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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschließen von ins-
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besondere bogenförmigem Streckenausbau des Berg- und Tunnelbaus an
den Gebirgsstoß, wobei zwischen jeden der vorzugsweise in mehrere Segmente unterteilten
Streckenrahmen und den Gebirgsstoß bzw. dem Gebirgsstoß zugewandte Verzugmatten
ein Gewebeschlauch über den anzuschließenden Umfang des Bogens eingebracht, vorzugsweise
in das Ausbauprofil eingelegt wird, worauf die Schlauchenden geschlossen werden
und der Schlauch mit einer aushärtbaren Masse unter Druck gefüllt wird. Außerdem
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens aus Gewebeschläuchen
aus synthetischen Endlosfäden mit Panamabindung und einer ein Füllrohr und ein Anschlußstück
aufweisenden Fülleinrichtung.
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Der erfindungsgemäße Streckenausbau verfolgt den Zweck, einerseits
die aus dem Gebirge herrührenden Kräfte nicht punktuell an dem Streckenbogen angreifen
zu lassen, sondern linear in diesen als Normalkräfte einzuleiten und andererseits
den Streckenrahmen über möglichst seinen ganzen Umfang kurzfristig gegen das Gebirge
zu verspannen, um der Schichtenauflockerung des Gebirges entgegenzuwirken und dadurch
dessen Eigenfestigkeit so wenig wie möglich zu reduzieren. Dazu wird der wie beschrieben
eingebrachte Schlauch mit Feinbeton oder anderen hydraulisch abbindenden Füllstoffen
aufgepumpt, wobei Drücke von z.B. bis zu 15 kp/cm2 aufgebracht werden. Der befüllte
Schlauch füllt dann den Zwischenraum zwischen der Rückseite des Streckenrahmens
und dem Gebirge kraft- und formschlüssig aus, weil er sich dem Ausbruchquerschnitt
anpaßt, auch wenn der Streckenquerschnitt nicht profilgerecht hereingewonnen worden
ist. Deswegen müssen einerseits die Gewebefäden eine erhebliche Elastizität besitzen,
damit sich das Gewebe überall dem Gebirgsstoß anpassen kann, andererseits muß das
Gewebe dicht
bleiben, einen ausreichenden Zusammenhalt, d.h. eine
Struktur aufweisen, die unabhängig von der örtlichen Belastung des Schlauches überall
eine maximale Entwässerungsfreundlichkeit gewährleistet, um das Uberschußwasser
des Füllstoffes nach außen abführen zu können und dabei den Verlust von Füllmaterial
,insbesondere von Zementkorn, zu verhindern.
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Es ist bekannt, Kissen aus elastisch verformbarem Kunststoff oder
Kautschuk nach dem Einbringen in der oben beschriebenen Weise in einem an dem Kissen
angebrachten Schlauch über ein Absperrorgan mit Zement oder Kalkmörtel unter Druck
zu füllen (CH-PS 462 871). Solche Kissen müssen über Tage fertig konfektioniert
werden. Um eine Anpassung an die örtlich unterschiedlichen Verhältnisse zu ermöglichen,
ist es erforderlich, die Kissen erheblich breiter als das Ausbauprofil zu machen.
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Das bedeutet eine beträchtliche Steigerung der notwendigen Füllstoffmengen
über das für den Anschluß des Strecken rahmens erforderliche Maß hinaus. Außerdem
macht die Abführung des Anmachwassers ohne Feststoffverlust bei den Kissenwerkstoffen
erhebliche Schwierigkeiten. Das führt in der Praxis zu örtlich unterschiedlicher,
teilweise ganz fehlender Festigkeit der aus dem Füllstoff hergestellten umlagernden
Bettung der Streckenrahmen u.a. durch Ausbildung von Wassernestern und von örtlichen
Verarmungen an beispielsweise Zementschlempe. Im Ergebnis wird dadurch der eingangs
beschriebene Zweck teilweise vereitelt.
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Das eingangs beschriebene Verfahren ist bislang das einzige, im Untertagebetrieb,
insbesondere im Steinkohlenbergbau verwendbare geblieben und seinerseits bekannt
(DE-PS 26 27 256).
