DEP0010380DA - Grubenausbau unter Verwendung von Profilträgern - Google Patents

Description

Ε. Ernst I ο r e η ζ, Witten-Ruhr, Auf dem Kamp 24 "Grubenausbau, unter Verwendung von Profilträgern"

Es ist an sich bekannt, für den Grubenausbau Profilträger zu verwenden und diese zu einem sogenannten Polygonausbau zusammenzustellen. Ein solcher Ausbau der Strecken, insbesondere der Abbaustrecken soll den hier obwaltenden schwierigen Gebirgsverhältnissen gerecht werden. Die Schwierigkeiten ergeben sich vornehmlich dadurch, dass nach planmässigen Abbau der Kohle sich das Hangende, sowohl im Abbaufeld, als auch in den Abbaustrecken absenkt. Wenn der Ausbau der Strecke, die für die Befähigung, den Transport der Kohle, das Heranführen des Bergeversatzes und für die Wetterführung offen gehalten werden muss, nicht zu Bruch gehen soll, muss dieser in der Lage sein, vor allem bei druckhaften plözen der halbsteilen und steilen lagerung erhebliche Drücke nachgiebig aufzunehmen, da hier sehr schlecht oder garnicht die Möglichkeit besteht, durch Holzpfeiler die notwendige Nachgiebigkeit für den Streckenausbau zu schaffen. Unter dem Druck der durch das Absenken des Hängenden um etwa 50$ der Flözmächtigkeit hervorgerufen wird, muss sich der bogenförmige Ausbau entsprechend verkürzen können, ohne dass dabei die Baue zu Bruch gehen oder durch Schübe in Strekkenachsenrichtung verschoben werten.

Es ist daher schon vorgeschlagen worden, als Träger für diesen Ausbau Profile zu verwenden, die am Überlappungsstellen ineinander gelegt und durch Bügel gegeneinander verspannt werden, sodass sie sich an der Überlappungsstelle, den Bogen verkürzend, ineinanderschieben können. Das Ineinanderlegen der Profile soll eine Bremswirkung auf die auftretende Bewegung ausüben, die ein langsames nachgeben gestattet und einen stabilen Zustand erreichen lässt,wenn die Gebirgsbewegung "beendet ist. Als Profile sind ineinandergelegte U-förmige oder rinnenformige Träger verwendet worden. Unter dem starken Gebirgsdruck ergeben sich für diese Profile oft Eeibungswerte der Profile gegeneinander, die

zu einem Anfressen oder dergleichen führen, die die Bewegung, "blockieren. Mittel, die diese Erscheinung ausschalten sollen, führen andererseits dazu, dass die Verspannung zwischen den Profilen nicht hinreichend gross ist und auf diese Weise keine hinreichende Sicherheit für die Erreichung stabiler Verhältnisse gegeben ist. Aehnliche Mängel zeigen Profile in Form von Winkeleisen, spitzwinkeliger Form mit Seitengurten, die so eingebaut werden, dass die Spitze des Winkels zum Bogeninnern weist.

Um die Bremsung zu beherrschen, sind Quetschholzer an den Überlappungsstellen verwendet worden, die in ihrer Wirkung ,indes ebensowenig befriedigen, wie die Verwendung von einfachen Winkeln zur Verspannung der bekannten U-Profile und Winkelprofile.

