DE3100213A1 - "streckenausbau fuer den berg- und tunnelbau" - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Streckenausbau gemäß dem
• Oberbegriff des Anspruches 1.
• Der Streckenausbau mit Hilfe von Gebirgsankern genügt in besonders hohem Maße einigen Hauptforderungen, welche an den Streckenausbau, insbesondere im Steinkohlenbergbau unter Tage gestellt werden müssen. Denn ein solcher Ausbau läßt sich nicht nur den verschiedenen Querschnittsgrößen und -formen des Streckenausbaus anpassen, sondern ermöglicht auch eine ausreichende Beherrschung des Gebirges, wenn Spannungen und Konvergenzen kompensiert werden müssen. Dabei treten die mit den Gdirgsankern am Gebirge verspannten Verzugmatten einer Aufblätterung des Gebirges an diesen Stellen entgegen.
• Dafür eignen sich insbesondere Baustahlgewebe und sogenannte Verzugmatten, die häufig besonders hoch belastbare Längsdrähte aufweisen.
• Ein Spreizanker setzen ein verhältnismäßig hartes Gestein voraus, weil ihre Spreizköpfe in weichen Gesteinen nicht die nötige Wirksamkeit entwickeln und insbesondere nicht die erforderlichen hohen Vorspannkräfte zulassen. Klebanker sind dagegen auch in weicheren Gebirgsschichten verwendbar. Die Ankerplatten dienen in der Regel dazu, die Vorspannkräfte zu erzeugen und diese auf dem Gebirge abzutragen, das das Ankerbohrloch umgibt. Es sind Ankerplatten bekannt (Glückauf 106 (1970) Nr. 24 S. 1145), welche aus einem quadratischen bis rechteckigen Blechausschnitt bestehen, der zur Erhöhung seiner Formsteifigkeit in der Mitte eine kalottenförmige Erhebung aufweist.
• Es ist darüberhinaus bekannt (Glückauf 114 (1978) Nr. 4, 164), diese sogenannten Kalottenplatten dazu zu verwenden, die eingangs erläuterten Baustahlmatten gegen ein mit einer Spritzbetonschicht vorkonsulidiertes Gebirge zu verspannen.
• Insbesondere, wenn man lediglich Gdirgsanker und Baustahl- oder Verzugmatten als Ausbau einsetzt, indem die Matten die Aufgabe haben, der Ortbeton des Gebirges zwischen den Ankern entgegenzuwirken, beobachtet man bereits nach kurzen Einsatzzeiten und Einsetzen der Konvergenz, daß sich zwischen den mit den Ankerplatten am Gebirge verspannten kurzen Teillängen der Matten Durchhänge ausbilden, welche sich zunehmend vertiefen.
• Dadurch wird einerseits einer unerwünschten Aufblätterung des Gebirges Vorschub geleistet. Andererseits geraten aber die Enden der eingeklemmten Drähte an den Ankerplatten unter erhebliche Beanspruchungen, die zu Bruchstellen führen, an denen der Ausbau versagen kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als Ankerplatte ausgebildetes Befestigungselement für das Verspannen des Verzuges mit den freiliegenden oder vorkonsolidierten Gebirge zu schaffen, welches dem Durchhang des Verzuges entgegenwirkt und den Zeitpunkt hinausschiebt, an dem die Drähte der Verzugmatten brechen.
• Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
• Die neue, schüsselförmige Ankerplatte kann gegenüber den lediglich zum Abtragen der Vorspannkräfte dienenden Kalottenplatten eine erheblich größere Ausdehnung erhalten, ohne sich dadurch vorzeitig zu verformen. Dies wird durch die Schüsselform erreicht, welche nicht nur ohne Verlust an Formsteifigkeit eine Vergröberung des Abstandes des zum Verspannen der Drähte dienenden Schüsselrandes von der jeweiligen Ankerstange, sondern auch des Abstandes des Bodens von der Gebirgsoberfläche gestattet.
• Andererseits bewirkt die Wölbung des Schüsselrandes am Beginn der Durchhangbildung in den Drahtmatten eine Vergrößerung dz Auflagerfläche der mit dem Gdirge verspannten Drähte an der Ankerplatte, so daß deren Beanspruchung herabgesetzt wird.
• Diese neue Ankerplatte kann deswegen entweder die bisherigen Ankerplatten ersetzen und erfüllt dann deren Funktion beim Verspannen der Ankerstange und beim Befestigen des Verzuges besser. Sie kann aber auch zusammen mit bekannten Ankerplatten benutzt werden, die sie beim Anbringen des Verzuges überdeckt und dadurch die Möglichkeit bietet, die Arbeitsgänge des Vorspannens der Gebirgsanker und des Anbringens des Verzuges zeitlich und/oder räumlich voneinander zu trennen.
