DE9012170U1

DE9012170U1 - Support pillars with impermeable fabric cover

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Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1990-11-29
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Description

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Johannes Radtke, Averdunkshof 7, 4130 Moers 1Johannes Radtke, Averdunkshof 7, 4130 Moers 1

Stützpfeiler mit i. .lurchiaselger Gewebehülle Support pillar with i. .lurchiaselger tissue cover

Die Erf indu: g betrifft einen Stützpfeiler, insbesondere für den untertägigen Bergbau zum Abstützen des Hangenden auf dem Liegenden, der im wesentlichen aus einer bewehrten, über mindesten einen Einfüllstutzen mit einem aushärtenden Baustoff verfüllbaren, schlauchartigen Gewebehülle besteht.The invention relates to a support pillar, in particular for underground mining to support the hanging wall on the footwall, which essentially consists of a reinforced, tubular fabric casing that can be filled with a hardening building material via at least one filling nozzle.

Zum Abstützen des Hangendbereichs, insbesondere in Strebrandbereichen sowie zum Abstützen in ve ;chiedenen Bereichen des untortägigen Steinkohlenbergbaus werden seit langer Zeit sogenannte Holzkästen gesetzt. Die Holzkästen werden üblicherweise durch schwellenartige Holzbohlen aufgebaut, von denen jeweils in Abstand voneinander zwei parallel zueinander liegen und die darüber Liegenden jeweils wieder im Winkel von 90 ° versetzt angeordnet werden. Ein derartig aufgebauter Holzkasten wird letztlich unter demSo-called wooden boxes have been used for a long time to support the hanging wall area, especially in the face areas and for supporting various areas of underground coal mining. The wooden boxes are usually constructed using sleeper-like wooden planks, two of which are spaced apart and parallel to each other, and the ones above them are arranged at an angle of 90°. A wooden box constructed in this way is ultimately placed under the

Hangenden mit entsprechenden Hilfsmitteln verkeilt. Die Herstellung eines Holzkastens ist sehr arbeits- und iaa^erial intensiv. Di.> f?cV*""ellenartigen Holzbohlen sind aufgrund des Gewichte schwer zu handhaben, erfordern einen hohen Transportaufwand und bei der Erstellung, wie erwähnt, eine sehr aufwendige Handarbeit .Wedged into the hanging walls using appropriate tools. The production of a wooden box is very labor- and material-intensive. The wooden planks, which are similar in shape to the box, are difficult to handle due to their weight, require a lot of transport effort and, as mentioned, a lot of manual work to produce.

Zur Verbesserung dieser aufwendigen, aber erforderlichen Abstützung, insbesondere im Strebrandbereich sind verschiedene Arten von unterbrochenen und durchgehenden Schalungen zur Verfüllung mit einem aushärtbaren Baustoff entwickelt worden. Auf diese Weise entstehen sogenannte Streckenbegleitdämme, die nicht nur eine Tragfunktion, sondern auch eine Abdichtfunktion erfüllen.To improve this complex but necessary support, especially in the face area, various types of interrupted and continuous formwork have been developed for filling with a hardenable building material. This creates so-called roadway embankments, which not only fulfill a load-bearing function, but also a sealing function.

Zur Erstellung von Einzelpfeilern ist es darüber hinaus bekannt, Stützpfeiler zu setzen, die in der gattungsgmäßen Art beschriebun im wesentlichen aus einer schlauchartigen Gewebehülle bestehen, die mit einem aushärtenden Baustoff, beispielsweise mit einem Betonmörtel verfüllt werden.In order to create individual pillars, it is also known to set supporting pillars, which in the generic type described essentially consist of a tube-like fabric covering, which is filled with a hardening building material, for example with concrete mortar.

Zur Herstellung eines entsprechenden Pfeilers wird das Schlauchmaterial· abgelängt, an den Enden verschlossen und in eine zveiteilige Schalung eingesetzt, die als vorübergehende Bewehrung anzusehen ist.To produce a corresponding pillar, the tubular material is cut to length, closed at the ends and inserted into a two-part formwork, which is to be regarded as temporary reinforcement .

