DE4107370C2

DE4107370C2 -

Info

Publication number: DE4107370C2
Application number: DE19914107370
Authority: DE
Inventors: Peter Von Dipl.-Ing. 4630 Bochum De Linsingen-Heintzmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-08
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1992-12-10
Also published as: GB9127016D0; DE4107370A1; GB2253423B; GB2253423A

Description

Die Erfindung betrifft einen Streckenausbau, insbesondere für bergbauliche Untertagebetriebe mit in Umfangsrichtung der Strecke gekrümmten oder polygonartig zusammengesetzten Stahlblechsegmenten, wobei die Stahlblechsegmente eine zum Gebirge hin offene Profilkammer bildende Profilierung auf weisen und in Streckenlängsrichtung sowie in Streckenum fangsrichtung verbunden sind, wobei die Profilkammern in Streckenlängsrichtung verlaufen und mit einer gebirgsseiti gen Betonhinterfüllung in Streckenlängsrichtung verlaufende, zumindest durch das Blech der Stahlblechsegmente bewehrte Stahlbetonbalken bilden, deren Flächenträgheitsmoment einer seits durch den konstanten Querschnitt der Profilkammern und andererseits durch die Oberfläche des Gebirges bestimmt ist, und wobei die Bereiche in Umfangsrichtung zwischen den Stahlbetonbalken biegenachgiebig eingerichtet sind. Ein solcher Streckenausbau kann gegebenenfalls mit Gebirgsan kern, die an die Stahlblechsegmente angeschlossen sind, oder mit Versteifungselementen, die streckenseitig auf die Stahl blechsegmente aufgesetzt sind, versehen sein.The invention relates to route expansion, in particular for underground mining operations with circumferential direction the route curved or polygonal composite Steel sheet segments, the steel sheet segments one for Profiling forming an open mountain range point and in the longitudinal direction and in the route circumference catch direction are connected, the profile chambers in Route longitudinal direction and with a mountain side against concrete backfilling in the longitudinal direction, at least reinforced by the sheet metal of the steel sheet segments Form reinforced concrete beams, the moment of inertia of which is one partly through the constant cross-section of the profile chambers and on the other hand determined by the surface of the mountains is, and wherein the regions in the circumferential direction between the Reinforced concrete beams are flexible. A Such route expansion can possibly be with Gebirgsan core connected to the steel sheet segments, or with stiffening elements on the track side of the steel Sheet metal segments are placed, be provided.

