DE2646334C2

DE2646334C2 - Drahtverzugmatte für Strecken des Berg- und Tunnelbaus zur Herstellung eines Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge aus aushärtendem Hinterfüllmaterial

Info

Publication number: DE2646334C2
Application number: DE19762646334
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4350 Recklinghausen Quante
Original assignee: EISENHUETTE PRINZ RUDOLPH ZWEIGNIEDERLASSUNG DER SALZGITTER MASCHINEN und ANLAGEN AG 4408 DUELMEN DE; Eisenhuette Prinz Rudolph Zweigniederlassung Der Salzgitter Maschinen und Anlagen Ag 4408 Duelmen
Current assignee: Heinrich Quante Berg- und Ingenieurtechnik & GmbH
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1976-10-14
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE2646334A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtverzuguiatte für Strecken des Berg- und Tunnelbaus zur Herstellung eines Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge aus aushärtendem Hinterfüllmaterial gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Anschluß des Ausbaus an das Gebirge mit Hilfe des aushärtenden Hinterfüllmaterials übernimmt zusammen mit dem Verzug die Aufgabe, die Stützkräfte des Ausbaus gleichmäßig auf die Gebirgsoberfläche zu verteilen bzw. umgekehrt die an beliebigen Stellen auftretenden punktförmigen Belastungen abzufangen und diese Druckkräfte auf den insbesondere in Strecken des Berg- und Tunnelbaus bogenförmigen Ausbau gleichmäßig zu übertragen. Im Gegensatz zur Hinterfüllung des Streckenausbaus mit Handsteinen hat die Herstellung eines solchen Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge mit Hilfe aushärtenden Hinterfüllmaterials den Vorteil, daß ein überall gleichmäßiges Anliegen des Ausbaus bewirkt wird, so daß sich im Gebirge Reaktionskräfte ausbilden köiinen, die zu einer zusätzlichen Stützwirkung des Gebirgsverbandes selbst führen. Aushärtendes Hinterfüllmaterial in diesem Sinne sind abbindende Hinterfüllmaterialien, wie z. B. sogenannter Blitzdämmer oder Naturanhydrid und Zweikomponenlenkunststoffe, insbesondere Polyurethane.

Im Steinkohlenbergbau ist es bereits bekannt (Zeitschrift »Glückauf« 108 (1972) Nr. 1020, 1022), nach dem Setzen der den Ausbau bildenden Streckenbögen die Drahtverzugmatten einzubringen und dabei den gesamten Bogenumfang abzudecken. Auf den Verzug wird dann eine Lage Wettertuch aufgelegt; diese soll verhindern, daß das benutzte feinkörnige Hinterfüllmaterial durch die Drahtverzugmatten hindurch in den Streckenhohlraum eintreten kann. Danach wird mit Hilfe einer Hinterfülleinrichtung von der Ortsbrust aus das mit der Anregerflüssigkeit vermischte. Hinterfüllmaterial hinter die Streckenbögen geblasen.

Diese Maßnahmen beschränken sich auf hydraulisch ίο abbindende Hinterfüllmaterialien. Zweikomponentenkunststoffe können so nicht eingebracht werden, weil sie anfangs flüssig sind und an der Ortsbrust nicht zurückerhalten werden können. Die Abdeckung mit einer Lage Wettertuch erlaubt nur einen geringen Mechanisierungsgrad. Zwar sind auch Drahtverzugmatten bekannt, welche aus mehreren an ihren Enden mit Anschlüssen für benachbarte Verzugmatten versehenen Längsdrähten und mit diesen verschweißten Querstäben bestehen und auf ihrer Oberseite die insbesondere aus thermoplastischer Kunststoffolie bestehende Abdeckung tragen (DE-AS 20 00 384). Mit diesen Drahtverzugmatten ist aber eine durchgehende und überall dichte Abdeckung nicht ohne weiteres erreichbar, weil zwischen den Drahtverzugmatten Lücken in der Abdekkung entstehen können, durch die das Hinterfüllmaterial in den Streckenraum gelangt