Der Nachteil derartiger Pfeiler aus Beton mit einer Außenhülle besteht darin, daß die zweiteilig ausgebildete teleskopierbar Schalung eine sehr raumaufwendige Form aufweist und dementsprechend Transportprobleme mit sich bringt und weiterhin darin, daß das verwendete Gewebe durchlässig ausgebildet ist, wodurch der wesentliche Bestandteil für einen gut tragenden Betonpfeiler, und zwar der Zementleim durch das Gewebe hindurchtritt. Da mit dem austretenden Zementleim auch das Feinstkorn durch das Gewebe austritt, kann die vorgesehene Rezeptur, die füi die Endfestigkeit dringend benötige wird, in keinem Fall eingehalten werden. The disadvantage of such concrete pillars with an outer shell is that the two-part telescopic formwork is very space-consuming and therefore causes problems with transportation. Furthermore, the fabric used is permeable, which means that the essential component for a well-supporting concrete pillar, namely the cement paste, leaks through the fabric. Since the finest grains leak through the fabric along with the cement paste, the intended recipe, which is urgently needed for the final strength, cannot be adhered to under any circumstances.

Ein weiterer Nachteil eines solchen texti!bewehrten Betonpfeilers besteht darin, daß die Kopf- und Fußflächen derartiger Pfeiler in Verbindung mit einer fehlenden Innenbewehrung keine besonders große Festigkeit bei aufzunehmenden Drücken aufweisen, die nicht senkrecht in den Pfeiler eingeleitet werden.A further disadvantage of such a textile-reinforced concrete pillar is that the head and foot surfaces of such pillars, in conjunction with a lack of internal reinforcement, do not have particularly high strength when it comes to absorbing pressures that are not introduced vertically into the pillar.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stützpfeiler der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der hohe Drücke aufnehmen kann, der das Auslaufen von Zementleim und Feinstkorn vermeidet, der einfach ohne eine zusätzliche Schalung aufgestellt werden kann, der darüber hinaus in wirtschaftlicher Form für die untertägig herrschenden Druckverhältnisse besonders geeignet ist und der mit jeder Art von aushärtenden Baustoffen gefüllt werden kann.In contrast, the invention is based on the object of creating a support pillar of the generic type which can absorb high pressures, which prevents the leakage of cement paste and fine grain, which can be easily erected without additional formwork, which is also particularly suitable in an economical form for the pressure conditions prevailing underground and which can be filled with any type of hardening building material.

» 4 —» 4 —

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens in der zunächst über Druckluft zwischen Hangenden und Liegenden zylinderartig verspannbaren, aus einem undurchlässigen HochleiRtungstextilgewebe hergestellten Hülle eine Bewehrung integriert ist und daß unterhalb des nachgiebig ausgebildeten Pfeilerkopfes ein Entlüftungsventil angeordnet ist..This object is achieved according to the invention in that reinforcement is integrated at least in the shell made of an impermeable high-performance textile fabric, which can initially be tensioned in a cylinder-like manner between the hanging and lying surfaces using compressed air, and in that a vent valve is arranged below the flexible pillar head.

Die erfindungsgemäß undurchlässig ausgebildete Hülle kann aus einem duro- bzw. thermoplastischen Hochleistungstextilgewebe hergestellt sein, das mehrschichtig ausgebildet sein kann und in welchem Verstärkungen beispielsweise in Form von Glasfasern eingelagert sein können.The cover, which is designed to be impermeable according to the invention, can be made from a thermosetting or thermoplastic high-performance textile fabric, which can be multi-layered and in which reinforcements, for example in the form of glass fibers, can be embedded.

Das ein- oder mehrschichtige Gewebe ist zur Vermeidung von Zerstörung durch beispielsweise Zement auf der Innenseite alkalibeständig ausgebildet, d. h. mit einem zusätzlichen Gewebebelag versehen. Zusätzlich kann die Innenseite zur besseren Haftung mit dem Baustoff mit einer Kurzfaser oder einem leichten Korn beschichtet sein.To avoid damage caused by cement, for example, the single or multi-layer fabric is made alkali-resistant on the inside, i.e. it is provided with an additional fabric coating. In addition, the inside can be coated with a short fiber or a light grain for better adhesion to the building material.

