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Streckenausbausystem, insbesondere für
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Steinkohlenbergwerke Die Erfindung betrifft ein Streckenausbausystem
mit Hinterfüllung, insbesondere für Steinkohlenbergwerke, bestehend aus mehreren
Stahlbetonsegmenten. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Versorgung des Streckenausbaus
in Steinkohlenbergwerken mit Stahlbetonsegmenten, bei dem die Segmente in einer
Produktionsstätte hergestellt und nach der Zwischenlagerung zur Strecke transportiert
werden.
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Die Steinkohle wird zunehmend aus größeren Teufen gefördert.
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Es ist in absehbarer Zeit mit Tiefenlagen von 1000 bis 1500 m zu rechnen.
Für Abbau-, Zuschnitt- und Gesteinsstrekken stehen jedoch bisher keine die wirtschaftlichen
und technischen Anforderungen befriedigenden Ausbausysteme zur Verfügung.
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Bei dem Stahlbogenausbau mit Hinterfüllung ist für die angestrebten
Teufen die Tragfähigkeit nicht ausreichend. Der
Spritzbetonausbau
mit oder ohne zusätzliche Ankerung und Bewehrung kann keinen Einsatz in Teufen finden,
wo starke Konvergenzen auftreten. Bei dem Betonformsteinausbau bzw. Paneelausbau
wirken die einzelnen Segmente als Einzelteile, da sie miteinander nicht verbunden
sind. Die gewünschte Formänderungsarbeit wird dadurch erzielt, daß zwischen den
Segmenten Quetschlagen vorgesehen werden. Die Hinterfüllung besteht aus einem formstabilen
Material. Die als eine Stahlmatte ausgebildete Bewehrung der Segmente ist keine
statische, sondern eine Transportbewehrung. Sie ist bei allen bekannten Ausführungen
erforderlich, da die vorgefertigten sperrigen Teile von großem Gewicht unter erheblichem
Arbeitsaufwand von der Produktionsstätte auf der Erdoberfläche in Schächten und
Stollen bis zur Ausbaustrecke unter Tage transportiert werden müssen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Streckenausbausystem
der eingangs genannten Art zu entwickeln, das den erhöhten Anforderungen, die sich
an Ausbaue beim Einsatz in großen Teufen stellen, genügt. Gleichzeitig sollten die
einzelnen Segmente, verglichen mit bekannten Bauelementen, ein geringeres Gewicht
besitzen. Ferner sollte eine Möglichkeit aufgefunden werden, die Ausbaustrecke ohne
transporttechnischen Aufwand mit den Bauteilen zu versorgen und dadurch eine höhere
Ausbaugeschwindigkeit und Kostenreduzierung zu erzielen.
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Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe lösen läßt, wenn die
Stahlbetonsegmente in Längsrichtung fest und nicht verschiebbar miteinander verbunden
sind und wenn die Hinterfüllung aus einem kompressiblen Material, vorzugsweise kompressiblem
Leichtbeton besteht.
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Jedes Stahlbetonsegment weist ein dünnes, entsprechend dem Ausbauquerschnitt
gebogenes Schalenteil auf und ist in längsrichtung an den Rändern mit Stegen versehen,
so daß die Segmente entlang der Stege miteinander befestigt werden können.
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Es ist vorgesehen, daß die Stahleinlagen entsprechend den statischen
Anforderungen in Längs- und Querrichtung in den Segmenten angebracht sind. Vorzugsweise
tragen die Stege des Segmentes die Hauptbewehrung.
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Die Befestigung der einzelnen Segmente miteinander erfolgt durch Verschrauben
oder Verbolzen der Stege, die hierfür mit entsprechenden Öffnungen versehen sein
müssen.
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Erfindungsgemäß erfolgt der Streckenausbau so, daß die einzelnen Stahlbetonsegmente
versetzt zueinander angeordnet werden. Vorzugsweise sind sie um ca. 20 bis 50 %
versetzt zueinander angeordnet.
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Zur Versorgung des Streckenausbaus mit Stahlbetonsegmenten wird erfindungsgemäß
die Herstellung der Segmente unter Tage in einem von der Richtstrecke abgezweigten
Stichquerschlag durchgeführt und die zur Herstellung benötigten Feststoffe zum Sichquerschlag
transportiert. Dies bedeutet, daß im Gegensatz zu der bisherigen Verfahrensweise
nicht die vorgefertigten sperrigen Segmente, sondern nur die Feststoffe zum Untertagebau
befördert werden. Die Beförderung der Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Segmente
kann in Rohrleitungen erfolgen. Das zur Herstellung des Ausgangs gemisches notwendige
Wasser ist unter Tage vorhanden.
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Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß der Ausbau durch die konsequente Anwen-
dung der Stahlbetonbau-Technik
einen hohen Ausbauwiderstand bei geringem Gewicht besitzt. Der Stahlbeton-Segmentausbau
hat bei nur ca. 50 g0 des Gewichtes des Paneelausbaus etwa den gleichen Ausbauwiderstand.
Dies rührt daher, daß das Schalenteil des Segments dünn ausgeführt ist, während
die Steghöhe in etwa der Dicke üblicher Paneelsegmente entspricht.
