DE2648477A1 - Komplexer schachtausbau fuer den bergbau - Google Patents

Description

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Politechnika Wroclawska 26. Oktober 1976

Wroclaw / Polen · WHu

PL 2403

Komplexer Schachtausbau für den Bergbau

Die Erfindung betrifft einen komplexen Schachtausbau für den Bergbau, der besonders unter schwierigen hydrogeologisehen Bedingungen Anwendung findet, insbesondere aber auch im Falle des Abbaus von in Schachtpfeilern enthaltenen Lagerschätzen. Der Schachtausbau gemäß der Erfindung ist komplex aufgebaut, nachgiebig (elastisch) und dicht (undurchlässig).

Es ist ein Schachtausbau für den Bergbau bekannt, der durch eine zusammengesetzte Struktur und durch Dichtigkeit gekennzeichnet ist und aus zwei ineinander angeordneten konzentrischen Stahlzylindern besteht, wobei der Zwischenraum zwischen ihnen mit Zementbeton gefüllt ist. Diese Zylinder bestehen aus ringförmigen Streckenabschnitten, die miteinander sowohl an den Querkanten als auch an den Längskanten verschweißt worden sind. Der Ausbau des Schachtes erfolgt durch Absenken der vorher über Tage (an der Oberfläche) verbundenen Ausbaust reckenab schnitte.

Diese Ausbauart ist durch ungenügende Nachgiebigkeit (Elastizität) gekennzeichnet, was bewirkt, daß ein Abbau der unmittel-

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bar neben dem Schacht befindlichen Lagerstätten unmöglich ist, wodurch bedeutsame Verluste bis ca. 30% an abbauwürdigen Mineralien entstehen. Diese Ausbauart bedingt außerdem die Verwendung von korrosionsbeständigen Hochqualitätsstahlblechen. Beim Einbau dieses Ausbaus treten technologische, mit der Herstellung verbundene Schwierigkeiten auf, insbesondere bei der Herstellung von ununterbrochenen und dichten Schweißverbindungen, deren Überprüfen unter den Bedingungen im Bergbau besonders schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung-ist, einen zusammengesetzten Schachtausbau anzugeben, der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und auf den Einsatz teurer korrosionsgeschützter Stähle verzichtet und trotzdem dicht ist und es gestattet, den Abbau bis in den Ausbaubereich vorzunehmen.

Die Aufgabe wird bei einem komplexen Schachtausbau für den Bergbau, der eine aus Zementbeton hergestellt Schicht enthält, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schachtausbau aus mindestens einem aus mindestens zwei Schichten zusammengesetzten Element besteht, wobei die eine - die Außenschicht aus einem Ring aus Beton ohne Zement mit einem Binder auf . der Basis von Polyesterharzen dicht mit der anderen - der Innenschicht -, die aus einem Hing aus Zementbeton besteht, verbunden ist. In der Innenschicht sind Vorspannkabel zusammen mit Einsatzrohren eingebaut. Es ist von Vorteil, wenn die Außenschicht auf der mit der Innenschicht zusammenwirkenden

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Seite mindestens zwei technologische Nischen aufweist. In dem Falle, wenn der Schachtausbau aus zwei oder mehreren Elementen zusammengesetzt werden soll, werden vorzugsweise zwischen die einzelnen Elemente bekannte Nachgiebigkeitsgelenke eingesetzt, die durch zwei ringförmige, eine untere und eine obere, dicht miteinander verbundene Schüsseln gebildet ist, in deren waagerechten Wänden mindestens vier zum Einsetzen der Vorspannkabelenden vorgesehene öffnungen gefertigt und auf dem Umfang dieser Schüssel angeordnet sind.

Der Schachtausbau gemäß der Erfindung ermöglicht durch seine durch das Vorspannen der Innenschicht gewonnenen Nachgiebigkeit eine störungsfreie Arbeit des Schachtausbaus bei mindestens 3,5 Mal gegenüber den bekannten Lösungen verkleinerten Biegeradien des Schachtausbaus. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, .die.bisher in den sogenannten Sicherheitspfeilern verbleibenden Lagerstätten mit nutzbaren Mineralien, die bis 30% der gesamten Lagerstätte umfassen, abzubauen. Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß die Würfeldruckfestigkeit des Materials der vorgespannten Innenschicht mindestens 80% größer im Vergleich zu der nicht vorgespannten, bisher bei den bekannten Schachtausbauen verwendeten Schicht ist, besteht die Möglichkeit, die Stärke der Schachtausbauwand zu vermindern, was wiederum auch eine Verminderung der nötigen Ausbrucharbeiten bewirkt und somit auch zu einer Senkung der Einrichtungskosten eines Schachtausbaus führt. Außerdem ist der Schachtausbau gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,

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daß er völlig dicht ist, was die Notwendigkeit der Abdichtung während des Betriebs ausschließt, der eine teure und oftmals ungenügend wirksame Operation ist. Im Ergebnis verbessert ein dichter Schachtausbau die Abbaubedingungen, wie auch die Bedingungen der Schachtbewetterung und -klimatisierung. Dank der Dichtigkeit fallen auch die durch den Energieaufwand für das Vegpumpen der Infiltrationswässer, was bei einer Verwendung der bekannten Schachtausbaue unbedingt erforderlich ist, anfallenden Betriebskosten weg. Das für die Außenschicht des Schachtausbaus verwendete Material vermindert bedeutsam die Gefährdung durch die Korrosionseinflüsse, wars die Beständigkeit des Schachtausbaus vorteilhaft beeinflußt und die Betriebskosten absenken hilft'.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schachtausbau aus einem Element im Längshalbschnitt,

Fig. 2 einen Schachtausbau aus zwei Elementen, ebenfalls im Längshalbschnitt.