Das Hochleistungstextilgewebe kann aus Chemie- und/oder Naturfasern, wie Polyamid, Aramid, Polyester, Polypropylen, Glasfaser-Kohlenstoff oder ähnlichen Garnen bzw. Fasern hergestellt sein. Das Gewebe kann so ausgebildet werden, daß die Aufnahme von Gebirgsdrücken durch eine gewisse Nachgiebigkeit möglich ist. Das Gewebe bzw. .die Außenhaut ist antistatisch und schwer entflammbar, beispielsweise durchThe high-performance textile fabric can be made of chemical and/or natural fibers, such as polyamide, aramid, polyester, polypropylene, glass fiber carbon or similar yarns or fibers. The fabric can be designed in such a way that it can absorb rock pressures through a certain flexibility. The fabric or the outer skin is antistatic and flame-retardant, for example through

Beschichtung mit PVC ausgebildet. Zur Stabilisierung ist in die Hülle eine Bewehrung, beispielsweise in Form eines spiralförmig verlaufenden, durchgängigpn Einlage vorgesehen, der in das mehrlagige Gewebe integriert oder auf andere Art eingearbeitet ist. Die Einlage besteht aus streng unidirektional orientierten Verstärkungsfasern, eingebettet in eine duroplastische oder thermoplastische Matrix oder aus Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern usw. mit sehr hoher Festigkeit und Steifigkeit, sowie mit günstigem Verhalten bei Biegebeanspruchung. Die Einlage sollte statisch und dynamisch hoch belastbar sein, sollte korrosions- und witterungsbeständig, sowie schwer entflammbar ausgebildet sein und darüber hinaus ein niedriges Gewicht aufweisen. Im Rahmen der Erfindung kann diese Bewehrung auch andere Formen aufweisen, z. B. als Flachkörper in verschiedenen Breiten und Längen.Coating with PVC. For stabilization, reinforcement is provided in the shell, for example in the form of a spiral-shaped, continuous insert, which is integrated into the multi-layer fabric or incorporated in another way. The insert consists of strictly unidirectionally oriented reinforcing fibers, embedded in a thermosetting or thermoplastic matrix or of glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, etc. with very high strength and rigidity, as well as with favorable behavior under bending stress. The insert should be highly statically and dynamically resilient, should be corrosion and weather-resistant, as well as flame-retardant and should also be lightweight. Within the scope of the invention, this reinforcement can also have other forms, e.g. as a flat body in various widths and lengths.

Zusätzlich zu der in die Außenhaut integrierten Bewehrung ist innerhalb der Hülle eine Innenbewehrung vorsehbar, die beispielsweise in Form eines Gittergewebes auch aus Hochleistungstextilgewebe zwischen Pfeilerkopf und Sohlenfuß in beliebiger Art angeordnet sein kann. Die Innenbewehrung kann aus im Schnitt kreuzartig oder konzentrisch angeordneten Gittergeweben bestehen. Die Innenbewehrung ist in dem Pfeiler so angeordnet bzw. eingelegt, daß es sich beim Aufstellen des Pfeilers durch Einblasen von Druckluft voll entfalten kann.In addition to the reinforcement integrated into the outer skin, an internal reinforcement can be provided within the shell, which can be arranged in any way, for example in the form of a mesh fabric or high-performance textile fabric between the pillar head and the base. The internal reinforcement can consist of mesh fabrics arranged crosswise or concentrically in section. The internal reinforcement is arranged or inserted in the pillar in such a way that it can fully unfold when the pillar is erected by blowing in compressed air.

Der Stützpfeiler wird erfindungsgemäß zunächst überAccording to the invention, the support pillar is first

die erwähnte Druckluft zwischen dem Hanyenden und Liegenden zylinderartig ausfahrend verspannt, wobei zur Erhöhung der Standsicherheit im Kopfbereich Befestigungselemente vorgesehen sind. Dabei kann os sich um Bänder handeln, die um die Pfeilerkopf herum mittels Dübeln am Hangenden befestigt werden. Alternativ ist es vorstellbar, einen Druckluftzylinder oder mehrere kleine, handliche Druckluftzylinder z. B. konzentrisch um den Stützpfeiler anzuordnen, um das oder die Bänder des Kopfberejch°s am Hangenden einzuklemmen .the compressed air mentioned is tensioned in a cylinder-like manner between the hanging and lying ends, whereby fastening elements are provided in the head area to increase stability. These can be straps that are fastened to the hanging wall around the pillar head using dowels. Alternatively, it is conceivable to arrange a compressed air cylinder or several small, handy compressed air cylinders, e.g. concentrically, around the supporting pillar in order to clamp the strap or straps of the head area to the hanging wall.

Nach dem Erstellen des Stützpfeilers mittels Druckluft wird der so entstandene Hohlraum im Pfeiler durch entsprechende Einfüllstutzen mit einem aushärtendem Baustoff, beispielsweise einem Betonmörtel verfüllt, wobei die entsprechende Komprimierte Luft über ein Entlüftungsventil im Kopfbereich herausgedrückt wird.After the support pillar has been created using compressed air, the resulting cavity in the pillar is filled with a hardening building material, such as concrete mortar, through appropriate filling nozzles, with the corresponding compressed air being pushed out via a vent valve in the head area.

