DE3209668C1

DE3209668C1 - Method and devices for controlling the roadway level of a roadway with roadway support system in underground operations

Info

Publication number: DE3209668C1
Application number: DE19823209668
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. 5600 Wuppertal Schyma
Original assignee: HSB HYDRAULIK SCHLAUCHTECHNIK
Current assignee: HSB HYDRAULIK SCHLAUCHTECHNIK
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1983-11-03
Also published as: FR2523640A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Beherrschen der Streckensohle einer Strecke mit Streckenausbau in Untertagebetrieben gegen Aufwerfen der Liegendschichten, wobei im Übergangsbereich der Streckenstöße zur Sohle Aufsetzelemente für die Stempel des Streckenausbaus angeordnet und über Ankerelement im Gebirge verankert werden. — Unter Strecke sind im Rahmen der Erfindung Richtstrecken, Querschläge, Grundstrecken, Abbaustrecken, Flözstrecken, Wetterstrecken usw. zu verstehen. Außerdem umfaßt die Erfindung den Tunnelbau.The invention relates to a method and devices for controlling the bottom of a route with extension of the route in underground operations to prevent the lying layers from being thrown up; arranged for the stamps of the route expansion and anchored in the rock via an anchor element. - In the context of the invention, route includes straightening routes, cross passages, basic routes, excavation routes, To understand seam stretches, weather stretches, etc. The invention also includes tunneling.

Das Aufwerfen bzw. Quellen der Liegendschichten erklärt sich im wesentlichen aus den unterschiedlichen Gebirgsdrücken, die beim Auffahren von Hohlräumen und der anschließenden Gewinnung von Mineralien in Untertagebetrieben entstehen. Diese Drücke pressen die Liegendschichten in den durch die Strecke gebildeten Hohlraum hoch. Um ständig einen ausreichenden Streckenquerschnitt aufrechtzuerhalten, müssen folglich die aufgeworfenen Liegendschichten abgetragen werden. Während weiche Liegendschichten mit Lademaschinen bearbeitet werden können, verlangen feste Liegendschichten regelmäßig Schießarbeiten, um das aufgeworfene Liegendgestein zu zerkleinern. Derartige Schießarbeiten sind problematisch. — Bei festen Liegenden hat man die Beherrschung der Streckensohle durch den Einsatz einer Mehrzahl von Liegendankern in strahlenförmiger Anordnung quer über die Streckensohle versucht. Das ist aufwendig. Für weiches Liegendes sind derartige Anker ohnehin nicht geeignet. In solchen Fällen werden häufig die Streckenstöße und Streckensohle geschlitzt. Durch diese Schlitze soll das die Strecke mantelartig umgebende Gebirge druckentlastet werden. Die Herstellung von derartigen Entlastungsschlitzen ist ebenfalls aufwendig.The raising or swelling of the lying layers is essentially explained by the different ones Mountain pressures that occur when excavating cavities and the subsequent extraction of minerals in Underground operations arise. These pressures press the lying layers into the through the stretch formed cavity high. In order to constantly maintain a sufficient cross-section of the route, must consequently the raised layers are removed. During soft lying layers can be processed with loading machines, fixed horizontal shifts require regular shooting work, to break up the lying rock that has been thrown up. Such shooting work is problematic. - At fixed recumbents one has mastery of the route sole through the use of a plurality of Tried lying anchors in a radial arrangement across the bottom of the track. It's time-consuming. For Such anchors are in any case not suitable for soft lying areas. In such cases, the track bumps are common and slotted track sole. The mountains surrounding the route like a jacket should pass through these slots be relieved of pressure. The production of such relief slots is also complex.