Beispiel 1

Das erste Ausführungsbeispiel ist ein aus einem Element aufgebauter Schachtausbau, wobei das Element aus einer ringförmigen, aus Beton ohne Zement mit einem Polyesterbinder gefertigten Innenschicht 1 und einer aus Zementbeton mit Port-

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landzement gefertigten Innenschient 2 analoger -Form besteht. In der Außenschicht 1 befinden sich zwei am Umfang der Innenoberfläche der Außenschicht 1 angeordnete, mit dem Material der Innenschicht 2 gefüllte technologische Nischen 3- Im Inneren der Innenschicht 2 sind Einsatzrohre 4- eingebaut, in welchen sich Vorspannkabel 5 befinden. Die Vorspannkabel 5 werden mittels Schrauben 6 und zwei Unterlagen 7 in Form von flachen, im oberen und unteren Teil der Innenschicht 2 angeordneten Eingen gespannt. Die Außenschicht 1 des Schachtausbaus weist unten einen vorstehenden Schachtfuß 8 auf, der in das anstehende Gestein 9 hineinragend ausgeführt ist.

Der Schachtausbau gemäß der Erfindung wird auf folgende Weise gefertigt.

Zuerst wird die Außenschicht 1 durch abschnittsweises Verfüllen eines verschalten Baumes mit einer halbflüssigen Masse aus Beton ohne Zement hergestellt, wobei die Abschnittslängen in Abhängigkeit von den bestehenden bergbaulichen Bedingungen gewählt werden. Nach dem Härten der Außenschicht 1 fertigt man auch abschnittsweise durch Vergießen mit Zementbeton die Innenschicht 2. Vorher wurde der zum Pullen vorgesehene Baum verschalt, wobei gleichzeitig die Einsatzrohre 4- und die Vorspannkabel 5 montiert wurden. Nach vollständiger Aushärtung des Zementes verspannt man die Innenschicht 2 durch Anziehen der Schrauben 6, die auf die Gewindeenden der Kabel 5 aufgeschraubt sind und sich gegen die Unterlagen 7 abstützen.

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Bei einer Ausführung des Schachtausbaus mit Außen- und Innenschicht 1 und 2 aus den erwähnten Materialien beträgt die an-

gelegte Kabelspannung mindestens 1200 kg/cm .

Als Ergebnis der beschriebenen Operationen erhält man einen nachgiebigen und dichten komplexen Schachtausbau für den Bergbau, der insbesondere für den Nebenschachtausbau geeignet ist.

Beispiel 2

Das zweite Ausführungsbeispiel ist ein der Erfindung entsprechender Schachtausbau aus zwei Elementen, die identisch wie das im ersten Beispiel beschriebene Element aufgebaut sind, mit dem Unterschied, daß die Außenschicht 1 keinen Schachtfuß 8 aufweist unddaß keine Unterlagen 7 unter den Schrauben 6 vorgesehen sind. An der Stelle, wo man die höchsten Abbaueinnahmen erwartet, ist zwischen den beiden Schachtausbauelementen ein im Bergbau bekanntes Nachgiebigkeitsgelenk angeordnet. Das Nachgiebigkeitsgelenk ist in Form zweier dicht aufeinander liegender, einander angepaßter, ringförmiger Schüsseln, einer oberen Schüssel 10 und einer unteren Schüssel 11, ausgebildet, die gleichzeitig die Spannungsrahmen für die Vorspannkabel 5 bilden. In den waagerechten Wänden der Schüsseln 10 und 11 befinden sich speziell ausgefertigte Bohrungen, die symmetrisch auf dem Umfang angeordnet sind und in die die Enden der mit Schrauben 6 verschraubten Vorspannkabel 5 eingesetzt werden.

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Die Schachtausbauelemente werden auf die gleiche Art und Weise gefertigt wie das im Beispiel 1 beschriebene Element. Die ITachgiebigkeitsgelenke montiert man in bekannter Weise, wonach man die Vorspannkabel 5 durch Anziehen der Schrauben an die waagerechten Wände der Schüsseln 10 und 11 spannt.

Der erhaltene Schachtausbau ist durch Nachgiebigkeit und Dichtigkeit gekennzeichnet und insbesondere für schwierige Bedingungen vorgesehen, wie den Abbau von Schachtpfeilern.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Komplexer Schachtausbau für den Bergbau, der eine aus Zementbeton gefertigte Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet , daß sie mindestens aus einem aus mindestens zwei Schichten (1, 2) zusammengesetzten Element besteht, wobei die eine Schicht - die Außenschicht (1) ■ aus einem Ring aus Beton ohne Zement mit einem Binder auf der Basis von Polyesterharzen, dicht mit der anderen Schicht - der Innenschicht (2) -, die aus einem Eing aus Zementbeton besteht, verbunden ist, wobei in der Innenschicht (2) "Vorspannkabel (5) zusammen mit Einsatzrohren (4-) angeordnet sind.

2. Schachtausbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (1) auf der mit der Innenschicht (2) zusammenwirkenden Seite mindestens zwei technologische

. Nischen (3) aufweist.

3. Schachtausbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Elementen des Schachtausbaus bekannte Nachgiebigkeitsgelenke befinden, die aus zwei

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ORIGINAL INSPECTED "²-

RingschüsseIn (10, 11) bestehen, in deren waagerechten Wänden sich mindestens vier auf dem Umfang dieser Schüsseln (10, 11) angeordnete, zum Einsetzen der Enden der Vorspannkabel (5) vorgesehene Bohrungen befinden.

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