Mit dem bekannten Streckenausbau der vorstehend beschrie benen Gestaltung und Zweckbestimmung, von dem die Erfindung ausgeht (DE 39 00 431), erreicht man in bezug auf die aufzu nehmenden Gebirgskräfte eine ausreichende Nachgiebigkeit und außerdem ein Tragwerk mit starkem Verbund benachbarter Stahlblechsegmente, auch in Streckenlängsrichtung. Die nach giebigen Bereiche können zum Gebirge hin betonhinterfül lungsfrei ausgeführt sein. Insoweit bestimmen die Blechdicke und das Flächenträgheitsmoment der Profilierung der Stahl blechsegmente im Nachgiebigkeitsbereich das Nachgiebigkeits verhalten. Es kann jedoch auch dadurch beeinflußt sein, daß die biegenachgiebigen Bereiche eine an das Gebirge ange schlossene Betonhinterfüllung geringer Dicke aufweisen.With the known route expansion described above benen design and purpose, of which the invention goes out (DE 39 00 431), can be reached in relation to the mountain forces have sufficient compliance and also a structure with a strong bond of neighboring Sheet steel segments, also in the longitudinal direction. The after Common areas can backfill concrete towards the mountains be performed without lung. To this extent determine the sheet thickness and the area moment of inertia of the profiling of the steel sheet metal segments in the compliance area the compliance behavior. However, it can also be influenced by the fact that the flexible areas are attached to the mountains have closed concrete backfill of small thickness.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Streckenaus bau der eingangs beschriebenen Gestaltung und Zweckbestim mung, ohne Veränderung der Blechdicke der Stahlblechsegmen te, bezüglich der Gestaltfestigkeit und Tragfähigkeit zu verbessern, und zwar bei einstellbarer Nachgiebigkeit.The invention has for its object a route construction of the design and purpose described at the beginning without changing the sheet thickness of the steel sheet segments te, regarding the structural strength and load-bearing capacity improve, with adjustable flexibility.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die nach giebigen Bereiche als Nachgiebigkeitskammern, d. h. als nachgiebige Profilkammern, ausgeführt sind, welche Nachgie bigkeitskammern mit einem ausreichend nachgiebigen Baustoff ausgefüllt sind, und daß die gebirgsseitige Betonhinterfül lung sowie der Baustoff in den Nachgiebigkeitskammern, mit den Stahlblechsegmenten als Bewehrung ein nachgiebig tragendes Gewölbe bilden. Die Nachgiebigkeit läßt sich durch das Nachgiebigkeitsverhalten des Baustoffes in den Nachgie bigkeitskammern einstellen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Nachgiebigkeitskammern mit einem nachgiebigen Beton ausgefüllt. Als nachgiebiger Beton bieten sich hydraulisch gebundene Betone, die ein vorgegebenes Porenvolumen oder entsprechende Zuschlagstoffe aufweisen, an. Man kann jedoch auch mit Betonen arbeiten, die ein Kunststoffbindemittel oder ein bituminöses Bindemittel auf weisen. Um sicherzustellen, daß der nachgiebige Baustoff mit dem Stahlblechsegmenten einen definierten Verbund eingeht, lehrt die Erfindung, daß die Nachgiebigkeitskammern Verbundelemente für den nachgiebigen Beton aufweisen. In diesem Zusammenhang ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung fernerhin dadurch gekennzeichnet, daß die Nach giebigkeitskammern durch aufgesetzte Abdeckbleche strecken seitig abgeschlossen sind.To achieve this object, the invention teaches that after common areas as plenums, d. H. as resilient profile chambers are executed, which Nachgie with a sufficiently compliant building material are filled in, and that the mountain-side concrete backfill tion as well as the building material in the compliance chambers, with the steel sheet segments as reinforcement compliant form a supporting vault. The flexibility can be the compliance behavior of the building material in the Nachgie Set the level chambers. According to a preferred embodiment the invention are the compliance chambers with a compliant concrete filled. Offer as compliant concrete hydraulically bound concretes that have a predetermined Have pore volume or corresponding additives, at. However, one can also work with concretes that are a Plastic binder or a bituminous binder point. To ensure that the compliant building material a defined bond with the steel sheet segments arrives, the invention teaches that the compliance chambers Have composite elements for the flexible concrete. In in this connection is a preferred embodiment of the Invention further characterized in that the after Stretch the yield chambers through the cover plates are mutually completed.

Bei dem erfindungsgemäßen Streckenausbau kann auf zusätz liche Versteifungselemente und/oder auf Gebirgsanker, wie sie bei dem eingangs beschriebenen Streckenausbau an sich bekannt sind, verzichtet werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, an die Stahlblechsegmente streckenseitig Versteifungselemente anzuschließen, die im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen. Auch können alternativ, wie an sich bekannt, Gebirgsanker eingesetzt werden.In the route expansion according to the invention, additional Liche stiffening elements and / or on rock anchors, such as they themselves with the line expansion described at the beginning are known to be waived. Within the scope of the invention it is, however, on the steel sheet segments on the track side To connect stiffening elements, which are essentially in Circumferential direction. Also, alternatively, how to known to be used rock anchors.