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Im Rahmen dieses Vorschlages benutzt man Schläuche verhältnismäßig
geringen Durchmessers (z.B. ca. 23 cm), deren Gewebe aus Nylon- bzw. Perlon-Fäden
bestehen und eine Panamabindung
besitzen. Ein solches Gewebe ist
einerseits wasserabweisend und hat andererseits eine relativ hohe Reißfestigkeit
(Kette im Mittel 1000 daN/S cm, Schuß im Mittel 980 daN/5 cm nach DIN 53857). Die
Schläuche werden mit beidseitigen Webkanten hergestellt,wobei sich eine der Webkanten
aus einem zwei benachbarten Schläuchen gemeinsamen Gewebestreifen ergibt, der im
Anschluß an das Weben in Längsrichtung aufgetrennt wird. Es hat sich allerdings
herausgestellt, daß sich im Bereich, insbesondere der letztgenannten Webkante das
Gewebe an den hochbeanspruchten Stellen dehnt und unter Umständen sogar reißt. Da
das Gewebe normalerweise das Überschußwasser nach außen abführt, die Feststoffe
aber zurückhält, führen derartige Schäden zu beträchtlichen Feststoffverlusten,
die den gewünschten Anschluß an das Gebirge mindestens erschweren, in den meisten
Fällen jedoch unmöglich machen.
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Die auf die jeweiligen Längen vorkonfektionierten und an ihren Enden
verschlossenen Schläuche erhalten an einem Ende einen Füllstutzen, an den sich das
Anschluß stück anbringen läßt. Nach dem Aufpumpen wird der Füllstutzen unter Fülldruck
abgeklemmt.
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Nach dem beginnenden Abbinden des Füllstoffes wird der Stutzen abgeschnitten
und wiedergewonnen.
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Die Notwendigkeit von vorkonfektionierten Schläuchen bedeutet an sich
schon zahlreiche Nachteile. Bei dem geschilderten Verfahren muß außerdem die Füllung
an den einen Stoß des Streckenrahmens ansteigen, bis sie den Scheitel des Bogens
in der Firste erreicht hat und fällt dann an den gegenüberliegenden Stoß nach unten,
wo sie sich von unten nach oben endgültig aufbaut. Es kommt dabei wiederholt zu
einem Ansteigen der dem Pumpendruck entgegenwirkenden Kräfte während des Füllvorganges
und zu einer fortschreitenden Entwässerung des Füllstoffes. Diese bedingt eine Erhöhung
der inneren Reibung des einzubringenden
Füllstoffes, welche von
außen nach innen zunimmt. Infolgedessen muß der Füllstoff durch einen sich fortschreitend
von außen nach innen verengenden Kanal durch die bereits gefüllten Bereiche in die
noch ungefüllten Schlauchteile bis zum Scheitel punkt der Firste gefüllt werden.
Das hat häufig eine Stopfenbildung zur Folge, welche eine restlose Füllung des Schlauches
verhindert, die auch nicht nachgeholt werden kann. Diese Erscheinung wirkt sich
ihrerseits so aus, daß Teile des Streckenrahmenumfanges nicht oder nicht ausreichend
an das Gebirge angeschlossen sind und daß der angestrebte Bettungseffekt nicht erreicht
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Füllung des Schlauches
an der jeweils günstigsten Stelle des Streckenrahmenumfanges vornehmen zu können,
von der aus der Füllstoff keine oder nur vernachlässigbar kurze Bereiche bereits
gefüllter Abschnitte durchqueren muß und dabei zu vermeiden, daß das Gewebe Schäden
in dem Sinne davonträgt, daß diese zum Verlust seiner Fähigkeit führen, das überschüssige
Anmachwasser des Füllstoffes nach außen abzuführen, ohne daß nennenswerte Mengen
an Feinstkorn verloren gehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß das Gewebe des Schlauches an einer zwischen den Schlauchenden liegenden Stelle
geöffnet, der Schlauch durch die Öffnung gefüllt und das Gewebe wenigstens annähernd
wieder geschlossen und der Füllvorgang abgebrochen wird, sobald der Fülldruck über
einen vorgegebenen Wert angestiegen ist.
