книги / III. Internationales Kalisymposium 1965 Teil 2

von 5 x 3,5 m aufgefahren und im Hinblick auf die zu erwar­ tenden Abbauauswirkungen planmäßig geankert. Die Abbaue wur­ den in der herkömmlichen Weise von der Cb1-Strecke aus als Doppelabbaue angesetzt, wobei im Bereich des Abbauhalses der Abbau um etwa 2 m hochgesetzt werden mußte, um die vorgese­ hene Bauscheibe zu erreichen. Nach dem Durchschlag des Ab­ baues 1 zur Co*Strecke bestand ständig durchgehende Wetter­ verbindung. Die Abbauparameter wurden auf Grund praktischer Erfahrungen im Grubenbetrieb Pöthen festgelegt. Die Kammer­ höhe betrug 2,7 bis 3 m, die Kammerbreite 5 m. Die quadrati­ schen Pfeiler hatten eine Kanteniänge von 3,5 m, während die Querhiebe ebenfalls 3,5 m breit waren.

Bei der Ausrüstung für das Gewinnen, Laden und Fördern wurde davon ausgegangen, daß zunächst durch Verwendung herkömmli­ cher Maschinen und Geräte ein schneller Versuchsbeginn ge­ sichert werden sollte, um die getirgsmechanische Anwendbar­ keit des Verfahrens grundsätzlich nachzuweisen. Es waren da­ her von der technologischen Seite von vornherein keine opti­ malen Leistungen zu erwarten, was auch durch den Versuchs­ verlauf bestätigt wurde. Die Gewinnung erfolgte in herkömm­ licher Weise zunächst durch Fächersatz und später mit Groß­ locheinbruch. In der Abbauförderung wurden Schrapper des 0?yps Kali 4 verwendet, wobei jeweils ein Schrapper für zwei Abbaue vorgesehen wurde. Insgesamt waren 3 Schrapper im Ein­ satz, von denen sich laufend einer im Umbau befand. Um das Auffahren von zusätzlichen Schrappernisehen zu vermeiden, wurden Getriebeschrapper eingesetzt, die in der Cb1-Strecke selbst aufgestellt werden konnten. Aus dem gleichen Grund

sollte in der Cb1-Strecke ein Zwischenfördermittel mit gerin­ ger Breite eingesetzt werden. Dies war ein Kratzkettenförde­ rer in 2 Teillängen von 80 und 100 m Länge. Um Schiefstellun­ gen und Verklemmungen durch den zu erwartenden Sohlendruck

in d6r Cb1-Strecke zu vermeiden, wurde der Kratzkettenförde­ rer an Seilen an der Firste aufgehängt (Bild 4, siehe Bild­ tafel VII).

Der Kratzkettenförderer entleerte in einen Bunker von etwa

80 t Fassungsvermögen, der im nördlichen Teil der Cb1 -Strecke ausgestroßt war, um eine Puffermöglichkeit von Zwischen-

keit von maximal 3,0 m und unter Zugrundelegung der teil­ weisen Ausfüllung des Hohlraumes mit dem Haufwerk der zerschossenen Pfeiler beträgt die notwendige Mächtigkeit der Dachschichten 2 bis 8 m. Erfahrungsgemäß ist der ent­ stehende Salzton sehr bruchfreudig. Seine Mächtigkeit be­ trug etwa 12 bis 1 5 m, so daß diese Forderung erfüllt war.

2.Die kritische Periode beim Bruchbau ist die Anlaufperiode. Dort reichen im allgemeinen die erzeugten Spannungs­ differenzen nicht aus, um die Dachschichten zum völligen Hereinbrechen zu bringen. Die dabei entstehende Gefahr ist, daß das Haupthangende nicht unterstützt wird, mit der Zeit großflächig frei hängenbleibt, plötzlich gebirgsschlagartig durchbricht und Menschen und Material gefährdet. Am besten umgeht man derartige Schwierigkei­ ten, indem man anschließend an Bruchfelder den Bruchbau fortsetzt oder an alten Abbaufeldern ansetzt. Leider war diese Möglichkeit im vorliegenden Pall nicht gegeben. Es mußte an den Streckenpfeilern der C6-Strecke angeschlos­ sen werden, die als Restpfeiler auf den späteren Abbau

wirkten (Bild 3).