Ferner sind Widerlager für die unteren Enden stoßseitiger Bögen oder Stempel im Streckenausbau bekannt, welche aus vorgefertigten Eisenbetonkörpern bestehen, die in entlang den Streckenstößen verlaufenden Ausnehmungen der Sohle angeordnet und in Füllbeton einbetoniert sind. Auf diese Weise will man eine Verbesserung der Haftung der Widerlager mit dem die Strecke umgebenden Gestein und der Widerlagerteile aneinander sowie eine Verbesserung der Verteilung der auf die Widerlager einwirkenden Kräfte erreichen, und zwar auch bei einem eventuellen Reißen des Füllbetons. Dazu sind die eine quer zur Längsachse wirkende Verzahnung aufweisenden vorgefertigten Eisenbetonkörper jeweils mittels eines Gebirgsankers in dem die Strecke umgebenden Gestein festgelegt. Die Enden der Ausbauprofile sind jeweils zwischen den Betonkörpern in dem Füllbeton angeordnet. Dadurch wird in den Übergangsbereichen zwischen den Strekkenstößen und der Streckensohle gleichsam ein Stahlbetonfundament verwirklicht, welches zusätzlich mittels schräg verlaufender Gebirgsanker im Gebirge verankert ist. Der Streckenausbau selbst wird unabhängig von den Gebirgsankern auf das Stahlbetonfundament aufgesetzt bzw. darin einbetoniert. Derartige Maßnahmen sind außerordentlich aufwendig, schon wegen der zwischen den Streckenstößen und der Streckensohle über die Streckenlänge durchlaufenden Stahlbetonfundamente (vgl. DE-AS 19 58271). — Außerdem ist ein Streckenausbau aus im Sohlbereich offenen, bogenförmigen Rahmen bekannt, deren freie Enden mit Hilfe von Auflagern abgestützt sind, welche in Löcher im Liegenden eingreifen. Die Auflager für die kreisförmigen Bogen bestehen aus einer mit einem ankerartigen Ansatz verbundenen Fußplatte, welche plan an der Endfläche des Rahmenprofils anliegt. Die Fußplatte ist gegenüber dem ankerartigen Ansatz abgewickelt und oberhalb der durch Auffüllung hergestellten Streckensohle angeordnet. Eine derartige Abstützung für den Streckenausbau ist kaum geeignet, die über den Streckenausbau ausgeübten Drücke in tieferliegende Liegendschichten bzw. in die weiter entfernten tragfähigen Gebirgsschichten einzuleitenFurthermore, abutments for the lower ends of butt-side arches or punches are being expanded known, which consist of prefabricated reinforced concrete bodies that run in along the route joints Recesses of the sole are arranged and embedded in concrete. This is the way you want to an improvement in the adhesion of the abutments with the rock surrounding the route and the abutment parts to each other as well as an improvement in the distribution of the forces acting on the abutments even if the filling concrete cracks. For this purpose, one is transverse to the longitudinal axis acting toothing having prefabricated reinforced concrete body in each case by means of a rock anchor set in the rock surrounding the route. The ends of the extension profiles are between the Concrete bodies arranged in the filler concrete. This is in the transition areas between the line joints and the bottom of the track realized a reinforced concrete foundation, as it were, which in addition is anchored in the mountains by means of inclined mountain anchors. The expansion of the route itself will be independent placed by the rock anchors on the reinforced concrete foundation or embedded in it. Such Measures are extremely complex, if only because of the between the bumps and the Reinforced concrete foundations running through the length of the track bottom (cf. DE-AS 19 58271). - In addition, a route extension from open, arched frames in the base area is known, the free Ends are supported with the help of supports, which engage in holes in the lying. The supports for the circular arches consist of a base plate connected to an anchor-like extension, which rests flat against the end face of the frame profile. The footplate is opposite the anchor-like approach unwound and arranged above the track sole produced by filling. Such a one Support for the route expansion is hardly suitable, the pressures exerted by the route expansion in to introduce deeper lying layers or into the more distant stable mountain layers