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Indem man das Gewebe örtlich vorzugsweise durch Auseinanderdrängen
seiner Fäden öffnet, verhindert man Beschädigungen, weil die Fäden infolge ihrer
Elastizität nach Freigabe von
selbst im wesentlichen in ihre Ausgangslage
zurückkehren, hat aber die Möglichkeit, das Füllen an der jeweils günstigsten Stelle,
insbesondere im Scheitel der Firste zu beginnen, so daß der Füllstoff nach beiden
Seiten fließt und den Schlauch beginnend an den Ulmen von unten nach oben füllt.
Man kann außerdem den Füllvorgang beliebig neu ansetzen, falls sich gleichwohl Teile
des SChlauches nicht oder nur unvollständig füllen sollten. Deswegen kann man den
Druck auf einen Wert begrenzen, der etwaige Beschädigungen des Schlauchgewebes mit
Sicherheit ausschließt. Dabei wirkt es sich günstig aus, wenn nach dem Öffnen des
Gewebes die Öffnung abgedichtet wird. Die Erfindung schließt jedoch nicht aus, daß
die Öffnung auch durch Durchtrennen einzelner Fäden, insbesondere einzelner SchuB-fäden
wenigstens zum Teil hergestellt wird, weil sich das Gewebe unter der beim Füllen
auftretenden Zugbelastung des Schlauches dann auch wieder schließt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich im wesentlichen
dadurch, daß jeder Gewebeschlauch mit mehreren parallelen Schußfäden rundgewebt
und nahtlos ausgebildet ist, und daB das Füllrohr mit dem Anschluß stück in einem
Außenteleskoprohr geführt ist, das ein einseitig abgeschrägtes Mundstück aufweist,
wobei das Anschluß stück mit wenigstens einem oder mit zwei axial versetzten und
flexiblen Ringflanschen ausgebildet ist.
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Ein solcher Gewebeschlauch hat eine über seinen gesamten Umfang gleichmäßige
Festigkeit. Er kann deswegen mit maximalem Druck gefüllt werden, wobei die Schuß-
und Kettfäden überall auf Zug beansprucht werden. Die Belastbarkeiten der Fäden
lassen sich in den nötigen Grenzen so einstellen, daß sich das Gewebe nicht örtlich
öffnen und dadurch seine gewünschten Eigenschaften verlieren
kann.
Es hat sich auch gezeigt, daß die antistatische Ausrüstung die Glettfähigkeit der
Fäden derart steigert, daß die Fäden mit einem Rohr genügend großen Durchmessers,
das lediglich an seiner Stirnseite abgeschrägt ist, auseinandergedrängt werden können,
ohne beschädigt oder zerrissen zu werden. Das gilt nicht nur für die aus den Fäden
bestehenden Garne, sondern auch für die Fäden selbst. Dieses Auseinanderdrängen
erfolgt so, daß der zunächst mit Hilfe des Teleskoprohres angeklappte Ringflansch
durch die Öffnung des Gewebes hindurchgelangen und nach Freigabe sich an die Gewebeunterseite
anlegen kann. Nach Herausziehen der Fülleinrichtung aus dem Gewebe kann der Rohrabschnitt
entweder ebenfalls herausgezogen werden oder verbleibt in dem Gewebe.
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Diese Eigenschaften der Fäden bzw. des Schlauchgewebes ermöglichen
den Verzicht auf das bislang erforderliche Konfektionieren der Schläuche. Die erfindungsgemäßen
Schläuche werden in der Regel in einer Spezialfaltung und paketiert angeliefert.
Vor Ort wird eine dem Umfang des Bogens entsprechende Schlauchlänge abgeschnitten
und symmetrisch in die vormontierte, gegebenenfalls zwei- oder dreiteilige Kappe
derart eingelegt, daß der Schlauch unter den Bauschlössern hindurchgeführt ist.
Nach Auflegen der Kappe hängen die unteren Enden der Schläuche von den Kappenenden
herunter. Nach Vorsetzen der Stoßstempel und Einschließen der betreffenden Teil
längen der Schläuche mit den Stoßschlössern kann der übliche Mattenverzug eingebracht
werden.
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Nach Abbinden der Schlauchenden erfolgt das Füllen in der beschriebenen
Weise.
