-
Vorrichtung zur Abstützung des Hangenden, insbesondere im Strebausbau
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstützung des Hangenden, insbesondere
im Strebausbau unter Tage.
-
Sie bezweckt, eine Abstützvorrichtung zu schaffen, welche in vorteilhafterer
Weise den Zweck erfüllt, welchem bisher die sogenannten Wanderpfeiler dienten, nämlich
dem einer vergleichsweise großflächigen, nachgiebigen Abstützung des Hangenden,
wie sie insbesondere beim Bruchbau an der Bruchkante, aber auch bei anderen Abbauverfahren
notwendig ist.
-
Die üblichen, aus Stapel von kreuzweise aufeinandergelegten Holzstempeln
bestehenden Wanderpfeiler bedingen einen großen Holzverbrauch und ihr Rauben zwecks
Wiedergewinnung und Wiederverwendurg der Balken ist, auch wenn für diesen Zweck
die bekannten Auslösevorrichtungen verwendet werden, zeitraubend, nicht ungefährlich
und mit erheblichen Holzverlusten verbunden.
-
Diese Nachteile haben dazu geführt, daß man für den gleichen Zweck
die sogenannten Reihenstempel verwendete, die aber in bezug auf ihre Wirkung den
Wanderpfeilern nachstehen und, abgesehen davon, daß sie in weit größerer Zahl verwendet
werden müssen, bei stärkerem Gebirgsdruck leicht einknicken und damit zerstört werden,
oder wegen Unbrauchbarwerdens ihres Schlosses nicht mehr geraubt werden können.
-
Die Erfindung schafft demgegenüber eine raubfähige Vorrichtung zur
vergleichsweise großflächigen starren Abstützung des Hangenden, welche diese Nachteile
dadurch
vermeidet, daß sie aus einem Stahlblechkörper besteht, der eine solche Gestaltung
besitzt, daß bei auftretendem Gebirgsdruck seine Deformation nicht durch Knickung,
sondern durch Zerdrückung erfolgt.
-
Nach der bekannten Eulerschen Formel für den Knickwiderstand ist der
Schlankheitsgrad eines druckbelasteten Körpers durch folgende Beziehung gegeben
Hierin ist
| l die Länge der Stütze, |
| i.i" = v1 F " der Trägheitshalbmesser, |
| F der Stützenquerschnitt, |
| E ' der Elastizitätsmodul des Werkstoffs, |
| P die Druckbelastung, |
| S der Sicherheitskoeffizient (für Stahl S = 5). |
Die Grenzlänge Xo bestimmt sich nach der Formel:
in der k die zulässige Druckbeanspruchung des Werkstoffs bezeichnet.
-
In den Figuren sind die Anwendung der neuen Stütze im Vergleich zu
den bekannten Holzpfeilern sowie eine Anzahl von Ausführungsformen der Stütze, die
der durch die vorstehende Formel ausgedrückten Forderung entsprechen, beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen schematischen Schnitt durch einen Streb
mit einem an der Bruchkante angeordneten Wanderpfeiler bekannter Art, Fig. 2 einen
ebensolchen Schnitt, wobei statt des Wanderpfeilers eine Stütze gemäß der Erfindung
eingebaut ist.
-
Fig.3 zeigt die neue Stütze in Seitenansicht in vergrößertem Maßstabe,
Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie A-B der Fig. 3 und die Fig. 5 bis ii eine Anzahl
weiterer Horizontalschnitte, die Möglichkeiten der Profilierung der neuen Stütze
veranschaulichen.
-
In Fig. i ist mit i die Sohlstrecke und mit 2 das Gewinnungsfeld des
Strebs, mit 3 der Kohlenstoß bezeichnet. Der aus Holzbalken bestehende Wanderpfeiler
5 stützt das Hangende 4 nach dem Bruch zu. Er ist mit schematisch dargestellten
Auslösevorrichtungen 6 versehen, mittels deren er nach entsprechendem Fortschritt
des Abbaues druckentlastet, geraubt und hierdurch das rückwärtige Feld zum Hereinbrechen
gebracht wird.
-
Gemäß Fig. 2 ist statt des Wanderpfeilers die neue Stütze 6 vorgesehen,
deren Gestaltung im einzelnen weiter unten beschrieben wird. Zwischen das Hangende
und das obere Ende der Stütze sind unter Einschaltung. einer Auslösevorrichtung
6 üblicher Art auf diese Querbalken in sich kreuzender Anordnung aufgesetzt, welche
einen zunächst zwischen der Stütze und dem Hangenden verbleibenden Zwischenraum
überbrücken. Hierdurch ist es möglich, wie bei einem normalen Wanderpfeiler, mit
dem Fortschritt des Abbaues in Richtung des Pfeiles io, sobald eine weitere Stütze
8' in der gleichen Weise gesetzt worden ist, durch Betätigung der Auslösevorrichtung
6 die Stütze 8 vom Druck zu entlasten und zu rauben. Sie ruht auf einem schlittenförmig
ausgebildeten Fuß ii, an welchem sich ein Ring 12 befindet, an dem ein Zugring angebracht
werden kann, in den gegebenenfalls ein Seil eingehängt wird, mittels dessen die
Stütze seitlich verschoben wird.
