DE4003678C2

DE4003678C2 -

Info

Publication number: DE4003678C2
Application number: DE19904003678
Authority: DE
Inventors: Werner 4750 Unna De Sonntag; Wilfried 4650 Gelsenkirchen De Hartmann; Herbert 4709 Bergkamen De Niebuhr; Heinrich 4600 Dortmund De Hauschulz
Original assignee: Neuero Stahlbau & Co 4459 Emlichheim De GmbH
Current assignee: Neuero Stahlbau & Co 4459 Emlichheim De GmbH
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1992-07-30
Also published as: DE4003678A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Nachgiebigkeitselement für den Ausbau von untertägigen Hohlräumen, insbesondere Grubenstrecken, Schächten, Bunkern, Tunnel und dergleichen, gemäß die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Überall da, wo Hohlräume im nicht standfesten Gebirge erstellt werden, ist ein Ausbau der Hohlräume erforderlich. Besonders starke Ausbaumaßnahmen sind im Steinkohlenbergbau üblich. In früherer Zeit war nur ein starrer Ausbau bekannt. Das galt sowohl für den Holzausbau, als auch für Stahlausbau. Der starre Ausbau hat den Nachteil, daß er nicht nachgeben kann. Es gibt für diesen Ausbau nur die beiden Alternativen: Stehenbleiben oder Brechen. Dies ist mit erheblichen Problemen befrachtet, denn im Gebirge kommt es aufgrund von Gebirgsbewegungen häufig zu Belastungsspitzen, die leicht die Standfestigkeit des Ausbaus übersteigen können.The invention relates to a compliance element for the Expansion of underground cavities, especially mine routes, Shafts, bunkers, tunnels and the like, according to the type specified in the preamble of claim 1. All over wherever cavities are created in the non-stable mountains expansion of the cavities is necessary. Especially strong expansion measures are common in hard coal mining. In In the past, only a rigid expansion was known. That was true both for timber construction and for steel construction. The Rigid expansion has the disadvantage that it cannot yield. There are only two alternatives for this expansion: Stop or break. This is with significant problems freighted, because in the mountains it happens due to Mountain movements often lead to peak loads that easily affect the Stability of the expansion can exceed.

Vor Jahrzehnten ist deshalb der nachgiebige Ausbau entwickelt worden. Hinter dem nachgiebigen Ausbau steht die Überlegung, den Belastungsspitzen nachzugeben, bis sich die Belastung auf benachbarte Bereiche des Ausbaus verteilt hat. Zugleich rechnet man damit, daß ein langsames Nachgeben des Gebirges die Entstehung neuer wiederum mittragender Gewölbe begünstigt.That is why the flexible expansion was developed decades ago. Behind the flexible expansion is the consideration, the peak loads give way until the load affects neighboring areas of expansion distributed. At the same time, it is expected that a slow yielding of the Mountains favored the emergence of new vaults.

Der fortschrittliche nachgiebige Ausbau (auch Gleitausbau) wurde mit der Verwendung von Stahlprofilen möglich. Die üblicherweise verwendeten Stahl profile besitzen die Form einer Rinne. Aus verschiedenen gebogenen Segmenten wird ein Gesamtbogen zusammengesetzt, der sich z. B. in einer Strecke von der einen Seite der Streckensohle über die Firste bis zur anderen Seite der Streckensohle erstreckt. Zumeist werden drei Rinnen zu einem Ausbaubogen zusammengesetzt. Dabei überlappen sich die einzelnen Rinnen. Im Überlap pungsbereich werden die Rinnen mittels Verbindungslaschen so stark gegen einander gepreßt, daß die Reibungskraft im Überlappungsbereich nur dem normalen Gebirgsdruck standhält, bei Belastungsspitzen jedoch nachgibt. Dann schieben sich die Rinnen in Bogenrichtung ineinander.The progressive flexible expansion (also sliding expansion) was with the Use of steel profiles possible. The commonly used steel profiles have the shape of a gutter. From different curved segments a complete sheet is composed, which z. B. in a stretch of the one side of the track sole over the ridge to the other side of the Track sole stretches. Mostly three channels to form an extension arch composed. The individual channels overlap. In overlap area, the channels are so strongly countered by means of connecting lugs pressed against each other that the frictional force in the overlap area only that withstands normal rock pressure, but yields during peak loads. Then the channels slide into each other in the direction of the bend.