Außerdem wirkt es sich ungünstig aus, daß das Hinterfüllmateriai von der Ortsbrust her eingebracht werden muß. Die richtige Hinterfüllung kann nur schwer beobachtet werden; deswegen sind verhältnismäßig komplizierte Steuerungen erforderlich (Zeitschrift »Glückauf« 110 (1974) Nr. 8, 280, 283). Zwischen der Ortsbrust und dem vordersten Streckenbogen muß ein Platz für die Hinterfülleinrichtung verbleiben; verhältnismäßig große Flächen des Gebirges, insbesondere in der Firste, bleiben deshalb zunächst unverbaut Es ist auch nicht möglich, die Hinterfüllung bis zum vordersten Streckenbogen einzubringen. Vielmehr ist eine der Abböschung des Hinterfüllmaterials entsprechende weitere Gebirgsfläche zunächst nicht zu verbauen.

Günstiger sind demgegenüber Zweikomponentenkunststoffe, insbesondere Polyurethan, die durch die Reaktion von zwei flüssigen Komponenten, den Diisocyanaten und den Polyalkoholen hergestellt werden. Durch Wahl der verschiedenen Diisocyanate, der Polyalkohole und etwaiger Zusätze, sowie der Verarbeitungsbedingungen lassen sich Polyurethane mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen, die sich insbesondere für die Verfestigung des Gesteins eignen. Derartiso ge Polyurethane werden auch in der Strecke eingesetzt (Zeitschrift »Glückauf« 108 (1972), Nr. 21,983,985). Neben bestimmten Polyurethanen, die man durch Stoßen besonderer Bohrlöcher in das Gebirge einbringt, indem die beiden Komponenten entweder nach Injektionsverfahren unter Druck eingepreßt oder durch Verwendung von Patronen eingebracht werden, ist auch eine Hinterfülltechnik bekannt, welche mit aufschäumendem Kunststoff als Verfüllmaterial arbeitet, das in Folienschläuche eingebracht wird, die auf dem Drahtverzug bo ausgelegt werden (Zeitschrift »Glückauf« 112 (1976), Nr. 14 zu 803, 806). Hierbei wird der Folienschlauch in einem besonderen Arbeitsgang nach dem Einbringen des Verzuges aufgelegt. In einem weiteren Arbeitsschritt werden die Folienschläuche jeweils unten abge- M bundcn. Zum Ausschäumen der auf diese Weise geschlossenen Schläuche wird an beliebiger Stelle die Folie durchstoßen, um dem Hinterfüllmaterial Zugang in den Schlauch zu verschaffen. Das vorbekannte Verfah-

ren erfordert vor Ort eine Mehrzahl von Arbeitsgängen, die zeitaufwendig und arbeitsintensiv sind. Insbesondere ist das Einbringen der Folienschläuche schwierig, wenn eine ausreichende Hinterfüllung geschaffen werden soll, weil sich die Folienbreite durch das Ausschäumen und Eindrücken in die Hohlräume des Gebirgs verändert Im Regelfall müssen daher stets mehrere Folienschläuche je Abschlag vorgesehen werden.

Wenn man dagegen nach einem anderen der vorbekannten Vorschläge (DE-OS 21 03 760), die Schläuche in Längsrichtung der Strecke bzw. des Tunnels verlegt und sie beginnend von der Sohle bis zur Firste zunächst mit Druckluft und schließlich mit einem aushärtenden Mörtel anfüllt, ergibt sich eher eine noch kompliziertere Arbeitsweise. Zwar ist es auch bekannt, zur Sicherung des Hangenden, etwa bei größeren Ausbrüchen im Streb ein Abstützkissen mit einer Feststoffüllung zu verwenden, welche durch einen absperrbaren Einfüllstutzen eingebracht wird, der mit einem Rückschlagventil versehen ist (DE-AS 25 13 387). Diese Abstützkissen sind jedoch nur von Fall zu Fall einsetzbar und für den Streckenverzug ungeeignet Insbesondere lösen sie nicht das Problem des zu hohen Arbeits- und Zeitaufwandes für die Einbringung einer Hinterfüllung des Streckenbaus. Man hat schließlich auch vorgeschlagen, mehrere Kunststoffbehälter aus flexiblem Kunststoff, welche mit kurzen Druckschläuchen verbunden sind, hauptsächlich mit Wasser zu verfüllen, um eine frühzeitige Abstützung des Gebirges zu erreichen (DE-OS 24 15 106). Auch hierbei ist der Druckschlauch mit einem Rückschlagventil versehen, das von außen verstellbar ist, um wahlweise den Abfluß aus dem Schlauchanschluß vornehmen zu können. Auf diese Weise soll ein Druckausgleich zwischen den Behältern herbeigeführt werden, um den Streckenausbau gleichmäßig zu belasten. Im Rahmen dieses Vorschlages sollen auch aufschäumende, nach einer bestimmten Zeit sich verdikkende oder voil aushärtende Stoffe Verwendung finden. Das Einbringen mehrerer, untereinander verbundener Behälter nach diesem Verfahren ist ebenfalls für den Streckenausbau zu arbeits- und zeitaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen höheren Mechanisierungsgrad beim Herstellen des Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge durch Vereinfachung beim Einbringen des Verzuges und seiner Abdeckung zu erreichen, welche den Einsatz von zunächst flüssigen Hinterfüllmaterialien und damit auch den Einsutz von Zweikomponenten-Kunststoffen gestattet