Bei der Zusammenstellung des Bogens aus Profilen, die sich nachgiebig ineinanderschieben können, ist ferner entweder so verfahren worden, dass der Bogen ohne jedes Gelenk ausgebildet wurde, oder es ist ein nachgiebiges Gelenk in der Firste dadurch hergestellt worden, dass die Enden jedes Halbbogens mit I-Eisen oder mit Schalen ausgerüstet wurden, zwischen die ein Holzläufer eingelegijwurde. ein geschlossener B₀gen - also ein Bogenausbau ohne Gelenk - kann in der halbsteilen und steilen lagerung in der Gebirgsbewegung selbst dann nicht automatisch durch eine Verkürzung hinreichend nachgeben, wenn das Ineinanderschieben der Profile an der Überlappungsstelle befriedigend arbeitet, da der Bruck aus dem Hegenden meist eher wirkt als der Bruck aus dem abgekohlten, mit Versatz verfüllten Kohlenstoss. Es ist jedoch auch möglich, dass unter gewissen Umständen die umgekehrte Reihenfolge eintritt. Ein Zusammenwirken dieser ungleichen Kräfte allseitig ist in dieser Lagerung nur in seltenen Fällen zu erreichen. Bie Verwendung eines Holzläufers^- in der Firste zur Bildung eines nachgiebigen Gelenks führt unter den obwaltenden Gebirglpverhältnissen häufig dazu, dass der Läufer gerade durch di< Verkürzung des Bogens und der dadurch bedingten, aus verschiedenen Richtungen auf das Bruckholz ausgeübten Brücke bis zur Zerfaserung zerstört wird. Bas Mass der Zerguetschung lässt sich von vornherein nicht übersehen und es ergeben sich daher Ver-

hältnisse, die sich jeder Berechnung entziehen. Ausserdem rutschen die I-Eisen oder Schalen vielfach von den Holzläufern ah, wenn sich seitlicher Schub unter dem Einfluss des arbeitenden Gebirgsdrucks ergibt. Auch die Anwendung von gegen die Stosse gelegten Holzläufera auf die sich die eisernen Halbbogen oder die gelenkig ausgebildeten Bogen mit I-Eisen oder schalenförmigen Ansätzen abstützen, führt nicht zu befriedegenden Ergebnissen, da der übrige Ausbau den auftretenden Beanspruchungen nicht gerecht werden konnte.

Die Erfindung schlägt demgegenüber vor, für einen Grubenausbau mit Profilträgern, die sich an Überlappungsstellungen zur Verkürzung des Vogens unter dem Absenken des Gebirges in Richtung der Profilachsen ineinanderschieben, Träger von W-förmigem Querschnitt zu verwenden. An der Ueberlappungsstelle werden diese W-förmigen Träger gleichsinnig ineinandergelegt und durch einen an sich bekanntän Bügel gegeneinander verspannt. Ein solcher Träger hat gegenüber den bisher verwendeten Trägern für einen derartigen Ausbau zunächst den besonderen Vorzug, bei geringstem Gewicht höchsten Beanspruchungen gewachsen zu sein und insbesondere sich unter auftretenden Drücken praktisch nicht zu deformieren. Durch das Ineinanderlegen der beiden W-förmigen Träger an der Überlappungsstelle werden acht Reibungsflächen gebildet, die in der lage sind, federnd nachgiebig den unter dem Absenkdruck des Hangenden auftretenden Bewegungen des Ausbaues nachzugeben, gleichzeitig aber den auftretenden Bewegungskräften hinreichenden Widerstand zu bieten, sodass das Hachgeben vergleichsweise langsam und stetig erfolgt, bis schliesslich Stillstand eintritt und der sodann noch lastende Gebirgsdruck im Ruhezustand aufgenommen wird.

In Abb. 1 ist das Profil der gemäss der Erfindung zu verwendenden Träger schematisch an einem senkrechten Querschnitt in der Überlappungsstelle mit dem Klemmbügel in Ansicht dargestellt. Die beiden Profile sind mit 1 und 2 bezeichnet. Die W-Schenkel der Profile weisen praktisch gleiche länge, auf und sie schliessen eirnen Winkel von etwa 45 und weniger ein. Es ist jedoch möglich, dass auch andere Winkelgrade von den W-Schenkeln eingeschlossen werden können, je nachdem, welche Verhältnisse beim

Ausbau zu meistern sind. Ferner ist es unter Umständen zweckmässig, die äusseren Schenkel des W steiler zu stellen als die "beiden in der Mitte befindlichen Schenkel, um dem Träger eine grossere Stabilität in Querrichtung zu vermitteln. Die sich verjüngenden Abstände zwischen den !-Schenkeln beim einen Profilträger sind im allgemeinen grosser zu wählen, als bei dem anderen Profilträger des gleichen Bogens . Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass beispielsweise der sich verjüngende Abstand zwischen den W-Schenkeln des Profils 1 grösser ist, als beim Profil 2. Beim Ineinanderlegen der Profile berühren sich die Planken der W-rSchenkel nur leicht und erst unter der Wirkung des Klemmbügels 3 werden die Planken zur stärkeren Anlage und damit zur Erzeugung einer grösseren Reibwirkung bei auftretenden Bewegungen gebracht. Auch durch den auf dem Bogen lastenden Gebirgsdruek wird das federnde Ineinanderlegen der beiden W-Profile begünstigt.

