-
Schacht- oder Streckenausbau Die vorliegende Erfindung betrifft die
Anwendung des indem Hauptpatent 47a 528 geschützten Systems von radial und
axial verkeilten Ausbauringen oder -bögen (Prinzip der Erzielung einer gegenseitigen
Stützwirkung durch die mit ihren Kegelflächen aufeinanderliegenden Ausbauringe)
auf Stahl-, Eisen-, Holz- und Gemischtkonstruktionen. Das erwähnte Prinzip hat sich
in seiner Anwendung auf dem Betonvielsteinausbau in der Weise, wie sie das Zusatzpatent
473 777
zum Gegenstande hat, in der Praxis des Ruhrbergbaues außerordentlichbewährt.
Seine beim Betonausbau bewährten Eigenschaften, vor allen Dingen die aus den aufeinanderliegenden
Kegelringflächen resultierende gegenseitige Stützwirkung, die :die gesamte Ausbauröhre
in bisher unerreichter Weise zu einem einheitlichen Ganzen macht, auch auf den Eisenbau
zu übertragen, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Eisen hat gegenüber dem
Beton zunächst einmal den Vorzug weit größerer Billigkeit, die aus folgendem resultiert:
Beim Eisenausbau ist der erforderliche Gebirgsaushub wesentlich geringer als beim
Betonausbau, weil die Gewölbestärke erheblich geringer ist. Daraus resultiert noch
ein weiterer Vorzug: Der schnellere Baufortschritt des Eisenausbaus, 'der noch erheblich
forciert wird durch das leichtere und bequemere Wehren der beim Einbau einbrechenden
Gebirgsmassen durch die dünnere Gewölbe= schale, als es beim Betonausbau der Fall
ist. Ein weiterer Vorzug von nicht 'zu verkennender Wichtigkeit des Eisenbaus vor
dem Betonausbau ist seine Immunität gegenüber säure- und solehaltigen Grubenwässern
und -gasen, deren schädlichen Einflüssen Beton hingegen in sehr hohem Maße unterworfen
ist (Korrosion).
-
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist, die hervorragenden bewährten
Eigenschaften des Ausbaus nach dem Prinzip radialer und axialer Verkeilung auf den
aus den oben erläuterten Gründen dem Betonausbau vorzuziehenden Eisenausbau zu übertragen,
und dieses Problem findet im folgenden seine Lösung: Zunächst ist die Einführung
des Systems von radial und axial verkeilten Ausbauringen oder -bögen in relativ
einfacher Weise zu übertragen auf den Schachtausbau mit Tübbings aus Eisen, Stahl
oder sonstigem Material. Die bisherigen Tübbings wiesen parallel aufeinanderliegende
Ringflächen auf. Die Tübbings der vorliegenden Erfindung sind an. ihren Schnittflächen
keilig gestaltet, und zwar in der Weisse, daß die Schnittflächen eines Tübbings
an beiden Ringseitenflächen nach innen keilig verlaufen. Ein weiterer Tübbing mit
nach beiden Seiten nach außen keilig verlaufenden Ringseitenflächen schließt sich
an- diesen an. Es folgen dann entsprechende weitere Tübbings mit abwechselnd nach
außen und nach innen keilig verlaufenden Ringseitenflächen (Abb. i). Die Tübbings
können auch so gestaltet sein, daß die Keilformung der einzelnen Tübbings die gleiche
ist.
Bei letzterer Konstruktion weist die eine Ringseitenfläche eines jeden einzelnen
Tübbings eine nach innen keilige Richtung auf, die andere eine nach außen keilige
Richtung. Zur Erhöhung der Wirkung des Prinzips radialer und axialer Verkeilung
können die einzelnen Tübbings an ihren beiderseitigen Enden verstärkt werden (Abb.2).
Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, die Keilflächen zu verlängern. Außerdem ergibt
sich eine Verstärkung der gesamten Schachtröhre an ihren gefährdetsten Stellen,
nämlich dort, wo die einzelnen Tübbings aufeinanderstoßen. Die bisherige Verbindung
der Tübbings nach dem alten System durch Schraubenverbolzung ist unzureichend und
unter Umständen betriebsgefährdend. Eine Abscherung der Schraubenbolzen geschieht
häufig. Die einzelnen Tübbings können sich gegeneinander verschieben. Dies ist bei
Tübbings der gegenwärtigen Erfindung nicht möglich. Eine Schraubenverbolzung kann
bei Tübbings nach dem Prinzip radialer und axialer Verkeil.ung in geringerem Maßs,tabe
erfolgen, da die Verbundwirkung der Keilflächen für den Zusammenhalt der Ausbauröhre
weitgehend sorgt. Gänzlich überflüssig ist eine Schraubenverbolzung; wenn Tübbings
mit Randverstärkung und verlängerten Keilflächen eingebaut werden. Der Mehrverbrauch
an Material durch die Randverstärkung wird weitgehendst ausgeglichen durch den Wegfall
des Verbolzungsmaterials und der Verbolzungsarbest. Der Einbau solcher Tübbings
ist in weit kürzerer Zeit durchführbar, so daß eine erhebliche Ersparnis ' eintritt.
Darüber hinaus hat ein solcher Tübbingsausbau sämtliche Vorteile des Prinzips radialer
und axialer Verkeilung.
-
Die Abb. 3 stellt einen Volleisen- oder Vollstahlausbau dar. Die Verbindung
von Stahl-und Eisenprofilen mit teils nach außen, teils nach innen geneigten Schenkeln
(Abb. 3) ist in all den Fällen-am Platze, wo ein mittelstarker Druck den Ausbau
belastet. Die Wirkung des Prinzips axialer und radialer Verkeilung gelangt auch
bei einem solchen in günstiger Weise zur Auswirkung.
-
Für Eisen- oder Stahlausbauten an Stellen stärksten Drucks sind Eisen-
oder Stahlhohlprofile nach Abb. q. am Platze, wobei die Bewehrung der Hohlräume
mit kompaktem Füllmaterial oder Eisen- oder Stahlträgern vorgesehen ist. Sämtliche
beschriebenen gänzlich aus Eisen oder Stahl bestehenden Ausbauten können sowohl
ring- wie polygonförmig gestaltet sein.
-
Die Erfordernisse eines billigen, das Prinzip radialer und axialer
Verkeilung ausnutzenden Ausbaues führte zu.der folgenden Erfindung, die die Tendenz
hat, die Eisenverwendung einzuschränken und an diese Steile teilweise Holz zu setzen.
Eisen-Holz-Konstruktionen sind an sich im Bergbau bekannt. Die bisherige übliche
Form einer Eisen-Holz-Konstruktion war die, daß Eisenträger in Ring-, Ringsegment-
oder Polygonform in gewissem Abstande in den Ausbau eingefügt und daß die Zwischenräume
durch auf den Eisenträgern ruhende Rundhölzer oder Bretter ausgefüllt wurden. Die
Hölzer lagen - bei den bekannten Konstruktionen in senkrechter Richtung zu den Eisenringen.