Die erreichten Vorteile sind in der Erhöhung der Gestalt festigkeit und damit der Tragfähigkeit des erfindungsge mäßen Streckenausbaus zu sehen, und zwar bei einstellbarer Nachgiebigkeit durch die Nachgiebigkeitskammern und die Aus füllung der Nachgiebigkeitskammern mit einem ausreichend nachgiebigen Baustoff. Es entsteht in statischer Hinsicht gleichsam eine nachgiebige Schale aus der Betonhinterfüllung und dem nachgiebigen Baustoff in den Nachgiebigkeitskammern, in welche nachgiebige Schale die Stahlblechsegmente inte griert sind. Zu dieser Verbesserung ist es nicht erforder lich, die Stahlblechsegmente aus dickerem Blech herzustellen oder zusätzlich zu profilieren.The advantages achieved are in increasing the shape strength and thus the load capacity of the fiction to see moderate route expansion, with adjustable Compliance through the compliance chambers and the Aus filling the compliance chambers with a sufficient compliant building material. It arises from a static point of view as it were a flexible shell from the concrete backfill and the resilient building material in the resilience chambers, in which flexible shell the steel sheet segments inte are free. It is not necessary for this improvement Lich to produce the steel sheet segments from thicker sheet metal or additionally to profile.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigtIn the following, the invention is based on only one Embodiment representing drawing in more detail explained. It shows

Fig. 1 perspektivisch einen erfindungsgemäßen Streckenausbau in montiertem Zustand, ausschnittsweise und mit weit gehend entferntem Gebirge, FIG. 1 in perspective a roadway support according to the invention in an assembled state, sectional and largely removed mountains,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1, Fig. 2 is an end view of the subject of Fig. 1,

Fig. 3 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 2, Fig. 3 shows the enlarged section A from the object of Fig. 2,

Fig. 4 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Streckenausbaus und Fig. 4 corresponding to FIG. 1, another embodiment of a line extension according to the invention and

Fig. 5 mit den Teilfig. a), b), c) in der Stirnansicht verschiedene Stahlblechsegmente für einen erfindungs gemäßen Streckenausbau. Fig. 5 with the Teilfig. a), b), c) in the front view various steel sheet segments for an inventive line expansion.

Der in den Figuren dargestellte Streckenausbau ist insbeson dere für bergbauliche Untertagebetriebe bestimmt. Er besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus Stahlblechsegmenten 1, die zu einem kreisförmig geschlossenen oder U-förmigen Aggregat zusammengesetzt werden. Versteifungselemente 2 und Gebirgsanker 3 können zusätzlich angeordnet werden. Die Stahlblechsegmente 1 weisen eine zum Gebirge hin offene Profilkammer 4 konstanten Querschnitts bildende Profilierung auf. Die Stahlblechsegmente 1 sind in Streckenlängsrichtung sowie in Streckenumfangsrichtung, einem geschlossenen Ausbau oder einem bogenförmigen Ausbau angehörend, verbunden. Die Stahlblechsegmente 1 sind gebirgsseitig durch eine Beton hinterfüllung 5 an das Gebirge angeschlossen.The route expansion shown in the figures is particularly intended for mining underground operations. It consists in its basic structure of steel sheet segments 1 , which are assembled into a circular closed or U-shaped unit. Stiffening elements 2 and rock bolts 3 can also be arranged. The sheet steel segments 1 have a mountain to the constant open towards the profile chamber 4 forming cross-section profile. The steel sheet segments 1 are connected in the longitudinal direction and in the circumferential direction, belonging to a closed expansion or an arcuate expansion. The steel sheet segments 1 are connected on the mountain side by a concrete backfill 5 to the mountains.

