehr aufeinanderliegenden Ränder miteinander vernäht hat. Diese Naht hat sich im Betrieb als kritische Schwachstelle der Schläuche herausgestellt. Deshalb sollen die erfindungsgemäßen Schläuche "nahtlos" gewebt sein, d.h.
es sollen Gewebe verwendet werden, die infolge ihrer Konstruktion einen befüllbaren Raum beinhalten.
Aus Kostengründen wie aus Gründen einer Reihe damit erzielbarer Konstruktionsvorteile wird der flexible Schlauch flachgewebt und weist er an seinem Umfang zwei diametral angeordnete Längsstehe von wenigstens 1 cm Breit auf. Durch Flachweben kann man über große Breiten hinweg mehrere Gewebeschläuche gleichzeitig herstellen, die durch Stege vorherbestimmbare Breite voneinander getrennt sind; längs dieser Stege werden die Schläuche dann voneinander getrennt. Die Längsstege, die rechts und links eines jeden flachgewebten Schlauches angeordnet sind, bieten eine wesentlich höhere Festigkeit als die konventionellen Nähte; gleichzeitig stabilisieren sie die Schlauchlage während des Befüllungsvorgangs und zeigen an, ob der Schlauch beim Einlegen in das Ausbauprofil in sich verdreht worden ist. Beim Flachweben ist es auch möglich, anstelle Quasi endloser Schläuche, die später auf die erforderliche Länge geschnitten und an ihren Enden verschlossen werden müssen, im Abstand der gewünschten Schlauchlänge durzhgehende nlerstege von einigen Zentimetern Breite einzuweben; trennt man die Schläuche längs dieser Querstege voneinander, so gelangt man zu einer weiteren bevorzuoten Schlauchform, die an beiden Stirnseiten Querstege von wenigstens 1 cm Breite aufweist. Derartige Schläuche können ohne weitere Vorbereitungon in das Ausbauprofil eingelegt, mit einem ds Gewebe durchdringenden Füllstützen versehen und befüllt werden.
Eine andere Methode zur Herstellung nahtloser Schläuche ist das Rundweben (Schlauchweben). Hierbei kann man pro Webstuhl aber nur einen einzigen, quasi endlosen Schlauch herstellen, der dann auf Länge geschnitten wird. Die Schlauchenden müssen dann verschlossen werden, was beispielsweise - ähnlich wie bei Wursthäuten - durch Zubinden geschehen kann. Vorzugsweise werden bei rundgewebten Schläuchen die stirnseitigen Enden zusammengefaltet und unter Bildung eines wenigstens 1 cm breiten Querstegs (gegebenenfalls nach ein- oder zweimaligem Umschlagen) abgenaht, geklammert oder in ähnlicher Weise dicht verschlossen.
Die Schläuche lassen sich in verschiedenen Bindungsformen weben. Die Köperbindung wurde bereits erwähnt. Für die meisten 4 Zwecke ist die Panamabindung (beispielsweise 4 ) besonders geeignet, weil sie einerseits die für die Festigkeit notwendige Fadendichte (Zahl der Fäden pro cm Gewebebreite) ermöglicht, zum anderen eine hohe Weiterreißfestigkeit bewirkt und zwischen den gleichbindenden Fadengruppen Spalten bildet, welche die Wasserdurchlässigkeit des Gewebes fördern.
Für den Untertageeinsatz der erfindungsgemäßen Schläuche ist es zweckmäßig, wenn die wasserfeste Ausrüstung eine antistatische Wirkung derart entfaltet, daß der Oberflächenwiderstand (nach DIN 54 345) des Schlauches kleiner als vorzugsweise kleiner als 106 - ist.
Die wasserfeste Ausrüstung kann aufgebracht werden, nachdem der Gewebeschlauch hergestellt worden ist. Sie kann aber auch während der Carnherstellung oder während des Webvorgangs auf die einzelnen Filamentgarne aufgebracht werden.
