DE3037991A1 - METHOD FOR MACHINING PLANTS IN THE UNDERGROUND PIT OPERATION AS WELL AS MEASURING, AND AN EXTENSION MATERIAL USED FOR THEM - Google Patents
METHOD FOR MACHINING PLANTS IN THE UNDERGROUND PIT OPERATION AS WELL AS MEASURING, AND AN EXTENSION MATERIAL USED FOR THEMInfo
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Description
Anmelderin:Applicant:
Firma Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke, Iphofen/Ufr.Company Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke, Iphofen / Ufr.
Titel:Title:
Verfahren zum maschinell erfolgenden Vortrieb von Strecken im untertägigen Grubenbetrieb sowie ein zu dessen Durchführung verwendbares AusbaumaterialProcess for mechanically driven tunneling of routes in underground mining operations as well as a construction material that can be used for its implementation
BesehreibungDescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinell erfolgenden Vortrieb von Strecken im untertägigen Grubenbetrieb, bei dem der von der Streckenvortriebsmaschine freigeschnittene Bereich schrittweise durch Ausbau gesichert wird, sowie ein zu dessen Durchführung verwendbares Ausbaumaterial.The invention relates to a method for mechanically carried out driving of routes in underground mining operations, in which the area cut free by the tunneling machine will be gradually secured by expansion, as well as an area belonging to it Implementation of usable construction material.
Beim mechanisierten Streckenvortrieb, z.B. beim mittels Vollschnittmaschinen erfolgenden Vortrieb von Gesteinstrecken oder beim mittels Teilschnittmaschinen erfolgenden Vortrieb von Abbaustrecken, wird bislang in der Weise verfahren, daß zunächst nach jeweils etwa 1.5m Vortrieb die Vortriebsmaschine stillgesetzt und von der Ortsbrust zurückgefahren, dann der endgültige Ausbau eingebracht, danach die Vortriebsmaschine wieder an die Ortsbrust herangefahren und schließlich der nächste 1.5 m lange Streckenabschnitt freigeschnitteh wird. Der Gesamt-ZeitaufwandWith mechanized road tunneling, e.g. with full headers the excavation of rock sections or the excavation sections using roadheaders, has so far been done in such a way that the tunneling machine is stopped after every 1.5m advance and driven back from the face, then the final expansion brought in, then the tunneling machine back on the Driving face up and finally the next 1.5 m long Section is cut free. The total time spent
4 * R *4 * R *
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für die Herstellung eines solchen 1 .5 m langen Streckenabschnitts beträgt bei durchschnittlichem Streckenquerschnitt etwa 4.5 h, von denen die Maschinen-Laufzeit nur etwa ein Drittel, also 1.5h, ausmacht; der Ausnutzungsgrad der Vortriebsmaschine beträgt daher nur ca. 35%, womit sich eine Auffahrleistung von 7 bis 8m/ Tag erzielen läßt.for the construction of such a 1.5 m long section with an average cross-section of the track is about 4.5 h, of which the machine running time is only about a third, i.e. 1.5 h, matters; the degree of utilization of the tunneling machine is therefore only approx. 35%, which results in a drive-up performance of 7 to 8m / Day can achieve.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art eine Verbesserung des Ausnutzungsgrads der Vortriebsmaschine und damit der AuffahrIeistung zu ermöglichen. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Bereich vor und über der Streckenvortriebsmaschine durch einen schnell einbringbaren vorläufigen Ausbau gesichert und der endgültige Ausbau erst hinter der Streckenvortriebsmaschine eingebracht wird.The invention is based on the object of improving the degree of utilization in a method of the type described at the outset the tunneling machine and thus the drive-up performance. This is achieved according to the invention in that the area in front of and above the tunneling machine by a A provisional expansion that can be brought in quickly is secured and the final expansion is only introduced behind the tunneling machine will.
