DE4302098A1 - Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden - Google Patents
Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von GrubengebäudenInfo
- Publication number
- DE4302098A1 DE4302098A1 DE19934302098 DE4302098A DE4302098A1 DE 4302098 A1 DE4302098 A1 DE 4302098A1 DE 19934302098 DE19934302098 DE 19934302098 DE 4302098 A DE4302098 A DE 4302098A DE 4302098 A1 DE4302098 A1 DE 4302098A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- borehole
- measuring
- vertical
- mine
- convergence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000003245 working effect Effects 0.000 title abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 15
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 11
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 2
- 241000405147 Hermes Species 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012552 review Methods 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0025—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Validierungsverfahren für Prognose
rechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden. Anwendungs
gebiete sind 1. der Bergbau, speziell der Bergbau in großen
Teufen, 2. geomechanische Untersuchungen, mit denen die Eignung
bestimmter Gruben oder Grubenbereiche zur Endlagerung von
chemisch-toxischen oder wärmeabgebenden, strahlenden Abfällen
geprüft wird und 3. geomechanische Großversuche.
Vor der Einrichtung eines Endlagers von schädigenden Abfällen
müssen die im Grubengebäude während der Betriebs- und Nach
betriebsphase der Deponie zu erwartenden Gebirgsverformungen
prognostiziert werden. Das geschieht durch Modellrechnungen,
die durch Messungen am Standort validiert werden. Bekannt sind
Validierungsverfahren, bei denen geodätisch-markscheiderische
Meßmethoden und Geräte zum Einsatz kommen, z. B. Wiederholungs
nivellements an der Tagesoberfläche und auf den einzelnen Berg
werkssohlen, wiederholte Abstandsmessungen zwischen Bezugspunk
ten in der Schachtröhre, Messungen der Hohlraumkonvergenzen mit
markscheiderischen Konvergenzmessern, Meßuhren oder Pfeiler
querdehnungsmessern und dergl. (GIMM, W.: Kali-und Salzbergbau,
Bd.I, Dtsch. Verl. f. Grundstoffindustrie, Leipzig [1961]). Ein
Nachteil dieser Validierungsverfahren ist die geringe Zahl der
im Verlaufe langer Meßperioden gewonnenen, für die Validierung
von Modellrechnungen verwertbaren Meßinformationen und die Komp
liziertheit der entsprechenden Verformungsmodelle. Beides hängt
mit der hohen Meßschwelle der eingesetzten Geräte und Verfahren
zusammen. Sie liegt bei 0.01-0.1 mm und bewirkt, daß es einer
langen Meßzeit bedarf, bis die Summe der Wirkungen vieler geo
mechanischer Einzelereignisse endlich zu einem Meßeffekt führt,
der genügend weit über der Meßschwelle liegt und zur Modell
validierung herangezogen werden kann. Entsprechend kompliziert
ist das Modell dieser Superposition von vielen Einzeleffekten.
Es enthält notgedrungen eine große Zahl von freien Parametern,
deren Werte sich mittels der wenigen zur Verfügung stehenden
Meßinformationen nur zu einem geringen Teil bestimmen lassen.
Durch die Entwicklung hochauflösender Strainmeter, wie des
"Vertikalstrainmeters" ( WP DD 2 02 766, HARWARDT, H., [1981]) und
des "Stangenstrainmeters" (WP DD 2 09 904, HARWARDT, H., [1982])
mit Meßschwellen von wenigen Nanometern sowie von Meßverfahren
wie des "Verfahrens zur getrennten Erfassung von Streckenkonver
genz. Gebirgsauflockerung und Gesteinsdeformation im Unverritz
ten mit Bohrlochstrainmetern" (Patentanmeldung Akz. 41 29 562.5-
52, SIMON, D. [1991]) oder der M Anordnung und des Verfahrens zur
Überwachung von tektonischen Schwächzonen im Deckgebirge"
(WP DD 2 77 492, SIMON, D. & NEUMEYER, J. [1988]) konnte ein Teil der
o.g. Mängel der geodätisch-markscheiderischen Konvergenzmesser
beseitigt werden. So gelang es, Pfeilerstauchungen zu messen,
die durch einzelne Sprengarbeiten, Ausbrüche von Lauge, Gas und
Salz mit Herden in 300-500 m Entfernung vom Meßort verursacht
wurden (SIMON, D.: Measurements of Strain Steps in a Salt Mine.