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Die hierbei auftretende Belastung des Gewebes verändert die Entwässerungseigenschaften
des Schlauches kaum. Es hat sich vielmehr herausgestellt, daß diese über die Fadendrehung
veränderbar ist. Mehr Linksdrehungen (Z) der Gewebefäden ergeben größere Maschenöffnungen
und daher eine vergrößerte Abgabemenge
an Überschußwasser und umgekehrt.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 eine Stirnansicht eines erfindungsgemäß
angeschlossenen Bogenausbaus, Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig.il,
Fig. 3 rechts das freie Ende einer erfindungsgemäßen Fülleinrichtung, die abgebrochen
wiedergegeben ist und links die Fülleinrichtung im betriebsbereiten Zustand, Fig.
4 eine Rohrdichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 5 eine Draufsicht
auf den Gegenstand der Fig. 4 und Fig. 6 links perspektivisch, jedoch schematisch
einen Gewebeschlauch gemäß der Erfindung, rechts das Gewebe in Draufsicht sowie
in abgebrochener Darstellung und darunter die Patrone des Gewebes.
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Die in Fig. 1 dargestellte Strecke mit der Sohle 1 und dem Gebirgsstoß
2 ist mit einem vierteiligen Streckenbogen 3 von Ausbauprofil ausgebaut. Zwischen
einem Verzug 5 aus in Längs-und Querrichtung aneinander angeschlossenen Drahtmatten
sowie dem rinnenartig ausgebildeten Ausbauprofil 6 des Bogens 3 wird ein Gewebeschlauch
7 eingelegt, der nach seinem Aufpumpen mit hydraulisch abbindendem Füllstoff sich
auf das aus Fig. 2 ersichtliche und dort schematisch wiedergegebene Profil 8 ausdehnt.
Dabei
wird das Verzugmaterial an den Gebirgsstoß 2 anedrückt, wobei sich der Schlauch
den vorhandenen Unebenheiten anpaßt und dadurch einen Formschluß herbeiführt.
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Zum Füllen des Schlauches 7 dient eine nicht dargestellte Füllt stoffpumpe,
welche den pastösen Füllstoff durch eine Schlauchzuführung in eine Rohrlanze drückt,
die allgemein mit 9 bezeichnet ist. Sie besitzt ein Füllrohr 10 in einem Außenteleskoprohr
23 mit einem einseitig abgeschrägten freien Ende, dessen Stirnfläche mit 11 bezeichnet
ist. Auf das Füllrohr wird zunächst enespäter als Anschlußstück an den Schlauch
7 dienende Rohrdichtung 12 aufgeschoben. Die Rohrdichtung 12 hat einen allgemein
zylindrischen Körper 14 mit gemäß dem Ausführungsbeispiel zwei Ringflanschen 15,
16, die im axialen Abstand voneinander angeordnet sind und bei dem Ausführungsbeispiel
mit dem Körper 14 eine Baueinheit bilden. Der Innendurchmesser des zylindrischen
Körpers 14 ist nennenswert größer als der Außendurchmesser des Füllrohres 10, jedoch
ist der Zylinder an dem den Flanschen 15, 16 zugeordneten Ende 17 mit einer Membran
18 verschlossen, welche einen radialen Schlitz 19 aufweist.
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Steckt man die Dichtung mit dem Ende 20 zuerst auf das Füllrohr 10
auf, so verformt sich die Membran 18 etwa gemäß der qestrichelten Darstellung bei
21 in Fig. 3, d.h. sie legt sich dichtend dem Füllrohr 10 an.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel bilden sämtliche Teile der Dichtung
12 eine Baueinheit miteinander, und die Dichtung besteht aus elastomerem bzw. elastischem
Werkstoff, z.B. aus Kautschuk.
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Deswegen lassen sich die beiden Ringflansche 15, 16 mit zwei Fingern
einer Hand nach entgegengesetzten Seiten und so umknicken, daß der dem Ende 17 näherliegende,
d.h. vordere Ringflansch
16 und der hintere Ringflansch 15 nach
hinten weisen.
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Diese Stellung der Ringflansche 15, 16 wird mit dem Außenteleskoprohr
23 fixiert, das über das Füllrohr 10 und die Dichtung 12, wie aus Fig. 3 rechts
ersichtlich, geschoben werden kann. Die Fülleinrichtung ist dann betriebsbereit.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Rohrlanze 9 (Fig. 1) in unmittelbarer
Nähe des Scheitels der Firste 24 angesetzt. Dazu stößt man die abgeschrägte Spitze
11 des Außenrohres 23 in den Schlauch, wobei das Gewebe nachgibt und im wesentlichen
keine Fasern der Fäden zerstört werden. Dieses Öffnen des Gewebes gestattet es auch,
das freie Ende 25 des Teleskoprohres ein kurzes Stück in das Gewebe einzubringen.
