DE3127896A1

DE3127896A1 - "streckenausbausystem, insbesondere fuer steinkohlenbergwerke"

Info

Publication number: DE3127896A1
Application number: DE19813127896
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Ing.(grad.) 6200 Wiesbaden Decker; Michael Ing.(grad.) 6103 Griesheim Dietrich; Franz-Georg Dipl.-Ing. 6256 Villmar-Langhecke Witterhold
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Witterhold Franz-Georg Dr 6256 Villmar De Die
Priority date: 1981-07-15
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1983-02-03

Description

Streckenausbausystem, insbesondere für
Steinkohlenbergwerke Die Erfindung betrifft ein Streckenausbausystem mit Hinterfüllung, insbesondere für Steinkohlenbergwerke, bestehend aus mehreren Stahlbetonsegmenten. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Versorgung des Streckenausbaus in Steinkohlenbergwerken mit Stahlbetonsegmenten, bei dem die Segmente in einer Produktionsstätte hergestellt und nach der Zwischenlagerung zur Strecke transportiert werden.
Die Steinkohle wird zunehmend aus größeren Teufen gefördert.
Es ist in absehbarer Zeit mit Tiefenlagen von 1000 bis 1500 m zu rechnen. Für Abbau-, Zuschnitt- und Gesteinsstrekken stehen jedoch bisher keine die wirtschaftlichen und technischen Anforderungen befriedigenden Ausbausysteme zur Verfügung.
Bei dem Stahlbogenausbau mit Hinterfüllung ist für die angestrebten Teufen die Tragfähigkeit nicht ausreichend. Der Spritzbetonausbau mit oder ohne zusätzliche Ankerung und Bewehrung kann keinen Einsatz in Teufen finden, wo starke Konvergenzen auftreten. Bei dem Betonformsteinausbau bzw. Paneelausbau wirken die einzelnen Segmente als Einzelteile, da sie miteinander nicht verbunden sind. Die gewünschte Formänderungsarbeit wird dadurch erzielt, daß zwischen den Segmenten Quetschlagen vorgesehen werden. Die Hinterfüllung besteht aus einem formstabilen Material. Die als eine Stahlmatte ausgebildete Bewehrung der Segmente ist keine statische, sondern eine Transportbewehrung. Sie ist bei allen bekannten Ausführungen erforderlich, da die vorgefertigten sperrigen Teile von großem Gewicht unter erheblichem Arbeitsaufwand von der Produktionsstätte auf der Erdoberfläche in Schächten und Stollen bis zur Ausbaustrecke unter Tage transportiert werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Streckenausbausystem der eingangs genannten Art zu entwickeln, das den erhöhten Anforderungen, die sich an Ausbaue beim Einsatz in großen Teufen stellen, genügt. Gleichzeitig sollten die einzelnen Segmente, verglichen mit bekannten Bauelementen, ein geringeres Gewicht besitzen. Ferner sollte eine Möglichkeit aufgefunden werden, die Ausbaustrecke ohne transporttechnischen Aufwand mit den Bauteilen zu versorgen und dadurch eine höhere Ausbaugeschwindigkeit und Kostenreduzierung zu erzielen.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe lösen läßt, wenn die Stahlbetonsegmente in Längsrichtung fest und nicht verschiebbar miteinander verbunden sind und wenn die Hinterfüllung aus einem kompressiblen Material, vorzugsweise kompressiblem Leichtbeton besteht.
Jedes Stahlbetonsegment weist ein dünnes, entsprechend dem Ausbauquerschnitt gebogenes Schalenteil auf und ist in längsrichtung an den Rändern mit Stegen versehen, so daß die Segmente entlang der Stege miteinander befestigt werden können.
Es ist vorgesehen, daß die Stahleinlagen entsprechend den statischen Anforderungen in Längs- und Querrichtung in den Segmenten angebracht sind. Vorzugsweise tragen die Stege des Segmentes die Hauptbewehrung.
Die Befestigung der einzelnen Segmente miteinander erfolgt durch Verschrauben oder Verbolzen der Stege, die hierfür mit entsprechenden Öffnungen versehen sein müssen.
Erfindungsgemäß erfolgt der Streckenausbau so, daß die einzelnen Stahlbetonsegmente versetzt zueinander angeordnet werden. Vorzugsweise sind sie um ca. 20 bis 50 % versetzt zueinander angeordnet.
Zur Versorgung des Streckenausbaus mit Stahlbetonsegmenten wird erfindungsgemäß die Herstellung der Segmente unter Tage in einem von der Richtstrecke abgezweigten Stichquerschlag durchgeführt und die zur Herstellung benötigten Feststoffe zum Sichquerschlag transportiert. Dies bedeutet, daß im Gegensatz zu der bisherigen Verfahrensweise nicht die vorgefertigten sperrigen Segmente, sondern nur die Feststoffe zum Untertagebau befördert werden. Die Beförderung der Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Segmente kann in Rohrleitungen erfolgen. Das zur Herstellung des Ausgangs gemisches notwendige Wasser ist unter Tage vorhanden.
Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß der Ausbau durch die konsequente Anwen- dung der Stahlbetonbau-Technik einen hohen Ausbauwiderstand bei geringem Gewicht besitzt. Der Stahlbeton-Segmentausbau hat bei nur ca. 50 g0 des Gewichtes des Paneelausbaus etwa den gleichen Ausbauwiderstand. Dies rührt daher, daß das Schalenteil des Segments dünn ausgeführt ist, während die Steghöhe in etwa der Dicke üblicher Paneelsegmente entspricht.