72. Journees Luxemb. de Geodynamique, Walferdange, 9.-10. Dez.
1991). Bei diesen Messungen wurden jedoch nur die die Abstands
änderungen zwischen Firste und Sohle der betreffenden Abbau
kammern (Streckenhöhen 3-5 m) erfaßt. Diese Abstände sind
klein im Vergleich zu den Meßstrecken, die bei den geodätisch-
markscheiderischen Wiederholungsmessungen (Nivellements und
vertikale Abstandsmessungen in der Schachtröhre) überbrückt
werden. Zur Validierung von Prognoserechnungen für die Verfor
mungen von Gesteinsschichten im Deckgebirge und im Liegenden der
auf ihre Eignung zur Endlagerung von schädigenden Abfällen
untersuchten bergmännischen Hohlräume werden daher Geräte
anordnungen benötigt, die Messungen der Gebirgsverformungen
sowohl mit hoher Auflösung als auch über große Meßstrecken
hinweg gestatten. Ferner sollte die Anordnung nach Ablauf einer
hinreichend langen Meßperiode einen Vergleich mit den Ergebnis
sen der weniger stark auflösenden geodätisch-markscheiderischen
Wiederholungsmessungen ermöglichen.
Ziel der Erfindung ist es, ein Validierungsverfahren für
Prognoserechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden so
auszubilden, daß die Mängel der bekannten Validierungsverfahren
behoben und die gestellte Aufgabe mit einem vertretbaren Aufwand
gelöst werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Validierungs
verfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von
Grubengebäuden so auszubilden, daß es nach kürzeren Meßzeiten
eine große Zahl von für die Validierung von Verformungsmodellen
geeigneten Meßinformationen (z. B. Verteilungen von Pfeiler
stauchungen) liefert als die bekannten Validierungsverfahren.
Um die Deutung der gemessenen Gesamtverformungen von Deckge
birgspaketen zu erleichtern, wird eine getrennte Erfassung der
vertikalen Abstandsänderungen im Unverritzten und in den Berei
chen der bergmännischen Hohlräume (Bergwerkssohlen) gefordert.
Ferner sollen die mit dem neuen Verfahren erhaltenen Meßresul
tate nach entsprechend längeren Meßzeiten mit den weniger stark
auflösenden geodätisch-markscheiderischen Meßverfahren und
Geräten kontrollierbar sein. Erfindungsgemäß werden zur Lösung
dieser Aufgabe Anordnungen von hochauflösenden Vertikalstrain
metern (25) und Bohrlochextensometern (37) eingesetzt, die in
einem Grubengebäude mit zwei oder mehreren Sohlen entlang von
Vertikalprofilen (38) installiert werden. Zu diesem Zwecke
müssen vertikale Bohrlöcher (1) durch die zwischen die zwischen
den Sohlen befindlichen Gesteinsschichten getrieben werden. Die
als Invardrahtstrainmeter ausgebildeten Bohrlochextensometer
(37) mit den Hauptmeßdrähten (3), die an den Platten (9) hängen,
messen die vertikalen Verformungen des unverritzten Gebirges
zwischen den Bezugspunkten (26) und (27). Letztere befinden sich
jeweils 1 m tief im Liegenden der oberen Abbaukammer (Bergwerks
sohle) bzw. 1 m tief im Hangenden der unteren Abbaukammer
(Bergwerkssohle). Die vertikalen Konvergenzen der Abbaukammern
und der angrenzenden Gesteinsschichten von jeweils 1 m Mächtig
keit im Hangenden und Liegenden der Abbaukammern, d. h. die
Abstandsänderungen zwischen den jeweiligen Bezugspunkten (27)
und (26), messen die als Invarrohrkonvergenzmesser ausgebilde
ten Vertikalstrainmeter (25). Die Kontrolle und der Anschluß
der Meßresultate der hochauflösenden Verformungsmesser (25, 37)
an die Ergebnisse von geodätisch-markscheiderischen Wieder
holungsmessungen mit weniger stark auflösenden Meßgeräten
wird mit Hilfe von markscheiderischen Bohrloch- und Strecken
konvergenzmessern (10) sowie mit Wiederholungsnivellements
und vertikalen Abstandsmessungen in der Schachtröhre bzw. in
Blindschächten und Durchschlagsstrecken zwischen den Sohlen
