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Streckenausbau, insbesondere gelenkiger Polygonausbau Die Erfindung
betrifft einen Streckenausbau, insbesondere gelenkigen Polygonausbau, mit auf dem
Prinzip der Verdrängung von in Druckräumen eingelagerten feinkörnigen Füllstoffen
beruhender Nachgiebigkeit. Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Ausbau so auszubilden,
daß er in der Lage ist, hohe Belastungen bzw. Drücke aufzunehmen. Dabei soll das
Absenken unter steigender Druckbelastung nach einer gewünschten bzw. v orbestimmbaren
Charakteristik des Absenkvorganges in wesentlich vorteilhafterer Weise erfolgen,
als dies bei bekannten Ausbauarten der Fall ist.
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Gegenüber einem begrenzt nachgiebigen Ausbau, wie z. B. dem stählernen
Polygonausbau mit Holzläufern, der bei mittleren Flözmächtigkeiten und demgemäß
mittleren notwendigen Absenkbewegungen mit Erfolg eingesetzt werden kann, soll der
neue Ausbau so ausgebildet sein, daß er auch für größere Absenkbewegungen, wie sie
z. B. in Ab-Baustrecken mächtiger Flöze vorkommen, geeignet ist. Der neue Ausbau
soll nicht - wie die bekannten Ausbauarten - nach einer anfänglichen Nachgiebigkeit
verhältnismäßig schnell eine starre Charakteristik annehmen, weil dieses Starrwerden
die Ursache von Zerstörungen im Ausbau ist, wenn ein weiterer Druckanstieg erfolgt.
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Bei dem Ausbau nach der Erfindung soll gegenüber den bekannten Ausbauarten
die Druckaufnahme unter einer gegebenen Belastung zunächst bei verhältnismäßig kurzem
Einsinkweg rasch ansteigen. Darauf soll dann, kurz bevor die Bruchgrenze der Ausbauprofile
erreicht wird, eine Phase der Nachgiebigkeit einsetzen, während der ein gleichbleibend
hoher Druckwiderstand erhalten bleibt.
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In gewisser Weise hat man die vorstehend erwähnte Charakteristik der
Druckaufnahme bereits bei Strebstempeln zu erreichen versucht. Das Prinzip
der
Strebstempel ist aber auf den Streckenausbau nicht ohne weiteres übertragbar, weil
außer dem Firstendruck auch der Druck von den Streckenstößen aufgenommen werden
muß. Bei den Stempeln hat man den Aufbau so gewählt, daß der Sand bei zunehmender
Druckaufnahme laufend aus an der Unterseite des Sandbehälters angebrachten Öffnungen
entnommen werden kann. In manchen Fällen hat man die Entnahmeöffnungen auch in höheren
Lagen vorgesehen. Ein planmäßiger Austritt des Sandes ist nicht erreichbar, weil
bei diesen Stempeln der in den Kammern eingeschlossene Sand zum Brikettieren neigt.
Die kleinen Öffnungen werden verstopft, so daß der Stempel praktisch starr wird.
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Der nachgiebige Streckenausbau- nach der Erfindung macht von dem an
sich bei Grubenstempeln bekannten Prinzip Gebrauch, daß die Nachgiebigkeit durch
Verdrängung von in Druckräumen eingelagerten feinkörnigen Füllstoffen erzielt wird,
jedoch kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die den feinkörnigen Füllstoff
enthaltenden Druckräume ein vom Gebirge begrenztes, von Rahmen zu Rahmen durchlaufendes
Polster bilden, welches zur Strecke hin von einer in den Ausbaurahmen gelagerten
Verkleidung begrenzt ist, die derart ausgebildet ist, daß unter der Einwirkung des
Gebirgsdruckes in ihr Austrittsöffnungen für das fortschreitende Austreten des Füllstoffes
freigegeben werden.
