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Ausbau von Abbaustrecken durch höheres Ausbrechen der Streckenhöhe
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung des Ausbaus von Abbattstrecken im
Steinkohlen-bzw. Braunkohlentiefbau unter Berücksichtigung der Erhaltung des vorgeschriebenen
Querschnittraumes durch Anwendung eines Verfahrens, welches die unvermeidliche Absenkung
der Abbaustreckenfirste ausgleicht.
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Bisher wurde im Steinkohlenbergbau der Ausbau der Abbanstreck-en so
eingebracht, wie es die Bergbehörde mit bestimmten Massen vorschrieb. Nach einer
geiwiseen Zeit tritt durch den Abbau des Flözes bekanntlich eine Senkung des Hangenden
ein, wodurch der freie Raum (Querschnitt) der Ab-
baustrecke zusammengedrückt
und verkleinert wird. Diese Verkleinerung oder Verengerung der Abbaustrecken ist
unerwünscht, jedoch bei der bisherigen Art des Ausbaus unvermeidlich. Es ist auch
schon bekannt, beim nachgiebigen Ausbau dien Auffahrungsquerschnitt größer zu wählen,
so daß der verlangte #v1,indestquerschnitt auch nach der Zusammendrückung der Strecke
als Endquerschnitt erhalten bleibt. Hierbei hat man einen gradieckigen Sti-eckenausbau
angewandt und lediglich die Streckenhöhe vergrößert. Die Vergrößerung des Auffahru#ngsquerschn-itts
kann auch dadurch geschaffen werden, daß der Grubenausbau einen im wesentlichen
eiförmigen Querschnitt erhält. Aus der deutschen Patentschrift 678 332 ist
eine besondere Ausführungsform eines solchen eiförmigen Grubenausbaus bekannt, die,
dadurch gekennzeichnet ist, daß die zur Firste hin gerichtete Spiitze, mit einem
Bc-,vehrungsstück (Schuh) versehen ist, das in eine harte Spitze oder Schneide ausläuft
und zwei Fortsätze zur Befestigung der
Segmentenden besitzt. Durch
diese besondere Ausgesta,ItLing des eiförmigen Grubenausbaus soll mit geringem Werkstoffaufwand
eine hohe Druckfestigk.eiit erzielt werden, um das Maß der durch den Gehirgsdruck
be-dingten Verkleinerung des Ausbauquerschnittes möglichst gering zu halten.
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A Auf Grund wissenschaftlicher und precktischer Beobachtungsergebnisse
wurde null gefunden, daß das Ausmaß des höheren Ausbruchs sich nach der Entfernung
des Streckenstoßes von der anstehenden unverritzten Kohle oder eines anderen festen
Randes richten muß. -Nach dem erfindungsgenläßen Verfahren wird das Hangende dreieckförmig
derart ausgebrochen, daß die Streckenfirste nach der Strebsoite zu, das ist an der
Stelle &#s -röße,ren Gebirgsdruckes, den höchsten Dachpunkt besitzt. Nach langjährigen
Grubenbeobachtungen beträgt die durchschnittliche Senkung des Hangenden in einer
Entfernung von i in vom festen Rand 3 1/o der Abbaumächtigkeit. Bei :2 in
sind es 5 `/Q, bei 3 in 9 1/o, bei 4 in 13 ",/0, bei
5 in 2o O/o, bei 6 in 30,9 0/0
und bei 14111 32,417o der Abbaumächtigkeit
(vgl. Senkungskurve i in Abb. i). Liegt die Strecke über 6 in von der festen
Kohle oder Abbatikante entferlit, so kommt sie im Gebiet von 6
bis 14 in in eine Zone fast gleich, sfarken Druckes zu liegen, in welcher
der bisher angewandtegradeckige Streckenausbau eine gleichmäßige Senkung und eine
Vertn kloinerung von obeii hach unten um etwa 3'/c, erfährt. In dieser Zone ist
das neue Verfahren dann bei 311/o höherem Ausbruch oben-so angebracht.
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Die mit dem verfabrens-emäßen Ausbau vorbundenen Vorteile sind folglunde:
In hetriehlicher Hinsicht wird erreicht, daß der erforderliche freie Raum (Querschnitt#--und
damit die betriebliche Bewegungsfreiheit für die reibungslose Bedienung und
1 listandhaltung der Transportmittel, wie Bänder ilsw., erhalten bleibt.