realisiert. Die markscheiderischen Bohrloch- und Streckenkon
vergenzmesser (10) arbeiten mit Invardrähten (2, 16, 17, 18, 19)
als Meßnormalen und Meßuhren (14, 15) als Sensoren. Sie erfassen
die Abstandsänderungen zwischen den in 1 m Tiefe im Liegenden
jeder Streckensohle einzementierten Invarplatten (9), an denen
die Hauptmeßdrähte (2) und (3) hängen, sowie zwischen den in
Sohlenhöhe eingesetzten Verschlußplatten (4) der Bohrlöcher
und der 1 m tiefer befindlichen Invarplatten (9). Auf der Ober
fläche der Verschlußplatten (5) befinden sich die Höhenmarken
(24), die in die Meßschleifen der auf den einzelnen Bergwerks
sohlen durchgeführten Wiederholungsnivellements einbezogen wer
den. Im ersten Verfahrensschritt werden die Nivellements auf
den Bergwerkssohlen unter erstmaliger Einbeziehung der Höhen
punkte (24) sowie die entsprechenden Ablesungen der Meßuhren
(14, 15) und der digitalen Anzeigen der Geräte (25, 37) durchge
führt. In einer Reihe von weiteren Verfahrensschritten erhält
man wegen der im Vergleich zu den markscheiderischen Geräten und
Verfahren um 4-5 Größenordnungen niedrigeren Meßschwellen der
Geräte (25) und (37) bereits eine größere Zahl von Meßbeispie
len für einfache belastungsbedingte Verformungen des untersuch
ten Deckgebirgspaketes. Diese Meßbeispiele können zur Validie
rung entsprechender Modellrechnungen verwendet werden. Die
große Anzahl der Meßbeispiele ermöglicht eine schrittweise Ver
besserung der Zuverlässigkeit dieser Modelle für einfache Fälle
von Gebirgsverformungen. Mit zunehmender Dauer der Meßkampagne
beginnen die Meßuhren (14, 15) signifikante Abstandsänderungen
anzuzeigen, die in entsprechenden Verfahrensschritten zu einer
ersten Kontrolle der Meßergebnisse der hochauflösenden Geräte
(25) und (37) genutzt werden können. Mit zunehmender Verläß
lichkeit der einfachen Verformungsmodelle können kompliziertere
Superpositionsmodelle gerechnet werden, zu deren Validierung
die Ergebnisse längerer Meßabschnitte (Integration über die
Wirkungen einer größeren Zahl von geomechanischen Einzelereig
nissen) herangezogen werden. In späteren Verfahrensschritten
erfolgt mittels der Ergebnisse der ersten Wiederholungsnivel
lements einschließlich der entsprechenden Anschlußmessungen in
der Schachtröhre, in Blindschächten oder Durchschlagsstrecken
zunächst eine Überprüfung und Korrektur der Meßresultate der
vertikalen Abstandsmesser (10, 25 und 37) auf instrumentelle
Einlaufeffekte hin (z. B. Anfangsdehnungen der belasteten Meß
drähte). Weitere Verfahrensschritte unter Verwendung der Ergeb
nisse der nächsten Wiederholungsnivellements bei abklingenden
instrumentellen Anfangsgängen der Abstandsmesser (10, 25 und
37) sollen den Anschluß der Meßresultate der hochauflösenden
Vertikalstrainmeter (25) und Bohrlochextensometer (37) an die
Ergebnisse der schwächer auflösenden geodätisch-markscheideri
schen Meßverfahren und Geräte besonders hinsichtlich der lang
periodischen Komponenten der Gebirgsverformungen ermöglichen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels mittels der Zeichnung näher erläutert. In der zugehö
rigen Zeichnung beschreiben:
Fig. 1 ein Grubengebäude (Aufriß) mit mehreren Sohlen (39),
einem Schacht (40), einem Blindschacht (41), zwei
Durchschlagstrecken (42) und mehreren mittels Bohr
löchern realisierten Vertikalprofilen (43), entlang
derer die markscheiderischen Konvergenzmesser (10), die
Vertikalstrainmeter (25) und Bohrlochextensometer (37)
installiert sind,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt (Aufriß) aus einem
Vertikalprofil 43 mit einer genaueren Darstellung
der verwendeten Geräte und Zubehörteile.
Um die Prognoserechnungen für die im Grubengebäude (Fig. 1) zu
erwartenden Verformungen des Deckgebirgspaketes zwischen der 1.