Gemäß einer neuen Entwicklung (DE-OS 38 06 126) sollen die Ausbaubögen aus Rinnenprofilen durch blechförmige Ausbausegmente ersetzt werden. Ziel der Neuentwicklung ist, das ganze Hohlraumgewölbe mit den Blechen auszukleiden. Aus Gründen der besseren Tragfähigkeit sind die Bleche profiliert. Als besonders ge eignetes Profil hat sich eine Well-Konstruktion ergeben. Zugleich wird die Nachgiebigkeit auf andere Weise als mit Hilfe der bekannten Klemmverbindung hergestellt. Zwischen den einzelnen Ausbausegmenten sind Nachgiebigkeitsele mente angeordnet worden, die sich bei entsprechendem Gebirgsdruck verformen.According to a new development (DE-OS 38 06 126), the expansion arches are made of channel profiles to be replaced by sheet-shaped expansion segments. Aim of the new development is to line the entire vault with the sheets. For reasons The sheets are profiled for better load-bearing capacity. As particularly ge suitable profile has resulted in a corrugated construction. At the same time, the Flexibility in a different way than with the known clamp connection produced. There is flexibility between the individual expansion segments elements have been arranged which deform under the appropriate mountain pressure.

Eine andere wesentliche Neuerung der Entwicklung war die Hinterfüllung der Ausbausegmente mit Baustoff. Dadurch wird allseits schließend eine kraft schlüssige Verbindung zwischen dem Gebirgsausbruch und dem Ausbau herge stellt. Das hat eine optimale Lastverteilung zur Folge.Another major innovation in the development was the backfilling of the Extension segments with building material. As a result, it becomes a force on all sides conclusive connection between the eruption and the expansion poses. This results in an optimal load distribution.

Die entwickelten Nachgiebigkeitselemente bestehen aus Blechkonstruktionen, die sich unter Last definiert einfalten. Dazu sind zwischen zwei quer zur Kraftwirkung angeordneten Blechen (Konsolen) mehrere M-förmig gebogene oder gefaltete bzw. W-förmig gebogene oder gefaltete Bleche vorgesehen.The developed compliance elements consist of sheet metal constructions, that fold in under load. These are between two across Sheets (brackets) arranged in a force-effect several or curved in an M-shape folded or W-shaped bent or folded sheets are provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nachgiebigkeitselement der gattungsgemäßen Art anzugeben, das bei einem verringerten baulichen Aufwand einen definierten Verformungswiderstand aufweist.The invention has for its object a resilience element of the generic type to indicate that a reduced construction effort a defined deformation resistance having.

Das wird nach der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Dabei beinhaltet die Erfindung zwei vorteilhafte Entwicklungsschritte. Der erste Entwicklungsschritt ist die Verwendung eines geschlossenen Hohlkörpers anstelle der bekannten Nachgiebigkeitskonstruktionen gemäß der DE-OS 38 06 126. Der zweite Entwicklungsschritt besteht aus der Verfüllung des Hohlkörpers mit einem Nachgiebigkeitsmaterial, wie es aus dem D-GBM 89 11 197 an sich bekannt ist. Auf diesem Weg läßt sich ein Verformungswiderstand, der kleiner ist als der Verformungswiderstand des übrigen Ausbaues, sehr genau mit einfachen Mitteln einstellen.That is according to the invention with the features of the claim 1 reached. The invention includes two advantageous ones Development steps. The first development step is that Use of a closed hollow body instead of the known one Compliance constructions according to DE-OS 38 06 126. The second development step consists of the Filling the hollow body with a compliance material, as it is known per se from D-GBM 89 11 197. On This way, a resistance to deformation that is smaller is the deformation resistance of the rest of the expansion, very much set precisely with simple means.

Besonders günstige Verformungseigenschaften hat Blähton. Der Blähton zerbricht unter Druck, wobei der notwendige Druck mit zunehmender Zerstörung des Tones steigt, weil immer mehr Partikel nebeneinander Kraft aufnehmen. Infolgedessen eignet sich der Blähton besonders, um vorkomprimiert zu werden. Durch Vorkomprimierung wird die Materialfüllung im Nachgiebigkeitselement auf solche Widerstandselemente gebracht, daß ein Einfalten des zum Nachgiebigkeitselement gehörenden Hohlkörpers nicht zugleich ein Abfallen der Widerstandskraft verursacht. Vielmehr steigt die Widerstandskraft des Nachgiebigkeitselementes mit einer ausreichenden vorkomprimierten Materialfüllung kontinuierlich an.Expanded clay has particularly favorable deformation properties. The Expanded clay breaks under pressure, with the necessary pressure increasing destruction of the sound increases because more and more Particles absorb force next to each other. Suitable as a result the expanded sound is particularly important in order to be pre-compressed. By pre-compression, the material filling in the compliance element brought to such resistance elements that a Folding in the hollow body belonging to the resilient element does not cause a drop in resistance at the same time. Rather, the resilience element's resistance increases with a sufficient pre-compressed material filling continuously on.