Beim Auffahren der Kammer 1 und 2 zeigten sich infolge dieser Restpfeilerwirkung ernste Risse in Kammer 1, die dazu zwangen, die Pfeilerreihe zwischen Kammer 1 und 2 vor Durchschlag der Kammer 1 mit der Cc-Strecke vorzeitig zu Bruch zu schießen. Die Schwierigkeit beim 1. Bruch­ schießen bestand also nicht - wie befürchtet - darin,

die Dachschichten zum Hereinbrechen zu bringen, sondern darin, die Firstsicherheit für die in den Kammern arbei­ tenden Bergleute zu gewährleisten.

Um die Dachschichten möglichst hoch hinaufbrechen zu lassen, mußte vermieden werden, irgendwelche Pfeiler stehenzulas­ sen. Zu diesem Zweck wurde jeder Pfeiler mit 4 Gang mit

3 Loch pro Gang abgebohrt. Um den Bruch bis nahe an den Streckenpfeiler der Cc-Strecke und die Pfeilerreihe Nr. 2 heranzuführen, wurden unmittelbar an den brechenden Kanten Löcher in die Firste in vertikaler Fortsetzung der Bruchkante gebohrt. Damit war gewährleistet, daß der Bruch auf eine

Bild 9. Kaliwerk Volken­ roda/Grube Pöthen, Kammerpfeilerbruchbau Druckmeßdose IfG DMD2 in Kammer 5

Dadurch sollten einmal in­ folge der großem plötzlich freigelegten Flächen im Haupthangenden große Span­ nungsdifferenzen erzeugt werden, zum anderen sollte durch diese Erschütterung die Spannungsauslösung im

Hauptanhydrit erfolgen. Zu diesem Zwecke wurden die den

Kammern 6 und 7 zugeordneten Pfeilerreihen mit etwa 1 t Donarit 1 und 2 an einem Wochenende auf einmal zu Bruch ge­ schossen, Dieses Provokationsschießen bewirkte eine schlag­ artige Zunahme der Überlagerungehöhe der Druckmeßdosen in Kammer 5 von 16 auf 20 m. Die Kurve der Druckaufnahme an der Meßdose in Kammer 5 in Abhängigkeit von der Zeit zeigt

Bild 9. Sie weist einen stärkeren Anstieg zu Beginn der Mes­

sungen auf und erreicht dann fast linear mit vorwärtsschrei­ tendem Abbau über 3200 kp bis zum Juni 1965 » was etwa

40 kp/cm oder einer Deckgebirgsbelastung von etwa 160 m ent­ spricht*

Aus dieser Belastung?Zunahme kann man erkennen, daß schon kurz hinter der Bruchkante der Hauptanhydrit in Bewegung ge­ raten ist. Er ist also nicht als "besonders” tragfähige Schicht anzusehen*

Interessant ist auch, daß,nach dem geologischen Profil zu ur­ teilen,bereits im Mai 1965 der Buntsandstein in die Absenkung einbezogen wurde. Im Zusammenhang mit anderen,weiter unten behandelten Meßergebnissen kann also eindeutig gesagt wer­ den, daß die schon in den vorhergegangenen Untersuchungen verneinte Gebirgsschlaggefahr tatsächlich nicht eingetreten ist und auch nicht mehr eintreten. kann.