und 3. Sohle zu validieren zu können, werden entlang von drei
Vertikalprofilen Bohrlöcher durch die zwischen den Sohlen be
findlichen Gesteinsschichten getrieben. Die Bohrlöcher (1) wer
den nach Feststellung der unvermeidlichen Bohrlochabweichung von
der Lotlinie so weit aufgebohrt, daß die als Meßnormale verwen
deten Invardrähte (2) und (3) an keiner Stelle an der Bohrloch
wandung anliegen. Die Bohrlöcher werden mit jeweils einer an die
Firste und Sohle der betreffenden Abbaukammer angeschraubten
Metallplatte (4) und (5) verschlossen, um Wetterbewegungen durch
die Bohrlöcher zu vermeiden. Innerhalb der Abbaukammer ist ein
Schutzrohr (6) mit einem Metallbalg (7) an den betreffenden
Schutzplatten (5) und (4) angeflanscht und ermöglicht die Wei
terführung von Meßdrähten vom oberen zum unteren Bohrloch unter
Beibehaltung der Hermetisierung (Fig. 2). Die in erster Linie
durch die belastungsbedingten Pfeilerstauchungen und die Ge
birgsauflockerung in Hohlraumnähe verursachte Streckenkonvergenz
zwischen den Bezugspunkten (27) und (26) wird mit einem Verti
kalstrainmeter (25) gemessen, das sich von dem in der Patent WP
DD 202 766 beschriebenen Gerätetyp nur durch die Verwendung von
Invarrohr (29), (30) an Stelle der schwereren Koppelstangen un
terscheidet. Beim Bohrlochextensometer ist der entsprechend
ausgebildete Meßkopf (36) ebenfalls an einem Invarrohr (35)
befestigt, das neben dem Rohr (29) des Vertikalstrainmeters (25)
in das Gebirge eingesetzt wurde. Das obere Ende des Invarrohres
(35) stellt damit den unteren Bezugspunkt (27) und die Auflage
fläche der Invarplatte (9) den oberen Bezugspunkt (26) dar,
deren Abstandsänderungen vom Bohrlochextensometer gemessen wer
den. Am Meßdraht (3), der an der genannten Invarplatte (9) be
festigt ist, hängt das Spanngewicht (32) mit dem Temperaturaus
gleichszylinder. An diesem ist wie beim Vertikalstrainmeter ein
Klemmring (33) befestigt, an dem der untere dünne Meßdraht (34)
hängt. Dieser wiederum trägt den Spulenkern des Induktivgebers.
Neben dem Hauptmeßdraht (3) des Bohrlochextensometers hängt
der obere Meßdraht (2) des markscheiderischen Bohrloch- und
Streckenkonvergenzmessers (10). Er trägt an seinem unteren Ende
ein analog (32) ausgebildetes Spanngewicht (11) mit Temperatur
ausgleichszylinder. Am Spanngewicht sind die oberen Meßdrähte
(16) und (17) von zwei normalen markscheiderischen Konvergenz
messern mit den Meßuhren (15) und (14) angeklemmt, deren untere
Meßdrähte einerseits an der Verschlußplatte (5), andererseits
an der oberen Endplatte (9) des nächsten Bohrlochkonvergenzmes
ers befestigt sind. Auf der Oberfläche der Verschlußplatte (5)
befindet sich die Höhenmarke (24) des Wiederholungsnivellements.
Das Spanngewicht (11) wird durch eine Zentriervorrichtung (12)
mit horizontalen Blattfedern so geführt, daß der Meßdraht (2)
weder die Bohrlochwandung noch an das Spanngewicht (32) des
Bohrlochextensometers (37) berührt. Hit Hilfe einer Nachstell
vorrichtung (13), die als Motorgetriebeanordnung in einer
Schlittenführung ausgebildet ist, werden zu starke vertikale
Auslenkungen der Blattfedern korrigiert. Auch das Bohrlochex
tensometer (37) verfügt über eine entsprechende Zentrier- und
Nachstellvorrichtung (31). Sein Nachstellmotor und -getriebe ist
stimmt mit dem seines Meßkopfes (36) überein. Beide Nachstell
motoren sind so geschaltet, daß sie nur gemeinsam betrieben
werden können, um eine aufeinander abgestimmte Gangkorrektur
zu ermöglichen.
Die niedrige Meßschwelle der Geräte (25) und (37) ermöglicht
bereits in den ersten Verfahrensschritten die Gewinnung einer
Reihe von Meßbeispielen für einfache belastungsbedingte Verfor
mungen des untersuchten Deckgebirgspakets. Sie werden zur Vali
dierung entsprechender Modellrechnungen verwendet. Weitere
Verfahrensschritte dieser Art führen zu einer schrittweisen
Verbesserung der Zuverlässigkeit dieser einfachen Gebirgsver
formungsmodelle. Mit zunehmender Dauer der Meßkampagne beginnen
die Meßuhren (14,15) signifikante Abstandsänderungen anzuzeigen.
Der weitere Verfahrensablauf stimmt mit dem im Abschnitt "Dar
stellung des Wesens der Erfindung" geschilderten überein.
