DE3733344A1

DE3733344A1 - Verbundausbau

Info

Publication number: DE3733344A1
Application number: DE19873733344
Authority: DE
Inventors: Dieter Thierse
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3733344C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ausbau für untertägige Strecken und Schächte insbesondere gebohrte Strecken und Schächte, der im wesentlichen aus mehreren, gegenüber dem Gebirge verspannbaren und in axialer Richtung über Zugstan gen oder Bolzen miteinander verbundenen, dem Querschnitt angepaßten Ausbauelementen besteht, deren Zwischenräume min destens teilweise mittels Beton verfüllt sind.

Der übliche Ausbau, insbesondere für in mechanischen Bohrver verfahren hergestellte untertägige Räume, wie Strecken und Schächte, ein konventioneller Stahlring- oder Bogenausbau aus nachgiebigen Rinnen- oder starren GT-Profilen, stößt in großen Teufen an seine Grenzen. Die Erfahrungen von ins besondere mit Vollschnittmaschinen hergestellten und mit Stahlringen ausgebauten Strecken und Schächten, haben gezeigt, daß bei druckhaftem Gebirge hohe Konvergenzen auftreten, die nicht nur zu häufigen Steckenbrüchen, sondern auch zu Maschinenverlusten führen können.

Rinnenprofile zeigen häufig infolge ihrer Überlappung nur Punktanlagen an den Umklammerungen der Verbindungslaschen.

Darüber hinaus haben sich auch Stahlringe in engem Abstand von beispielsweise 0,60 m eingebracht als unzureichend erwie sen, so daß erst durch zusätzlichen Spritzbetonauftrag auf das freiliegende unverbaute Gebirge zwischen den Profilen Kon vergenzen reduziert oder teilweise sogar zum Stillstand gebracht werden konnten. Abgesehen davon, daß die Verstärkungsmaßnahmen durch Spritzbeton erst spät oder zu spät durchgeführt werden, sind derartige Maßnahmen sehr kostenaufwendig.

So ist beispielsweise nach der DE-OS 27 24 686 ein Verfahren zur Verstärkung des Streckenausbaus im Bergbau durch Einsatz von zusätzlichen, einen engeren Bauabstand ergebenden und mit größerem Profilgewicht ausgestatteten Streckenausbau bekannt, bei welchem zwischen jeweils mindestens zwei bestehenden bogen förmigen Streckenausbauen bogenförmige Gitterträger gesetzt und die Gitterträger über eine aus Maschendraht bestehende Bewehrung miteinander verbunden werden und bei welchem nach Verschalen der durch eine Bewehrung miteinander verbundenen Gitterträger der zwischen Gebirge und Verschalung bestehende Hohlraum mittels eines Dammbaumörtels, beispielsweise synthe tischem Anhydrit, verfüllt wird. Dieser Ausbau ist ein Bei spiel für die verspätete Unterstützung und für die Kostenauf wendigkeit eines solchen zusätzlichen Ausbaus.

Die hohen Kosten und die Schwierigkeiten des Einbringens führ ten zu der Überlegung, hohen Ausbauwiderstand durch Betonausbau in Form von Betonfertigteilen, sogenannten Paneelen mit be schränkt nachgiebigen Zwischenlagen, wie z.B. Flachsspanplat ten einzubringen. Dabei hat es als bekannt zu gelten, daß beispielsweise vollflächig eingebrachter Betonausbau hohe radiale Ausbaustützkräfte aufbringen kann und daß ein solcher Ausbau tragfähiger als Stahlringe in engem Abstand ist. Nach teilig bei einem derartigen Ausbau mit solcher Festigkeit ist jedoch der große Kostenaufwand sowie der beschwerliche Transport und Manipulationsaufwand vor Ort.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ausbau für untertägige Strecken und Schächte zu schaffen, der den untertägigen Bedingungen angepaßt, bei einer beschränkten Nachgiebigkeit und einer hohen Tragfähigkeit die oben genannten Nachteile, insbesondere die üblichen Verstärkungsmaßnahmen vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die stumpf aneinanderstoßenden Ausbauelemente eine Stirnwandab dichtung bildend in axialer Richtung mindestens zeitweise mit einer Schalung und die vor Ort mittels eines Pumpbetons ver füllbaren Kammern zwischen den Ausbauelementen mindestens teil weise mit Flachsspanplatten versehen sind.