Die Erhaltung des freien Raumes ist feiner von Bedeutung für die Frischluftzufuhr
und für den Materialtransport. Ferner sichert die Erhaltung des freien Raumes auch
die Funktionsfühigk.eit -, der Gesteinsstaubschranken, deren Wirksamkeit
bei Explosionsgefahr gewährleistet sein muß. Diese sind unter der Firste der Strecke
eingehängt. Bei einem Abs,inken der Firste von oben nach unten und beim seitlichen
Hereinwandern der Stöße-- würden die Staubschranken festgeklemmt und außer Tätigkeit
gese-tzt, wodurch eine Vergrößerung des Explosionsbereiches heraufbeschworen würde.,-Durch
den erfindungsgemäßen Ausbau der Strecke -wird der Querschnitt gewahrt und dadurch
diese Gefahren beseitigt.
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Aus der französischen Patentschrift 744767
(vgl. Abb. 2o) ist
-ein Ausbau von nicht rechteckigem Ouerschnitt7bekannt. Hier ist die Kappe parallel
zum Hang&den, aber nicht in das dreieckig ausgebrocherie.--Hangende verlegt.
In der Fig. io der französ-i-s-aen Patentschrift 803 6o6 ist ein Grubenausbau
tinter Ver-wendung nachgiebiger b 22 Ausbauelernente dargestellt, bei dem
die nachgiebige Verbindung'i5 an einer relativ wenig be-
anspruchten Stelle-(TeA
Ausbaurahmens angeordnet ist, während bei .(16r -'erfindtingsgemäße,#n Ausbau' weise
der längenveränderliche Stempel gerade,dazu dient, an der Stelle des größeren Gebirgsdruckes
diesen abzuf angen. Der bekannte Ausbruch ist nicht init Rücksicht auf den Gebirgsdruck,
sondern nur deshalb. erfolgt um Platz für den bogenföri-nigen Ausbau zu gewinnen.
Um den bei der Absenkung auftretenden Gebirgsdruck aufzufangen, hätte der
nachgi,eblige Teil der Ausbattelemente umgekehrt an'eo - rdnet werden müssen.
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Die deutsche Patentschrift 5--21 S-Ii beschreibt einen Grubmausbau.
für schwierige Gebirgsverhältnisse durch Polygonzimmerung. Bei dem Ausbau nach Abb.
6 liegt zwar die Kappe schräg, aber nicht ZUM Hangenden, sondern umgekehrt
zum Liegendm hin, und mit ihrem höher gelegenen Ende im Versatz. Auch hier geht
man von unrichtiger X "enntnis übeir den Senkungs- und Gebirgsdruckvorgang
aus.
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Aus dem Lehrbuch der Ber,-b,%ul,:unde von Heise-Herbst, 6. Auflage,
1941, zweiter Band, S. 84, Abb. 89, ist ein Kniegelenk-Streckenausbau
bekannt, bei dem das Hanggende völlig unverletzt bleibt und der schiefeckige Ausbruch
in das Liegende hinein erfolgt. Die Kappe wird bei diesem bekannten Ausbau parallel
zum Hangenden mittels der Stempel a, und c an das Hangende angedrückt. Im Gegensatz
zu dieser bekannten Arbeitsweise wird erfindungsgemäß das Hangende in Abhäng' keit
von der berechenbaren, durch Gebirgsdruck auftretenden Senkung in dem erforderlichen
Ausinaße dreieckförmig ausgebrochen, damit nach der .'erfolgten Absenkung der gewollte
Ausbauquerschnitt entsteht, und als solcher erhalten bleibt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i das Absinken des Hangeriden durch den Abhau des Flözes. In
der Zeichnung bedeutet A die Abhaxistrecke, B und C die seitlichen
Dämme der Abbaustreckel D das Streb, E das Flöz, F die Streckenfirste,
G die Streckensohle, H das Hangende und I das Liegende. Mit i ist die Senkungskurve
bezeichnet, die angibt, in welchem prozentualen Ausmaß mit der Entfernung vom
Flöz E
eine Senkung des Hangenden erfahrungsgemäß eintritt.
