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Aus Ringen mit einzelnen Radialsteinen bestehender Strecken- oder
Schachtausbau Die Erfindung betrifft einen Strecken- oder Schachtausbau aus Formsteinen,
der eine besondere Eignung zur Aufnahme örtlicher Drücke besitzt.
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Bei den Belastungsarten, denen Untertabebauten im Bergbau ausgesetzt
sind, lassen sich im wesentlichen drei Fälle unterscheiden: Gleichförmig verteilte
(allseitige) Belastung, einseitige Belastung und örtliche Belastung.
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na für die beiden zuerst genannten Belastungsarten in statischer Hinsicht
aussrhlieBlich das Prinzip des Stützlinienge-,völbes gilt, besitzen zur Aufnahme
solcher Belastungen alle aus zusammengesetzten Tragringen bestehenden Ausbauarten
gleiche Eignung, wenn eine ausreichende Bewegungsmöglichkeit in den Längsfugen vorgesehen
ist. Es übernimmt dabei jeder einzelne Tragring .die unmittelbar auf ihn einwirkende
Gebirgsbelastung.
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Anders liegen die Verhältnisse bei örtlicher Belastung, deren Grenzfall
die punktförmige Belastung darstellt. Unter einer entsprechend
großen
Punktbelastung, die auf einen einzelnen Tragring einwirkt, wird der Tragring zu
Bruch gehen bzw. einstürzen. Deshalb geht das Bestreben dahin, eine auf einen einzelnen
Tragring einwirkende Pun2:tbelastung durch Cbertragungs:kräfte zu einem möglichst
großen Teil auf henachbarte Tragringe weiterzuleiten, damit die Punktbelastung auf
möglichst viele Tragringe verteilt wird.
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Es ist schon ein Schacht- oder Streckenausbau aus nebeneinander angeordneten
Ringen bekanntgL-worden, bei dem sämtliche Ringe aus kadialstein°n von auch in Schachtrzw.
Streckenlängsrichtung keilförmigem Querschnitt zusammengesetzt sind, wobei die Ringe
in der Reihenfolge abwechselnd aus nach außen und nach innen verjüngten Steinen
bestehen. Bei einem solchen Grubenausbau kann eine örtlich auftretende Belastung
im besten Falle auf die beiden benachbarten Ringe übertragen «-erden, jedoch nicht
heiter. Tritt nämlich die Belastung an einem Stein auf, dessen größere Fläche außen
liegt, so vermag dieser infolge der Keilwirkung einesteils die übrigen Steine seines
Ringes zu belasten, andererseits aber auch
die b;-iden benachbarten Steine
aus den Nachbarringen. Diese beiden benachbarten Steine vermögen dann ihre eigenen
Ringe unt; r Spannung zu setzen. Da sämtliche Steine dieser \Tachbarringe aber ihre
größere Fläche innen haben, kann von ihnen keine Belastung mehr auf weitere Ringe
übertragen werden, es können also bestenfalls drei Ringe die Belastung übernehmen.
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Es ist weiterhin für einen ringförmigen Grubenausbau schon ein Betonformstein
vorgeschlagen worden, dessen Radialfugenflächen gelenkartig durch Wölbung und entsprechende
Höhlung ineinandergreifen. Bei diesemFormstein bildet der OOuerschnitt des Radialsteines
in Ausbauachsrichtung ein Parallelogramm, während die Ringsegmentflächen spitzwinklig
zurAusbauachse verlaufen. Bei derBelastung eines Ausbaus mit derartigen Formsteinen
ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die Übertragung der Kräfte von einem pun@htförmig
belasteten Stein nur auf die Steine und .damit auf die Ringe auf der einen Seite
des belasteten Ringes erfolgt, während der benachbarte Ring der anderen Seite völlig
unbelastet bleibt.
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Die Erfindung bezweckt demgegenüber eine solche, Ausgestaltung des
Ausbaus, daß die Kräfteübertragung in der Richtung der Längsachse des Ausbaus möglichst
weit erfolgen kann. Dabei macht sich die Erfindung die als vorteilhaft anzusprechende
Keilwirkung zunutze.