Da sich ein vorläufiger Ausbau wesentlich rascher als der endgültige Ausbau, z.B. in Form von Gebirgsankern oder Stahlbögen, einbringen läßt, ist beim erfindungsgemäßen Verfahren die Stillstandszeit der Vortriebsmaschine wesentlich geringer als beim bekannten Verfahren. Außerdem läßt sich der endgültige Ausbau hinter der Vortriebsmaschine einfacher einbringen als unter den zwischen Ortsbrust und Maschine herrschenden beengten Verhältnis senj auch braucht das schwere Ausbaumaterial nicht mehr über die immerhin etwa 15 m lange Vortriebsmaschine hinwegtrajimportiert zu werden, wodurch die Unfallgefahr erheblich gemindertSince a preliminary expansion is much faster than the final Expansion, e.g. in the form of rock bolts or steel arches, can be introduced, is the downtime in the method according to the invention of the tunneling machine is significantly lower than with the known method. In addition, the final expansion Easier to bring in behind the tunneling machine than under the The tight relationship between the face and the machine means that the heavy construction material is no longer needed hauled away the tunneling machine, which was around 15 m long to become, which significantly reduces the risk of accidents
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, als vorläufigen Ausbau ein hydraulisch abbindendes Material von sehr hoher Frühfestigkeit auf die Streckenfirste und -stoße aufzuspritzen. Bei dieser besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung läßt sich der Gesamt-Zeitaufwand für die Erstellung eines 1.5m langen Streckenabschnitts bei dem vorerwähnten Beispiel auf 3 h absenken, was eine Verbesserung des Ausnutzungsgrads der Vortriebsmaschine auf 50% bedeutet, so daß sich Auffahrleistungen von etwa 12 m/Tag erzielen lassen.In a further embodiment of the invention it is provided as a preliminary Expansion of spraying a hydraulically setting material with very high early strength onto the ridges and buttocks of the route. In this particularly favorable embodiment of the invention, the total time required to create a 1.5m long section in the aforementioned example lower to 3 h, which means an improvement in the degree of utilization of the tunneling machine to 50%, so that drive-up performances of about 12 m / day.
Dieser rasche Streckenvortrieb stellt allerdings hohe Anforderungen an das hydraulisch abbindende Material; praktisch muß der im letzten 1.5 m-Streckenabschnitt hergestellte vorläufige Ausbau bereits 3 h nach seinem Einbringen eine ausreichende Festigkeit aufweisen, deren untere Grenze bei etwa 60 kp/cm liegt. Derartige Hochfrühfestigkeiten sind mit den bekannten Materialien nicht zu erzielen.However, this rapid route advancement makes high demands to the hydraulically setting material; in practice the provisional one produced in the last 1.5 m section must be used Expansion already show sufficient strength 3 hours after its introduction, the lower limit of which is about 60 kp / cm lies. Such high early strengths cannot be achieved with the known materials.
So hat bsp. die DE-AS 22 16 039 ein hydraulisch abbindendes Material zum Gegenstand, das aus Naturanhydrit (CaSO^) mit einem Kornanteil bis 30% unter 0.2 mm und Gips-Halbhydrat (CaSO^ · 1/2 HpO) zusammengesetzt ist. Dieses bekannte Material ist allerdings vorrangig als Strebsaumsicherung gedacht bzw. zur Herstellung von Streb-Strecken-Dämmen bestimmt, wofür eine damit erreichbare, erst nach 5 h eintretende Festigkeit von 30 bis 40 kp/cm2 vollauf ausreicht; für die hier beabsichtigte vorläufige Streckensicherung wäre eine solche Prühfestigkeit je-So has ex. DE-AS 22 16 039 a hydraulically setting material to the subject, which is composed of natural anhydrite (CaSO ^) with a grain fraction of up to 30% below 0.2 mm and gypsum hemihydrate (CaSO ^ · 1/2 HpO). This known material is, however, primarily intended to be used as protection against longwall lines or for the production of longwall line dams, for which a strength of 30 to 40 kp / cm 2 that can be achieved only after 5 hours is fully sufficient; For the provisional route safety intended here, such a test resistance would be
doch völlig ungenügend.but completely inadequate.
