DE3641951C1 - Nachgiebiges Ankerplattensystem fuer Gebirgsanker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker zur Sicherung von Strecken und Räumen im Berg- und Tunnelbau, insbesondere als Anker-Verzugmatten-Verbundausbau, dessen Ankerstange mindestens im Bohrlochtiefsten mittels eines Klebers fest­ legbar und dessen aus dem Bohrlochmund herausragendes Ende mittels einer den Verzug mindestens teilweise einklemmenden Ankerplatte und einer Verschraubung gegenüber dem Gebirge verspannbar ist.

Vornehmlich im Steinkohlenbergbau werden insbesondere zur Unterstützung des Ausbaus Gebirgsanker mit Ankerplatten un­ terschiedlicher Form in Verbindung mit Verzugmatten verwen­ det. Die Platten weisen quadratische, kreisförmige, ebene und auch kalottenförmig ausgebildete Formen unterschiedli­ cher Abmessungen und Materialgüten auf. Die kalottenförmig ausgebildeten Platten sind jeweils mit der konkaven Seite zum Gebirge hin angeordnet. Die Platten, die mit entsprechen­ den Bohrungen versehen sind, werden ausschließlich mit Hilfe von Muttern auf dem luftseitigen Ankerende verschraubt bis sie - den Verzug einklemmend - am oft ungleichmäßigen Streckenman­ tel zur Anlage kommen. Da nur in den seltensten Fällen halbku­ gelförmige Ausgleichselemente zur Korrektur einer schiefwinkli­ gen Montagesituation eingesetzt werden, kommt es häufig bereits kurz nach dem Setzen des Ankers zu Verbiegungen des aus dem Bohrloch herausragenden Ankerendes und somit zu unerwünschten Kerbbelastungen in diesem Ankerstangenbereich. Darüber hinaus führen schiefwinklig eingebaute Ankerplatten in hohem Maße zu Kantenquetschungen am Verzug, dessen Tragfähigkeit dadurch er­ heblich gemindert wird.

Ein weiterer Nachteil der mit herkömmlichen Ankerplatten verse­ henen Gebirgsanker besteht in der Kraftübertragung der Anker­ zugkraft auf das Gebirge bzw. auf den Verzug, da die die Ver­ spannung gewährleistenden Bundmuttern bereits bei geringen Kräften durch die Ankerplatte hindurchgezogen werden. Im Über­ lappungsbereich der Verzugmatten werden bei Verwendung von ka­ lottenförmigen Ankerplatten zunächst kleine kreisförmige Anker­ platten mit einer Mutter montiert, über welche anschließend zum Halten der überlappenden Verzugmatte eine größere kalottenför­ mig ausgebildete Ankerplatte gesetzt wird. Diese Art der dop­ pelten Fixierung verhindert jedoch die eigentliche Nachgiebig­ keit der kalottenförmig ausgebildeten Ankerplatte.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gebirgsanker zur Sicherung von Strecken und Räumen im Berg- und Tunnelbau, insbesondere in Verbindung mit Verzugmatten zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet, der ein­ fach zu montieren ist, der zusätzlich die Montage von Verzugs­ verstärkungselementen erlaubt und der die bestmögliche Kraft­ übertragung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ankerplatte aus einer schalenförmig ausgebildeten, mit einer rechteckigen Ausnehmung versehenen, das Ankerstangenende umgebenden und mit der konvexen Seite zum Gebirge gerichte­ ten Platte in Verbindung mit einer unterhalb der Verschrau­ bung angeordneten rechteckigen Grundplatte besteht, welche mit einem durch die Ausnehmung hindurchgreifenden Bügel ver­ bunden und als Nachgiebigkeitselement ausgebildet ist, des­ sen Widerlager eine Distanzscheibe bildet.