Bei Verwendung des Blähtones empfehlen sich Korngrößen kleiner als 20 mm. Solcher Blähton hat ein Kornspektrum, dessen Minimalkörnung etwa 2 mm beträgt.When using expanded clay, smaller grain sizes are recommended than 20 mm. Such expanded clay has a grain spectrum, the The minimum grain size is about 2 mm.

Anstelle von Blähton und ggf. zusammen mit Blähton können auch in entsprechender Körnung Poroton und/oder Leichtbeton und/oder Gasbeton und/oder Gips und/oder Schlacken verwendet werden.Instead of expanded clay and possibly together with expanded clay also in the appropriate grain size Poroton and / or lightweight concrete and / or gas concrete and / or gypsum and / or slags used will.

Des weiteren kann auf das Verformungsverhalten des Nachgiebigkeitselementes dadurch Einfluß genommen werden, daß das Nachgiebigkeitselement verschiedene übereinanderliegende Kammern aufweist, die in der erfindungsgemäßen Weise mit Material verfüllt sind. Die Kammern können unterschiedliche Verformungs widerstände besitzen. Wahlweise wird das bereits durch unterschiedliche Kornspektren erzeugt.Furthermore, the deformation behavior of the resilience element can be influenced that the compliance element different has superimposed chambers in the manner according to the invention are filled with material. The chambers can have different deformations possess resistance. Optionally, this is already different Grain spectra generated.

Der Hohlkörper selbst besteht aus Blech. Die Blechstärke beträgt wahlweise zwischen 2 und 6 mm. Die Abmessungen des Hohlkörpers ergeben sich z. B. in Streckenlängsrichtung aus der Breite der Ausbausegmente. Die anderen Maße sind Tiefe und Breite der Hohlkörper. Bevorzugte Maße sind 100 bis 300 mm für die Tiefe und Breite.The hollow body itself is made of sheet metal. The sheet thickness is optional between 2 and 6 mm. The dimensions of the hollow body result, for. B. in Longitudinal direction from the width of the expansion segments. The other dimensions are the depth and width of the hollow body. Preferred dimensions are 100 to 300 mm for the depth and width.

Darüber hinaus ist es möglich, die Hohlkörper der Kontur der Ausbausegmente nachzubilden. Das heißt, bei gewählter Form der Ausbausegmente haben die Hohlkör per z. B. ein gewelltes Profil. Von Vorteil ist, wenn die gewellte Fläche hohlrauminnenseitig angeordnet ist, während sich das notwendige Volumen des Hohlkörpers zum Gebirgsausbruch hin erstreckt. Damit ergibt sich ein anderer wesentlicher Vorteil, nämlich die Möglichkeit, die Ausbausegmente mit ihrer Baustoffhinterfüllung unmittelbar an die Nachgiebigkeitselemente anzuschließen. Es entfallen die bei der oben erläuterten älteren Entwicklung vorgesehenen Verformungshohlräume im Bereich der Nachgiebigkeitselemente. Diese Verfor mungshohlräume müssen bei der erläuterten Entwicklung mit erheblichem Auf wand mit Hilfe von Schalungskörpern erzeugt werden. Sowohl die Schalungs körper als auch deren Handhabung entfallen.In addition, it is possible to contour the hollow body of the expansion segments replicate. This means that with the selected shape of the expansion segments, the hollow body per z. B. a corrugated profile. It is advantageous if the corrugated area is arranged inside the cavity, while the necessary volume of Extends hollow body to the eruption. This results in a different one significant advantage, namely the possibility of using the expansion segments Backfilling of building materials connect directly to the compliance elements. The older development provided for in the above-mentioned development is no longer necessary Deformation cavities in the area of the compliance elements. This Verfor Mung cavities have to with considerable development wall with the help of formwork bodies. Both the formwork body and their handling are eliminated.

Im übrigen ist es von Vorteil, wenn die Hohlkörper mit einer Einschubfüh rung versehen sind. Die Einschubführung soll eine Verformungsbewegung der Hohlkörper in der gewünschten Richtung gewährleisten.Otherwise, it is advantageous if the hollow body with an insertion guide are provided. The slide-in guide is intended to cause a deformation movement of the Ensure the hollow body in the desired direction.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Nachgiebigkeitselement für eine Grubenstrecke im Steinkohlenbergbau. Das Nachgiebigkeitselement 1 ist zur Streckeninnenseite hin mit einer gewellten Kontur 2 versehen, die dem Wellprofil von Stahlsegmenten 10 und 11 entspricht, welche in Fig. 3 dar gestellt sind. Das Nachgiebigkeitselement 1 hat im Ausführungsbeispiel eine der Breite des Ausbausegmentes entsprechende Länge L von 600 mm. Die Breite B ist 200 mm; desgleichen die Tiefe T.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. Fig. 1 shows a schematic representation of a compliance element for a pit route in the coal industry. The resilience element 1 is provided towards the inside of the route with a corrugated contour 2 , which corresponds to the corrugated profile of steel segments 10 and 11 , which are shown in Fig. 3. In the exemplary embodiment, the resilience element 1 has a length L of 600 mm corresponding to the width of the expansion segment. The width B is 200 mm; likewise the depth T.