Danach schiebt man das Füllrohr durch das Außenrohr 23 in Richtung des Pfeiles 27
der Fig. 3, bis es im Inneren des Schlauches liegt und die Flansche 15, 16 im Bereich
der Schlauchwand liegen. Darauf zieht man das Außenrohr 23 in Richtung des Pfeiles
26. Damit werden die Ringflansche 15, 16 freigegeben und nehmen infolge ihrer Eigenelastizität
ausgehend von der in Fig. 3 links strichpunktiert wiedergegebenen Ausgangsstellung
die in ausgezogenen Linien dargestellte Endstellung von selbst an. In dieser Stellung
ist die in das Gewebe eingestoßen Öffnung innen von dem Flansch 16 und außen mit
dem Flansch 15 abgedichtet.
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Nach dem Einschalten der Füllpumpe strömt der hydraulische Füllstoff
in den Schlauch und fließt in diesen nach beiden Seiten des Bogens 3 unter dem EinfluFdes
Betriebsdruckes der Pumpe und der Schwerkraft nach unten. Mit zunehmender Schlauchfüllung
nähert sich der Querschnitt des Schlauches immer mehr dem Endquerschnitt 8 an, wobei
der Innendruck zunimmt. Entsprechend der Richtung der Pfeile 28 wird dabei der innenliegende
Ringflansch 16 auf die Innenseite 29 des Schlauches 7 gepreßt, wodurch der Verlust
von Füllstoff verhindert wird.
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Im allgemeinen füllt sich der Schlauch bereits nach dem erstmaligen
Einstechen der Füllanze 9, jedoch kann der Vorgang beliebig oft und an allen zugänglichen
Stellen des Schlauches 7 wiederholt werden. Die Schlauchenden sind, wie bei 30 in
Fig. 2 wiedergegeben, abgebunden und vermeiden so den Austritt von Füllstoff an
diesen Stellen.
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Nach Beendigung des Füllvorganges zieht man das Füllrohr 10 aus dem
Radialspalt 19 der Membran 18 heraus, so daB in der Regel die Dichtung 12 in dem
Schlauch verbleibt. Die hierbei freiwerdende, restliche Füllstoffmenge ist verhältnismäßig
klein. Es kann auch geschehen, daß die Dichtung 12 so fest auf das Füllrohr 10 gepreßt
ist, daß sie mit dem Füllrohr 10 herausgezogen wird. In diesem Falle schließt sich
das Gewebe weiter und es kann ebenfalls nur eine geringe F2llstoffnenge frei werden.
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Der Gewebeschlauch 7 hat gemäß der Darstellung in Fig. 6 eine Vielzahl
von Schußfän 33, welche in Schlauchlängsrichtung verlaufen, jedoch nur zwei parallele
Kettenfäden 34, 35, die in Umfangsrichtung des Schlauches in einer Vielzahl von
Windungen verlaufen. Wie die schematische Patronendarstellung erkennen läßt, handelt
es sich um eine Panamabindung. In dieser Darstellung stellt die Begrenzung zweier
senkrecht verlaufender Linien einen Kettfaden, zweier waagerecht verlaufender Linien
einen Schußfaden dar. Liegt auf der rechten Gewebeseite (Schauseite) an einer Kreuzungsstelle
der Kettfaden hoch (oben), also über dem Schußfaden, so ist auf der Patrone das
entsprechende Quadrat ausgefüllt. Liegt an einer Stelle der Schuß faden auf der
rechten Warenseite, so ist das Quadrat nicht ausgefüllt.
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Schuß und Kette bestehen aus Nylon. Die Abmessungen betragen Kette:
detex 1880 Z 70 - Z 80 Schuß: detex 1880 Z 70 - Z 80 Die Einstellung beträgt Kette:
17 Fäden-cm Schuß: 18 Fäden-cm Das Gewebe ist antistatisch ausgerüstet und hat beispielsweise
einen elektrischen Oberflächenwiderstand von 108 Ohm (nach DIN 54 345).