Insbesondere aus den Fig. 1 und 4 entnimmt man, daß die Profilkammern 4 in Streckenlängsrichtung verlaufen und mit ihrer Betonhinterfüllung 5 in Streckenlängsrichtung verlau fende, zumindest durch das angeschlossene Blech der Stahl blechsegmente 1 bewehrte Stahlbetonbalken 6 bilden. Das Flächenträgheitsmoment dieser Stahlbetonbalken 6 ist einer seits durch den konstanten Querschnitt der Profilkammern 4, und zwar hauptsächlich durch diesen Querschnitt, anderer seits aber auch die Oberfläche des Gebirges bestimmt. Die Bereiche 7 zwischen den Stahlbetonbalken 6 sind biegenach giebig eingerichtet. Es versteht sich, daß die Profilkammern 4 und damit die Stahlbetonbalken 6 nach Maßgabe der aufzu nehmenden Gebirgskräfte dimensioniert sind. Die in die Stahlbetonbalken 6 als Bewehrung integrierten Stahlblech segmente 1 sind, insbesondere bezüglich ihrer Dicke, nach den Regeln der Statik, aber auch stabilitätsmäßig, einge richtet. In den Profilkammern 4 erkennt man an den Stahl blechsegmenten 1 befestigte Verbundelemente 8, die in die Betonhinterfüllung 5 hineinragen und in den Beton eingebet tet sind. Der Beton mag als Faserbeton ausgeführt sein. Die Ausformungen 9 zwischen den Profilkammern 4 liegen zumindest bereichsweise mittelbar oder unmittelbar an dem Gebirge an. Im Ausführungsbeispiel weisen die biegenachgiebigen Bereiche 7 eine Betonhinterfüllung 5 auf. Deren Dicke ist jedoch we sentlich geringer als die der Stahlbetonbalken 6. Insoweit sind gleichsam Sollbruchstellen definiert, die eine aus reichende Nachgiebigkeit sicherstellen. Man könnte aber auch die biegenachgiebigen Bereiche 7 betonhinterfüllungsfrei ausführen. Die einzelnen Stahlblechsegmente 1 erstrecken sich über einen Teilbereich des Streckenumfanges. Sie werden segmentweise in den Untertageraum verbracht und dort mon tiert. Es besteht auch die Möglichkeit, die Stahlblechseg mente 1 aus Teilsegmenten 10 zusammenzusetzen, die jeweils eine Profilkammer 4 und längslaufend Profilflansche 11 auf weisen, wobei die Teilsegmente 10 mit ihren Profilflanschen aneinander anliegend angeordnet sind. Dazu wird insbesondere auf die Fig. 5 verwiesen.In particular from FIGS. 1 and 4, it draws in that the profile chambers 4 extend in the track longitudinal direction and with their concrete backfill 5 duri Fende in track longitudinal direction, at least by the attached sheet of the sheet steel segments 1 reinforced concrete beams 6 form. The area moment of inertia of these reinforced concrete beams 6 is determined on the one hand by the constant cross section of the profile chambers 4 , mainly by this cross section, but on the other hand also the surface of the rock. The areas 7 between the reinforced concrete beams 6 are set up bendable. It goes without saying that the profile chambers 4 and thus the reinforced concrete beams 6 are dimensioned in accordance with the rock forces to be taken. The steel sheet segments 1 integrated into the reinforced concrete beams 6 as reinforcement are, in particular with regard to their thickness, according to the rules of statics, but also in terms of stability. In the profile chambers 4 can be seen on the steel sheet segments 1 attached composite elements 8 , which protrude into the concrete backfill 5 and are embedded in the concrete tet. The concrete may be made of fiber concrete. The formations 9 between the profile chambers 4 are at least partially directly or indirectly against the mountains. In the exemplary embodiment, the flexible areas 7 have a concrete backfill 5 . However, their thickness is considerably smaller than that of the reinforced concrete beam 6 . In this respect, predetermined breaking points are defined, as it were, which ensure sufficient flexibility. But one could also design the flexible areas 7 without concrete backfilling. The individual steel sheet segments 1 extend over a partial area of the route circumference. They are brought segment by segment into the underground room and installed there. There is also the possibility of assembling the Stahlblechseg elements 1 from sub-segments 10 , each having a profile chamber 4 and longitudinal profile flanges 11 , the sub-segments 10 being arranged with their profile flanges adjacent to one another. For this purpose, reference is made in particular to FIG. 5.