Gemäß einem -weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung wird dieses bekannte Material dadurch ausgestaltet, daß das Gips-Halbhydrat ein ot-Gips ist, dessen Anteil - auf die Gesamtmenge bezogen - 20 bis 60 Gewichtsprozent beträgt und der die KörnungAccording to another essential feature of the invention this known material designed in that the gypsum hemihydrate an ot-plaster is, the proportion of which - on the total amount based - 20 to 60 percent by weight and the grain size
0 bis 3 mm mit einem Kornanteil von 0.5 bis 5% der Korngrößen0 to 3 mm with a grain fraction of 0.5 to 5% of the grain sizes
1 bis 3 mm besitzt, und daß der Anhydritanteil mit 80 bis 40 Gewichtsprozent - auf die Gesamtmenge bezogen - in der Körnung 0 bis 10 mm vorliegt.1 to 3 mm, and that the anhydrite content is 80 to 40 Percentage by weight - based on the total amount - has a grain size of 0 to 10 mm.
Bei diesem erfindungs gemäß en Material ist der 0C- Gips für die hohe Frühfestigkeit verantwortlich, an welcher der Anhydrit als aktiver Zuschlag mitwirkt; außerdem bewirkt der Anhydrit jedoch ein ausgezeichnetes Förder- und Spritzverhalten, schafft eine gute Mörtelkonsistenz (Einbringen großer Schichtdicken!), läßt hohe Endfestigkeiten erreichen und schafft aufgrund seines niedrigen Preises die Voraussetzung für ein kostengünstiges Material. Die Kornzusammensetzung ist zum einen unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit zu sehen, d.h. sie soll einen möglichst geringen Vermahlungsaufwand erfordern, zum andern soll sie durch den Grobkornanteil dafür sorgen, daß ein gutes Förder- und Spritzverhalten sowie eine applikationsgerechte Mörtelkonsistenz gewährleistet sind, jedoch auch so viel an Fein- und Feinstkorn enthalten, daß das Material schnell abbindet und eine hohe FrUL-festigkeit erreicht. Die erfindungsgemäß vorgesehene Kornzusammensetzung erfüllt alle diese Forderungen, wobei das in beson-In this fiction according to the material is the 0C plaster for the high Responsible for early strength, at which the anhydrite as active surcharge contributes; in addition, however, the anhydrite causes excellent delivery and spray behavior, creates one good mortar consistency (introduction of large layer thicknesses!), allows high final strengths to be achieved and, due to its low, creates Price is the prerequisite for an inexpensive material. The grain composition is on the one hand from the point of view To see the economic efficiency, i.e. it should require the least possible grinding effort, on the other hand it should through the coarse-grain content ensures that good conveying and spraying behavior as well as an application-oriented mortar consistency are guaranteed, but also contain so much fine and ultra-fine grain that the material sets quickly and has a high FRUL strength achieved. The grain composition provided according to the invention fulfills all of these requirements, which is particularly
derem Maße dann der Fall Ist, wenn der oC-Gipsanteil - auf die Gesamtmenge bezogen - 30 bis 40 Gewichtsprozent beträgt.to the extent that it is the case when the oC gypsum content - on the Total amount based on - 30 to 40 percent by weight.
