Geschlossener Streckenausbau, insbesondere für untertägige Grubenstrecken

Abstract

 Für einen Streckenausbau werden dünnwandige Bleche (1,2) mit in Längsrichtung der Strecke verlaufenden Sicken verwendet. Die Querschnittsform der dünnwandigen Bleche ist wellenartig. Die so geformten Ausbauelemente erlauben eine einfache Handhabung und können schnell für einen vorläufigen Einbau zusammengesetzt werden. Ein endgültiger Ausbau mit Gebirgsankern oder Stützbögen ist danach im Schutz des vorläufigen Ausbaus möglich.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Streckenausbau, insbesondere für untertägige Grubenstrecken, bestehend aus in Streckenlängsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten, mehrteiligen Ausbauelementen aus Stahlblech, die aus mindestens je einem an den beiden Streckenstößen angeordneten Stoßelement und einem im Firstbereich angeordneten Kappenelement zusammengesetzt sind, wobei die Ausbauelemente eine nach außen konkave Rinnenform aufweisen und sich an den Rändern der Rinnen konvex nach außen gewölbte Randbereiche anschließen, die die Randbereiche benachbarter Ausbauelemente überlappen.

[0002] Bei einem bekannten Streckenausbau dieser Art (Zeitschrift "Glückauf" 110, 1974, Nr. 13, Seite 508) bestehen die Ausbauelemente aus dickwandigen, mäanderförmig abgekanteten Blechen. Die dickwandigen Ausbauelemente sind selbsttragend ausgebildet. Zur Bildung eines endgültigen Streckenausbaus benötigen die bekannten Ausbauelemente weder Stützbögen noch Gebirgsanker.

[0003] Die bekannten Ausbauelemente sind wegen ihres Gewichts nur vergleichsweise langsam und in aufwendiger Weise zu montieren. Es ergeben sich erhebliche Montagezeiten, innerhalb deren die Bergleute weitgehend ungeschützt gegen herabfallendes Gestein sind.

[0004] Auch sämtliche anderen bisher bekanntgewordenen Ausbauverfahren für untertägige Strecken besitzen den wesentlichen Nachteil, daß das Einbringen des Ausbaus relativ zeitaufwendig ist und daß die Bergleute während des Ausbaus weitgehend ungeschützt gegen herabfallendes Gestein arbeiten müssen. Dies gilt sowohl für einen Ausbau mit Unterstützungsbögen als auch für den sogenannten Ankerausbau.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Ausbauvorrichtungen und Ausbauverfahren zu vermeiden und einen geschlossenen Streckenausbau zu schaffen, der sich besonders schnell und einfach montieren läßt und bereits nach einer erst vorläufigen Montage einen weitgehenden Schutz der Bergleute gegen herabfallendes Gestein sicherstellt.

[0006] Die Lösung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die über Zuganker oder Stützbögen abgefangenen Ausbauelemente eine wellenartige Querschnittsform in Streckenlängsrichtung aufweisen und im Querschnitt die Amplitude, die Breite und gegebenenfalls der Krümmungsradius der Rinnen wesentlich größer sind als die Amplitude, die Breite und gegebenenfalls der Krümmungsradius der einander überlappenden benachbarten Randbereiche, wobei die Ausbauelemente mit in Streckenlängsrichtung orientierten Sicken versehen sind und die Blechdicke der Ausbauelemente 0,5 bis 3 mm beträgt.

[0007] Der erfindungsgemäße Streckenausbau zeichnet sich dadurch aus, daß es möglich ist, in kürzester Zeit einen zunächst erst vorläufigen Ausbau der Strecke zu erstellen, da sich aus den Ausbauelementen in kurzer Zeit stabile Ausbaurahmen erstellen lassen, deren endgültige Tragfähigkeit in einer zweiten Ausbaustufe durch Anbringen von Gebirgsankern oder Unterstützungsbögen sichergestellt werden. Bereits nach der ersten Ausbaustufe, in der die zu einem Ausbaurahmen zusammengesetzten Ausbauelemente miteinander verbunden sind, besteht ein vorläufiger Schutz der darunter arbeitenden Bergleute gegen herabfallendes Gestein. Für den vorläufigen Ausbau genügt es, daß die benachbarten Randbereiche der Ausbauelemente lose über die Randbereiche der vorhergehenden Ausbauelemente geschoben werden. Bei einem endgültigen Ausbau mit Stützbögen werden diese einfach in die nach außen gewölbten Randbereiche eingesetzt. Bei einem Ausbau mit Zugankern werden die Befestigungsbohrungen für die einzusetzenden Zuganker durch entsprechende, in den Ausbauelementen vorgesehene öffnungen hindurch in das Gebirge eingebracht. Während des Bohrens sich lösendes Gestein rutscht an den äußeren Flächen der Ausbauelemente herunter, ohne die Bergleute ernsthaft zu gefährden.