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung ergibt sich ein Ratioialisierungsvorteil dadurch, daß die Abdeckung nicht mehr getrennt, sondern zusammen mit den Drahtverzugmatten eingebracht wird. Die Faltbeutel brauchen vor Ort nicht verschlossen zu werden, um das Hinterfüllmaterial allseitig zu umschließen. Deswegen entfallen alle Schwierigkeiten, die bislang mit diesem Arbeitsgang verbunden waren, wobei man außerdem auf das Schließen möglicher Lücken in der Abdeckung nicht mehr zu achten braucht. Gleichwohl können sich die Beutel während des Einfüllens und/oder während des Aushärtens des Hinterfüllmaterials dem umgebenden Gebirge anlegen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie die bekannten Drahtverzugmatten dadurch für die beschriebene Hinterfülltechnik verwendbar macht, daß diese von vornherein die hierfür erforderlichen Beutel mitbringen. Solche Drahtverzugmatten erfordern einen vergleichsweise geringen Transportaufwand, weil jede Matte trotz ihrer Abdeckung nur geringen Raum einnimmt Die Abdeckung ist mit den Matten leicht einzubringen, wobei ein weiterer Rationalisierungserfolg dadurch erreicht wird, daß die Form, welche das Hinterfüllmaterial einnimmt, weitgehend durch die Falten des Beutels vorgegeben werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 schematisch und im Längsschnitt einen hinterfüllten Streckenausbau,

F i g. 2 perspektivisch eine Drahtverzugmatte gemäß der Erfindung und

Fig.3 in vergrößerter Darstellung den Gegenstand nach F i g. 2 zur Wiedergabe von Einzelheiten.
Die in F i g. 1 wiedergegebenen Drahtverzugmatten 1 —3 schließen aneinander an, so daß ein durchgehender Verzug der beiden dargestellten Ausbaurahmen 4 bzw. 5 entsteht. Die Verzugrnattenausbildung läßt sich insbesondere im Zusammenhang mit F i g. 2 erkennen.
Danach besteht jede Drahtverzugmatte aus mehreren Längsstäben 6—11, welche an ihren Enden hakenförmig umgebogene ösen 12 bzw. 13 aufweisen, welche die Ausbauprofile der Rahmen 4 und 5, wie in F i g. 1 dargestellt, umfassen. Auf die Längsdrähte 6—11 sind Querstäbe aufgeschweißt, von denen einer beispielsweise bei 14 dargestellt ist Auf ihrer Oberseite 15, d. h. der dem Gebirgsstoß 16 zugekehrten Seiten, tragen die Matten 1—3 eine Abdeckung aus thermoplastischer Kunststoffolie, z. B. aus Polyäthylen. Diese Abdeckung ist an den Matten befestigt so daß sie zusammen mit den Matten eingebracht werden kann.