Der besondere Vorteil dieses Ausbaus liegt in der unmittel baren Herstellung vor Ort, beispielsweise unmittelbar hinter einer Schacht- oder Streckenbohrmaschine, wobei keine schwe ren und unhandlichen Elemente zu transportieren sind und der erforderliche Fertigbeton mittels Rohrleitungen transportiert werden kann. Für das Einbringen von Pumpbeton ist es erfor derlich, daß die vor Ort eingebrachten Ausbauelemente gegen über dem Gebirge eine Stirnwandabdichtung bilden. Zum Verspan nen der Ausbauelemente gegenüber dem Gebirge sind mindestens zwischen dem letzten Ringstoß Langlochlaschen in Verbindung mit Keilen vorgesehen. Darüber hinaus ist es möglich, zum Nachdichten der eine Stirnwandabdichtung bildenden Ausbauele mente, beispielsweise in Form von Schaumstoffbändern vorzu sehen.

Die die Ausbauelemente von der Strecke her abdeckenden Schalt tafeln können mit Hilfe von Hohlraumdübeln Spannhülsen oder Rückankerungen am Ausbau am Gebirge oder aber an Zugstangen oder Bolzen befestigt werden.

Die begrenzte Nachgiebigkeit kann durch Verwendung von Flachs spanplatten erzielt werden, wobei es entsprechend den Anforde rungen des Ausbaus und in Abhängigkeit des zu erwartenden Ge birgsdrucks und/oder der Gebirgsbewegung möglich ist, die Dicke der Flachsspanplatten zu variieren bzw. die zwischen zwei Bauen sich ergebenden Kammern in beliebiger Weise in radialer und axialer Richtung zu unterteilen. Da zweckmäßigerweise an jeder Schaltafel nur eine Injektionsöffnung vorgesehen werden sollte, erweist es sich als zweckmäßig, die zur Unterteilung von Zwi schenkammern vorgesehenen Flachsspanplatten mit Öffnungen zu versehen, so daß die Kammern bzw. Zwischenkammern durch Einpumpen des Betons im unteren Bereich unter Entweichen von Luft voll ständig verfüllbar sind.

Der erfindungsgemäße Verbundausbau erlaubt es, in verschiede nen Ausführungsbeispielen eine Schalung zu verwenden, die bei spielsweise als Gleitschalung ausgebildet ist oder eine ver lorene Schalung zu verwenden, die in einer stabilisierenden Ausbildung als Teil des bleibenden Verbundausbaus anzusehen ist.

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

Fig. 1 eine Teilansicht eines in schematisierter Form wieder gegebenen Ausbaus mit zwei übereinander angeordneten Ausbauelementen, beispielsweise für einen Schachtaus bau,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Ausbau, ebenfalls für einen Schacht, und

Fig. 3 eine Vorderansicht des in Fig. 2 dargestellten Ausbaus, teilweise geschnitten, und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Verspannverbindung der Ausbauelemente.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Ausbaus dargestellt, welcher geeignet ist, in einem gebohrten Schacht eingesetzt zu werden. Das in Fig. 1 in einer Teilansicht des Ausbaus gezeigte Ausbauelement 1 mit einem U-förmigen, nach oben geöffenten Profil, ist ebenfalls nur ein Ausführungsbeispiel. Die Ausbauelemente 1 können beispiels weise auch als Rinnen- oder I-Profile oder als sonstwie zweckmä ßige Profile ausgebildet sein. Für den Verbundausbau kann jedes im Untertagebergbau eingesetzte Profil verwendet werden. Die Ausbauelemente 1, die aus mehren Elementen zusammengesetzt einen Bogen- oder Ringausbau ergeben, werden über Zug- oder Tragstangen 8 aufgehängt oder miteinander verbunden. Mindestens zwischen dem letzten Ringstoß ist eine Langlochlasche 6 vorge sehen, wobei das Verspannen des Ausbaus durch zwischen die Stoßstellen einschlagbare Keile erzielt wird. Entsprechend der Ausbildung der Ausbauelemente 1 bzw. des Profils können die zur Verspannung vorgesehenen Verbindungen auch als Profil brücken 6 a mit Klemm- oder Schraubverbindungen 6 b ausgebil det sein. Die Ausbauelemente 1 werden so eingebracht, daß sie gegenüber dem Gebirge 2, wie dies insbesondere aus dem Schnitt nach Fig. 2 zu entnehmen ist eine Stirnabdichtung 14 bilden. Zur vorläufigen Gebirgssicherung ist zweckmäßigerweise ein Maschendraht 12 am Gebirge 2 zu befestigen. Die aus Ausbau elemente 1 zusammengesetzten Baue werden durch eine Schalung 3 bildende Schaltafeln zur Strecke hin abgedichtet. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, eine gewisse Vormontage an den Ausbau elementen 1 als auch an der Schalung 3 anzubringen, die ein schnelles Verbinden mit dem Ausbau erlaubt. Die in axialer oder radialer Richtung in Strecken oder Schächten entstehenden zwischen zwei Bauen liegenden Kammern 4 können nach Belieben und zur Erhöhung der begrenzten Nachgiebigkeit des Ausbaus durch Flachsspanplatten 5 unterteilt werden. So ist es möglich, wie in Fig. 1 dargestellt, unterhalb des oberen Ausbauelementes 1 horizontal angeordnet eine Flachsspanplatte 5 anzubringen, die der Form des Ausbauelementes 1 entspricht. Der Abstand zwischen zwei Ausbauelementen 1 kann darüber hinaus durch senk rechte und waagerechte Anordnungen von Flachsspanplatten 5 in Kammerabschnitte 7 unterteilt werden. Die Kammern 4 bzw. 7 werden, wie die Injektionsöffnung 16 zeigt, von unten nach oben mit Pumpbeton 13 verfüllt. Bei einer entsprechenden Un terteilung in Kammern 4 bzw. Kammerabschnitte 7 ist es zweck mäßig, die Flachsspanplatten 5 mit Öffnungen 17 zu versehen. Wenn die Schalung 3 als bleibende Schalung, d.h. zur Unter stützung des Verbundausbaus vorgesehen ist, kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Schalung 3 am Ausbau durch Nieten anzubringen. Andererseits ist es möglich, wie es insbesondere aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, die Schalung in überlappender Form miteinander zu verschrauben. Neben einer derartigen Ver schraubung ist es vorstellbar, die Schalung 3 durch Anker am Gebirge 2 oder mittels Hakenschrauben 18 an den Zugstangen 8 zu befestigen. Zum Anlenken von beispielsweise Verlagerungs konsolen 11 können in der Schalung Rohrhülsen vorgesehen sein, über welche Kurzanker 10 im Gebirge 2 eingebracht werden. In söhligen Gesteinsstrecken können derartige Hülsen zur Befesti gung von Rohr-, Kabel- und Bandaufhängungen vorgesehen sein.