Das Nachgiebigkeitselement besteht aus einem Stahlblechkasten mit 4 mm Wand stärke. Abgesehen von der gewellten Kontur 2 sind die Seitenflächen 3 und die nicht dargestellte Rückfläche sowie die Deckfläche gegeben.The flexibility element consists of a sheet steel box with a wall thickness of 4 mm. Apart from the corrugated contour 2 , the side surfaces 3 and the rear surface (not shown) and the top surface are given.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Nachgiebigkeitselementes 1 mit deren die Kontur 2 bildenden Wand 6 und einer Decke 7. An der Decke 7 ist in Verlän gerung der Wand 6 ein Steg 5 vorgesehen, der der Montage mit den Ausbauseg menten dient. FIG. 2 shows a section of the resilience element 1 with its wall 6 forming a contour 2 and a ceiling 7 . On the ceiling 7 in lengthening of the wall 6, a web 5 is provided, which is used for assembly with the expansion elements.

Im Ausführungsbeispiel besitzt das Nachgiebigkeitselement 1 eine Blähton- Füllung. Die Blähton-Füllung ist mit 70 t Belastung vorkomprimiert, Fig. 3 zeigt die Montage des Nachgiebigkeitselementes 1 mit Ausbausegmenten 10 und 11. Dabei stehen die Ausbausegmente 10 und 11 hinter dem Steg 5 auf den Decken 7 bzw. dem Boden des Nachgiebigkeitselementes. Der Hohlraum zwischen dem Deckenausbruch 14 und dem Ausbau ist mit Baustoff 12 bzw. 13 ausgefüllt. In Fig. 3 ist ersichtlich, daß jedem Ausbausegment 10 bzw. 11 Baustoffsegmente 12 bzw. 13 zuzuordnen sind, welche durch geeignete Bau stoffanker 15 fest mit den Ausbausegmenten verbunden sind. Die Baustoffseg mente 13 und 14 stehen unmittelbar auf dem Nachgiebigkeitselement 1 auf.In the exemplary embodiment, the resilience element 1 has an expanded clay filling. The expanded clay filling is pre-compressed with a load of 70 t, FIG. 3 shows the assembly of the resilience element 1 with expansion segments 10 and 11 . The expansion segments 10 and 11 are behind the web 5 on the ceilings 7 and the bottom of the resilient element. The cavity between the cut-out 14 and the expansion is filled with building material 12 and 13 respectively. In Fig. 3 it can be seen that each expansion segment 10 and 11 building material segments 12 and 13 are assigned, which are firmly connected by suitable construction material anchor 15 with the expansion segments. The Baustoffseg elements 13 and 14 stand up directly on the compliance element 1 .

Im Ausführungsbeispiel ist als Hinterfüllbaustoff ein Zementmörtel vorge sehen.In the exemplary embodiment, a cement mortar is provided as the backfill material see.

Claims

1. Resilience element for the flexible expansion of underground cavities, in particular pit lines, shafts, bunkers, tunnels and the like, consisting of a hollow body which is filled with a flexible material, the hollow body and the filler material being set to a deformation resistance which is smaller than the deformation resistance of the rest of the construction, characterized in that the hollow body consists of a closed sheet metal jacket and the material filling in the hollow body is set by compression to the desired deformation resistance of the resilient element.

2. compliance element according to claim 1, characterized through a material filling made of expanded clay and / or Poroton and / or lightweight concrete and / or gas concrete and / or Gypsum and / or slag.

3. compliance element according to claim 2, characterized in that that the expanded clay grain sizes from 2 to 20 mm owns.

4. resilience element according to claim 2 or 3, characterized in that the hollow body ( 1 ) consists of sheet metal with a wall thickness of 2 to 6 mm.

5. compliance element according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the hollow body ( 1 ) is provided with an insertion guide.

6. compliance element according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the hollow body with several one behind the other in the direction of force (superimposed) chambers is provided.

7. compliance element according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the hollow body one corresponding to the system length of the expansion segments Length and / or a maximum width of 300 mm and / or has a maximum depth of 300 mm.

8. compliance element according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the hollow body ( 1 ) of the contour of the expansion segments ( 10, 11 ) are simulated.

9. resilience element according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that a building material backfilling of the expansion segments ( 10, 11 ) can be connected directly to the hollow body ( 1 ).