Der Bügel 3 besteht, wie an sich bekannt, aus miteinander ver schraubten Stäben und Winkeln, wie dies in Abb. 1 schematisch angedeutet ist. Der Bügel kann selbstverständlich auch jede andere Porm annehmen, die zur Erreichung des gewünschten Ergebnisses zweckmässig erscheint.

Die statisch besonders günstig profilierten Träger neigen infolge der gewählten Anordnung gemäss der Erfindung nicht zum Pressen und Klemmen oder sonstigen Störungen an der Überlappungsstelle, sondern geben im Gegensatz zu bekannten Yorrichtungen dem auftretenden G-ebirgsdruck unter Ausübung einer erheblichen Gegenkraft stetig nach, bis Stillstand unter entsprechender Verkürzung des Bogens erreicht ist.

Der Übergang von einem Schenkel zum anderen wird, wie bei 4 angedeutet, zweckmässig bogenförmig gestaltet. Es kann indes vorkommen, dass besonders schwierige Druckverhältnisse es zweckmässig erscheinen lassen, die bogenförmigen Übergänge zu verstärken. Hierzu wird vorgeschlagen, die Übergänge nach aussen hin, d.h. an der dem Gegenprofil abgekehrten Seite durch flach verlaufende Wülste 5 zu verstärken. Abgesehen ■sron der Erhöhung der statischen Beanspruchbarkeit der Profile wird hierdurch auch noch der Vorteil erreicht, dass der Holzverzug, der beim Ausbau quer hinter die Profile gelegt

wird, "besonders schonend beansprucht wird. Die Wulstform verschafft sieh unter dem anwachsenden Gebirgsdruck selbst ein sattes Auflager,indem die Wülste sich langsam in den Holzverzug hineindrücken, ohne die Holzfaser selbßt bei höchsten Drücken zu durchschneiden oder zu zerreissen.

Die Träger mit W-f<5rmigem Querschnitt können beim Grubenausbau mannigfache Verwendung finden. Es gehört indes zum Wesen eines Teiles der Erfindung, dass sie für den sogenannten Polygonausbau benutzt werden, der unter Benutzung dieser Träger Formen annimmt, wie sie in Abb. 2 und 3 schematisch in einem jeweilig senkrechten Schnitt durch eine Abbaustrecke dargestellt sind. Es werden gemäss der Erfindung zwei Teilbogen verwendet, die durch ein Pirstgelenk verbunden sind, das in Richtung des Bogens und senkrecht dazu fest ist, d.h. durch ein sogenanntes festes oder unnachgiebiges Gelenk.

In iAbb. 2 ist der fall dargestellt, gemäss welchem von der Abbaustrecke ein B¹Ioz 6 mit einem Einfallen von etwa 50° angefahren wird. Dementsprechend ist einer der linksseitiges Teilbogen mit einer Überlappungsstelle 7 versehen, etwa von der IOrm, wie in Abb. 1 dargestellt. In der Firste ist ein festes Gelenk 8 vorgesehen, das zwar eine Beweglichkeit der beiden Teilbögen gegeneinander gewährleistet, jedoch in Richtung des Bogens und senkrecht dazu nicht nachgiebig ist. Die Teilbögen sind, wie an sich bei einem derartigen Ausbau bekannt ,mittels Schalen 9 auf Hölzern IOiabgestützt, die längs des Stosses verlaufen.