1 Ausbauelement
2 Gebirge
3 Schalung
4 Kammern
5 Flachsspanplatte
6 Langlochlasche
6 a Profilbrücke
6 b Klemmverbindungs-Lasche
7 Kammerabschnitt
8 Zug-Tragstange
9 Schraube
10 Kurzanker
11 Konsolblech
12 Maschendraht
13 Pumpbeton
14 Stirnabdichtung
15 Schrauben (Schaltafelverb.)
16 Injektionsöffnung
17 Öffnung
18 Hakenschraube

Claims

1. Ausbau für untertägige Strecken und Schächte, insbeson dere gebohrte Strecken und Schächte, der im wesentlichen aus mehreren, gegenüber dem Gebirge verspannbaren und in axialer Richtung über Zugstangen oder Bolzen miteinander verbundenen dem Querschnitt angepaßten Ausbauelementen besteht, deren Zwischenräume mindestens teilweise mittels Beton verfüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus bauelemente (1) eine Stirnwandabdichtung (14) bildend in axialer Richtung mindestens zeitweise mit einer Schalung (3) und die vor Ort mittels eines Pumpbetons (13) verfüll baren Kammern (4, 7) zwischen den Ausbauelementen (1) min destens teilweise mit Flachsspanplatten (5) versehen sind.

2. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauelemente (1) als Stahlsegmente ausgebildet sind.

3. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauelemente (1) als Betonfertigelemente ausgebildet sind.

4. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdichten der eine Stirnwandabdichtung (14) bildenden Ausbauelemente (1) Dichtelemente, beispielsweise in Form von Schaumstoffbändern vorgesehen sind.

5. Ausbau nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß zum Verspannen der Ausbauelemente (1) gegenüber dem Gebirge (2) mindestens zwischen dem letzten Ringstoß Langlochlaschen (6) in Verbindung mit Keilen vorgesehen sind.

6. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung (3) als bleibende Schalung und versteift ausge bildet ist.

7. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung (3) als Gleitschaltung ausgebildet ist.

8. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei aus Ausbauelemente (1) zusammengesetzten Bauen zwischen Gebirge (2) und Schalung (3) entstehenden Kammern (4) in radialer und axialer Richtung durch Flachs spanplatten (5) in Kammerabschnitte (7) unterteilbar aus gebildet sind.

9. Ausbau nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeich net, daß die Kammern (4) und/oder Kammerabschnitte (7) mindestens teilweise von Flachsspanplatten (5) umgeben sind.

10. Ausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Flachsspanplatten (5) und deren Anordnung in Abhängigkeit des zu erwartenden Gebirgsdrucks und/oder Gebirgsbewegung wählbar ist.