Bezugszeichenliste
1 Zwischensohlenbohrloch
2 oberer Meßdraht des Bohrlochkonvergenzmessers
3 oberer Meßdraht des Bohrlochextensometers
4, 5 Verschlußplatten der First- und Sohlenbohrlöcher
6 Schutzrohr
7 Metallbalg
8 hermetisierter Raum
9 Invarplatte - Endplatte der Geräte 10 und 37
10 Bohrlochkonvergenzmesser
11 Gewicht mit Temperaturausgleichszylinder
12 Zentriervorrichtung des Konvergenzmessers
13 Nachstellvorrichtung des Konvergenzmessers
14, 15 Meßuhren des Konvergenzmessers
16, 17 Meßdrähte des Konvergenzmessers
18, 19 Meßdrähte des Konvergenzmessers
20 Firstbohrloch
21 Halterung der Zentriervorrichtung 31
22 Blattfedern der Zentriervorrichtung 31
23 Rohrfenster
24 Höhenmarken des Nivellements
25 Vertikalstrainmeter
26, 27 Bezugspunkte
28 Sohlenbohrloch
29, 30 Invarrohre des Vertikalstrainmeters 25
31 Zentrier- und Nachstellvorrichtung des Gerätes 37
32 Gewicht mit Temperaturausgleichszylinder
33 Klemmring des Bohrlochextensometers
34 unterer Meßdraht des Bohrlochextensometers
35 Invarrohr des Bohrlochextensometers
36 Meßkopf des Bohrlochextensometers
37 Bohrlochextensometer
38 Bohrloch ins unverritzte Liegende
39 Bergwerkssohle
40 Schacht
41 Blindschacht
42 Durchschlagsstrecke
43 Vertikalprofil mit Zwischensohlenbohrlöchern 1
2 oberer Meßdraht des Bohrlochkonvergenzmessers
3 oberer Meßdraht des Bohrlochextensometers
4, 5 Verschlußplatten der First- und Sohlenbohrlöcher
6 Schutzrohr
7 Metallbalg
8 hermetisierter Raum
9 Invarplatte - Endplatte der Geräte 10 und 37
10 Bohrlochkonvergenzmesser
11 Gewicht mit Temperaturausgleichszylinder
12 Zentriervorrichtung des Konvergenzmessers
13 Nachstellvorrichtung des Konvergenzmessers
14, 15 Meßuhren des Konvergenzmessers
16, 17 Meßdrähte des Konvergenzmessers
18, 19 Meßdrähte des Konvergenzmessers
20 Firstbohrloch
21 Halterung der Zentriervorrichtung 31
22 Blattfedern der Zentriervorrichtung 31
23 Rohrfenster
24 Höhenmarken des Nivellements
25 Vertikalstrainmeter
26, 27 Bezugspunkte
28 Sohlenbohrloch
29, 30 Invarrohre des Vertikalstrainmeters 25
31 Zentrier- und Nachstellvorrichtung des Gerätes 37
32 Gewicht mit Temperaturausgleichszylinder
33 Klemmring des Bohrlochextensometers
34 unterer Meßdraht des Bohrlochextensometers
35 Invarrohr des Bohrlochextensometers
36 Meßkopf des Bohrlochextensometers
37 Bohrlochextensometer
38 Bohrloch ins unverritzte Liegende
39 Bergwerkssohle
40 Schacht
41 Blindschacht
42 Durchschlagsstrecke
43 Vertikalprofil mit Zwischensohlenbohrlöchern 1
Claims (5)
1. Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicher
heit von Grubengebäuden, die auf ihre Eignung zur Endlage
rung von schädigenden Abfällen hin überprüft werden, unter
Verwendung von Konvergenzmessern, von hochauflösenden
Vertikalstrainmetern und Bohrlochextensometern sowie des
Verfahrens zur getrennten Erfassung von Streckenkonvergenz,
Gebirgsauflockerung und Bohrlochkonvergenz im Unverritzten
mit Bohrlochstrainmetern, ferner unter Verwendung der geo
dätisch-markscheiderischen Meßverfahren des Wiederholungs
nivellements mit optischen Nivellieren, wandernden bzw.