(vgf. DE-AS 11 73 051).(see DE-AS 11 73 051).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, wonach sich die Streckensohle in verhältnismäßig einfacher und sicherer Weise beherrschen läßt, die über den Streckenausbau ausgeübten Drücke einwandfrei in die tieferliegenden Liegendschichten eingeleitet werden und zugleich die Widerstandsfähigkeit des Gebirges im Bereich der Liegendschichten erhöht wird.The invention is based on the object of specifying a method of the type described above, after which the track sole can be mastered in a relatively simple and safe manner that over the pressures exerted during the expansion of the route are properly introduced into the lower lying layers and at the same time the resistance of the mountains in the area of the lying layers is increased.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem to gattungsgemäßen Verfahren dadurch, daß die Aufsetzelemente nach Art einer Pfahlgründung als bis in zur Aufnahme der in den Streckenstößen anstehenden Gebirgsdrücke geeignete Gebirgsschichten reichende Liegendpfähle eingebracht werden, auf die der Strekkenausbau aufgesetzt wird, und daß zum Einbringen der Liegendpfähle in die Streckensohle im wesentlichen vertikale Bohrlöcher im Ausbauabstand hergestellt werden, dann in die Bohrlöcher Pfahlstangen eingesetzt und die Bohrlöcher anschließend mit Zementmörtel oder Beton oder vor dem Einsetzen der Pfahlstangen mit einer Klebemasse verfüllt werden.This object is achieved by the invention in a method of the generic type in that the attachment elements in the manner of a pile foundation than up to the inclusion of those pending in the section joints Rock pressures suitable rock layers reaching lying piles are inserted, on which the route extension is put on, and that for the introduction of the piles in the route base essentially vertical boreholes are made spaced apart, then pile rods are inserted into the boreholes and then drill the holes with cement mortar or concrete or before inserting the pile bars be filled with an adhesive.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Brechen und Aufwerfen der Streckensohle insbesondere dadurch erfolgt, daß die sich im Bereich der Streckenstöße aufbauenden Drücke über den Streckenausbau auf die obersten Liegendschichten übertragen werden. Der Streckenausbau dringt in die Streckensohle ein und zerstört diese obersten Liegendschichten. Das wird nach Lehre der Erfindung vermieden, weil nunmehr der Streckenausbau bzw. seine Ausbaustempel oder Ausbaubögen gleichsam auf eine Pfahlgründung aufgesetzt werden. Die Liegendpfähle nehmen die über den Streckenausbau ausgeübten Drücke auf und leiten diese in tiefliegende Liegendschichten bzw. in die weiter entfernten Gebirgsschichten ein. Dadurch bleiben die oberen Liegendschichten im wesentlichen ungestört, jedenfalls werden die sonst dort auftretenden Druckspitzen derart verlagert, daß eine erhebliche Konvergenzminderung erreicht wird. Tatsächlich bilden die Liegendpfähle gleichsam ein Fundament für den Streckenausbau. — Ausbauabstand meint im Rahmen der Erfindung den Abstand zwischen den Ausbaustempeln bzw. Ausbaubögen. Als Klebemasse kommen beispielsweise Kunstharzmischungen auf Basis von Polyesterharzen in Frage, die in Form von Patronen in die Bohrlöcher vor dem Setzen der Pfahlstangen eingebracht werden.The invention is based on the knowledge that the breaking and throwing up of the track sole in particular takes place in that the pressures building up in the area of the track bumps over the track expansion be transferred to the topmost layers. The expansion of the route penetrates the bottom of the route and destroys these uppermost layers. This is avoided according to the teaching of the invention because now the route expansion or its expansion temple or expansion arches, as it were, on a pile foundation be put on. The horizontal piles absorb and guide the pressures exerted by the expansion of the route these in deep lying layers or in the more distant mountain layers. This leaves the The upper lying layers are essentially undisturbed, in any case the pressure peaks that otherwise occur there are eliminated shifted in such a way that a considerable reduction in convergence is achieved. In fact, those make up Horizontal piles, as it were, a foundation for the expansion of the route. - Expansion distance means within the framework of the invention, the distance between the expansion stamps or expansion arches. Come as an adhesive for example synthetic resin mixtures based on polyester resins in question, which are in the form of cartridges in the drill holes are drilled before the pile poles are set.