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Der Füllstoff wird mithin nicht wie bei den Stempeln in geschlossenen
Kammern der Ausbauteile untergebracht, sondern zur Bildung eines durchlaufenden
Polsters benutzt. Hierdurch wird dem Gebirge die Möglichkeit gegeben, sich durch
Kompression der Füllung zu entspannen, und zwar unabhängig davon, ob der Druck in
Richtung von oben nach unten oder schräg bzw. auch ganz oder zum Teil in seitlicher
Richtung, d. h. vom Streckenstoß her, wirkt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
die sich auf das fortlaufende Polster abstützenden unteren Stirnenden der absenkbaren
Ausbausegmente an ihrer Rückseite ,von an der Sohle abgestützten Schienen geführt
sind, in welchen gleichzeitig die streckenseitige Verkleidung der Polster gelagert
ist, die ihrerseits so ausgebildet ist, daß die Durchtrittsöffnungen für den Füllstoff
in Richtung von oben nach unten aufeinanderfolgend freigegeben werden. Hierbei kann
vom Füllmittel jeweils die oberste Schicht unter entsprechender Verringerung der
Stärke des Polsters gewissermaßen durch laufendes Unterschneiden des Böschungswinkels
austreten. Ein Zusammenpressen des Füllstoffes in der Weise, daß ein Zusammenbacken
oder eine Brikettierung der Gesamtmasse eintritt, die zu einer Verstopfung von Austrittsöffnungen
führen kann, ist nicht möglich, weil die Austrittsöffnungen jeweils in der obersten
Schicht der laufend unterschnittenen und aufgelockerten Böschung liegen.
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Die streckenseitige Verkleidung des durchlaufenden Polsters wird zweckmäßig
durch mehrere übereinander angeordnete Verdämmungshölzer oder Blechschieber gebildet,
deren freie Enden in den aufeinanderfölgenden Ausbaurahmen bzw. den diesen zugeordneten
Führungsschienen gelagert sind, und die im Zuge des Absenkvorganges unter der Einwirkung
des Gebirgsdruckes nacheinander ganz oder teilweise in Richtung von oben nach unten
entfernt werden.
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Nachstehend wird der Streckenausbau nach der Erfindung im einzelnen
an Hand der Zeichnung beschrieben, ohne daß aber selbstverständlich die Erfindung
auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschränkt wäre. Vielmehr
sind diesen gegenüber zahlreiche Änderungen möglich, ohne vom Grundgedanken der
Erfindung abzuweichen: In der Zeichnung zeigt Fig. i in perspektivischer Darstellung
einen Streckenpolygonausbau, Fig. 2 eine Ansicht des Läufergelenks mit Gleitrahmen,
Fig. i a eine Abwandlung der Fig. i in perspektivischer Darstellung und Fig. 2 ä
eine Aufsicht des Senkschuhes nach Fig. i a.
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Am Ende jedes Segments i ist ein Läufergelenk 4 vorgesehen (vgl. auch
Fig. 2), in das die Läuferschienen 3, die die einzelnen Baue miteinander verbinden,
eingelassen sind. Die Verbindung der einzelnen Läuferschienen untereinander wird
zug- und druckfest gestaltet, so daß die Polygonbaue, zu einem einheitlichen Ganzen
verbunden, sich gemeinsam und unter Ausgleichen des ungleichförmig auftretenden
Gebirgsdruckes absenken können. Die Läufergelenke 4 und die Schienen 3 bilden zusammen
einen sogenannten Senkschuh, dessen Wirkungsweise weiter unten erläutert wird.
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Die Gelenke 4 gleiten jeweils in Führungsschienen 5, 6 und 7. Das
Läufergelenk wird zweckmäßigerweise mit Ansätzen versehen, die die sichere Führung
in den Führungsschienen gestattet. Diese Führungsschienen, die entsprechend der
gekrümmten Ausbildung des Stoßes gebogen sind, werden durch eine Fußplatte 8 und
einen Bordring 9 zusammengehalten.