Wenn sich nun nach systematischem Abbau der Kohle im Flöz das Hangende, wie in der Abb.Zschematisch dargestellt, um etwa 50fo absenkt, verkürzt sich der linksseitige Teilbogen durch Ineinanderschieben der Profile an der Überlappungsstelle 7 und es entsteht der durch gestrichelte Linien angedeutete Bogen

Bei einem Flöz der flachen Lagerung ergeben sich Verhältnisse, wie sie schematisch in Abs. 3 dargestellt sind. Um der Absenkbewegung des Gebirges durch Verkürzung Rechnung tragen zu können, wird jeder Teilbogen mit einer Überlappungsstelle 7 verse-

hen und unter Bewegung im Piratgelenk 8 und um die Widerlager 9/10 wird unter dem auftretenden Gehirgsdruck heim Ahsenken des ausgekühlten !Flözes schliesslich eine Bogenführüng erreicht, wie sie durch die gestrichelte Linie 11 angedeutet ist.

Es ist ersichtlich, dass der Aushau gemäss der Erfindung gegebenenfalls auch unter Anwendung an sich hekannter Elemente gegenüber den "beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen gewisse Abänderungen erfahren kann, ohne dass hierdurch ein grundsätzliches Abweichen vom Erfindungsgedanken gegeben ist. Auch ist es möglich, die Ausbildung der WVProfile mit oder ohne Wulstverstärkung in gewisser Weise abzuwandeln, ohne dass hierdurch jedoch die grundsätzlichen yorzüge des W-Profiles an sich verlassen würden. So kann -es hei spielsweise zweckmässig sein, an den Seiten der Profile gewisse, mehr oder minder waagerecht verlaufende Ansätze vorzusehen, wie bei 12 /Abb. 1/ mit gestrichelten linien angedeutet. Der Ansatz könnte beispielsweise auch gekrümmt verlaufen, wie ebenfalls in Abb. 1 bei 13 durch gestrichelte linien angedeutet. Durch solche Ausbildungen der Profile können besonderen statischen oder dynamischen Beanspruchungen im gewissen Umfange Rechnung getragen werden.

Claims (1)

1. ^etentanBor-ueae ·

   1© GrubenausTss.u. unter Verwendung von I'rofilträgern, inob-asondere solcher, die eich &n 6?berlappung8ctellen sur Verkürzung des Segens aattf des ■kruck des Gebirge» in Klchtung dor ProXllaoheen ineinanderschieben, gekennzeichnet durch *%lu«sr von *-förnlgen vuer lichjLil tt, die an der üb erl appunge et eil e gleichsinnig iuein- and*rgele{rt unci durch &a eich bekannte Mgel gegeneinander ver-SiiSiint sind.

   2, Grubenausbau nicli xnapruch 1, dedureb gokenjoiseletmot, daae die W-SohenkaL ctvra gleicher Länge Kinkel von etwa 45° and «enlger OinfiOhlleBcen_f wobei vorzugsweise die »uasen befindlichen Schenkel des 1 steiler ge Btellt sind« el a die beiden in fter ISitte befindlichen Schenkel.

   5· Grabenauobuu u&eh Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daee die ti ch ver jüngaaden Abstände β wischen den v^-uchenkeln beim einec Profilträger größeer sind, uL& beim «eAereii Profilträger des gleichen JBogene·

   4· Grubenausbau χ.·.·..oh ioa;.;prueh 1 biß 3» dadurch gekenazeican et, dass der Übergang von einem Bchenkel ^um anderen bogenförmig gestaltet ißt,der bei ^adarf nooh kueoen, d«h. un der dem Segenprofil abgekehrten i>site durch f 1? chverlauf ende '■«Ul et β veretärkt ftuogebildct ißt,

   5* Grubenauebau nach Anspruch 1 bis 4» gekennseiehnöt durch ein i» Richtung das Bogene senkrecht Jestes_f die Seilbügen verbind end ee J¹Irctgelenk·

   6· rubenauebcu nc cn Anspruch. 1 bis 5» dadurch gokeiinaeiahnet, issf je n:;eh de Grad des Flözeinfallene aar ei« Sellbogen ©i$r beide mit avOfasiebig«r Überlappung ü®r irggerprofil® ausgebildet sind«