stationären Schlauchwaagen oder der fortlaufenden Messung
relativer Höhenänderungen bestimmter Bezugspunkte mit regi
strierenden Schlauchwaagen, Horsfall-Tiltmetern und dergl.,
Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem Grubengebäude mit zwei oder mehreren Sohlen an aus
gewählten Punkten des betreffenden Grubenbereiches vertikale
Bohrlöcher (1) durch die zwischen den Sohlen liegenden Ge
steinsschichten getrieben werden, daß die Bohrlöcher in Ab
hängigkeit von den Beträgen der unvermeidlich auftretenden
Bohrlochneigungen so weit aufgebohrt werden, daß die als Meß
normale verwendeten Invardrähte (2) und (3) der Konvergenz
messer und Bohrlochextensometer an keiner Stelle an der Bohr
lochwandung anliegen, daß die Bohrlöcher mit jeweils einer
an die Firste und die Sohle der betreffenden Abbaukammern
geschraubten Metallplatte (4) und (5) verschlossen werden,
um Wetterbewegungen durch die Bohrlöcher zu vermeiden, daß
innerhalb einer Abbaukammer ein Schutzrohr (6) mit einem
Metallbalg (7) an die betreffenden Verschlußplatten (5) und
(4) angeflanscht ist und die Weiterführung von Meßdrähten vom
Bohrloch bis zur Streckensohle unter Beibehaltung der Herme
tisierung des Meßhohlraumes (8) gestattet, daß die Meßdrähte
(2) und (3) jeweils an Invarplatten (9) hängen, die etwa 1 m
unterhalb der Verschlußplatten (4) über dem sich verjüngenden
Bohrloch (1) einzementiert sind, daß der weniger empfindliche
Bohrlochkonvergenzmesser (10) zusammengesetzt ist aus dem an
der Invarplatte (9) angehängten langen Invardraht (2), dem
Gewicht (11), der Zentrier- und Nachstellvorrichtung (12,13),
den beiden Meßuhren (14) und (15) mit ihren oberen dünnen
Meßdrähten (16, 17), die am Gewicht (11) angeklemmt sind, und
ihren unteren Meßdrähten (18, 19), die an der Verschlußplatte
(4) bzw. an der 1 m tiefer eingesetzten Invarplatte (9)
enden, daß die an der Bohrlochwand des breiteren Firstbohr
loches (20) befestigte Zentriervorrichtung (12) aus einer
Halterung (21) mit horizontalen Blattfedern (22) besteht, die
das Gewicht (11) daran hindern, die Bohrlochwandung oder
den Meßdraht (3) zu berühren, daß die als Motorgetriebe
anordnung in einer Schlittenführung ausgebildete Nachstell
vorrichtung (13) zu starke vertikale Auslenkungen der Blatt
federn (22) kompensiert, daß ein Fenster (23) im Schutzrohr
(6) die Ablesung der Meßuhren (14) und (15) gestattet, daß
auf den oberen Begrenzungsflächen der Verschlußplatten (5)
Höhenmarken (24) angebracht werden, die bei den auf jeder
Sohle durchgeführten Wiederholungsnivellements in die Meß
schleifen einbezogen werden, daß ein hochauflösendes Ver
tikalstrainmeter (25) die Abstandsänderungen zwischen dem
Bezugspunkten (26) und (27) im Tiefsten der breiteren Bohr
löcher (20) und (28) mißt, wobei anstelle der Invarstangen
leichtere Invarrohre (29) und (30) zur Ankopplung verwendet
werden, daß im Firstbohrloch (20) eine weitere Zentrier- und
Nachstellvorrichtung (31) der oben beschriebenen Art die
Führung des am Meßdraht (3) hängenden Gewichtes (32) über
nimmt, daß am Gewicht wie beim bekannten Vertikalstrain
meter (25) ein Temperaturausgleichszylinder (33) mit einem
Klemmring befestigt ist, an dem der dünne Meßdraht (34)
hängt, der an seinem unteren Ende den Spulenkern des induk
tiven Gebers trägt, daß ferner vom Bohrlochtiefsten des brei
ten Firstbohrlochs (20) ein Invarrohr (35) nach unten ragt,
daß den Meßkopf (36) des hochauflösenden Bohrlochextensome
ters (37) trägt, daß der Meßkopf (36) ebenso ausgebildet ist,
wie der Meßkopf des bekannten Vertikalstrainmeters (25), daß
die Nachstellvorrichtungen (13) und (31) aus identischen
Getrieben und Motoren bestehen und letztere so geschaltet
werden, daß sie nur gemeinsam betrieben werden können, um
eine aufeinander abgestimmte Driftkorrektur zu ermöglichen.
Verfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß durch den Einsatz der Vertikalstrainmeter (25) und
Bohrlochextensometer (37) mit Meßschwellen von 3-5 Nanome
tern bereits im Verlauf der ersten Verfahrensschritte eine
größere Zahl von Meßbeispielen für einfache belastungsbe
bedingte Verformungen des untersuchten Deckgebirgspaketes
gewonnen werden, daß diese Meßbeispiele zur Validierung
der entsprechenden Modellrechnungen dienen, daß die relativ
große Zahl der Meßbeispiele zur schrittweisen Verbesserung
der geomechanischen Modelle genutzt wird, daß in weiteren
Verfahrensschritten zunehmend kompliziertere Superpositions
modelle gerechnet und anhand der entsprechenden Meßergebnisse
(Integration über einen längeren Meßzeitraum) validiert wer
den, daß in späteren Verfahrensschritten durch die Ergebnisse
der Wiederholungsnivellements eine nachträgliche Überprüfung
und Korrektur der Meßresultate der Bohrlochkonvergenzmesser
und Bohrlochextensometer im Hinblick auf instrumentelle
Einlaufeffekte (Anfangsdehnung der belasteten Meßdrähte)
durchgeführt werden kann, daß in weiteren Verfahrensschritten
eine Anbindung der Meßresultate der hochauflösenden Geräte an
die Ergebnisse der geodätisch-markscheiderischen Messungen,
insbesondere für die langperiodischen Komponenten der
Verformungen des Deckgebirgspaketes erreicht wird.