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Die Führungsschienen 5 und 6 sind ferner so ausgebildet, daß in sie
Bolzen io eingesetzt werden können. Diese Bolzen verbinden in der Form von Verdämmungshölzern
die einzelnen Führungseinrichtungen. Auf den Führungsschienen werden außerdem Gleitringe
ii und 12 angeordnet. Diese Gleitringe sind im Bereich der Enden der Verdämmungshölzer
io mit Schneiden versehen, und zwar links- und rechtsseitig der Führungsschienen
mit je einem Messer. Der Einbau des Ausbaues geht so vor sich, daß auf der Fußplatte
8 zunächst die Führungsschienen 5, 6 und 7 aufgestellt und durch die Verdämmungshölzer
io an dem benachbarten Senkstempel angeschlossen werden. Die Schneidringe i2 und
ii werden mit den Verdämmungshölzern an die ihnen zugedachte Stelle hochgezogen
und hier festgelegt. Der Raum zwischen den Verdämmungshölzern und dem Stoß einschließlich
der Räume innerhalb der Führungs-oder
Gleitschienen wird alsdann
mit feinkörnigem Sand gefüllt, wie bei 13 angedeutet. Auf die Oberfläche des Sandes
wird sodann das Läufergelenk 4 und die das letzte und das neu eingebaute Stahlläufergelenk
verbindende Läuferschiene aufgesetzt. Der Sand wird jeweils so hoch eingefüllt,
wie dies sich aus den Erfordernissen des Ausbaues ergibt. Danach wird der Bordring
9 aufgesetzt. Alsdann werden die Segmente i in das an beiden Stößen auf dem Sand
gelagerte Stahlläufergelenk 4 eingesetzt.
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Die Segmente i werden unter Vermittlung der Läufergelenke 4 und. -der
Läuferschiene 3 ausschließlich vom eingefüllten Sand abgestützt, und bei einsetzendem
Gebirgsdruck wird zunächst der Sand auf verhältnismäßig kurzem Wege zusammengedrückt.
Die Vorrichtung befindet sich alsdann in der Phase der rasch ansteigenden Druckaufnahme.
Ehe diese Druckaufnahme eine durch zuvorige Versuche ermittelte Höchstgrenze erreicht;
bei der die Gefahr des Zerstörtwerdens des Ausbaues besteht, drücken die Segmente
i bereits mittels des aus Läufergelenk 4 und Läuferschiene 3 bestehenden Senkschuhes
auf den obersten Schneidring i i, der in einer den jeweiligen Betriebsbedingungen
angepaßten Höhe angebracht ist. Der Schneidring i i wird durch den Druck des Oberbaues
in eine allmähliche Abwärtsbewegung versetzt. Hierbei dringt das Messer in die Kopfenden
der Verdämmungshölzer io ein und schneidet sie in einem unter Umständen Monate dauernden
Absenkungsvorgang nacheinander ab. Durch das Wegschneiden eines Holzes wird der
dahinter gestaute Sand freigelegt, der bei Überschreiten des Böschungswinkels ins
Streckeninnere entweicht. Da das Wegschneiden bei andauerndem hohem Druck laufend
weiter vor sich geht, wird dementsprechend immer eine ein wenig tiefer liegende
Sandböschung gebildet. Dieses laufende Unterschneiden des Böschungswinkels. schließt
aus, daß es zu einer den Absenkvorgang störenden Brikettierung des Sandes kommen
kann. Die Hölzer werden durch den starken Druck zunächst zusammengepreßt, und vor
allem das jeweils oberste Holz splittert und biegt sich., ehe seine Enden endgültig
abgeschert werden. Auf diese Weise erfolgt das Entfernen der einzelnen Hölzer aus
ihrer Verdämmungsstellung ganz allmählich, und damit schreitet auch die Unterschneidung
des Böschungswinkels langsam und stetig fort, denn das Unterschneiden beginnt bereits
beim Splittern und Aufbiegen des obersten Holzes. Infolgedessen senkt sich der Oberbau
unter etwa gleichbleibender Widerstandsleistung langsam und stetig ab, wobei sich
die Segmente i, auf ihr Läufergelenk 4 gestützt, in die Führungsschienen 5, 6 und
7 einschieben. Wenn der zweite Schneidring 12 erreicht wird, erleidet der Absenkvorgang
keine Unterbrechung, und der etwas erhöhte Reibungswiderstand, der sich infolge
des Erfordernisses, einen zweiten Ring mitzubewegen, ergibt, wird dadurch ausgeglichen,
daß der Sand infolge des steileren Böschungswinkels leichter entweichen kann. Es
wird auf diese Weise selbsttätig verhindert, daß im letzten Teil des Absenkvorgangs
ein zu großer Widerstand eintritt, der zur Zerstörung des Ausbaues führen könnte.
