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Streckenausbruch und -ausbau Für Grubenbaue langer Standdauer, die
starkem Gebirgsdruck ausgesetzt sind, empfiehlt sich nach allen Erfahrungen ein
nachgebender Ausbau, der die Druckwirkung möglichst weitgehend ablenkt und nur einen
Teil des Druckes selbst auffängt.
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Ein starrer Ausbau wird selbst in stärkster Ausführung allmählich
verformt oder sogar zerstört, und viele nachgebende Ausbauarten fallen trotz Nachgiebigkeit
der Verbiegung anheim und müssen vor ihrer Wiederverwendung über Tage gerichtet
werden.
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Die Beanspruchung des Ausbaus ist besonders groß, wenn die Grubenbaue
in den Wirkungsbereich des JM>baues kommen. Das Ziel sollte sein, einen Ausbau zu
gestalten, der den Anforderungen dauernd gewachsen bleibt und während seiner Standdauer
die geringsten Instandhaltungskosten verursacht.
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Die Heohachtungen in der Praxis haben einen Fingerzeig gegeben, welche
Querschnittsform die zweckmäßigste ist. Es ist dies die Form der auf die Spitze
gestellten Ellipse, die die Begrenzung der Entspannungszone bei zubruchgegangenen
Strecken bildet. Ist das Gestein nachgebrochen, bis die Ellipsenform erreicht ist,
dann läßt die Druckwirkung in allen Fällen bedeutend nach.
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Diesen Fingerzeig verwertet der Erfindungsgedanke und gibt sowohl
dem Ausbruch als auch dem Ausbau von vornherein die Querschnittsform eines auf die
Spitze gestellten Quadrats oder einer hochgestellten Raute, Formen, die der sogenannten
Druckellipse nahekommen.
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Die Fig. 2 und 3 der Zeichnung zeigen augenscheinlich, daß die Drucklast
L mit der Spitze des Ausbaus aufzufangen ist, nicht mit einer Horizontalen und auch
nicht mit einem breit gewölbten Rahmen. Fig. r zeigt ferner, daß, von den Abrundungen
n und o abgesehen, die Ablenkungsstützlinien
gerade verlaufen.
Die Abrundungen der vier Querschnittsspitzen sollen Ausbruch sparen. Die Druckellipse
zeigt auch diese Abrundungen.
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Der Erfindungsgedanke sieht starre Ausbaurahmen aus Stahl, Eisen oder
auch Stahlguß vor. Die starren Rahmen erhalten jedoch eine nachgebende Hinterfüllung.
Die ellipsenähnliche Querschnittsform lenkt den Druck auf die Seitenstöße ab, die
elastische Hinterfüllung aber soll den verbleibenden Restdruck laufend und selbsttätig
dadurch abfangen, daß sie sieh zwischen den in geringen Abständen aufgestellten
starren Rahmen hindurch in das Streckeninnere preßt.
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Der Gebirgsdruck wird nur dann wirksam auf die Stöße abgelenkt, Wenn
Ausbruch und Ausbau einen Querschnitt erhalten, der die Drucklast in einem rechten
oder spitzen Winkel auf die anstehenden Stöße überträgt. Diese Erkenntnis wird der
Gestaltung des Streckenausbruchs und -ausbaus nach der Erfindung zugrunde gelegt.
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Aus der Fig. i der Zeichnung ist ersichtlich, daß für zweigleisige
Strecken das auf die Spitze gestellte Quadrat in Betracht kommt, für eingleisige
die Form einer hochgestellten Raute. Dabei darf ohne Schaden an den vier Ecken das
Gestein abgerundet anstehen bleiben, und da fast immer der Druck von oben und der
Gegendruck von unten größer sind als die Seitendrücke, darf -die Abrundung an den
Seiten größer sein als die in der Firste und Sohle. Ausnahmen sind selten, und in
diesen Ausnahmefällen gibt man den Abrundungen gleiche Größe.
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Die stehengebliebenen Spitzen werden allmählich losgedrückt, können
aber dem starren Rahmen nicht gefährlich werden, weil gerade gegenüber den Spitzen
die dickste elastische Hinterfüllung vorgesehen ist.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dem starren Rahmen einen kleineren Durchmesser
zu geben, als ihn der Ausbruch des Gesteins erhält. Dadurch wird erreicht, daß die
Rahmen an ihrem ganzen Umfange von der nachgebenden Hinterfüllung umgeben werden,
die sich je nach der Druckrichtung verschieben und ausgleichen kann. Um zu erzielen,
daß die Hinterfüllung den Druck 'bis zur erfolgten Bildung der Druckellipse laufend
auffängt, darf ein Verzug der engen Rahmenzwischenräume nicht erfolgen.
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Die einzelnen Rahmen sind in der Regel aus Stahl herzustellen, stehen
in Abständen von nur etwa 6 cm nebeneinander und dürfen daher wesentlich schwächer
gewählt werden als bei Abständen von einem Meter und mehr. Durch Spreizen können
die Rahmen seitlich gegeneinander abgestützt werden, um sie vor Verschiebungen in
der Streckenlängsrichtung zu bewahren.
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Als Hinterfüllung dienen in der Regel plastische Letten- oder Lehmballen.
Man kann diesen weichen Ballen zur Erhöhung, des Widerstandes gegen Herauspressen
nötigenfalls Beimengungen von Schlackenwolle o. a. geben. Auch andere nachgebende
Hinterfüllungsstoffe sind anwendbar.