2. Validierungsverfahren wie unter Anspruch 1, unter Verwendung
von Konvergenzmessern und Bohrlochextensometern, die in ge
neigte Bohrlöcher einsetzbar sind, deren Durchmesser keine
Aufhängung der Meßdrähte ohne Berührung der Bohrlochwand
zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßnormale der Bohrlochkonvergenzmesser (10) und Bohr
lochextensometer (37) im Bohrloch (1) durch solche ersetzt
werden, die auch bei Berührung der Bohrlochwand noch hin
reichend genaue Meßresultate liefern, daß durch diese Maß
nahme einerseits die Kosten der Bohrarbeiten um den Faktor
3 bis 5 gesenkt werden, daß andererseits die Anwendbarkeit
des Verfahrens auf Gruben ausgedehnt werden kann, deren
Sohlen so große vertikale Abstände voneinander haben, daß
die o.g. Forderung nach einer berührungsfreien Aufhängung
des Meßdrahtes durch Vergrößerung des Bohrlochdurchmessers
aus Kostengründen nicht mehr erfüllbar ist.
3. Validierungsverfahren wie unter Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß in
Abhängigkeit von der Meßaufgabe oder aus Kostengründen nur
ein Teil der Geräte (10), (25) und (37) eingesetzt werden,
z. B. nur die Konvergenzmesser (10) mit gleicher Meßschwelle
wie die Nivelliere der Wiederholungsnivellements oder nur
die hochauflösenden Bohrlochextensometer (37) und Vertikal
strainmeter (25) zusammen mit einem einfachen markscheide
rischen Konvergenzmesser (mit Meßuhr), der die Abstandsände
rungen zwischen den Verschlußplatten (5) und den 1 m tiefer
eingesetzten Invarplatten (9) mißt, um die Verschlußplatten
(5) weiterhin als leicht zugängliche Höhenmarken für die
Wiederholungsnivellements zu benutzen.
4. Validierungsverfahren wie unter Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in
Abhängigkeit von der Meßaufgabe oder aus Kostengründen
nur die Verformungen von Teilen des Grubengebäudes,
beispielsweise von Deckgebirgskörpern, die nicht bis zur
obersten Bergwerkssohle reichen bzw. die auf den Grundriß
des Grubengebäudes projiziert nur einen bestimmten Teil
des letzteren überdecken.
5. Validierungsverfahren wie unter Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
unter Verwendung von Bohrlochextensometern für vertikale
Bohrlöcher, die im unverritzten Gebirge enden,
dadurch gekennzeichnet, daß in Fort
setzung der Vertikalprofile (43) von der untersten Sohle
des Grubengebäudes in das Liegende und/oder von der obersten
Bergwerkssohle des Grubengebäudes in das Hangende der be
treffenden Abbaukammern mehr oder weniger tiefe Vertikal
bohrlöcher gebohrt werden, um auch dort mit Hilfe von Bohr
lochextensometern die Verformungen der entsprechenden Ge
steinsschichten zu erfassen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934302098 DE4302098A1 (de) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934302098 DE4302098A1 (de) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4302098A1 true DE4302098A1 (de) | 1994-08-18 |
Family
ID=6478964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934302098 Ceased DE4302098A1 (de) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4302098A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007009149A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for monitoring gateroad structural change |
CN110688690A (zh) * | 2019-08-02 | 2020-01-14 | 天地科技股份有限公司 | 巷道支护参数确定方法及装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE7236887U (de) * | 1973-04-26 | Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh | Vorrichtung zum Messen und Anzeigen von Gebirgsbewegungen | |
DD152961A1 (de) * | 1980-09-11 | 1981-12-16 | Michael Cyrenius | Vorrichtung zur bestimmung der gebirgsspannung in bohrloechern |
DD202766A1 (de) * | 1981-07-08 | 1983-09-28 | Adw Ddr | Vertikalstrainmeter |
DD209904A1 (de) * | 1982-08-18 | 1984-05-23 | Adw Ddr | Stangenstrainmeter |
DD275289A1 (de) * | 1988-09-02 | 1990-01-17 | Akad Wissenschaften Ddr | Anordnung und verfahren zur indirekten messung sprunghafter aenderungen des pfeilerbelastungsdruckes |
DD277492A1 (de) * | 1988-12-02 | 1990-04-04 | Akad Wissenschaften Ddr | Anordnung und verfahren zur ueberwachung von tektonischen schwaechezonen im deckgebirge |
DE4129562A1 (de) * | 1991-09-03 | 1993-03-11 | Zentralinstitut Fuer Physik De | Bohrlochstrainmeter |
-
1993
- 1993-01-20 DE DE19934302098 patent/DE4302098A1/de not_active Ceased