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Es ist ersichtlich, daß die Sandfüllung aus der Vorrichtung leicht
und störungsfrei entlassen wird und daß über der Austrittsstelle keine hohe Sandsäule
ansteht. Der Sand hat daher keine Gelegenheit, zusammenzubacken oder zu brikettieren,
wie dies bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist, bei denen der Sand gezwungen
wird, beispielsweise am unteren Ende der Einrichtung auszutreten, nachdem sich der
Druck über die ganze Sandsäule bis zu dieser Stelle übertragen hat.
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In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, zur Vereinfachung und zur
Verringerung der Kosten an Stelle von drei Führungsschienen 5, 6, 7 nach Fig. i-
nur eine einzige .Führungsschiene 5,
vorzusehen, wie in Fig. i a dargestellt.
Zwischen den einzelnen Führungsschienen 5" für jedes Polygonsegment sind
die Bolzen io eingesetzt, die in Form von Verdämmungshölzern die einzelnen Führungsschienen
verbinden. Das Polygonsegment i wird jeweils von einem Senkschuh 38 besonderer Form
getragen, während die einzelnen Segmente durch Läuferschienen 3 miteinander verbunden
sind, wie in Verbindung mit Fig. i bereits beschrieben.
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Der Senkschuh 38 ist an der Schiene 5" gleitend aufgehängt. Die Gleitführung
besteht einerseits aus dem Bolzen 39 und einem Ansatz, der in der Zeichnung nicht
sichtbar ist, der stoßseitig auf der Schiene gleitet und dazu dient, die Kippkräfte
aufzunehmen, die dadurch zustande kommen, daß das Segment i auf dem stoßseitig überkragenden
Teil des Senkschuhes 38 aufliegt. Im Bereich der Bolzen io sind die Wangen 4o des
Senkschuhes 38 mit Schneiden 41 versehen.
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Hinter die Verdämmungshölzer io ist genau entsprechend der Anordnung
nach Fig. i die Sandfüllung 13 eingebracht, die bei 13" im freien Böschungswinkel
aufgeschüttet ist. Der Senkschuh 38 mit seinem stoßseitig überkragenden Teil und
den mit dem entsprechenden Segmentende zug- und druckfest verbundenen Stahlläufern
3 ruht auf dieser Sandfüllung. Bei einsetzender Absenkbewegung wird ein Verdämmungsholz
io nach dem anderen selbsttätig von den Messern 41 abgeschert und fällt heraus,
so daß der Böschungswinkel 13a unterschnitten und eine entsprechende Menge Sand
in die Strecke austreten kann.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. i a entspricht somit in
allen wesentlichen Einzelheiten der Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. i, lediglich
mit dem Unterschied, daß ein mehr oder minder starker Reibungswiderstand beim Herabgleiten
des Senkschuhes an der Führungsschiene 5a auftritt, der beim Aufbau der Einrichtung
in Rechnung gestellt werden muß.