Ein besonderer Vorteil des nachgiebigen Ankerplatten-Systems besteht darin, daß die schalenförmige Platte mittels der Ausnehmung über die in Verbindung mit dem Bügel als Nach­ giebigkeitselement ausgebildete Grundplatte hinweg auf das Ende der verspannten Ankerstange aufsteckbar und mittels einer Drehung um 90° formschlüssig am Bügel festsetzbar ist. Bei Steigerung der Zugkraft im Anker, beispielsweise aufgrund zunehmender Zerklüftung des Streckenmantels, wirkt zunächst das Nachgiebigkeitselement dergestalt, daß die Grundplatte eine Durchbiegung und die im Querschnitt trapezförmige Bügel­ anordnung eine zu den Seiten hin, d. h. in die schalenförmige Platte hinein, gerichtete Aufbiegung erleidet. Der Bügel wird soweit auseinandergedrückt, daß er sich vollständig innerhalb der schalenförmigen Platte anlegt und diese stär­ ker gegen das Gebirge preßt. Bei steigender Kraftaufnahme eines derartigen, mit einem nachgiebigen Ankerplatten-System verbundenen Gebirgsankers steht ein Nachgiebigkeitsweg von rund 100 mm zur Verfügung, wobei die Nachgiebigkeit der ge­ samten Konstruktion durch die Materialqualität und die Mate­ rialstärke der Einzelteile bestimmbar ist.

Da in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zusätzliche Verzugsverstärkungen in Form von Rundstäben oder Seilen durch das Plattensystem hindurchziehbar sind, ist es von Bedeutung, daß die Öffnung des Bügels nach der Montage in Umfangsrichtung der Strecke zeigt. Die Konstruktion des Ankerplatten-Systems läßt bei der Montage einer Anschlußmatte deren Überschieben über den bereits gesetzten Bügel mit der Grundplatte zu, bevor beispielsweise Verzugsverstärkungen und die schalenför­ mige Platte eingebaut werden. Zur Erleichterung der Montage der Verzugmatten sollte auf die Schweißpunkte zwischen Längs- und Querdrähten in den Randbereichen der Verzugmatten verzich­ tet werden, wodurch man gleichzeitig die Überlastung einzelner Drähte vermeiden kann.

Weiterhin erweist es sich im Rahmen der Erfindung als beson­ ders vorteilhaft, daß die Platte auf der zum Gebirge gerich­ teten konvex ausgebildeten Oberfläche gegebenenfalls mit Noppen versehen ist, wodurch ein Abrutschen der flexiblen Mattenbereiche verhindert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen mit dem erfindungsgemäßen Ankerplatten-System ausgerüsteten Gebirgsanker in Umfangsrichtung der Strecke,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ankerplatten-System vom Ge­ birge her,

Fig. 3 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Ankerplat­ ten-System quer zur Umfangsrichtung, und

Fig. 4 eine teilweise Darstellung der schalenförmig ausge­ bildeten Ankerplatte.

Wie aus dem in Fig. 1 wiedergegebenen Schnitt hervorgeht, ist auf die innerhalb eines Bohrlochs im Gebirge 3 einge­ führte Ankerstange 1 und zwar auf deren Ende 2 eine Art Anker­ plattensystem 4 aufgesetzt, die aus einer schalenförmig ausge­ bildeten, mit einer rechteckigen Ausnehmung 6 versehenen, das Ankerstangenende 2 umgebenden und mit der konvexen Seite zum Gebirge 3 gerichteten Platte 5 in Verbindung mit einer ober­ halb der Verschraubung 7 angeordneten rechteckigen Grundplatte 8 besteht. Die Grundplatte 8 ist mit einem durch die Ausnehmung 6 hindurchgreifenden Bügel versehen und mit diesem verbunden als Nachgiebigkeitselement ausgebildet, wobei das Widerlager für das Nachgiebigkeitselement durch eine drehbare Distanz­ scheibe 10 gebildet wird. Wie aus der Draufsicht auf das Ankerplatten-System nach Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Ausnehmung 6 innerhalb der schalenförmigen Platte 5 gering­ fügig größer bemessen als die Grundplatte 8. Der Bügel 9 ist an den Schmalseiten 12 der Grundplatte 8, beispielsweise durch Schweißen fest angeheftet und ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, trapezförmig ausgebildet. Der Bügel 9 liegt mit der kürzeren Seite 13 an der drehbaren Distanzscheibe 10 an. Bei der Montage der gesamten Ankerplatte 4 wird zunächst auf das Nachgiebigkeitselement, das aus dem Bügel 9 und der Grundplatte 8 in Verbindung mit der Distanzscheibe 10 besteht, auf das Ankerstangenende 10 aufgeschoben und mittels der Schraubenmutter 7 verspannt. Zwischen Grundplatte 8 und Schrau­ benmutter 7 kann eine Unterlegscheibe 11 eingefügt werden. Anschließend wird die Platte 5 und zwar mit Hilfe der recht­ eckigen Ausnehmung 6 über die Grundplatte 8 geschoben und um 90° gedreht, so daß sie auf dem Bügel 9 bzw. auf dessen schräg verlaufenden Außenseiten formschlüssig festsitzt. Dabei zeigt die Platte 5 mit ihrer konvexen Oberfläche zum Gebirge 3 hin. Um die Drehung der Platte 5 beim Aufsetzen bzw. nach dem Aufsetzen auf das Nachgiebigkeitselement zu erleichtern, ist die Platte 5 am äußeren Rand mit Montage­ hilfen 18, beispielsweise mit Ausklinkungen versehen, die den Einsatz eines Handhammers ermöglichen. Um ein Abrutschen der flexiblen Mattenbereiche, insbesondere im Überlappungs­ bereich, zu verhindern, kann die zum Gebirge gerichtete Ober­ fläche der Platten 5 zusätzlich mit Noppen 17 versehen sein.