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE7236887U (de) * | 1973-04-26 | Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh | Vorrichtung zum Messen und Anzeigen von Gebirgsbewegungen | |
DD152961A1 (de) * | 1980-09-11 | 1981-12-16 | Michael Cyrenius | Vorrichtung zur bestimmung der gebirgsspannung in bohrloechern |
DD202766A1 (de) * | 1981-07-08 | 1983-09-28 | Adw Ddr | Vertikalstrainmeter |
DD209904A1 (de) * | 1982-08-18 | 1984-05-23 | Adw Ddr | Stangenstrainmeter |
DD275289A1 (de) * | 1988-09-02 | 1990-01-17 | Akad Wissenschaften Ddr | Anordnung und verfahren zur indirekten messung sprunghafter aenderungen des pfeilerbelastungsdruckes |
DD277492A1 (de) * | 1988-12-02 | 1990-04-04 | Akad Wissenschaften Ddr | Anordnung und verfahren zur ueberwachung von tektonischen schwaechezonen im deckgebirge |
DE4129562A1 (de) * | 1991-09-03 | 1993-03-11 | Zentralinstitut Fuer Physik De | Bohrlochstrainmeter |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007009149A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-25 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for monitoring gateroad structural change |
EA010959B1 (ru) * | 2005-07-15 | 2008-12-30 | Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Организейшн | Способ контроля структурного изменения штрека и устройство для его осуществления |
AU2005334789B2 (en) * | 2005-07-15 | 2011-12-22 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for monitoring gateroad structural change |
US8240773B2 (en) | 2005-07-15 | 2012-08-14 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for monitoring gateroad structural change |
CN110688690A (zh) * | 2019-08-02 | 2020-01-14 | 天地科技股份有限公司 | 巷道支护参数确定方法及装置 |
CN110688690B (zh) * | 2019-08-02 | 2023-06-06 | 天地科技股份有限公司 | 巷道支护参数确定方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60316828T2 (de) | Bohrlochleitfühigkeitsprofilierungsvorrichtung | |
Bruneau et al. | Influence of faulting on a mine shaft—a case study: part I—Background and instrumentation | |
DE3328722A1 (de) | Bohrlochmessinstrument | |
DE102008049942A1 (de) | Verfahren und Inspektionsvorrichtung zum Inspizieren von Seilen | |
DE4302098A1 (de) | Validierungsverfahren für Prognoserechnungen zur Standsicherheit von Grubengebäuden | |
DE19727290C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Schichtdickenabweichung beim Wegebau | |
EP2698499A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erstellen und Vermessen eines Bohrloches | |
DE10346890B4 (de) | Verfahren und Anordnung zur kontinuierlichen Erfassung von Setzungen an Bauwerken mittels hydrostatischem Schlauchwaagenmeßsystem | |
DE3526197A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum einbringen von fertigteiltragelementen, insbesondere stahlbetonstuetzen, in bohrloecher | |
DE4413179C1 (de) | Verfahren und Prüfeinrichtung zur Bestimmung der minimalen Gebirgsspannung | |
DE4132749C2 (de) | Anordnung zur Messung von sprunghaften Änderungen des Vertikalstrains an Pfeilern | |
CN113267433A (zh) | 一种新型建筑物测沉降装置 | |
DE10214345B4 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Bestimmung des Verlaufs eines Bohrlochs | |
DE4302469C2 (de) | Vorrichtung zum Vermessen der Orientierung von Bohrlöchern und Schlitzen im Baugrund | |
DE3922209C2 (de) | ||
CN220687305U (zh) | 铀矿参数孔测井用井口支架 | |
Tyler | Neutron moisture meter calibration in large diameter boreholes | |
EP0732565A1 (de) | Messgerät zum Bestimmen der relativen Höhenlage eines Gegenstandes | |
CN219866979U (zh) | 监测装置 | |
DE4129562A1 (de) | Bohrlochstrainmeter | |
DE19608932C2 (de) | Einrichtung zur Ermittlung des Spannungs-Verformungs-Verhaltens und/oder von Deformationsmoduln und/oder von Festigkeitseigenschaften in verschiedenen Tiefen insbesondere von Lockergesteinen und von Deponiekörpern in situ. | |
DD251198A1 (de) | Sonde zur messung der gebirgsaufblaetterung um bergmaennische hohlraeume | |
DE828083C (de) | Verfahren zur Messung von Verformungen des Schachtausbaus | |
DE102017110743B4 (de) | Verfahren zum Ausrichten eines Strebausbaus sowie Anordnung zur Bestimmung der Position von Schreitausbauen eines Strebausbaus | |
DE4430074C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Spannungen in Fels- oder Mauerwerk |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIMON, DIETRICH, DR., 36469 TIEFENORT, DE |
|
8131 | Rejection |