Grubenausbau

Grubenausbau,

 

Bergbau: Bezeichnung für das Absichern und Offenhalten der für den fortlaufenden Betrieb benötigten Grubenräume und Maßnahmen zum Schutz vor Steinfall; umfasst zahlreiche Verfahren zur Abstützung oder Verfestigung des den Grubenbau umgebenden Gesteins (Gebirge), damit es sich nicht auflockern und dabei seine Eigentragfähigkeit verlieren kann. Die Anwendung der verschiedenen Verfahren ist von der Art des Gebirges und von dem Spannungszustand abhängig, der sich durch die Schaffung der Grubenräume in den umgebenden Gebirgspartien entwickelt. In standfesten Gesteinen (v. a. Erz-, Kali- und Steinsalzbergbau) kann man bei wenig zerklüftetem Gebirge ganz auf den Grubenausbau verzichten. Als Ausbaumaterialien dienen Holz, Stahl, Leichtmetall, Steine oder Beton.

 

Das traditionelle hölzerne Bauelement ist der Türstock. Er besteht aus zwei Stempeln (Stützen) und einer quer liegenden Kappe. Einzelne Stempel werden oft im Abbau oder in besonderen Gefahrenfällen zur Abstützung bestimmter Gesteinspartien gestellt. Beim Stahlausbau in Strecken überwiegt die Verwendung bogenförmiger Ausbauelemente (Bogenausbau), die starr oder bei bestimmten Belastungen nachgiebig und gelenkig ausgeführt werden können und zum Teil mehrfach wieder verwendet werden. Ausbau durch Mauerung wird mit Kunst- (Ziegel, Formsteine) oder Naturstein, mit und ohne Bindemittel sowie bei Erfordernis durch Zwischenlagen (Holz) auch nachgiebig hergestellt. Beton wird im Grubenausbau als Fertigbeton, Betonformstein und Spritzbeton (Torkretierverfahren) verwendet. Ebenso wie im Tunnelbau hat der Spritzbeton durch seine Verschlusswirkung von Klüften, Versiegelung und Tragfähigkeit in Kombination mit Ankerausbau eine weite Verbreitung im Grubenausbau gefunden. Beim Ankerausbau werden etwa 1 bis 3 m lange Stahlstangen, Rohre oder Stahlseile in Bohrlöcher eingeführt und in diesen formschlüssig durch Beton oder Kunstharz beziehungsweise kraftschlüssig durch Keile, Spreizhülsen oder Flächenpressung befestigt. Durch Verspannen oder Formschluss der Anker im Bohrloch werden Gesteinsschichten an der Auflockerung gehindert, und die Tragfähigkeit des Gebirges um den Grubenbau wird erhalten beziehungsweise meist sogar erhöht.

 

Ein starrer Ausbau wird vorwiegend in Schächten und Hauptstrecken bis in mittlere Teufenbereiche (bis 500 m) angewandt, wo den Gebirgsdrücken noch widerstanden werden kann. Werden dagegen im Abbau und abbaunahen Bereich stärkere Gebirgsbewegungen mit größeren Konvergenzen (Absenkungen) erwartet, muss in Strecken Gelenkbogen- oder Gleitbogenausbau und im Abbau Hydraulikstempel- oder Schreitausbau eingebracht werden. Dieser formänderungsfähige Ausbau kann bei stärkeren Gebirgsbewegungen oder Gebirgsdrücken den Beanspruchungen zerstörungsfrei ausweichen und dabei seinen Ausbauwiderstand behalten. Streckenausbau erfolgt heute meist als Stützausbau in der gebirgsmechanisch günstigen Bogen- oder Ringform. Dabei wird der Bogenausbau mit einer sofort tragenden Baustoffschale zwischen Ausbau und Gebirge hinterfüllt, damit eine Auflockerung der Gesteinspartien unterbunden wird. Bei Anwendung der Kombination Anker-/Spritzbetonausbau kann je nach den Gebirgsverhältnissen das Profil rechteckig oder gewölbt sein. Der Abstand der Ausbaueinheiten (Türstock, Ausbaubogen), die Stärke der Spritzbetonschale oder die Ankerdichte (Anker pro m²) werden in Abhängigkeit vom erwarteten Gebirgsdruck festgelegt. Die Flächen zwischen den Ausbaueinheiten oder Ankern werden v. a. zum Schutz vor Steinfall mit Drahtgewebe, Blechen, Netzen, Brettern (Verzug) gesichert. Für einen guten Kontakt des Ausbaus zum Gebirgsstoß wird der Ring-, Bogen- oder Türstockausbau mit Gestein, Holz oder betonartigen Baustoffen hinterfüllt.

 

Im modernen Steinkohlenbergbau werden hydraulische Schreitausbaukomplexe (Bock-, Gespann- und v. a. Schildausbau) mit hohen Ausbauwiderständen verwendet, die aus mehreren Ausbaueinheiten (Firstkappe, Hydraulikstempel, Grundrahmen, hydraulischer Rückzylinder) zusammengesetzt sind. Die Strebausbaukomplexe können, zum Teil von über Tage ferngesteuert, geschlossen der fortschreitenden Abbaufront nachgerückt werden.

 

Die Sicherung von Schachtröhren erfolgt je nach den Gebirgsbedingungen durch Ziegelstein-, Betonformstein-, Schalbeton- und Anker-/Spritzbetonausbau. Bei anstehenden Salzschichten oder starken Wasserzuflüssen in der Schachtröhre ist ein wasserdichter Ausbau erforderlich, der früher durch den Einbau gusseiserner oder stählerner Tübbings erreicht wurde und heute durch einen gleitenden Stahlbeton-Verbundausbau ersetzt ist. Bei diesem Grubenausbau wird durch eine 15-30 cm dicke Asphaltummantelung die statisch wirkende, starre und dichte Stahlbetonröhre vor gefährliche Beanspruchung infolge Gebirgsbewegung geschützt.

 

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Gru|ben|aus|bau, der (Bergbau): Absichern u. Offenhalten der für den Betrieb benötigten Teile einer Grube durch Abstützung, Festigung des Gebirges o. Ä.