Durch das Verbolzen/Verschrauben der Stege der gegeneinander versetzten Stahlbeton-Fertigteile entsteht ein Flächentragwerk, das in zwei Richtungen Kräfte abträgt. Dies wirkt sich insbesondere günstig beim Vorhandensein ungewollter lokaler Belastungen, z.B. durch Gebirgshohlräume, aus. Der erfindungsgemäße Ausbau hat außerdem eine große Anwendungsbreite. Die erwünschte Formänderungsarbeit wird durch die Hinterfüllung formänderungsfähigen Leichtbetons gewährleistet. Die frei wählbare Zusammensetzung (Anteil der kompressiblen Leichtzuschlagstoffe) und der Hinterfülldicke ermöglichen eine gute Anpassung in bestimmten Gebirgsklassen ohne konstruktive Veränderung des eigentlichen Ausbaus. Ferner wird unter Betrieb ein wesentlicher Nutzungsgewinn erzielt. Der geichbleibende Nutzquerschnitt, die Formbeständigkeit der Umgebungsflächen, die Möglichkeiten bezüglich der Lastaufhängung und die erhöhte Wärmedämmung der Ausbauschale erhöhen das Maß der betrieblichen Nutzung beträchtlich. Hinzu kommt, daß durch den hohen Grad der Vorfertigung, das geringe Gewicht der Segmente und die Fließfähigkeit wesentlicher Herstellungsmaterialien, z.B. Bindemittel, Wasser, Zuschlagstoffe eine typisch andere Organisation von Transport, Fertigung und Einbau ermöglicht wird. Daraus resultieren höhere Ausbaugeschwindigkeiten und niedrigere Kosten.
Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Vereinfachung Figur 1 das erfindungsgemäße Streckenausbausystem mit versetzter Anordnung der einzelnen Stahlbetonsegmente; Figur 2 von innen von der Pfeilrichtung her gesehen die Ausbildung eines einzelnen Stahlbetonsegmentes; Figur 3 im Querschnitt einen offenen Streckenausbau; Figur 4 im Querschnitt einen geschlossenen Streckenausbau und Figur 5 schematisch eine Produktionsstätte für die Herstellung und Lagerung der Stahlbetonsegmente unter Tage.
Das erfindungsgemäße Streckenausbausystem besteht aus einem standfesten Schalungssystem aus bewehrten Betonfertigteilen und.einer Hinterfüllung aus deformierbarem Leichtbeton. Wie aus Figur 1 hervorgeht, sind die einzelnen Stahlbetonsegmente 1 in der Längsrichtung entlang der Stege 2 miteinander verbunden. Eine zusätzliche Verbindung in der Querrichtung ist nicht erforderlich, da durch die versetzte Anordnung der einzelnen Segmente eine genügende Festigkeit des Gesamtausbaus gewährleistet ist.
In Figur 2 wird ein einziges Segment gezeigt. Das Segment besteht aus einem dünnen Schalenteil 3, dessen Ränder in Längsrichtung mit zwei Stegen 2 versehen sind. In die Stege sind mehrere Öffnungen 4 angebracht, um eine Verschraubung bzw.
Verbolzung der Einzelteile miteinander zu ermöglichen. Die Stege 2 dienen außer zur Befestigung auch zur Kraftübertragung und nehmen die auftretenden Biegemomente auf. Ferner wird eine bessere Handhabung bei dem Transport tind bei der Montage ermöglicht. Die Stahleinlagen 5 entsprechen den statischen Anforderungen. Vorzugsweise wird die Hauptbewehrung in den Stegen vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird das Ausbausystem mit Hinterfüllung verwendet, wie es am Beispiel von offenem oder geschlossenem Ausbau in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellt ist.
Die Hinterfüllung 6 wird nach an sich bekannten Methoden angebracht und besteht aus einem hinter die Fertigteilsegmente 1 gepumpten formänderungsfähigen Leichtbeton. Die Zusammensetzung des deformierbaren Leichtbetons ist in der Literatur beschrieben. Im Gegensatz zu anderen Ausbausystemen wie Stahlbögen oder Paneelausbau verändert sich beim erfindungsgemäßen System der Streckenquerschnitt nicht sondern nur die konstruktive Höhe des hinterfüllten Leichtbetons. Durch die Veränderung der Zusammensetzung des zu hinterfüllenden Betons-und der Dicke der Hinterfüllung ist eine Anpassung an Gebirge verschiedener Klassen und den daraus resultierenden unterschiedlichen Konvergenzen gewährleistet.
Zur Versorgung des Streckenausbaus mit Stahlbetonsegmenten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, diese unter Tage herzustellen, um den aufwendigen Transport durch die Schächte hindurch zu vermeiden. Eine solche Produktionsstätte wird in Figur 5 gezeigt. Die Produktionseinrichtungen bestehen in dieser Ausführungsform aus fünf Kipptischen 7 für je fünf Formen, die mit Rüttlern versehen sind. Ferner ist eine Mischanlage 8 und Rohrleitungen 9 für Zement und Zuschlagstoffe sowie Behälter 10 für Ausgangsmaterialien vorgesehen. Das Wasser wird über die Leitung 11 zu der Mischanlage 8 geführt.
Die Schienenflurbahn 12 ermöglicht den Transport der Segmente zur Zwischenlagerung und Weiterbeförderung. Die Produktionsstätte wird in einem von der Richtstrecke 13 abgezweigten Stichquerschlag 14 angebracht. Durch diese Art der Fertigteil-Produktion und -Transport unter Tage ist auch genügende Lagerfläche 15 für Fertigteile zur Zwischenlagerung vorhanden. Leeriseite