Der Stützpfeiler kann neben einem zusätzlichen Pf^ilerkopf mit einem entsprechenden besseren Halt bietenden Sohlenfuß versehen sein. Um den Kantenbereich im Kopfbereich des Stützpfeilers vor Zerstörungen zu sichern, ist es zweckmäßig, den Pfeil-rKopf so auszubilden, daß der wesentliche Druck zentral in den Stützpfeiler eingeleitet wird. Als Ausführungsbeispiel für die Gestaltung des Pfeilerkopfes ist vorgesehen, diesen gegenüber dem Hangenden mit einer Abrundung aus faserverstärktem Kunststoff zu versehen. Der Pfeilerkopf kann aus Hochleistungsverbundwerkstoff z. B. aus Polyamid mit hohem Anteil von Glasfa-In addition to an additional pillar head, the support pillar can be provided with a corresponding sole foot that provides better support. In order to protect the edge area in the head area of the support pillar from destruction, it is advisable to design the pillar head in such a way that the main pressure is introduced centrally into the support pillar. As an example of the design of the pillar head, it is planned to provide it with a rounded section made of fiber-reinforced plastic opposite the hanging wall. The pillar head can be made of high-performance composite material, e.g. polyamide with a high proportion of glass fibers.

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sern hergestellt sein, wobei die Elastizität durch parallel zum Hangenden eingebrachte Bohrungen erzielbar ist.sers, whereby the elasticity is achieved by drilling holes parallel to the hanging wall.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stützpfeilers ist in den Zeichnungen wiedergegeben und wird im nachfolgenden näher beschrieben.An embodiment of the support pillar according to the invention is shown in the drawings and is described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 - ein Ausführungsbeispiel eines Stützpfeilers mit einem Pfeilerkopf und einem Sohlenfuß
im Schnitt undFigure 1 - an embodiment of a support pillar with a pillar head and a sole foot
on average and

Figur 2 einen Stützpfeiler, paketartig zusammengedrückt, wie er für den Transport vorgesehen ist.Figure 2 shows a support pillar, compressed like a package, as intended for transport.

Wie aus der schematisierten Seitenansicht des erfindungsgemäßen Stützpfeilers hervorgeht, besteht dieser im wesentlichen aus einer geschlossenen, zwischen dem Hangenden 2 und Liegenden 3 über Druckluft verspannbaren Hülle 1 aus einem undurchlässigen Hochleistungstextilgewebe. As can be seen from the schematic side view of the support pillar according to the invention, it consists essentially of a closed shell 1 made of an impermeable high-performance textile fabric that can be tensioned between the hanging wall 2 and the footwall 3 using compressed air.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist mit einem zum Hangenden 2 hin abgerundeten und durch Bohrungen 14 elastisch ausgebildeten Pfeilerkopf 5 und einem Sohlenfuß 10 ausgerüstet.The embodiment shown is equipped with a pillar head 5 that is rounded towards the hanging wall 2 and elastically formed by holes 14 and a sole foot 10.

In die Hülle 1 ist eine Bewehrung 4 integriert, dieA reinforcement 4 is integrated into the shell 1, which

als spiralförmig verlaufender Einlage ausgebildet ist. Die Bewehrung verläuft über die Länge der Hülle T durchgängig =is designed as a spiral-shaped insert. The reinforcement runs along the length of the shell T continuous =

Die Hülle 1 weist einen Druckluftanschluß 15 sowi^ ein Entlüftungsventil 6 im Kopfbereich und für dE.s nachfolgende Verfüllen mit einem aushär*:baren Bau- _ .oLi einen Einfüllstutzen 8 auf, der beispielsweie in Form eines Rückschlagventiies mit einer Rückschlagklappe 9 versehen ist.The casing 1 has a compressed air connection 15 and a vent valve 6 in the head area and, for the subsequent filling with a hardenable building material , a filling nozzle 8 which is provided with a check valve 9, for example in the form of a non-return valve.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 weist weiterhin eine Innenbewehrung 7 auf, die als Gittergewebe angedeutet ist.The embodiment according to Figure 1 further comprises an internal reinforcement 7, which is indicated as a mesh fabric.