Man erkennt, daß die nachgiebigen Bereiche 7 Nachgiebig keitskammern 12 bilden, d. h. als nachgiebige Profilkammern ausgeführt sind. Diese sind mit einem ausreichend nachgie bigen Baustoff 13 gefüllt, der in den Figuren durch eine kreuzförmige Profilierung kenntlich gemacht worden ist, an einigen Stellen zur Verdeutlichung der Nachgiebigkeitskam mern jedoch fortgelassen wurde. Auf den Nachgiebigkeits kammern 12 befinden sich Abdeckbleche 14, die an einigen Stellen angedeutet wurden. Mit dieser Erläuterung wird deut lich, daß die gebirgsseitige Betonhinterfüllung 6, sowie der Baustoff 13 in den Nachgiebigkeitskammern 12 mit den Stahlblechsegmenten 1 als Bewehrung ein nach Maßgabe der aufzunehmenden Gebirgskräfte dimensioniertes nachgiebig tragendes Gewölbe bilden. Der Baustoff 13 könnte auch vorge formt sein, z. B. zu einem nachgiebigem Profil oder Rohr. Angedeutet wurden in der Fig. 2 Verbundelemente für den nachgiebigen Baustoff 13 in den Nachgiebigkeitskammern 12. Einige Versteifungselemente 15 und Gebirgsanker 16 wurden angedeutet. Die Versteifungselemente 15 sind mit Anschluß einrichtungen 17 an die Stahlblechsegmente 1 angeschlossen. Es versteht sich, daß die Versteifungselemente 15 bereits weise und umlaufend, auch über die Länge des Streckenausbaus verteilt, angeordnet werden können. Sie wirken mit der aus den Stahlblechsegmenten 1, dem Hinterfüllungsbeton 6 und dem nachgiebigen Baustoff 13 gebildeten nachgiebigen Schale zusammen. Sie wirken stabilisierend und erfüllen bei aus legungsüberschreitenden Belastungen der nachgiebigen Schale eine Nottragfunktion.It can be seen that the resilient regions 7 form flexible chambers 12 , ie are designed as resilient profile chambers. These are filled with a sufficiently flexible construction material 13 , which has been identified in the figures by a cross-shaped profile, but has been omitted in some places to illustrate the flexibility chamber. On the compliance chambers 12 are cover plates 14 , which have been indicated in some places. With this explanation it is clearly Lich that the mountain-side concrete backfill 6 , as well as the building material 13 in the resilience chambers 12 with the steel sheet segments 1 as reinforcement form a resiliently supporting vault dimensioned in accordance with the rock forces to be absorbed. The building material 13 could also be pre-formed, for. B. to a resilient profile or pipe. Composite elements for the resilient building material 13 in the resilience chambers 12 were indicated in FIG. 2. Some stiffening elements 15 and rock anchors 16 have been indicated. The stiffening elements 15 are connected with connecting devices 17 to the steel sheet segments 1 . It goes without saying that the stiffening elements 15 can already be arranged in a wise and circumferential manner, also distributed over the length of the line extension. They interact with the flexible shell formed from the steel sheet segments 1 , the backfill concrete 6 and the flexible building material 13 . They have a stabilizing effect and fulfill an emergency carrying function when the flexible shell is subjected to loads that exceed the specified level.

Claims

1. Route expansion, in particular for underground mining operations, with steel sheet segments that are curved or polygonal in the circumferential direction of the route, the steel sheet segments having a profile chamber that is open towards the mountains and are connected in the longitudinal direction and in the circumferential direction of the route, the profile chambers running in the longitudinal direction and with a mountain-side concrete backfill in distance longitudinally extending, at least reinforced by the sheet of the sheet steel segments reinforced concrete beams form, the area moment of inertia is determined on the one hand, by the constant cross-section of the profile chambers and the other part by the surface of the mountain, and the regions being biegenachgiebig arranged in circumferential direction between the reinforced concrete beams, characterized characterized in that the resilient areas are designed as resilience chambers, which resilience chambers ( 12 ) with a sufficiently compliant building material ( 13 ) are filled, and that the mountain-side concrete backfill ( 6 ) and the building material ( 13 ) form a resiliently supporting vault in the resilience chambers ( 12 ) with the steel plate segments ( 1 ) as reinforcement.

2. line extension according to claim 1, characterized in that the resilience chambers ( 12 ) are filled with a resilient concrete ( 13 ).

3. line extension according to claim 1 or 2, characterized in that the resilience chambers ( 12 ) have composite elements for the resilient building material ( 13 ).

4. line extension according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resilience chambers ( 12 ) are closed on the track side by cover plates ( 14 ).

5. line extension according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the steel sheet segments ( 1 ) stretch stiffening elements ( 15 ) are connected, which extend substantially in the circumferential direction.