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So können die Pfahlstangen mit als Fußplatten für den Streckenausbau ausgebildeten Pfahlköpfen versehen werden, so daß ein einwandfreies Aufsetzen bzw. Aufstellen des Streckenausbaus gewährleistet ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß als Ankerbolzen ausgebildete Pfahlstangen mit als Fußplatte für den Streckenausbau ausgebildeter Ankerplatte verwendet werden. Dadurch wird die Widerstandsfähigkeit des Gebirges im Bereich der Liegendschichten zusätzlich erhöht.Further advantageous embodiments of the invention are listed below. So can the stake poles be provided with formed as base plates for the route expansion pile heads, so that a proper placement or erection of the route expansion is guaranteed. But there is also the Possibility of using pile rods designed as anchor bolts as a base plate for the expansion of the route trained anchor plate can be used. This increases the resilience of the mountain range in the area of the lying layers additionally increased.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, die sich durch einen besonders einfachen und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet, der im wesentlichen aus einem im Übergangsbereich der Streckenstöße in den Sohlbereich im Gebirge verankerten Aufsetzelement zur Aufnahme eines Stempels des Streckenausbaus dient. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsetzelement aus einer Pfahlstange mit einem als Fußplatte für den Stempel ausgebildeten Pfahlkopf besteht. Die Fußplatte kann U-förmig ausgebildet sein. Die Pfahlstange kann jedoch auch einen dem Bohrlochtiefsten zugewandten Pfahlschuh aufweisen, also einen verbreiterten Pfahlfuß, um bei Übertragung der Druckkräfte auf die weiter entfernten Gebirgsschichten den spitzen Druck zu reduzieren. — Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine andere Vorrichtung der vorbehandelten Gattung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Aufsetzelement aus einem Gebirgsankerbolzen und einer zugehörigen Ankerplatte besteht, die als U-förmige Stempelfußplatte ausgebildet ist. Insoweit kann also die ohnehin bei einem Anker vorhandene Ankerplatte zugleich die Funktion einer Stempelfußplatte zum einwandfreien Aufsetzen des Streckenausbaus erfüllen.The invention also relates to a device for performing the claimed method, which is characterized by a particularly simple and functional structure, which essentially consists of a touch-up element anchored in the transition area between the route joints and the base area in the mountains serves to hold a stamp of the route expansion. This device is characterized by that the contact element consists of a pole rod with a pole head designed as a footplate for the punch consists. The base plate can be U-shaped. The pile rod can, however, also have a pile shoe facing the deepest point of the borehole, that is to say one widened pile base in order to transfer the compressive forces to the more distant rock layers to reduce the acute pressure. - The invention also relates to another device pretreated type for carrying out the claimed method, which is characterized in that that the Aufsetzelement consists of a rock anchor bolt and an associated anchor plate, which as U-shaped stamp foot plate is formed. In this respect, the already existing with an anchor can Anchor plate at the same time the function of a stamping foot plate for the correct placement of the track extension fulfill.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, wonach sich in einfacher und funktionsgerechter Weise die Streckensohle einer Strecke mit Streckenausbau in Untertagebetrieben beherrschen läßt, indem nicht nur das Aufwerfen der Liegendschichten praktisch unterbunden wird, sondern darüber hinaus die über den Streckenausbau ausgeübten Drücke einwandfrei in die tieferliegenden Liegendschichten eingeleitet werden. Darüber hinaus wird die Widerstandsfähigkeit des Gebirges im Bereich der Liegendschichten erhöht, weil praktisch eine Pfahlgründung verwirklicht wird, auf welche der Streckenausbau aufgesetzt wird. Im ganzen tragen das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung geeigneten Vorrichtungen in erheblichem Maße dazu bei, den Streckenzustand derart zu verbessern, daß der sonstige Schichtaufwand und auch Materialaufwand für die Unterhaltung von Abbaustrekken gesenkt werden kann.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that a method and a Device are specified, after which the track sole in a simple and functional manner a route with route expansion in underground operations can be mastered by not just throwing up of the lying layers is practically prevented, but also that of the extension of the route exerted pressures are properly introduced into the lower lying layers. Furthermore the resistance of the mountains in the area of the lying layers is increased, because practically one Pile foundation is realized, on which the route extension is placed. Overall wear that The method according to the invention and the devices suitable for its implementation in considerable Measures to improve the condition of the track in such a way that the rest of the shift effort and also The cost of materials for the maintenance of mining routes can be reduced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigtIn the following the invention is illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained in more detail; it shows