[0008] Durch das Vorsehen von Sicken und die gewählte Querschnittsform der Ausbauelemente ergibt sich trotz deren Dünnwandigkeit, welche die Einzelelemente leicht und damit gut handhabbar macht, eine vergleichsweise gute Festigkeit, wie sie für einen vorläufigen Ausbau ausreichend ist. Die Verfüllung des Freiraums zwischen der Außenseite der Ausbauelemente und dem Gebirge kann mit allen üblichen Verfüllmaterialien erfolgen. So kann beispielsweise in sehr einfacher Weise eine Verfüllung mit Anhydrit erfolgen, bei der die Ausbauelemente als verlorene Schalungsbleche wirken.

[0009] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1 Eine perspektivische Ansicht eines Streckenausbaus mit mehreren hintereinander rahmenartig angeordneten Ausbauelementen,

Figur 2 ein einzelnes Ausbauelement,

Figur 3 ein Ausbauelement mit in Streckenlängsrichtung orientierten Sicken,

Figur 4 eine schematische Ansicht auf die Stirnseite eines Ausbaurahmens,

Figur 5 eine Ansicht gemäß Figur 4 auf einen anderen Ausbaurahmen,

Figur 6 einen Längsschnitt durch einen Ausbau mit Anker,

Figur 7 einen Längsschnit analog Figur 6 mit Stützbogen.

[0010] Verschiedene Ausbauelemente sind jeweils zu einem Ausbau rahmen 1 bzw. 2 zusammengesetzt. In Figur 1 besteht der Ausbaurahmen 1 aus zwei seitlichen Stoßelementen 3 und 4, die zu beiden Seiten des Tunnels vorgesehen sind und einem Kappenelement 5 im Firstbereich. Der benachbarte Ausbaurahmen 2 besitzt zwei seitliche Stoßelemente 6, an die sich zwei Kappenelemente 7 anschließen, die im Firstbereich zusammenstoßen.

[0011] Aus den Schnittzeichnungen Figuren 6 und 7 ist die Form der einzelnen Ausbauelemente deutlich sichtbar. Die Ausbauelemente besitzen eine Rinnenform mit einer nach außen konkaven, d. h. nach innen konvexen Rinne 8. Die Rinne 8 besitzt eine Breite b. An die Rinne 8 schließen sich zwei nach außen konvexe Randbereiche 9 und 10 an. Die Ausbauelemente besitzen eine wellenartige Querschnittsform in Streckenlängsrichtung. Dabei sind die Amplitude A, die Breite b und der sich über die gesamte Welle der Rinne verändernde Krümmungsradius der Rinne jeweils wesentlich größer als die Amplitude B, die Breite a und der sich verändernde Krümmungsradius der Randbereiche 9 und 10.

[0012] In den Randbereichen sind, ebenso wie an den Enden der Ausbauelemente, Durchgangslöcher vorgesehen, welche zur Aufnahme von Verbindungselementen dienen. Mit den nicht dargestellten Verbindungselementen, beispielsweise Schrauben, werden jeweils einander überdeckende Durchgangslöcher in Ausbauelementen durchsetzt und in Umfangsrichtung oder Streckenlängsrichtung benachbarte Ausbauelemente fest zusammengespannt.

[0013] Aus Figur 3 sind die in Streckenlängsrichtung orientierten Sicken 12 ersichtlich.

[0014] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 sind Stützbögen 13 vorgesehen, welche jede beliebige geeignete Querschnittsform aufweisen können und welche entsprechend der Innenkontur des Streckenausbaus sogenannte Glockenbögen bilden.