Aus der DE-AS 26 03 699 ist zwar bereits ein nur aus °C-Gips bestehendes Material zur Streckensicherung bekannt, doch weist dieses gegenüber dem erfindungsgemäßen Material wesentliche Nachteile auf: Aufgrund seiner größeren Fein- und Feinstkornmenge. ist es pneumatisch wesentlich schlechter förderbar und birgt die Gefahr einer stärkeren Staubbelästigung in sich, es ist schwieriger benetzbar, der Wasser-Feststoff-Faktor muß in engen Grenzen eingestellt werden, es ist teurer und weist eine geringere Endfestigkeit auf.From DE-AS 26 03 699 there is already one consisting only of ° C plaster Material for route safety is known, but this has significant disadvantages compared to the material according to the invention on: Due to its larger amount of fine and finest grain. it is much more difficult to convey pneumatically and contains the There is a risk of a stronger dust nuisance, it is more difficult to wet, the water-solids factor must be kept within narrow limits be discontinued, it is more expensive and has a lower ultimate strength.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung findet eine zweckmäßige Verwendung des hydraulisch abbindenden Materials der vorstehend angegebenen Art injder Weise statt, daß der trockenen Gesamtmischung eine solche Wassermenge hinzugegeben wird, daß der Was-. ser-Feststoff-Faktor 0.1 bis 0.22, vorzugsweise 0.12 bis 0.16, beträgt.In a further embodiment of the invention there is an expedient one Use of the hydraulically setting material of the type indicated above in the manner of the dry overall mixture such an amount of water is added that the water. ser-solids factor 0.1 to 0.22, preferably 0.12 to 0.16, amounts to.
Es empfiehlt sich, das Wasser der trockenen Gesamtmischung nach deren pneumatischer Förderung erst vor dem Einsatzort zuzugeben.It is advisable to add the water to the dry overall mixture after it has been pneumatically conveyed before it is used.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden der Gesamtmischung als die Hydratation fördernde' Anreger Sulfate in Mengen von vorzugsweise 0.5 bis 2 Gewichtsprozent - auf die Gesamtmen-According to a further feature of the invention, the total mixture as the hydration-promoting 'stimulant sulfates in amounts of preferably 0.5 to 2 percent by weight - on the total amount
ge bezogen - hinzugegeben, wobei als Inreger K2SO/, Na2SO,, (NH^)2S0^, FeSO^, Al2(SO^)3 und/oder ZnSO^ eingesetzt werden.ge related - added, with K 2 SO /, Na 2 SO ,, (NH ^) 2 S0 ^, FeSO ^, Al 2 (SO ^) 3 and / or ZnSO ^ being used as the exciter.
Mit dem erfindungsgemäßen Material lassen sich die folgenden Festigkeitswerte erzielen:The following strength values can be achieved with the material according to the invention:
Anteile Frühfestigkeit LangzeitfestigkeitProportion of early strength, long-term strength
o^-Gips/Anhydrit nach 2 h nach 28 Tageno ^ -Gypsum / anhydrite after 2 h after 28 days
20% 80% 60 kp/cm2 230 kp/cm2 20% 80% 60 kg / cm 2 230 kg / cm 2
40% 60% 140 kp/cm2 260 kp/cm2 40% 60% 140 kgf / cm 2 260 kgf / cm 2
60% 40% 200 kp/cm2 270 kp/cm2 60% 40% 200 kgf / cm 2 270 kgf / cm 2
Demgegenüber beträgt die Festigkeit des aus der DE-AS 22 16 bekannten Materials nach 5 h erst 30 bis 40 kp/cm , so daß von einer Hochfrühfestigkeit im hier angestrebten Sinn keine Rede sein kann.In contrast, the strength of DE-AS 22 16 known material after 5 hours only 30 to 40 kp / cm, so that there is no question of early strength in the sense sought here can be.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Einsatz des erfindungsgemäßen Materials läßt sich der Ausnutzungsgrad der Streckenvortriebsmaschinen, der zurzeit bei etwa 35% liegt, auf bis zu 50% verbessern, was eine Steigerung der gegenwärtigen Streckenauffahrleistung von 7 bis 8 m/Tag auf etwa 12 m/Tag bedeutet.When applying the method according to the invention and using the The material according to the invention can be the degree of utilization of the Tunneling machines, which is currently around 35%, can be improved by up to 50%, which is an increase on the current one Ascent performance from 7 to 8 m / day to around 12 m / day means.
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