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Durch das Verbolzen/Verschrauben der Stege der gegeneinander versetzten
Stahlbeton-Fertigteile entsteht ein Flächentragwerk, das in zwei Richtungen Kräfte
abträgt. Dies wirkt sich insbesondere günstig beim Vorhandensein ungewollter lokaler
Belastungen, z.B. durch Gebirgshohlräume, aus. Der erfindungsgemäße Ausbau hat außerdem
eine große Anwendungsbreite. Die erwünschte Formänderungsarbeit wird durch die Hinterfüllung
formänderungsfähigen Leichtbetons gewährleistet. Die frei wählbare Zusammensetzung
(Anteil der kompressiblen Leichtzuschlagstoffe) und der Hinterfülldicke ermöglichen
eine gute Anpassung in bestimmten Gebirgsklassen ohne konstruktive Veränderung des
eigentlichen Ausbaus. Ferner wird unter Betrieb ein wesentlicher Nutzungsgewinn
erzielt. Der geichbleibende Nutzquerschnitt, die Formbeständigkeit der Umgebungsflächen,
die Möglichkeiten bezüglich der Lastaufhängung und die erhöhte Wärmedämmung der
Ausbauschale erhöhen das Maß der betrieblichen Nutzung beträchtlich. Hinzu kommt,
daß durch den hohen Grad der Vorfertigung, das geringe Gewicht der Segmente und
die Fließfähigkeit wesentlicher Herstellungsmaterialien, z.B. Bindemittel, Wasser,
Zuschlagstoffe eine typisch andere Organisation von Transport, Fertigung und Einbau
ermöglicht wird. Daraus resultieren höhere Ausbaugeschwindigkeiten und niedrigere
Kosten.
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Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen in schematischer Vereinfachung
Figur 1 das erfindungsgemäße
Streckenausbausystem mit versetzter Anordnung der einzelnen Stahlbetonsegmente;
Figur 2 von innen von der Pfeilrichtung her gesehen die Ausbildung eines einzelnen
Stahlbetonsegmentes; Figur 3 im Querschnitt einen offenen Streckenausbau; Figur
4 im Querschnitt einen geschlossenen Streckenausbau und Figur 5 schematisch eine
Produktionsstätte für die Herstellung und Lagerung der Stahlbetonsegmente unter
Tage.
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Das erfindungsgemäße Streckenausbausystem besteht aus einem standfesten
Schalungssystem aus bewehrten Betonfertigteilen und.einer Hinterfüllung aus deformierbarem
Leichtbeton. Wie aus Figur 1 hervorgeht, sind die einzelnen Stahlbetonsegmente 1
in der Längsrichtung entlang der Stege 2 miteinander verbunden. Eine zusätzliche
Verbindung in der Querrichtung ist nicht erforderlich, da durch die versetzte Anordnung
der einzelnen Segmente eine genügende Festigkeit des Gesamtausbaus gewährleistet
ist.
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In Figur 2 wird ein einziges Segment gezeigt. Das Segment besteht
aus einem dünnen Schalenteil 3, dessen Ränder in Längsrichtung mit zwei Stegen 2
versehen sind. In die Stege sind mehrere Öffnungen 4 angebracht, um eine Verschraubung
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Verbolzung der Einzelteile miteinander zu ermöglichen. Die Stege 2
dienen außer zur Befestigung auch zur Kraftübertragung und nehmen die auftretenden
Biegemomente auf. Ferner wird eine bessere Handhabung bei dem Transport tind bei
der Montage ermöglicht. Die Stahleinlagen 5 entsprechen den
statischen
Anforderungen. Vorzugsweise wird die Hauptbewehrung in den Stegen vorgesehen.
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Erfindungsgemäß wird das Ausbausystem mit Hinterfüllung verwendet,
wie es am Beispiel von offenem oder geschlossenem Ausbau in den Figuren 3 und 4
schematisch dargestellt ist.
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Die Hinterfüllung 6 wird nach an sich bekannten Methoden angebracht
und besteht aus einem hinter die Fertigteilsegmente 1 gepumpten formänderungsfähigen
Leichtbeton. Die Zusammensetzung des deformierbaren Leichtbetons ist in der Literatur
beschrieben. Im Gegensatz zu anderen Ausbausystemen wie Stahlbögen oder Paneelausbau
verändert sich beim erfindungsgemäßen System der Streckenquerschnitt nicht sondern
nur die konstruktive Höhe des hinterfüllten Leichtbetons. Durch die Veränderung
der Zusammensetzung des zu hinterfüllenden Betons-und der Dicke der Hinterfüllung
ist eine Anpassung an Gebirge verschiedener Klassen und den daraus resultierenden
unterschiedlichen Konvergenzen gewährleistet.
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Zur Versorgung des Streckenausbaus mit Stahlbetonsegmenten wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, diese unter Tage herzustellen, um den aufwendigen Transport durch
die Schächte hindurch zu vermeiden. Eine solche Produktionsstätte wird in Figur
5 gezeigt. Die Produktionseinrichtungen bestehen in dieser Ausführungsform aus fünf
Kipptischen 7 für je fünf Formen, die mit Rüttlern versehen sind. Ferner ist eine
Mischanlage 8 und Rohrleitungen 9 für Zement und Zuschlagstoffe sowie Behälter 10
für Ausgangsmaterialien vorgesehen. Das Wasser wird über die Leitung 11 zu der Mischanlage
8 geführt.
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Die Schienenflurbahn 12 ermöglicht den Transport der Segmente zur
Zwischenlagerung und Weiterbeförderung. Die Produktionsstätte wird in einem von
der Richtstrecke 13 abgezweigten
Stichquerschlag 14 angebracht.
Durch diese Art der Fertigteil-Produktion und -Transport unter Tage ist auch genügende
Lagerfläche 15 für Fertigteile zur Zwischenlagerung vorhanden.
Leeriseite