[0015] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 ist die Verankerung der aus dünnwandigem Stahlblech bestehenden Ausbaurahmen mit Hilfe von Bergankern 14 vorgenommen. Aus Figur 2 sind die in den Randbereichen 8 und 9 angeordneten Durchgangslöcher 15 für die Gebirgsanker 14 deutlich sichtbar.

[0016] Aus Figur 2 sind ferner in der Rinnenmitte angeordnete Durchgangslöcher 16 ersichtlich, welche zum Hinterfüllen des Streckenausbaus mit Beton oder Anhydrit verwendet werden können. Das Verfüllmaterial wird in die Freiräume zwischen dem Gebirge und den Außenflächen der Ausbaurahmen eingebracht.

[0017] Die Breite der Ausbaurahmenelemente beträgt zwischen 30 und 120 cm. Dabei beträgt die Breite der Rinne 8 zwischen 20 und 110 cm. Als praktische Breite a für die Randbereiche 9 und 10 hat sich ein Maß zwischen 5 und 20 cm bewährt.

[0018] Der Abstand der Sicken 12 liegt im Bereich von 2 bis 5 cm. Die Blechdicke der Ausbauelemente beträgt zwischen 0,5 bis 3 mm. Das Verhältnis der Breite b der Rinne 8 zur Breite a der Randbereiche 9 und 10 liegt im Rahmen von 3 : 1 bis 8 : 1.

Ansprüche

I. Geschlossener Streckenausbau, insbesondere für untertägige Grubenstrecken, bestehend aus in Streckenlängsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten, mehrteiligen Ausbauelementen aus Stahlblech, die aus mindestens je einem an den beiden Streckenstößen angeordneten Stoßelement und einem im Firstbereich angeordneten Kappenelement zusammengesetzt sind, wobei die Ausbauelemente eine nach außen konkave Rinnenform aufweisen und sich an den Rändern der Rinnen konvex nach außen gewölbte Randbereiche anschließen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die über. Zuganker (14) oder Stützbögen (13) abgefangenen Ausbauelemente (3; 4; 5; 6; 7) eine wellenartige Querschnittsform in Streckenlängsrichtung aufweisen und im Querschnitt die Amplitude (A), die Breite (b) und gegebenenfalls der Krümmungsradius der Rinnen (8) wesentlich größer sind als die Amplitude (B), die Breite (a) und gegebenenfalls der Krümmungsradius der einander überlappenden benachbarten Randbereiche (9; 10), wobei die Ausbauelemente (3; 4; 5; 6; 7) mit in Streckenlängsrichtung orientierten Sicken (12) versehen sind und die Blechdicke der Ausbauelemente von 0,5 bis 3 mm beträgt.

2. Geschlossener Streckenausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in den einander überlappenden Randbereichen (9; 10) Stützbögen (13) vorgesehen sind.

3. Geschlossener.Streckenausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Randbereichen (9; 10) Durchgangslöcher für Gebirgsanker (14) vorgesehen sind.

4. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Randbereichen (9; 10) und an den einander überlappenden Stößen der Ausbauelemente (3; 4; 5; 6; 7) Durchgangslöcher (11) vorgesehen sind, die jeweils von einem gemeinsamen Verbindungselement durchsetzt sind.

5. Geschlossener Streckenausbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Durchgangslöcher (11) durchsetzenden Verbindungselemente Verbindungsschrauben sind.

6. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der Ausbauelemente (3; 4; 5; 6; 7) zwischen 30 bis 120 cm beträgt.

7. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der Rinne (8) zwischen 20 bis 110 cm beträgt.

8. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der Randbereiche (9; 10) zwischen 5 und 20 cm beträgt.

9. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sickenabstand im Bereich von 2 bis 5 cm liegt.

1₀. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Breite (b) der Rinne (8) zur Breite (a) der Randbereiche (9; 10) 3 : 1 bis 8 : 1 beträgt.

11. Geschlossener Streckenausbau nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Rinne (8) Durchgangslöcher (16) als Einfüllöffnungen für Verfüllungsmaterial vorgesehen sind.

Zeichnung