• Bezugszeichenliste
   1 Ankerplatte
   2 Ende der Ankerstange
   3 Gebirge
   4 Ankerplatte
   5 Platte
   6 Ausnehmung
   7 Verschraubung
   8 Grundplatte
   9 Bügel
  10 Distanzscheibe
  11 Unterlegscheibe
  12 Schmalseite
  13 kürzere Seite
  14 Schmalseite der Ausnehmung
  15 Tiefe der Ausnehmung
  16 Verzugverstärkung
  17 Noppen
  18 Montagehilfe

Claims (9)

1. Gebirgsanker zur Sicherung von Strecken und Räumen im Berg- und Tunnelbau, insbesondere als Anker-Verzugmatten- Verbundausbau, dessen Ankerstange mindestens im Bohrloch­ tiefsten mittels eines Klebers festlegbar und dessen aus dem Bohrlochmund herausragendes Ende mittels einer den Verzug mindestens teilweise einklemmenden Ankerplat­ te und einer Verschraubung gegenüber dem Gebirge verspann­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (4) aus einer schalenförmig ausgebildeten, mit einer rechteckigen Ausnehmung (6) versehenen, das Ankerstan­ genende (2) umgebenden und mit der konvexen Seite zum Gebirge (3) gerichteten Platte (5) in Verbindung mit einer oberhalb der Verschraubung (7) angeordneten recht­ eckigen Grundplatte (8) besteht, welche mit einem durch die Ausnehmung (6) hindurchgreifenden Bügel (9) verbun­ den und als Nachgiebigkeitselement ausgebildet ist, des­ sen Widerlager eine Distanzscheibe (10) bildet.

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (6) innerhalb der schalenförmigen Platte (5) geringfügig größer bemessen ist als die Grund­ platte (8).

3. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Schmalseiten (12) mit der Grundplatte (8) verbundene und aus Bandstahl hergestellte Bügel (9) im Längsschnitt durch die Grundplatte (8) trapezförmig ausgebildet ist und die kürzere der parallelen Seiten (13) des Trapezes an der Distanzscheibe (10) anliegt.

4. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schalenförmige Platte (5) mittels der Ausnehmung (6) über die in Verbindung mit dem Bügel (9) als Nach­ giebigkeitselement ausgebildete Grundplatte (8) der ver­ spannten Ankerstange (1) aufsteckbar und mittels einer Drehung um 90° formschlüssig am Bügel (9) festsetzbar ist.

5. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (6) innerhalb der Platte (5) an den Schmalseiten (14) eine derartige Tiefe (15) aufweist, daß durch die Ausnehmung (6) verlaufend eine zusätzli­ che Verzugsverstärkung (16) aus Rundstäben oder Seilen einsetzbar ist.

6. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (5) auf der zum Gebirge (3) gerichteten, konvex ausgebildeten Oberfläche mit Noppen (17) verseh­ bar ist.

7. Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand der schalenförmigen Platte (5) mit Montagehilfen (18), beispielsweise in Form von Ausklin­ kungen, versehen ist.

8. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit des Nachgiebigkeitselementes durch die Materialauswahl und Materialstärke bestimmbar ist.

9. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Ausgleich der Schieflage der schalen­ förmigen Platte (5) ein entsprechendes Spiel zwischen dem Bügelquerschnitt und der Ausnehmung (6) vorgesehen ist.