Aus der Anlaufperiode sollte folgendes verallgemeinert wer­ den:

1.Der Hauptanhydrit ist nicht so biegungssteif, wie das bisher■angenommen wurde•

2.Die Anlaufperiode sollte mit Hilfe einfacher Druckmeß­ geräte im Bruch überwacht werden. Im Bedarfsfälle sollte zur Einleitung des Äuflagerns des Haupthangenden auf die Bruohmassen das Provokationsschießen durchgeführt werden, wobei der Umfang auf das unbedingt nötige Maß einge­ schränkt werden soll, um Zerstörungen in den offenen Ab­ baukammern zu vermeiden,

3.Einige grundsätzliche Regeln des Langfrontbruchbaues sollten hier - obwohl sie als bekannt vorausgesetzt werden können - nochmals erläutert werden, da Verstöße gegen diese Regeln auch bei diesem Versuch bewiesen ha­ ben, daß sie beim Kammerpfeilerbruchbau wirksam sind und die anfangs gemachte Annahme bestätigten, daß dieser eine Variante des Langfrontbruchbaues darstellt.

Die Bruchfront sollte unter allen Umständen gradlinig ge­ halten werden. Die Abbauführung ist so zu lenken, daß eine wellige Ausbildung der Bruchkante vermieden wird.

Das Stehenbleiben von Pfeilern ist im Interesse eines re­ gulären Ablaufs des Bruchbaues unter allen Umständen zu vermeiden. Sind Pfeiler durch abnormale Umstände beim Schießen ganz oder teilweise stehengeblieben, und i3t

ein Anbohren oder erneutes Besetzen aus Gründen der Kopf­ sicherheit nicht mehr möglich, so muß unter allen Umstän­ den versucht werden, die den Pfeiler umgebende Hangend­ fläche durch zahlreiche hooh angesetzte Schüsse so zu zer­ stören, daß der Wirkungsbereich des Pfeilers auf die Dachschichten und darüber hinaus auf das Haupthangende so klein als möglich bleibt. In einigen Fällen mußte von dieser Methode Gebrauch gemacht werden, jedoch ist dies nur eine Notmaßnahme, die in jedem Falle wesentlich kost­ spieliger ist als ein sorgfältiges Bruchwerfen und das Vermeiden derartiger stehenbleibender Pfeiler,

4.Für die Firstsioherheit haben.sich sowohl das Verhältnis der offenen Kammerbreite zur Pfeilerbreite als auch deren absolute Abmessungen als äußerst wichtig erwiesen. Die ökonomisch günstigsten Abmessungen eines Kammerpfeiler­

bruchbaues Bind selbstverständlich möglichst große Kammerbreite und ein möglichst geringes Verhältnis von Pfeiler­ größe zur Gesamtfläche, Die Kammerbreite wird unter sonst gleichen Bedingungen eindeutig von den Verhältnissen der anzubauenden Bank bestimmt. Die Biegebeanspruchung der Dachschichten ist beim Kammerpfeilerbruchbau auch bei richtiger Dimensionierung der Kammerbreite zur Pfeiler­ breite zweifelsohne höher als beim reinen Kammerbau, wo­ bei die Auswirkungen der Zeit zunächst eliminiert werden. Da aber eine Errechnung der zulässigen Kammerbreite nicht möglich ist, muß man sich unter den örtlichen Verhältnis­ sen an die optimalen Abmessungen herantasten.

Nach den Erfahrungen im Elsaß konnte man damit rechnen, daß diese Pfeiler noch getrimmt werden konnten. - In wel­ chen Umfange, sollten die Versuche erbringen. - Im Ver­ laufe des Abbaues wurden die Pfeiler auf etwa 60 bis 70 % ihrer ursprünglichen Fläche getrimmt. Dabei mußte von der an sich günstigen quadratischen Pfeilerfläche zur drei­ eckigen Pfeilerfläche übergegangen werden, um die Durch­ hiebe sauber freifahren zu können. Der Arbeitsgang war fol gender:

Die jeweilige Kammer wurde schwebend aufgefahren, an­ schließend wurden die Durchhiebe in einem Abstand von

30 bis 40 m vom Ortsstoß entfernt aufgeschossen. Kurz vor dem Zubruchwerfen wurden je nach dem Firstzustand der Kammer die Pfeiler mehr oder weniger auf die oben beschrie bene Art und Weise getrimmt.