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In Fig. i ist mit a der freie Streckenquerschnitt bezeichnet, mit
b der starre Rahmen. In dem Zeichnungsbeispiel ist ein normaler Walzstahl in Form
eines hochstegigen T-Stahls gezeichnet (Fig. bis 6), dessen am stärksten beanspruchte
gezogene Faser innen liegt. Der nach außen gerichtete Steg schneidet bei Druck in
die Lettenballen ein. ' In der Regel soll jeder Rahmen, zu dem auch andere Profile
verwendet werden können, aus zwei Teilen bestehen, doch lassen sich bei größeren
Querschnitten auch mehrere Teile vorsehen, damit sie nicht unhandlich und sperrig
werden.
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Die Enden der Rahmenteile «-erden stumpf aufeinandergesetzt und derart
verbunden, daß das Rauben leicht vonstatten gehen kann. Als Verbindungsteile sind
normal nur zwei konische Bolzen c und d gedacht, die fest in entsprechende Lochungen
eingetrieben werden, welche nicht zentrisch zur Verbindungsnaht der Rahmenteile
liegen. Sie haften in einem Rahmenstück, sind deshalb nicht lose, und ihre über
die Naht hinausragende Rundung genügt zur Festhaltung der Rahmenteile in jeder Richtung.
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Vor dem Rauben schlägt man die Bolzen c und d heraus und zieht die
zuvor angeseilten Rahmen mittels eines beladenen Förderwagens oder einer Grubenlokomotive
um. Die Bolzen erhalten etwa io° Neigung, damit sie entfernt werden können, auch
wenn sie festgerostet sind. Man kann auch andere Verbindungen und Verlaschungen
vorsehen, doch dürfen diese dem Rauben kein Hindernis bie= ten. Da die Rahmen dicht
nebeneinander stehen, ist nötigenfalls ein verankerter Langbaum mit Umkehrrolle
vorzusehen, der'es ermöglicht, die Rahmen mittels Drahtseil in der Richtung zum
Alten Mann hin umzureißen.
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Mit e ist die Hinterfüllung bezeichnet, mit f die Gleisschwelle,
mit g die Einbetonierung der Rösche, mit h die Wasserrösche, und mit i sind
zwei Winkeleisen markiert, die den Zweck haben, die Betonwand der Rösche dadurch
gegen Zusammendrückung von außen zu schützen, indem die Winkeleisen in der Streckenlängsrichtung
unter die Schwellen geschraubt und durch die Knaggen k abgesteift werden.
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Beiderseits der Röschenwand g werden Kiese oder Kleinberge l eingefüllt,
die sich unter Druck zwischen den Schwellen hochheben. Die Schwellen werden deshalb
zweckmäßig unten keilförmig gestaltet, damit sie und die Gleise möglichst nicht
hochgedrückt werden.
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Oberhalb der Rösche wird eine stärke Bohle m befestigt, die beim Reinigen
der Rösche entfernt wird.
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Die Abrundungen der Firste und Sohle tragen die Bezeichnung n, und
die an den Seiten sind mit o gekennzeichnet.
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Vor der Aufstellung eines Rahmens werden schmale Weichholzlatten p
eingelegt, die das untere Rahmenstück in der richtigen Höhe halten und später zerquetscht
werden.
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Die Rahmenteile in der Firste erhalten Lochungen zum Aufhängen von
Rohren, Kabeln und Lutten.
Normal «-eisen die Rahmen kreisrunde
Form auf, doch können auch andere Querschnittsformen gewählt werden, und man kann
die Rahmen auch an der Sohle offen lassen. Letztere Form hat den Nachteil, claß
die Streckensohle bei Druck stark hochquillt und von Zeit zu Zeit gesenkt werden
muß.
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Bei der geschilderten Ausbauart wird die Innenfläche des Ausbaus glatt,
bietet dem Wetterzug kein Hindernis und entgleisten Förderwagen keinen Angriffspunkt.
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Die in die Strecke hineingepreßten Lettenbrocken können keine Verletzung
von Personen herbeiführen.
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Die Profilstärken der Stähle werden nach der überlagernden Last berechnet,
damit sie möglichst nicht verformt werden. Fünf Rahmen auf einen laufenden Meter
Strecke, uni den vor Stauchung bewahrenden Stahlquerschnitt zu bekommen, reichen
normalerweise aus.
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Die Tatsache, daß jeder Einzelrahmen ohne Verzug und Verbindung in
der Streckenlängsrichtung steht, gibt bei Druckrissen im Gebirge und beim Absinken
über Abbaufeldern die Möglichkeit, den Senkungen und Schiebungen zu folgen. Die
Sohle läßt sich bei den unvermeidbaren Senkungen leicht ausgleichen.
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Gegenüber dem Bestehenden hat das vorliegende Auffahrungs- und Ausbauverfahren
die nachstehenden technischen Fortschritte aufzuweisen: Ablenkung des Gebirgsdrucks
auf die Seitenstöße, Entlastung des Ausbaus durch plastische Füllung, hrsparung
der Verzugsarbeit und der hierfür erforderlichen Materialien, Erleichterung, des
Raubens, Selbstlüftung der Sohle, Verringerung der Instandhaltung, Verbilligung,
Einsparung von Stahl oder Eisen.
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Nachteile des Verfahrens sind: Mehrausbruch an Gestein, Einbringung
von Letten- oder Lehmballen, Abdeckung der Wasserrösche. Bei der Herstellung der
Rahmen wird es sich empfehlen, sie zum Schutze gegen Rost mit einem geeigneten Anstrich
zu versehen.
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Es ist vorteilhaft, wenn ein Ende jeder Rahmenhälfte die eintreibbaren
Verbindungsbolzen und das andere Ende die auf .die Bolzen passenden Drittelbohrungen
aufweist.