-
Wenn im Zuge des Raubens der neuen Vorrichtung einer oder einige Holzbalken
unter den Bruch und damit in Verlust geraten, so steht der dadurch bedingte Holzverbrauch
aber in keinem Verhältnis zu dem der bei der Verwendung der ganz oder zum wesentlichen
Teil aus Holzbalken bestehenden Wanderpfeiler üblicher Art in der Regel eintretenden.
-
Die in den Fig.3 bis ii im einzelnen veranschaulichten neuen Stützen
bestehen aus Stahlblech. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 wird der Stützenschaft
durch ein mit Rippen 13 versehenes kastenförmiges Gehäuse aus einem mittelstarken
Blech von etwa 5 mm Stärke, welches Rippen 13 (Fig. 4) aufweist, gemäß Fig. 5 und
8 aus einem Stahlzylinder 15 gebildet.
-
Die unteren und oberen Abdeckplatten ii und 14 bestehen aus etwas
stärkerem Blech von ungefähr 6 bis 8 mm Dicke. Je nach der Mächtigkeit des Flözes
können Stützen von verschiedener Länge verwendet werden, beispielsweise von 0,3o
bis 2,oo m Länge in Abstufungen von je o,io m zwischeneinander, deren Schlankheitsgrad
A, den eingangs erläuterten Bedingungen genügt, mit dem Ergebnis, daß ein Knicken
derselben bei auftretenden übergroßen Druckbelastungen unmöglich ist und statt dessen
zunächst ein Zusammendrücken der Stützkörper eintritt.
-
Es ist auch möglich, mehrere solcher Elemente aufeinander zu setzen,
um dadurch eine Stütze von gewünschter Höhe zu erhalten. Die Rippen sollen zweckmäßig
nur stumpfe Winkel bilden, um derart zu vermeiden, daß sich Kohlenklein o. dgl.
in den Ausnehmungen ansammelt und dadurch das Rauben der Stützen erschwert wird.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 besteht die Stütze aus einem
Mittelrohr 15, an welches hohle Rippen 16 angeschweißt sind. Gemäß Fig.6 besitzt
die Stütze einen kreuzförmigen hohlen Querschnitt.
-
Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von der gemäß Fig.
4 dadurch, daß die Ummantelung Wellen 13' aufweist, die es ermöglichen, den Widerstand
der Stütze zu erhöhen, bzw. bei gleichbleibendem Widerstand die Blechstärke zu vermindern.
-
Der Schnitt gemäß Fig.8 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 5 durch
die abgerundete Form der Enden 18 der Kreuzbalken.
-
Die Ausführungsform gemäß Fig.9 besteht aus vier zu einem Viereck
miteinander verbundenen, einen mit Rillen versehenen Körper bildenden Einzelelementen
i9.
-
Die Ausführungsform gemäß Fig. io unterscheidet sich von der nach
Fig. 4 durch eine innere Eckenverstärkung 2o aus winklig gebogenen Blechstücken.
-
Fig. ii schließlich zeigt einen Querschnitt, der aus vier diagonal
gegenüberliegenden Hohlkörpern von
Kastenprofil besteht, die a.
clen Kanten eines inneren Gehäuses 21, durch welches sie miteinander verbunden sind,
angeordnet sind. Diese einzelnen Hohlkörper besitzen für sich (las Profil von hohlen
Kreuzen und das sie verbindende Gehäuse ist an den Kanten so profiliert, daß die
Hohlkörper-Profile in die Kanten einspringen.
-
Die Zahl der möglichen Ausführungsformen bzw. Profilierungen, die
der grundsätzlichen eingangs gegebenen Bedingung entsprechen, kann vielfach abgeändert
werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
-
Druckversuche haben ergeben, daß die Stützen mit den in Fig. 4 bis
1o dargestellten Querschnitten besonders widerstandsfähig gegen Zerdrücken sind
und dies trotz der geringen Menge an Metall, aus der sie bestehen. Einige Abmessungen
und Formen dieser Stützen sind im einzelnen untersucht worden, wobei sich bei Druckbelastungen
in der hydraulischen Presse die folgenden Höchstbelastungen ergeben haben:
| Maximal- |
| Höhe Querschnittsform Sohlenbreite Gewicht Blechstärke belastung |
| m m k g mm t |
| 0,2o Abb. 4 o,5o x o,6o 53 3 248 |
| 0,85 - 4 o,6o x o,8o 13o 3 24o |
| 1,oo - 4 0,50 x o,60 113 3 198 |
| r,oo - 4 o,6o x o,6,) 149 5 297 |
| i,oo - 6 o,8o x o,8,) 170 3 350 |
| 1,o0 - 7 o,6r> x o,60 152 3,5 382 |
| I,OO - Io o,60 x o,6o 200 4 489 |
| 1,00 - 1o o,5o x o,6a 167 5 509 |
| I,(>() - To o,6;> x o,6:> 196 5 620 |
| 1,50 - 4 o,60 x o,6,) 237 4 3o6 |
| 1,50 - I0 o,6o x o,6o 315 5 68o |