WO2002081865A1 - Method for partially filling shafts in a permanently durable manner - Google Patents

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WO2002081865A1
WO2002081865A1 PCT/EP2002/003587 EP0203587W WO02081865A1 WO 2002081865 A1 WO2002081865 A1 WO 2002081865A1 EP 0203587 W EP0203587 W EP 0203587W WO 02081865 A1 WO02081865 A1 WO 02081865A1
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imperfections
shaft
filling column
length
measured
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PCT/EP2002/003587
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Inventor
Heinrich Birkenstock
Udo FLÜCHTER
Original Assignee
Deutsche Montan Technologie Gmbh
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings

Abstract

The invention relates to a method for partially filling shafts in a permanently durable manner, in particular in underground mining, by introducing a static, erosion-resistant cohesive filling column section, whose length is defined by determining imperfections (cross-sectional contractions). The inner surface of the shaft is measured by a laser device with a rotative laser beam and actual imperfections that are present are measured in such a way that the required length of the cohesive filling column can be determined.

Description

Verfahren zur dauerstandssicheren TeilverfüUung von Schächten Procedure for the permanent availability of part of manholes
Die Erfindung betrifft ein Nerfahren zur dauerstandssicheren TeilverfüUung von Schächten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a ner driving for the long-term reliable partial supply of manholes according to the preamble of claim 1.
Die Schächte des Bergbaus werden zur Zeit entweder vom Tiefsten bis zur Tagesoberfläche (Nollverfüllung) oder durch tragende kohäsive Füllsäulenabschnitte verfüllt (Teilverfüllung). Bei der Verfüllung mit tragenden kohäsiven Füllsäulenabschnitten wird nur ein Teil des Schachtes verfüllt. Dadurch werden die Kosten erheblich reduziert.The mining shafts are currently filled either from the lowest to the surface of the day (backfilling) or by load-bearing cohesive filling column sections (partial backfilling). When filling with load-bearing cohesive filling column sections, only a part of the shaft is filled. This significantly reduces costs.
Durch das Einbringen eines läge- und erosionsbeständigen kohäsiven Füllsäulenabschnitts ist eine dauerstandssichere Teilverfüllung möglich. Bei gegebener Belastung ist die Mindestlänge des Füllsäulenabschnitts von den geometrischen Abmessungen des Schachtes, der Größe der Querschnittsveränderung des Schachtes mit der Teufe, den Festigkeitseigenschaften des kohäsiven Füllgutes und den Möglichkeiten der Lastabtragung über den vorhandenen Ausbau in das Gebirge abhängig.By inserting a length-resistant and erosion-resistant cohesive filling column section, permanent filling is possible. For a given load, the minimum length of the filling column section depends on the geometric dimensions of the shaft, the size of the change in cross-section of the shaft with the depth, the strength properties of the cohesive filling material and the possibilities of load transfer via the existing expansion into the mountains.
Aus Mitteilungen der Westfälischen Berggewerkschaftskasse, Heft 36, Bochum 1980, ist bekannt, die Länge des tragenden Füllsäulenabschnittes durch Ermittlung von Imperfektionen (Querschnittsverengungen) zu bemessen. Hiermit sind sogenannte Abweichungen von dem „regulären kreisrunden Schachtquerschnitt" gemeint, die sich meist oval darstellen. Mit Hilfe der Anzahl und Vorhandensein dieser Imperfektionen wird rechnerisch die Länge der Teilverfüllung für jeden Schacht bestimmt. Je mehr Imperfektionen vorhanden sind, desto kürzer kann die tragende Füllsäule werden. Die Verteilung der Imperfektionen wird auf der Grundlage eines Modells statistisch verteilter Imperfektionen der Schachtwandungen ermittelt.From reports from the Westfälische Berggewerkschaftskasse, Issue 36, Bochum 1980, it is known to measure the length of the load-bearing column section by determining imperfections (narrowing of the cross-section). This means so-called deviations from the "regular circular shaft cross-section", which are usually oval. With the help of the number and presence of these imperfections, the length is calculated the partial backfilling for each shaft. The more imperfections there are, the shorter the load-bearing column can become. The distribution of the imperfections is determined on the basis of a model of statistically distributed imperfections of the shaft walls.
Wegen der Unsicherheiten bei der Ermittlung der Imperfektionen muss bei der Bemessung der tragenden Füllsäule ein beträchtlicher Sicherheitszuschlag berücksichtigt werden. Dadurch kommt es zu einer Überdimensionierung, d.h. zu einer großen Länge der tragenden Füllsäule.Because of the uncertainties in determining the imperfections, a considerable safety margin must be taken into account when dimensioning the load-bearing column. This leads to oversizing, i.e. to a great length of the supporting filling column.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur dauerstandssicheren Teilverfüllung von Schächten zur Verfügung zu stellen, bei dem die Länge der erforderlichen kohäsiven Füllsäule auf das tatsächlich notwendige Maß beschränkt bleibt.The invention has for its object to provide a method for the permanent filling of manholes, in which the length of the required cohesive filling column remains limited to what is actually necessary.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the patent claim.
