книги / III. Internationales Kalisymposium 1965 Teil 2

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Bild 6. Schema der Pfeilerbelastung für eine Baufeldgröße von 235 m

anschließendem schnellem Verspülen des Hohlraumes, wodurch die Abbauverluste mit gutem ökonomischem Ergebnis gesenkt werden konnten« Voraussetzungen waren geringe Standzeit und Größe des betreffenden Blockes sowie nur mittlere Mächtig­

keit bis etwa 5 m.

Es wurde schon erwähnt, daß die Ergebnisse der Formel von Kegel nur schlecht mit der Praxis in Übereinstimmung stan­

den. Hach zahlreichen Festigkeitsuntersuchungen» insbesondere über den Einfluß der Schlankheit, wurde die Formel dahinge­

folgreich erprobt und nunmehr auf mehreren Werken in Anwen­ dung ist [4]. Die von Dreyer [5Ü entwickelte Prüfkörperformel bestätigte die Richtigkeit dieser Überlegungen. Die Ergebnisse der beim Pfeilersplitting durchgeführten Messungen an den Pfeilern und im Hangenden gestatten weitere wichtige Schluß­ folgerungen für die Abbauführung im Werrarevier. Die auf

6 m getrimmten Pfeiler zeigten nach den von der Hauptmark-

angebauten Bänke kann in günstigen Fällen Reserven nachweisen, die unter meßtechnischer Überwachung genutzt werden können.

Nachdem die Ergebnisse der Pfeilerquerdehnungsmessungen von Höfer []9] nachgewieseri hatten, daß die Erhaltung des Hangen­ den in seiner ursprünglichen läge in den meisten Fällen nicht erreicht wird, wertete Gimm bereits 1958 QlOj und in späteren Veröffentlichungen diese Erkenntnisse für die Frage einer Umgestaltung der Abbauverfahren im Kalibergbau aus. Ein weiterer Vorschlag rür einen Totalabbau im Werragebiet wurde von Neubert Ql 1 , 12[] 1961 unterbreitet. Seit 1960 untersuchte Höfer Ql 3] im Aufträge der damaligen Zentralen Forschungsstelle für die Kaliindustrie am Institut für Gru­ bensicherheit, Leipzig, die Frage der Möglichkeit eines To­ talabbaues, insbesondere für das Flöz Staßfurt. Die Auswer­ tung der mißlungenen Totalabbauversuche (Achenbachschacht, Ludwig II, Sondershausen und "Juch”) zeigte, daß bei diesen das Hangende nur ungenügend abgestützt und der Wirkung des Spülversatzes unter den dortigen Bedingungen zuviel zuge­ traut worden war.

Eine genügende Stützung des Hangenden im offenen Abbauraum und im Alten Mann mußte aber als eine Grundvoraussetzung für einen, Totalabbau gefordert werden. Dies kann erreicht werden durch künstlichen oder natürlichen zeitweisen Ausbau im Arbeitsraum und durch Fremdversatz oder Selbstversatz (Bruchbau) im Alten Mann. Ein künstlicher Ausbau schied zu­ nächst für die vorgesehenen zu bauenden Mächtigkeiten aus, und das Einbringen von Spülversatz schied aus klimatischen und anderen Gründen aus; daher zielte das Verfahren auf

einen Kammerpfeilerbruchbau etwa in der Art, wie er im Elsaß, jedoch unter anderen geologischen Bedingungen, durchgeführt wird. Für den Südharz waren daher drei wichtige Fragen zu klären:

1 • Ist das anstehende Salzgestein im Vorfeld des Abbaues ge­ nügend nachgiebig, um einen weichen Übergang des Hangen­ den vom offenen Abbauraum in das Anstehende zu ermögli­ chen, und findet das Hangende im Alten Mann dann eine ge­ nügend widerstandsfähige Auflage?

2.Wie verhält sich der 40 bis 60 m mächtige Hauptanhydrit bei den zu erwartenden stärkeren Biegungsbeanspruchungen?

3.Wie ist die Wasserund Laugengefahr in dem in Frage kom­ menden Gebiete einzuschätzen?