F i g. 1 in schematischer Darstellung und Vertikalschnitt eine Abbaustrecke mit aufgeworfenen Liegendschichten, undF i g. 1 in a schematic representation and vertical section, a mining section with raised layers, and

F i g. 2 den Gegenstand nach F i g. 1 mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingebrachten Liegendpfählen. F i g. 2 the subject of F i g. 1 with horizontal piles introduced according to the method according to the invention.

Anhand der Figuren wird ein Verfahren zum Beherrschen der Streckensohle 1 einer Abbaustrecke 2 mit Streckenausbau 3 in Untertagebetrieben gegen Aufwerfen der Liegendschichten 4 beschrieben. Dazu werden in den Übergangsbereich zwischen den Streckenstößen 5 und der Streckensohle 1 nach Art einer Pfahlgründung Liegendpfähle 6 vorgegebener Länge eingebracht. Die Länge der Liegendpfähle 6 ist so gewählt, daß diese bis in standfeste Gebirgsschichten 7 eindringen, welche zur Aufnahme der in den Streckenstößen 5 anstehenden Gebirgsdrücke geeignet sind. Da diese Gebirgsdrücke über den Streckenausbau 3 bzw. seinen Ausbaustempeln oder Ausbaubögen übertragen werden, wird der Streckenausbau 3 auf die Liegendpfähle 6 aufgesetzt, so daß die sonst das Aufwerfen der Liegendschichten 4 verursachenden Gebirgsdrücke nunmehr in weit entfernt liegende Gebirgsschichten 7 eingeleitet werden. Zum Einbringen der Liegendpfähle 6 in die Streckensohle werden im wesentlichen vertikale Bohrlöcher 8 im Ausbauabstand hergestellt. Dann werden in die Bohrlöcher 8 Pfahlstangen 9 eingesetzt und anschließend werden die Bohrlöcher 8 mitWith the aid of the figures, a method for mastering the floor of the route 1 of a mining route 2 is illustrated with route expansion 3 in underground operations to prevent the laying layers 4 from being thrown up. In addition are in the transition area between the track joints 5 and the track bottom 1 according to Art a pile foundation horizontal piles 6 of a given length were introduced. The length of the horizontal posts 6 is like this chosen that these penetrate into stable rock layers 7, which to accommodate the in the road joints 5 upcoming rock pressures are suitable. Since these rock pressures over the route expansion 3 resp. are transferred to its extension stamps or extension arches, the extension 3 is on the horizontal piles 6 put on, so that the otherwise the raising of the layers 4 causing the rock pressures can now be introduced into mountain layers 7 far away. For inserting the lying piles 6 in the bottom of the route are essentially vertical drill holes 8 made at the removal distance. then 8 pile rods 9 are used in the drill holes and then the drill holes 8 with

Zementmörtel 10 bzw. Beton verfüllt Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Bohrlöcher 8 vor dem Einsetzen der Pfahlstangen 9 mit Klebemasse bzw. Klebepatronen verfüllt werden. In dem Ausführungsbeispiel werden Pfahlstangen 9 mit als Fußplatten 11 für den Streckenausbau 3 ausgebildeten Pfahlköpfen verwendet.Filled cement mortar 10 or concrete There is also the possibility that the drill holes 8 before Inserting the post poles 9 are filled with adhesive or adhesive cartridges. In the embodiment pile poles 9 are formed with pile heads designed as base plates 11 for the expansion of the route 3 used.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Procedure for mastering the bottom of a route with route expansion in underground operations against throwing up the lying layers, whereby in the transition area of the route joints to Sole attachment elements for the stamps of the line extension are arranged and over anchor elements be anchored in the mountains, characterized in that the Aufsetzelemente after Type of pile foundation than up to the absorption of the rock pressures occurring in the section joints Suitable lying piles (6) extending to rock layers (7) are introduced onto which the route expansion is carried out is put on, and that for the introduction of the piles (6) in the track sole (1) in essential vertical boreholes (8) are made at the removal distance, then in the boreholes {8) Pile poles (9) inserted and the drill holes (8) then with cement mortar or concrete (10) or filled with an adhesive before inserting the post poles (9).

2. The method according to claim 1, characterized in that the pile rods (9) with as base plates (11) for the expansion of the line (3) trained pile heads are provided.

3. The method according to claim 1, characterized in that constructed as anchor bolts pile rods (9) used with an anchor plate designed as a base plate (11) for the expansion of the route (3) will.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 or 2, consisting of a touch-up element anchored in the transition area between the route joints and the base area in the mountains for receiving a stamp of the route extension, characterized in that the attachment element from a pole rod (9) with one designed as a foot plate (11) for the punch (3) Pile head consists.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the base plate (11) is U-shaped is.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the pile rod (9) has a dem Has borehole deepest facing pile shoe.

7. Device for performing the method according to one of claims 1 or 3, consisting of a touch-up element anchored in the transition area between the route joints and the base area in the mountains for receiving a stamp of the route extension, characterized in that the attachment element consists of a rock anchor bolt and an associated anchor plate, which is designed as a U-shaped Stamp foot plate is formed.