Erfindungsgemäß wird die Schachtinnenfläche mit einem Lasergerät mit rotierendem Laserstrahl kontinuierlich abgetastet und die so gewonnenen Daten gespeichert. Auf diese Weise wird ein Abbild der Geometrie des Schachtes erzeugt und die Imperfektionen zuverlässig ermittelt. Aus den ermittelten Imperfektionen kann die genaue erforderliche Länge der tragenden kohäsiven Füllsäule berechnet werden. Dadurch wird eine Reduzierung der erforderlichen Füllmengen und somit eine Kosteneinsparung zur Erreichung der Dauerstandssicherheit erzielt.According to the invention, the inside of the shaft is continuously scanned with a laser device with a rotating laser beam and the data obtained in this way is stored. In this way, an image of the geometry of the shaft is generated and the imperfections are reliably determined. The exact required length of the supporting cohesive filling column can be calculated from the determined imperfections. This results in a reduction in the required fill quantities and thus a cost saving to achieve long-term reliability.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt schematisch das Verfahren zur Messung der tatsächlich vorhandenen Imperfektionen.The invention is described below with reference to the drawing and an embodiment. The only figure shows schematically the method for measuring the actually present imperfections.
In einem Schacht 1 mit einer Schachtwand 1 ' wird eine Sonde 2 an einem Kabel 3 hinabgelassen. Das Kabel 3 wird von einem Stativ 5 mit einer Umlenkrolle 6 gehalten und von einer Kabelwinde 7 abgerollt. Die Sonde 2 sendet einen rotierenden Laserstrahl 4 aus, mit dem die Schachtinnenfläche kontinuierlich abgetastet wird. Die Daten werden über das Kabel 3 zu einer Steuer- und Auswerteeinheit 8 übertragen und ausgewertet.A probe 2 is let down on a cable 3 in a shaft 1 with a shaft wall 1 '. The cable 3 is held by a tripod 5 with a deflection roller 6 and unrolled by a cable winch 7. The probe 2 emits a rotating laser beam 4, with which the inside surface of the shaft is continuously scanned. The data are transmitted via cable 3 to a control and evaluation unit 8 and evaluated.
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
Ein Schacht mit einer Teufe von 1000 m und einem Durchmesser von 6 m soll dauer- standssicher teilverfüllt werden. Die Vermessung der Schachtinnenfläche ergab folgendes: Es wurden 30 Imperfektionen gemessen, die sich zum Aufbau von Gewölbebrücken eignen. Die hierfür erforderlichen Imperfektionen befinden sich in einem Teufenbereich von 240 m bis 140 m. Aufgrund dieser Messergebnisse wurde errechnet, dass die Füllsäule eine Länge von 100 m aufweisen muss.A shaft with a depth of 1000 m and a diameter of 6 m is to be partially filled to ensure permanent stability. The measurement of the inside of the shaft showed the following: 30 imperfections were measured, which are suitable for building arch bridges. The imperfections required for this are in a depth range of 240 m to 140 m. Based on these measurement results, it was calculated that the filling column must have a length of 100 m.
Die Dimensionierung der Füllsäule gemäß dem Stand der Technik hätte eine rechnerische Länge der Füllsäule von 160 m ergeben. Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnten somit 60 m Füllsäule eingespart werden. Der Kostenvorteil beläuft sich auf etwa TDM 160. The dimensioning of the filling column according to the prior art would have resulted in a calculated length of the filling column of 160 m. The method according to the invention thus saved 60 m of filling column. The cost advantage is around TDM 160.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Schacht1 shaft
1' Schachtwand1 'shaft wall
2 Sonde2 probe
3 Kabel3 cables
4 Laserstrahl4 laser beam
5 Stativ5 tripod
6 Umlenkrolle6 pulley
7 Kabelwinde7 cable winch
8 Steuer- und Auswerteeinheit 8 control and evaluation unit

Claims

Patentanspruchclaim
Verfahren zur dauerstandssicheren TeilverfüUung von Schächten, insbesondere im untertä- gigen Bergbau durch Einbringen eines läge- und erosionsbeständigen, kohäsiven Füllsäulenabschnitts, dessen Länge durch Ermittlung von Imperfektionen (Querschnittsverengungen) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schachtinnenfläche mit einem Lasergerät mit rotierendem Laserstrahl, das in den Schacht hinab gelassen wird, vermessen wird und so die tatsächlich vorhandenen Imperfektionen derart gemessen werden, dass die erforderliche Länge der kohäsiven Füllsäule ermittelt werden kann. A process for the permanent availability of part of manholes, particularly in underground mining, by introducing a position-resistant and erosion-resistant, cohesive filling column section, the length of which is determined by determining imperfections (narrowing of the cross-section), characterized in that the inside of the manhole is covered with a laser device with a rotating laser beam is let down into the shaft, is measured and so the actually present imperfections are measured in such a way that the required length of the cohesive filling column can be determined.
PCT/EP2002/003587 2001-04-05 2002-03-30 Method for partially filling shafts in a permanently durable manner WO2002081865A1 (en)

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