Zur Spannungsermittlung in Schachtauskleidungen Bei Verbundausbau

Summary: Nowadays the lining of shafts in coal mining is built in reinforced concrete for water bearing non-stable stratum. For great depth often a steel / reinforced concrete composite construction method is used. The non-rock connected shaft lining is predominantly loaded by the hydrostatic outside pressure of the asphalt mass in the gliding joint. In the following report especially the different stress distributions in the composite section are shown as a function of idealization (plane stress or plane strain) of the static system. The shaft lining stress analysis for concentric rings is set against the simplified n-calculation with ideal cross-section including remarks for further design. Although it is not a pressure shaft in geomechanical terminology, the result and its interpretation is also representative with vice versa sign of pressure direction. By extension with additional concentric rings the non-rock connected shaft lining may be transformed in a hollow cylinder bedded in elastic continuum. ZUSAMMENFASSUNG: Die tragende Auskleidung von Schächten im Bergbau in nichtstandfestem wasserführender Deckgebirge erfolgt heutzutage in Stahlbeton. Bei grossen Teufen wird oftmals ein Stahl-/Stahl- beLonverbundausbau gewählt. Der vom Gebirge getrennte Schachtausbau wird im wesentlichen durch des hydrostatischen Aussendruck der Asphaltgleitfuge belastet. In dem vorgestellten Beitrag wird insbesondere der unterschiedliche Spannungsverlauf im Verbundquerschnitt in Abhängigkeit von der Idealisierung des statischen Systems (ebener Spannungszustand oder ebener Verzerrungszustand) dargestellt. Hierbei wird die Schachtauskleidungsberechnung nach dem System der konzentrischen Ringe der vereinfachten Berechnung mit dem ideellen Querschnitt (n-Verfahren) gegenübergestellt und Hinweise zur weiteren Bemessung gegeben. Wenngleich es sich nicht um einen Druckschacht in geomechanischer Terminologie handelt, ist das Ergebnis und seine Interpretation auch bei umgekehrtem Vorzeichen der Druckrichtung repräsentativ. Durch Erweiterung mit zusätzlichen konzentrischen Ringen lässt sich der nicht gebirgsverbundene Schachtausbau in einen, ImelastischenKontinuum gebetteten, Hohlzylinder überführen. RÉSUMÉ: Le revêtement portant des puits dans l’exploration des mines dans un terrain de recouvrement aquifère non-stable se fait de nos jours en béton armé. Dans les grandes profondeurs, une construction composite en acier-/béton armé est souvent choisie. Le puits aménagé, qui est séparé du terrain, est chargé principalement par la pression hydrostatique externe du joint glissant en asphalt. Cet exposé présente notamment l’orientation des contraintes dans la section transversale de la construction composite en fonction de l’idéalisation du système statique (état de contraintes plan et état de déformation plan). Avec cela, le calcul du revêtement du puits d’après le système des anneaux concentriques du calcul simplifié est comparé à la section transversale idéale (Procédé-n) et des indications pour la suite du dimensionnement sont données. Même s’il ne s’agit pas, dans la terminologie géomécanique, d’un puits sous pression, le résultat est représentatif, son interprétation, même dans le cas de signes renverses de la direction de la pression, l’est aussi. Par un élargissement au moyen d’anneaux concentriques additionnels, le puits aménagé lequel est détaché du terrain, peut être transformé en un cylindre creux reposant sur un milieu élastique. 624 Die Auskleidung von Schächten des Steinkohlenbergbaus im nicht standfesten wasserführenden Gebirge erfolgt heutzutage in Stahlbeton. Hierbei sind nicht nur die Richtlinien ( 1 ) teilweise an Hochbaunormen orientiert, sondern auch die Bauverfahrenstechnik dem Bauwesen entsprechend. Die vorab im Gefrierverfahren geteuften Schächte werden durch den Einbau einer Asphaltgleitschicht insbesondere gegen spätere Abbaueinwirkungen flexibel gehalten. Ein dünner Stahlblechmantel zwischen Stahlbetonausbau und Gleitschicht sorgt für die Dichtigkeit des Systems. Der innen liegende bewehrte Betonring dient je nach Ausbildung der statischen Aufnahme von Wasser- und Gebirgsdrucklasten. Bei flachen Schächten reicht die Stahlbetonauskleidung gegen die anstehenden Lasten in der Regel aus, während bei großen Teufen zusätzlich ein innerer tragender Stahlmantel eingebracht wird. Man spricht bei entsprechender Schubsicherung von einem Verbundausbau, wobei es gilt, die spezifischen Trageigenschaften der verwendeten Materialien am Gesamttragverhalten zu berücksichtigen.