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In. der Abb. 2 wird der erfindungsgemäße, sch-raffiert gezeichnete
schiefeckige Ausbruch gezeigt. In dieser Abbildung bedeutet i die Senkungskurve.
Die Kurve 2 zeigt die zu den Entfernungen vom F löz E gehörigen prozentualen
Erhöhungen des strebs,eitigen Dachpunktes.
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111 der Abh- 3 ist die Lage,des Ausbaus vor und nach
der Abeenkung der Streckenfirste dargestellt. Die Vorrichtung zur Ausführung des
Streckenausbaus brosteht aus dem kürzeren Stempel K, dein längeren Stempel L sowie
der Stahlkappe M. Die Stempel K und L sind mit der Kappe _V gelenkartig verhund.en.
Beim Ausbau nimmt die Kappe,11 die in der Abbildung gezeigte obere Lage ein und
findet einen schiefeckigen -,##,usbatt, da die Streckenfirste zum strehseitigen
Damm C hin einen höheren Da,chpunkt N aufweist. Nach %der Absenkung nimmt
die Kappe JW eine annähernd horizontale Lage auf,
da der Druck des
Hangenden auf den Damm C infol,ye seiner größeren Entfernung vom Flö7 größer
ist als der auf den Damm B ausgeübte Druck des Hangenden. Dadurch verschiebt sich
der labile strebseitige Dachpunkt N in die stabile neue Lage N,1 Neben dem
erfindunggsgemäßen dreickförinigen Aufbruch der Abbaustrecke ist die Anwendung eines
besonderen, aus drei Elementen bestehenden Ausbaus zweckmäßig. Die drei Elemente
des Aushaus bestehen aus einer normalen Stahlkappe, z. B. Schiene oder T-Träger,
welche an der Streckenseite der nahen Abhaukante von einem kurzen, und an der Streckenseite
nahe der Strebkante von einem längeren Stempel unterstützt wird, die -in an sich
bekannter We#ise mit der Stählkappe gelenkartig verbunden sind. Diese Stempel können
auch his zur Streckenisohle reichen. Meistens ruhen sie jedoch, wie Abb.
3 zeigt, auf den Kanten des beiderseitigen Dammes der Abbaustrecke. Der längere
Stempel besteht zweckmäßig aus einem rohrf;5rmigen, in seiner Länge veränderlichen
Stempel von beliebigem Querschnitt.
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Da an dem kohlenseitigen Streckenstoß nur eine geringe Senkung entsteht
(nach Abb. i z. B. 5 1/o bei B), braucht hier der Stempel K keine Nachgiebigkeit
aufzuweisen-, er kann also starr sein. Bei der b#eispielsweisen Senkung um
5 lio würde die Senkung bei z. B. i m Abbaumächtigkelit
5 cm betragen, welche ohne weiteres vom Damm aufgenommen wird. Am strebseitigen
Streckenstoß (Abb. i bis 3 bei C) muß jedoch der Stützstempel L infolge
des erfindungsgemäßen dreieckförinigen Ausbaus länger sein als der Stempel K ain
kohlenseitigen Streckenstoß. Beträgt z. B. am strebseitigen Streckenstoß die SenkUng
20 0/0, SO
muß bei einer beispielsweise #I/oigen. Senkung der Streckenfirste
am kohlenseitigen Streckenstoß der Stempel L um 20 -5010 = i51/o länger sein
als der Stempel K. Erfolgt durch Druck die Absenkung der Streckenfirste, so muß
der anfänglich längere Stempel L um i5% der Abbaumächtigkeit einsinken können, damit
nach erfolgter Absenkung seine Lage mitsamt der StahlkappeiW und dem anderen Stempel
K die erforderliche Querschnittsform erreicht, welche für die Dauer des laufenden
Abbaus heibehalten werden muß.
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Die bisher gebräuchlichen Profileiisenstempel weisen wegen ihrer rechteckigen
Form große Schwächen auf. Es ist vorteilhafter, hierfür Rohrstempel von beliebigem
Querschnitt zu verwenden, in deren Unterteil sich infolge des Druckes der Firste
ein Oberteil einschieben kann, welches im Innern des Unterteils durch Reibung einen
Widerstand und Halt bis zur Erreichung der oben beschrieblenen Einwirkungsmasse
findet, beispielsweise die sogenannten Ringstempel.