Bei einer derartigen Art des Holzverzuges sind die Hölzer stark und ausschließlich
auf Biegung beansprucht und brechen häufig durch unter gleichzeitigem Mitdurchbrechen
des Gebirges. Die vorliegende Erfindung einer gemischten Eisen-Holz- - oder Stahl-Holz-Konstruktion
verwendet Eisenträger, die entweder Ring- oder Polygon- oder Ringsegmentform haben
mit nach außen (zum Gebirge hin) keilig verlaufenden Flächen. Es handelt sich also
um Ringe, wie sie auch bei einem Ganzeisenausbau der vorliegenden Erfindung verwandt
werden. Die Hölzer bei einem Ausbau nach der vorliegenden Erfindung können in ihrem
allgemeinen Richtungsverlauf zunächst so gelagert werden wie bei den bisher bekannten
Eisen-Holz-Konstruktionen, d. i. senkrecht zu dem Eisenring. Erforderlich ist hierbei,
daß die Hölzer an ihren beiden Enden abgeschrägt sind, und zwar zum Gewölbeinnern
hin. Mit diesen abgeschrägten Keilflächen liegen sie auf den Keilflächen der Eisenringe
auf (Abb.5). Bei einer solchen Konstruktion ist die Wirkung der radialen und axialen
Verkeilung schon vorhanden, sie wird jedoch erhöht, wenn die Hölzer auch in ihrer
Längsrichtung beiderseits entgegengesetzt keilförmig gestaltet sind und so in ihrem
Querschnitt Trapez- oder Dreiecksform erhalten. Die in der Längsrichtung vorhandenen
Keilflächen sind auch hier aufeinanderliegend einzubauen. Die Hölzer können aber
auch in anderer, bisher nicht bekannter Weise, und zwar nicht senkrecht, sondern
parallel zu den Eisen- oder Stahlringen bzw. Polygonen eingebaut werden. Hierbei
sind die Hölzer zunächst in gleicher Weise zu. formen, wie oben beschrieben; d.
h. mit abwechselnd nach außen und nach innen entgegengesetztverlaufendenKeilseitenflächen.
Ein solcher Ausbau weist die im Prinzip im Hauptpatent bereits enthaltenen Ringe
mit abwechselnd nach innen und nach außen verlaufenden aufeinanderfolgenden Keilflächen
in besonders deutlicher Form aus (s. Abb. 6). Bei einer Kombinierung der in zwei
der oben erläuterten Erfindungen enthaltenen Idee sind die Hölzer an den polygonen
Knickpunkten senkrecht zum. Eisenring eingefügt und können gleichzeitig als - Preßeinlagen
für die
Eisenkonstruktion verwandt werden; die übrigen Hölzer liegen
parallel zu den Eisenringen (s. Abb. 7).
-
Die Wirkung des Prinzips radialer und axialer Verk eilung der Hölzer
der oben beschriebenen Formung kann auch erreicht werden bei Rundhölzern, wenn man
diese zur Erzielung der Keilwirkung an zwei Seiten entgegensetzt abflacht und in
der aus Abb.8 ersichtlichen Art und Weise einbaut in der Weise, daß die keilig abgeflachten
Flächen aufeinanderliegen. Oben beschriebene Ausbauten werden vor allem auch hinsichtlich
der Holzbestandteile auf zusammengesetzte Festigkeit (Druck und Biegung), vorzugsweise
aber auf Druck beansprucht, während alle bisherigen Verzugsarten, wie oben bereits
erwähnt, ausschließlich auf Biegung ' beansprucht sind. Bei der vorliegenden Erfindung
wird die Holzkonstruktion nicht lediglich wie bisher als eine ein Herabfallen des
Gebirges verhindernde, relativ schwache, auf Biegung beanspruchte Schutzwand, sie
wird vielmehr als Gewölbebestandteil in das System der in gegenseitiger Verbundwifkung
stehenden Ausbauringe eingefügt. Erst hierdurch wird in bisher nicht bekannter Weise
die Tragfähigkeit des Verzugsholzes zur vollsten Ausnutzung gebracht. Die bisher
nur an Stellen fehlenden oder schwachen Gebirgsdrucks mögliche Anwendung einer Eisen-Holz-Konstruktion,
die wegen ihrer Billigkeit an sieh sehr beliebt ist, ist nach der neuen Erfindung
auch möglich an Stellen stärkeren Gebirgsdrucks und ergibt gerade einen besonders
nachgiebigen Ausbau. Für die Erzielung von Ersparnissen ist die Verwendung von Rundhölzern
mit den oben beschriebenen Abflachungen besonders geeignet, da hierbei nur eine
geringe Bearbeitung des Holzes erforderlich ist.
-
Statt der Eisenringe können auch Betonringe oder Betonvielsteinringe
nach Zusatzpatent 473 777 eingebaut werden und mit den beschriebenen Holzkonstruktionen
abwechseln.