Claims

Patentansprüche 1. Streckenausbausystem mit Hinterfüllung, insbesondere für Steinköhlenbergwerke, bestehend aus mehreren Stahlbetonsegmenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbetonsegmente (1) in Längsrichtung fest und nicht verschiebbar miteinander verbunden sind und daß die Hinterfüllung (b) aus einem kompressiblen Material, vorzugsweise aus kompressiblem Leichtbeton, besteht.
2. Streckenausbausystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlbetonsegment (1) aus einem dünnen, entsprechend dem Ausbauquerschnitt gebogenen Schalenteil (3) besteht und in Längsrichtung an den Rändern mit Stegen (2) versehen ist, so daß die Segmente (1) entlang der Stege (2) miteinander befestigt werden können.
3. Streckenausbausystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (2) die Hauptbewehrung tragen.
4. Streckenausbausystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbetonsegmente (1) versetzt zueinander, vorzugsweise um 20 bis 50 t versetzt zueinander, angeordnet sind.
5. Verfahren zur Versorgung des Streckenausbaus, insbesondere in Steinkohlenbergwerken, mit Stahlbetonsegmenten, bei dem die Segmente in einer Produktionsstätte hergestellt und nach der Zwischenlagerung zur Strecke transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Segmente unter Tage in einem von der Richtstrecke abgezweigten Stichquerschlag erfolgt und daß die zur Herstellung benötigten Feststoffe zum Stichquerschlag transportiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe in Rohrleitungen zum Stichquerschlag transportiert werden.