Die Abdeckung besteht aus einem Faltbeutel 18, welcher an seinen beiden Stirnseiten die in F i g. 2 angegebenen V-förmigen Falten 20,21 und die Verbindungsfalte 22 aufweist. An seiner Längsseite besitzt jeder Beutel ebenfalls Falten, von denen die mit 23 in F i g. 3 bezeichnete etwa in der Mitte angeordnet ist, während die Falten 24 bzw. 25 oben und unten liegen.

Jeder Beutel hat eine flache Unterseite 26, mit der er auf den Drähten 6—11 bzw. 14 der Matten 1—3 aufliegt.

An dieser Unterseite ist ein Füllstutzen 27 angebracht, der eine Rückschlagsicherung aufweist. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Rückschlagsicherung aus einer Klappe 28, die sich dem inneren Ende 29 des Stutzens 27 auflegen kann, sofern ein entsprechender Innendruck herrscht.

An den Längsseiten 30 bzw. 30' jedes Faltbeutels 18 befinden sich Überstände 31, welche u:n den äußeren Längsstab 6 herumgelegt und mit den Teilen des Beutels verschweißt oder vernäht sind, was bei 33 in F i g. 3 angedeutet ist.

Nachdem der Verzug zusammen mit den Faltbeuteln eingebracht worden ist, kann man das Hinterfüllmaterial einbringen. U. a, kommt dafür Polyurethanharz in Betracht. Für dessen Einbringung sind bereits Verpreßge-

bo rate entwickelt worden, die sich unter Tage bewährt haben. Im wesentlichen bestehen diese Verpreßgeräte aus einer Zweikomponentenpumpe, die die beiden Kunststoffkomponenten getrennt ansaugt und erst unmittelbar vor der Austrittsstelle in einem Labyrinthmischer vermengt. Der Kunststoff tritt dann aus einem Rohr aus, dessen Ende sich in den Füllstutzen 27 einführen läßt. Infolgedessen tritt der Kunststoff unmittelbar in den Innenraum 34 iedes Faltbeutels ein.

Im Faltbeutel tritt ein Aufschäumen des Kunststoffes auf, das 1 :6 bis 1 :8 betragen kann. Im allgemeinen setzt die Reaktion bereits nach 3—5 min ein und ist nach 15—20 min beendet. Die Endfestigkeit ist nach ein bis zwei Stunden erreicht. Mit einem solchen Hinterfüllmaterial lassen sich Druckfestigkeiten von I.OOOkp/cm² erreichen. Außerdem kann die Volumenvergrößerung dazu verwendet werden, um die Oberseite 35 jedes Faltbeutels dem umgebenden Gebirge 16 bzw. den dort vorhandenen Ausbrüchen anzulegen, wie es schematisch bei 36 in F i g. 1 wiedergegeben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

15

20

25

JO

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Claims

Patentansprüche:

1. Drahtverzugmatte für Strecken des Berg- und Tunnelbaus zur Herstellung eines Anschlusses des Ausbaus an das ihn umgebende Gebirge durch Hinterfüllung mit aushärtendem Hinterfüllmaterial, welche aus mehreren an ihren Enden mil Anschlüssen für benachbarte Verzugmatten versehenen Längsdrähten und mit diesen verschweißten Querstäben besteht und auf ihrer Oberseite eine insbesondere aus thermoplastischer Kunststoffolie bestehende Abdeckung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus einem Faltbeutel (18) besteht, der mit seiner flachen Seite (26) den Drähten (6 bis 11; 14) der Matte (1, 3) aufliegt und an dieser Seite mit einem an sich bekannten Einfüllstutzen (27) versehen ist, der in an sich bekannter Weise eine Rückschlagsicherung (28,29) aufweist.

2. Verzugmatte nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die den Längsseiten der Verzugmatte zugeordneten Seiten (30,30') des Faltbeutels (18) Überstände (31) aufweisen, welche mit den an der Mattenseite liegenden Längsstäben (6,11) verbunden sind.

3. Verzugmatte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagsicherung aus einer Klappe (28) besteht, die am inneren Ende (29) des Einfüllstutzens (27) angeordnet ist.

4. Verzugmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Beutel an seinen Stirnseiten zwei V-förmige Falten (20,21) und eine mittlere Verbindungsfalte (22), sowie an seinen Längsseiten eine Mittelfalte (23) und je eine Ober- und Unterfalte (24,25) aufweist