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Erfindungsgemäß wird der aus Ringen mit einzelnen Radialsteinen bestehende
Strecken-oder Schachtausbau in der Weise ausgeführt, daß in jedem Ring die dem gleichen
Ende des Ausbaus zugewendeten Stirnflächen der Steine abwechselnd einen spitzen
und einen stumpfen Winkel mit der gemeinsamen Grundflächenebene einnehmen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung erläutert sind. In der Zeichnung zeigt Abb. i ein Schaubild der Anordnung
der Steine in zwei benachbarten Ringen des Ausbaus; Abb. 2 den Querschnitt, Abb.
3 den Längsschnitt und Abb. d. die abgewickelte Ansicht des Ausbaus; Abb.5 bis ä
zeigen entsprechende Ansichten einer anderen Ausführungsform de. Ausbaus.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. i bis d. sind keilförmige Steine
verwendet, die in jedem Ring abwechselnd auf der Grundfläche und auf der Kopffläche
stehen. Die Stirnfläche a des Steines, dessen große Grundfläche nach oben gerichtet
ist, nimmt einen spitzen Winkel. a mit der Grundfläche ein. Die entsprechende Stirnfläche
b des Nachbarsteines ist im stumpfen Winkel ß zu der Grundfläche c gerichtet. Die
Grundfläche c und die Kopfflächen d der Steine liegen in gleicher Ebene wie die
entsprechenden Flächen der Nachbarsteine.
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Die Verteilung der bei P angreifenden Kraft ergibt sich aus Abb. q..
Die Kraft möge auf den Stein i einwirken. Der Tragring, zu welchem der Stein i gehört,
wird durch die Gewölbewirkung in Spannung gebracht und verformt. Die Kraft wird
dadurch auf die im gleichen Ring liegenden Steine 2 übertragen, welche durch Keilwirkung
die Kraft auf die Steine 3 der Nachbarringe übertragen. Diese wiederum übertragen
die Kraft durch Gewölbewirkung auf die zum gleichen Tragring gehörenden Steine q.,
diese wieder durch Keilwirkung auf die Steine 5 usw.
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Auf diese Weise wird abwechselnd durch Gewölbe- und Keilwirkung die
Kraft P auf viele Tragringe übergeleitet bzw. verteilt. und die Tragringe, zu denen
die einzelnen Steine gehören, «-erden sämtlich an der Aufnahme der Last P beteiligt.
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Der in Abb. d. dargestellte Weg des Kraftflusses ist nur ein Beispiel
unter vielen möglichen. Tatsächlich sucht sich das Gewölbe nachdem Gesetz der kleinsten
Formänderungsarbeit selbst den günstigsten Weg zur Weiterleitung der Kraft aus.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei verschiedene Steinformen erforderlich.
Beim
Ausführungsbeispiel nach Abb.5 bis 8 besitzen alle Radialsteine die gleiche Form
und weisen eine parallelogrammförmige Stirnfläche auf. Die Steine sind in jedem
Ring derart angeordnet, daß die I\Teigung der Stirnfläche einmal nach der einen
Seite und beim Nachbarstein nach der entgegengesetzten Seite gerichtet ist. Auch
bei dieser Anordnung ist die . Regel eingehalten, daß die Stirnfläche e des einen
Steines einen spitzen Winkel y mit der Grundfläche g einnimmt, während die entsprechende
Stirnfläche f des Nachbarsteines einen stumpfen Winkel d mit der Grundfläche g einnimmt.
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Die auf .den Stein i in Abb. 8 wirkende Kraft P verteilt sich nach
dem gleichen Gesetz auf die Nachbarsteine und ist in Abb. 8 durch Pfeile kenntlich
gemacht. Auch hier sucht sich die Kraft P selbst nach dem Gesetz der kleinsten Formänderungsarbeit
den Weg zu jenen Auflagerpunkten, welche sie am bequemsten aufnehmen können.
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Bei beulen Ausführungsbeispielen sind die Längsfugen eines Ausbaus
durchgehend, so daß immer die Anwendung der beJkannten Ouetschholzeinlagen möglich
ist. Der Ausbau besitzt keine Vorsprünge nach innen, was für eine gute Wetterführung
von Wichtigkeit ist. Die Steine können aus Beton, mit und ahne Bewehrung, hergestellt
sein.