Zum ersten Punkt konnte durch Messungen im Liegenden des Pfeilerrückbaufeldes in Bleicherode nachgewiesen werden, daß noch in einer horizontalen Entfernung von 70 m vom Abbaufeld durch den Abbau verursachte Bewegungen auftraten, so daß die Hangendbiegung sich über eine weite Entfernung erstreckt und

so am Abbaustoß gemildert Ist. Die Abbaukante selbst mußte wegen der zu erwartenden höheren Belastungen und den damit verbundenen Verformungen als wesentlich weicher eingeschätzt werden als beim herkömmlichen Kammerbau. Die zeitweiligen Ausbaupfeiler mußten so dimensioniert werden, daß sie einen kontinuierlichen Übergang der Hangendbiegung gestatteten. Sie

durften nicht zu starr sein, um Stanzwirkungen auf das unmit­ telbare Hangende und Liegende zu vermeiden, mußten anderer­ seits aber so tragfähig sein, um die Sicherheit im Abbau während ihrer kurzen Standzeit zu gewährleisten und evtl. Periodendrücke abzufangen, die jedoch durch den gleichmäßigen Übergang in der Hangendstützung vom Anstehenden bis zum Bruch­ feld vermieden werden sollten. Nach den Erfahrungen aus den früheren PQ-Messungen konnten Quadratpfeiler von etwa 3 x 3 bis 4 x 4 m diesen Anforderungen genügen, wobei etwa doppelte bis dreifache Querdehnungsgeschwindigkeiten, d.h. etwa 2 bis

3 mm/Tag, gegenüber den bisherigen zu erwarten waren und auch damit gerechnet werden mußte, daß die Pfeiler am Ende ihrer Standzeit diese Verformungen nicht mehr bruchfrei aus­ hielten, was jedoch bei einer begrenzten Abbauhöhe ohne Be­ lang ist. Diese jedoch war auch noch für die genügende Aus­ füllung des Bruohraumes von Bedeutung und wurde daher mit maximal 3,5 m vorgesohlagen.

Ein Schwächen der Pfeiler kurz vor dem Bruchwerfen war vorge­ sehen.

Festigkeitsuntersuchungen an Bohrkernen des Hauptanhydrit'es ergaben sehr stark schwankende V/erte für verschiedene strati­ graphische Horizonte.

Die Druckfestigkeit lag zwischen 495 und 1125 kp/cm2, die Zugfestigkeit zwischen 35 und 67 kp/cm2.

Es konnte nachgewiesen werden, daß diese großen Schwankungen mit unterschiedlichen Anhydritstrukturen Zusammenhängen Und daß daher der Hauptanhydrit nicht als eine einheitliche mas­ sige Schicht betrachtet zu werden brauchte. Durch diese Er­ kenntnis war der früher als besonders schlaggefährlich be­ trachtete Hauptanhydrit für das Vorhaben eines Totalabbaues wesentlich ungefährlicher geworden,und es konnte unter Be­ rücksichtigung des Vorhergesagten mit einer von dieser Seite her ungestörten Durchführung des Versuches gerechnet wer­ den.

Eine von Stolle £14] gegebene Einschätzung einer möglichen Gefahr durch Tageswasser wurde für das vorgesehene Abbaufeld in Pöthen unter Bezug auf die große Mächtigkeit des Deckge­ birges und insbesondere auf den tonreichen und sehr kluft­ armen, über 300 m mächtigen Unteren Buntsandstein absolut ver­ neint. Damit stand der Durchführung eines Großversuches nichts mehr im Wege, und die erfolgreiche Durchführung des Kammerpfeilerbruchbaues im mitteldeutschen Kalibergbau in

der DDR sowie die oben erwähnten Maßnahmen zur Senkung der Abbauverluste zeigen anschaulich, wie gebirgsmechanische Er­ kenntnisse die Ausund Umgestaltung der Abbauverfahren be­ einflussen können.

Literatur

D D Spackeier, G.: Lehrbuch des Kaliund Steinsalzbergbaues, Halle: Wilhelm Knapp-Verlag 1957

£2] Stamatiu, M . : Beiträge zur Klärung einiger Abbauprobleme bei den rumänischen Salzgruben unter besonderer Be­ rücksichtigung der geologischen Verhältnisse und der festigkeitsmechanischen Eigenschaften des Steinsal­ zes. Habilitationsschrift. Bergakademie Preiberg 1936

£3] Kegel, K . : Neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der berg­ männischen Gebirgsmechanik. Berlin: Akademie-Verlag 1953. (Abh. Dt. Akad. d. Wiss. Berlin, Kl. f. techn. Wiss. 1953, No. 1).