Um einen sicheren Stand des durch Druckluft zwischen Liegendem 3 und Hangendem 2 verspannten Stützpfeilers zu erzielen, sind im Kopfbereich Bänder 12 vorgesehen, die über Dübel 13 im Hangenden 2 befestigt sind. Eine derartige Befestigung erweist sich bis zum Aushärten des nach dem Aufblasen eingefüllten Baustoffs als zweckmäßig.In order to ensure that the support pillar, which is braced by compressed air between the footwall 3 and the hanging wall 2, is stable, bands 12 are provided in the head area, which are fastened to the hanging wall 2 via dowels 13. Such fastening proves to be useful until the building material filled in after inflation has hardened.

In Figur 2 ist der Stützpfeiler als Paket 11 zusammengedrückt dargestellt, wie er für den Transport am besten geeignet erscheint.In Figure 2, the support column is shown compressed as a package 11, which appears to be most suitable for transport.

1 Hülle1 cover

2 Hangedes2 Hangedes

3 Liegendes3 Lying

4 Bewehrung4 Reinforcement

5 Pfeilerkopf5 Pillar head

6 Entlüftungsventil6 Vent valve

7 Innen^av/eh:; nng i Einfüllstutze·-7 Inside^av/eh:; nng i filler neck·-

9 Rückschlagklappe9 Check valve

10 Sohlenfuß10 Sole foot

11 Paket11 Package

12 Band12 volumes

13 Dübel13 dowels

14 Bohrungen14 holes

15 Druckluftanschluß15 Compressed air connection

Claims

Johannes Radtke, Averdunkshof 7, 4130 Moers 1 Support pillar with impermeable fabric cover Protection claims

1. A support pillar, particularly for underground mining, for supporting the hanging wall on the footwall, which essentially consists of a reinforced, tubular fabric casing which can be filled with a hardening building material via at least one filling nozzle, characterized in that reinforcement (4) is integrated at least in the casing (1) which can initially be tensioned in a cylinder-like manner between the hanging wall (2) and the footwall (3) using compressed air and is made of an impermeable high-performance textile fabric, and that a vent valve (6) is arranged below the flexible pillar head.

2. Support pillar according to claim 1, characterized in

that the cover (1) consists of a multi-layered, high-performance textile fabric reinforced, for example, with glass fibers.

3. Support pillar according to claims 1 and 2, characterized in that the casing (1) consisting of high-performance textile fabric is designed to be alkali-resistant on the inner side which receives the building material.

4. Support pillar according to one of the preceding claims, characterized in that the inner side of the casing (1) is provided with an adhesion-improving coating, for example a short fiber or a comparable material.

5. Support pillar according to claim 1, characterized in that the reinforcement (λ) integrated into the casing (1) is made of plastic, for example fiber-reinforced building material or a comparable material, for example spiral-shaped.

6. Support pillar according to claim 5, characterized in that the spiral reinforcement is protected against corrosion, for example plastic-coated.

7. Support pillar according to claim 1, characterized in that an internal reinforcement (7) is arranged in the casing (1) extending in the vertical and horizontal direction and connectable to the reinforcement (4) in the casing (1).

8. Support pillar according to claim 7, characterized in that the inner reinforcement (7) is designed as a lattice fabric, wherein the lattice fabric can be bonded with an alkali-resistant short fiber.

9. Support pillar according to claim 1, characterized in that the filling nozzle or nozzles (8) are provided with non-return devices, for example in the form of non-return valves (9).

10. Support pillar according to claim 1, characterized in that the casing (1) is provided with a sole foot (10) whose diameter is larger than or at least adapted to the diameter of the casing (1).

11. Support pillar according to claim 1, characterized in

that the pillar head (5) which can be connected to the shell (1) is rounded towards the hanging wall (2).

12. Support pillar according to claim 1, characterized in that the pillar head (5) has a design which protects the pillar edges, for example a stepped design towards the pillar edge.

13. Support pillar according to claim 1 , characterized in that the casing (1) including the reinforcement integrated into the outer skin and the inner reinforcement (4, 7) is designed to be compressible and transportable in the manner of a package.

14. Support pillar according to claim 1, characterized in that the inflatable and ventilable casing (1) can be fastened to the hanging wall (2) before being filled with a hardening building material.

15. Support pillar according to claim 14, characterized in that dowelable bands (12) are provided for fastening to the hanging wall (2).

16. Support pillar according to claim 14, characterized in that the bands (12) arranged in the head region of the casing (1) can be fastened to the hanging wall (2) by clamping via cylinders which can be clamped between the hanging wall (2) and the lying wall (3).