• Vorzugsweise verwirklicht man die Erfindung mit dem Merkmal des Anspruches 2. Dann ergibt sich eine runde, glockenförmige Ausbildung der Ankerplatte mit hoher Formsteifigkeit und geringer Belastung der eingeklemmente Drähte.
• Im Prinzip läßt sich die Ankerplatte nach dem Merkmal des Anspruches 3 in Schweißkonstruktion ausführen. Anspruch 4 ermöglicht dagegen gegebenenfalls zusammen mit dem Merkmal des Anspruches 5 die Formung der Ankerplatte aus einem Rohling durch Tiefziehen oder Schlagen im Gesenk.
• Besondere Vorteile bieten die weiteren Merkmale der Erfindung, weil sie das Aufhängen von Betriebsmitteln, wie Rohrleitungen, Hängebahnen o.dgl. an dem Streckenausbau der in ebenso sicherer Weise wie im Falle/derzeit üblichen und ausschließlichen Verwendung von Stahlausbaubögen gestatten.
• Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 im abgebrochenen Längsschnitt einen Streckenausbau gemäß der Erfindung, Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in Draufsicht und im Querschnitt, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zur Verdeutlichung der Anbringung eines Anschlußelementes für die Aufhängung von Einrichtungen in der Strecke, Fig. 4 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 3, Fig. 6 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung und Fig. 7 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 6.
• Der in den Figuren zum Teil nicht vollständig wiedergegebene Streckenausbau verwendet Gebirgsanker mit Ankerstangen 1 in Bohrlöchern 2, die in die Oberfläche 3 des Gebirges 4 gestoßen werden. Die Ankerstangen können mit ihren nicht dargestellten, dem Bohrlochtiefsten zugekehrten Enden eingeklebt oder durch bekannte Spreizköpfe mechanisch mit den Bohrlochstößen verspannt sein. Außerdem besteht der Ausbau aus für sich bekannten Drahtverzugmatten 5 aus Längsstäben 6 und Querdrähten oder -stäben 7, die an den Überkreuzungsstellen mit den Längsdrähten bzw.
• -stäben verschweißt sind. Diese Drahtmatten 5 können der freiligenden Gebirgsoberfläche 3 entweder unmittelbar aufliegen. Oder die Matten 5 werden einer z.B. mit Spritzbeton vorkonsolidierten Gebirgsoberfläche 3 angelegt.
• Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 dient eine sogenannte Kalottenplatte 8 in Verbindung mit dem auf dem freien Ende 9 der Ankerstange 1 angebrachten Außengewinde 10 zur Erzeugung der Vorspannkräfte, welche mit Hilfe einer Mutter 11 über eine Unterlegscheibe 12 auf den mittleren Teil 13 der Ankerplatte 8 aufgebracht werden. Der flache Rand 13'der Ankerplatte 8 stützt sich dabei auf den mit 3a bezeichneten Teil der Gebirgsoberfläche 3 ab, der das Bohrloch 2 umgibt.
• Die Verzugmatte 5 ist im Bereich der Ankerstange 1 über die Kalottenplatte 8 geschoben und mit Hilfe einer weiteren Ankerplatte 14 befestigt worden. Diese Ankerplatte ist schüsselförmig ausgebildet. Sie besteht gemäß Fig. 1 aus einem tiefgezogenen Stahlblech, das einen nach außen gewölbten Rand 15 aufweist. Auf der Rückseite 16 der Ankerplatte 14 bildet dieser nach außen gewölbte Rand eine das Widerlager für die Verspannung der Ankerplatte 14 bildende und konvex gekrümmte Lagerfläche 17. Auf ihr stützen sich gemäß dem Ausführungsbeispiel mehrere Längsdrähte 6a-6e ab, sowie mehrere Querdrähte 7a-7e.
• An dem nach außen gewölbten Rand schließt sich im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die in sich geschlossene Schsselwand 18 an, welche über den Rand nach innen und nach vorn vorspringt und einen abgeflachten Boden 19 unterstützt, den die Ankerstange mit ihrem Gewindeende 9 durchdringt und auf dessen Vorderseite 20 sich eine Mutter 21 über eine Unterlegscheibe 22 abstützt, die auf das Außengewinde 10 der Ankerstange aufgedreht ist.
• Zu diesem Zweck weist der Boden eine der Ankerstange entsprechende runde Ausnehmung 23, z.B. eine Bohrung oder Lochung auf.
• Wie sich aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt, sind der Rand 15, die Wand 18 und der Boden 19 konzentrisch zu der Ausnehmung 23 angebracht, woraus sich die dargestellte Glockenform der Ankerplatte ergibt.
• Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 ist dagegen eine SchweiSkonstruktion dargestellt. Hiernach besteht die Ankerplatte 14 aus einem Kreisring 29 aus Rundeisen, das mit einer Schweißnaht 30 zusammengefügt ist. Das Rundeisen bildet den Rand der Ankerplatte und mit seiner der Gebirgsoberfläche zugekehrten Seite die eingangs erläuterte Widerlagerfläche 17. Die Wand der schüsselförmigen Ankerplatte 14 wird aus vier sich kreuzenden Flacheisen 31-34 gebildet, die nach innen vorspringen und bei 35 (Fig. 6) abgebogen sind. Sie enden an einer gemäß der dargestellten Ausführungsform quadraitschen Platte 36, die den Boden bildet und die Bohrung 23 zur Aufnahme des Ankerstangenendes besitzt.
• Bei der Ausfihrungsform nach Fig. 3,4 sind in der Wand 18 der Ankerplatte 14 Querbohrungen 40 bzw. 41 und 42 bzw.
• 43 angebracht, wobei die Bohrungen teilweise miteinander fluchten. Sie dienen zur Aufnahme von Querbolzen 44, 45 mit Sechskantköpfen 46, 47 und Muttern 48, 49, die über Kontermuttern 50, 51 gegen Verdrehen gesichert werden können. Die Querbolzen 44, 45 dienen zur Befestigung eines Schäkels 53. Dazu besitzt der Schäkel (Fig. 5) in einem verbreiterten Endabschnitt 54 jedes Schäkelschenkels 55 zwei nebeneinander liegende Bohrungen 56, 57. Der Schäkel dient zum Anschluß einer Aufhängekette 58 über ein U-förmiges Kettenglied 59 mit Querbolzen 60. Die Aufhängekette endet ihrerseits an einem Schäkel 61, der über einen Querbolzen 62 zum Anschluß einer Hängeschiene 63 einer Einschienenhängebahn Verwendung findet.
• Im Betrieb wird in bekannter und daher an dieser Stelle nicht im einzelnen zu erläuternder Weise die Ankerstange tange durch Anziehen der Mutter 11 (Fig. 1) vorgespannt. Danach wird der Drahtmattenverzug 5 bei mehreren benachbarten vorgespannten Ankern angebracht und mit Hilfe der Befestigungselemente in Gestalt der Ankerplatten 14 mit dem Gebirge verspannt. Dazu dienen die Muttern 21, die nach dem Über stülpen der Verzugmatten und der Ankerplatten 14 auf die Ankerenden angezogen werden. Bei einsetzendem Gebirgsdruck verformt sich der Verzug zwischen benachbarten Ankerstangen, wodurch sich die eingespannten Drähte an die gewölbten Flächen 17 anlegen.

Claims (7)

1. "Streckenausbau für den Berg- und Tunnelbau" Patentansprüche 1. Streckenausbau für den Berg- und Tunnelbau mit Verzugmatten, vorzugsweise aus untereinander verschweißten Quer- und Längsdrähten und zur Verspannung der Verzugmatten mit dem Gebirge dienenden Gebirgsankern mit einer im Gebirge verspannbaren bzw. verklebbaren Ankerstange und einer auf dem freien Ankerende mit Hilfe einer Befestigung, vorzugsweise einer Mutter anbringbaren Ankerplatte, die mit der Gebirgsoberfläche verspannbar ist und in der Mitte über diese nach vorn vorspringt , d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß zur Verspannung der Verzugmatten (5) eine schüeselförmig ausgebildete Ankerplatte (14) mit einem nach außen gewölbten Rand (15) dient, der auf deren Rückseite (16) eine als Widerlager für die Verspannung der Ankerplatte (14) dienende, konvexe Gegenlagerfläche (17) bildet und mit einer in sich geschlossenen oder mehrfach unterbrochenen Wand versehen ist, die über den Rand (17) nach innen und vorn vorspringt und einen abgeflachten Boden (19) unterstützt, den die Ankerstange (1) mit ihrem Gewindeende (9) durchdringt und auf dessen Vorderseite X20) sich die Ankerstangenbefestigung (21, 22) abstützt.
2. 2. Streckenausbau nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rand (17), die Wand (18) und der Boden (19) zur schüsselförmigen Ankerplatte (14) konzentrisch zu einer Ausnehmung (23) £t das Ankerstangenende (9) verlaufen.
3. 3. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rand (15) aus einem Rundstahlring (29, 30) und die Wand sowie der Boden aus Profileisenabschnitten (31-34; 36) bestehen, die zu einer Baueinheit (14) miteinander verschweißt sind.
4. 4. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ankerplatte (14) aus einer gekümpelten Platte besteht.
5. 5. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (14) aus einer Blechronde besteht.
6. 6. Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) der Ankerplatte (14) miteinander fluchtende Bohrungen <40-43) zur Anbringung von Querbolzen (44, 45) eines Anschlußschäkels (53) aufweist.
7. 7. Verfahren zum Anbringen von Streckenausbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß nach dem Verspannen der Anker (1) mit Hilfe von Kalottenplatten (8) die Verzugmatten (5) und danach weitere Ankerplatten (14) über die Ankerenden (9) stülpt und danach die Verzugmatten (5) mit Hilfe der Ankerplatten (14) verspannt werden.