Bergmännische Gebirgsmechanik. Halle: Wilh. KnappVerlag 1950

[43 Höfer, K.-H.: Verbesserungsvorschlag "Senkung der Abbauverluate durch verluatarmen Kaliaalzabbau an der Werra" vom 6,4.1961

[53 Dreyer, W . : Die Bedeutung von Modellversuchen an Salzgeateinen für die Beurteilung gebirgamechaniacher Probleme im Kalibergbau, Bergakademie, Leipzig 16 (1964), H. 3, S. 157-162

[[6] Hottewitz, K.: Gebirgsmechanische Beobachtungen bei der

Anwendung des Pfeileraplitting. Vortrag auf dem 3* gebirgamechaniachen Kolloquium am 8,/9.4.65 in Leipzig

[[7] Berthold, E.: Neuere Erkenntniaae von Hangendabsenkungsunterauchungen im Kalibergbau und Auawertung von Piratfall-Unfallen. Vortrag auf dem 3. gebirgsmechaniachen Kolloquium am 8./9.4.65 in Leipzig

[83 Menzel, W . : Methoden zur Unterauchung dea Spannungszuatandea in einachichtigem, zweiachichtigem und mehrachichtigem Hangenden. Unveröffentlichtea Manuakript, In8titut für Grubenaicherheit, Leipzig, 1965

Cfl Hofer, K.-H.: Beitrag zur Frage der Standfeatigkeit von Bergfeaten im Kalibergbau. Diaa. Bergakademie Frei­ berg 1957. Freib. Forach.-H. A 100 (1958)

0 0 ”) Gimm, W. : Abbauverfahren und Laugengefahr im Kaliberg­ bau. Freib. Forach.-H. A 114 (1959)

[11] Neubert, K.; Stetiger Abbau an der V/erra zur Steigerung der Sicherheit und Wirtachaftlichkeit. Bergakademie, Berlin 13 (1961), H. 6, S. 383-391

[12J Neubert, K.: Gebirge schlage und neue Abbauver fahren im Kalibergbau. Bergbautechnik, Berlin 11 (1961), H. 3, S. 122-129

[133 Hofer, K.-H.: Abschlußbericht zur Forschungsarbeit FA-Nr. 0-99 "Totalabbau". Institut für Grubensicher­

Praktische Durchführung eines TotalabbauVersuches auf der Kaligrube Pöthen

D. Fulda, Sondershausen, K.-H. Hofer, Leipzig, H. Seidl,

Volkenroda

Im mitteldeutschen Kalibergbau wurden in den 20er Jahren mehrere Totalabbauversuche unternommen, die allesamt wegen der Nichtbeherrschung' des Gebirges fehlschlugen.

Nachdem gegen Ende der>50er Jahre wesentliche neue gebirgsmechanische Erkenntnisse Vorlagen, griff die Kaliforschungs­ stelle Sondershausen das Problem eines Totalabbaues unter den Verhältnissen unseres Kalibergbaues erneut auf und be­ auftragte die Abteilung Gebirgsmechanik des Institutes für Grubensicherheit mit der Untersuchung der Möglichkeiten der Durchführung eines Totalabbaues im Kalibergbau der DDR.

Die von Höfer durchgeführten Untersuchungen hatten zum Er­ gebnis, daß unter bestimmten Voraussetzungen ein Totalabbau in der Form eines Kammerpfeilerbruchbaues im Südharz-Kalire- vier möglich ist. Voraussetzungen waren:

1.Die Laugengefahr in dem künftigen Totalabbaufeld mußte als gering eingeschätzt werden können.

2.In dem Totalabbaufeld sollten weiche Übergänge zu den Rändern des Baufeldes geschaffen werden und,wenn möglich, der Beginn des Totalabbaues an ein bereits abgebautes Feld anschließen.

3.Die abzubauende Mächtigkeit sollte vorerst 3,5 m nicht übersteigen.

4.Es mußte ein genügend nachbruchfähiges Hangendes anstehen.

Als günstig für einen derartigen Versuch mit den angegebenen Bedingungen wurde die Grube Pöthen des Kaliwerkes Volkenroda angesehen.

Der Großversuch Kammerpfeilerbruchbau Pöthen stellt ein gutes Beispiel einer kollektiven Zusammenarbeit zwischen Betrieb und wissenschaftlichen Institutionen dar. Hervorzuheben ist, daß die Bergbehörde Erfurt, besonders ihr Leiter, Herr Dipl.- Ing. Pickert, diesem Versuch von Anfang an wohlgesinnt war