Um die oben genannten niedrigen Oberflächenwiderstände leichter zu erreichen, kann e zweckmäßig sein, daß die Chemiefasern des Schlauches antistatische, d.h. leitende Zusätze enthalten, beispielsweise indem einige Gew.-t Ruß eingesponnen sind oder die Fasern eine Kern-Mantel-Struktur besitzen, mit einer leitenden Komponente als Kern.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin ist: Fig. 1 schematisch in Vorderansicht ein Streckenausbau mit einem erfindungsgemäßen Schlauch; Fig. 2 schematisch ein Querschnitt durch eine flachgewebte Bahn mit mehreren, durch Längsstege verbundenen Gewebeschläuchen; Fig. 3 schematisch ein Querschnitt durch einen mit Längsstegen versehenen Schlauch in mit Beton gefülltem Zustand; und Fig. 4 schematisch ein stirnseitiges Ende eines erfindungsgemäßen flexiblen Schlauches mit umgeschlagenem Quersteg.
In Fig. 1 ist schematisch ein Streckenausbau dargestellt Der Ausbruch 1 weist eine unregelmäßige Ausbruchlinie 2 auf; im Abstand von etwa 10 bis 20 cm zum Gebirge 3 sind stählerne Stützbögen 4, beispielsweise Rinnenprofile gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 der DE-PS 26 27 256, angeordnet; zwischen Gebirge 3 und Ausbau 4 ist ein erfindungsgemäßer flexibler Schlauch 5 eingelegt und durch Befüllung mit einem aushärtbaren Stoff, z.B. Beton, derart aufgebläht worden, daß er zwischen Gebirge 3 und Ausbau 4 eine im wesentlichen kraft-und formschlüssige Verbindung herstellt. Die Füllöffnung 6 kann, wie dargestellt, im First des Ausbaus liegen.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer mehrere Gewebeschläuche 7, 8, 9 cnthaltenden Flachgewebebahn, wobei zwischen den einzelnen Gewebeschläuchen 7, 8, 9 gewebte Längsstege 10, 11 vorgesehen sind. Durch Trennung der Bahn längs dieser Stege entstehen nahtlos gewebte Schläuche.
Fig. 3 stellt, wiederum stark schematisiert, einen Gewebeschlauch 12 mit zwei diametral zueinander angeordneten Längsstegen 13 dar, und zwar im mit Beton 14 prall gefüllten Zustand.
Fig. 4 schließlich zeigt im Längsschnitt ein stirnseitiges Ende einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schlauches, hier eines rundsewebten Schlauches 15. Das Ende dieses Schlauches 15 ist zusammcngelegt und umschlungen sowie vernäht, verklammert od.dgl., so daß der Schlauch 15 endseitig einen dichten Quersteg 16 von mindestens 1 cm Breite aufweist.

Claims

Patentansprüche 1. Flexibler Schlauch aus einem aus hochfesten Chemiefasern hergestellten, wasserdurchlässigen Gewebe, insbesondere für den Untertagebau, wo er nach Einbringen einer aushärtenden Füllung und Aushärten derselben zwischen den Bauen und dem Gebirge eine kraft- und formschlüssige Verbindung hergestellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Chemiefasern mit einer Reißfestigkeit von mindestens 70 cx/tex besteht, nahtlos gesiebt ist und eine die Poren des Gewebes teilweise verschließende, wasserfeste Ausrüstung besitzt.
2. Flexibler Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Polyhexamethylenadipinsäureamidfilamentgarnen mit einer Reißfestigkeit von mindestens 73 cN/tex besteht.
3. Flexibler Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Chemiefasern mit einer Bruchdehnung von mindestens 19% besteht.
4. Flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Chemiefasern mit einer Bezugsdehnung von mindestens 12% bei einer Belastung von 48 cN/tex besteht.
5. Flexibler Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch zumindest im Schuß Aramid-Fil.Nmentgarne mit einer Reißfestigkeit von mindestens 170 cN/tex enthält.
6. Flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er flachgewebt ist und an seinem Umfang zwei diametral angeordnete Längsstege von mindestens 1 cm Breite aufweist.
7. Flexibler Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinen beiden Stirnseiten Querstege von wenigstens 1 cm Breite aufweist.
8. Flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er rundgewebt ist und an seinen beiden Stirnseiten Querstege von wenigstens 1 cm Breite aufweist.
9. Flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er in Panamabindung gewebt ist.
10. Flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserfeste Ausrüstung eine antistatische Wirkung derart entfaltet, daß der Oberflächenwiderstand (nach DIN 54 345) des Schlauches kleiner als 107A- , vorzugsweise kleiner als 106Jn ist.
11. Flexibler Schlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Filamentgarnen mit einer wasserfesten, antistatischen Ausrüstung gewebt ist.
12. Flexibler Schlauch nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Chemiefasern besteht, die antistatische Zusätze enthalten.