Zusammenfassend ergaben die makroskopischen Beobachtungen, daß die Kammerbreite gut abgeschätzt war. Trotz einer durchschnittlichen Standdauer der Abbaukammern von 60 bis 90 Tagen ließen die Kammern erst in der letzten Zeit vor dem Bruchwerfen stärkere Rißbildungen erkennen. Bei einer künftigen Erhöhung der Abbaugeschwindigkeit wird es mög­ lich 'sein, die Kammerbreite von derzeit 5 m auf 6 m her­ aufsetzen zu können. Die Pfeiler zeigten nach dem makro­ skopischen Befund nur geringe Abschalungen, jedoch zeigen die Pfeilerquerdehnungen, daß die Verformungsgeschwindig­ keiten gegenüber dem althergebrachten Kammerbau sehr groß

sind und vor dem Durchschießen in der letzten Pfeilerreihe bis zu 5 mm/Tag erreichen.

Eine Erhöhung der Abbaugeschwindigkeit und damit eine Ver­ kürzung der Standzeit der Pfeiler ergibt auch hier die Mög­ lichkeit, auf noch geringere Dimensionen, z.B. 2,7 x 2,7 oder 3,0 x 3,0 m zu kommen, da kurz nach dem Auffahren der Kammern die Querdehnungsgeschwindigkeiten in der ersten oder zweiten Pfeilerreihe nur in der Größenordnung von

1 bis 2 mm/Tag lagen.

Entsprechend der bekannten Abhängigkeit der Verformungsge­ schwindigkeit von der Spannung zeigte sich auch hier, daß eine Lasterhöhung der Pfeiler durch Pfeilerschwächungsar­ beiten einen Anstieg der Verformungsgeschwindigkeit auf den 3fachen Wert verursacht. In verschiedenen Fällen konnte

ein Trimmen der Pfeiler auf Grund der Rißbildung in der Firste nicht erfolgen. Es stellte sich in der letzten Hälf­ te des Versuches heraus-, daß überdimensionierte Pfeiler primär die Ursache zur Rißbildung waren.

Die in Betrieb befindlichen Kammern stellen in jedem Fall den Abbauraum des Langfrontbruchbaiies dar. Je stärker die Pfeiler dimensioniert sind, um so stärker ist der Wider­ stand und demzufolge ihre Lastaufnahme. Die Spannungsunter­ schiede zwischen Pfeiler und Kammer werden größer und füh­ ren zu Zerstörungen des Hangenden und liegenden.

Im Zusammenhang mit der gesamten Breite aller aufzufahren­ den Kammern müssen zur Vermeidung dieser Zerstörungen die Pfeiler so dimensioniert werden, daß sie eine kontinuier­ liche Biegelinie der Firste bis zum Eruch hin ermöglichen. Diese Biegelinie muß so ausgeprägt sein, daß die Pfeiler keine Vorfeldspannungen aufzunehmen vermögen. Sie sollen in diesem Stadium nur noch die überlagernden Dachschichten tragen. Um dies zu verdeutlichen,sind im Bild 10 die First­ senkungen für verschiedene Meßpunkte in der Cb1-Strecke, die qualitativ diese Biegelinie darstellen, in Abhängig­ keit von der Zeit aufgetragen. Sie zeigen, daß im Vorfeld - selbst am Baufeldrand, wo die Messungen nur durchgeführt werden konnten - schon Vorabsenkungen von 25 mm eingetreten

MP10

Firstsenkungen, so daß Gesamtkonvergenzen über einen Zeit­ raum von 389 Tagen von 307 mm bei Punkt 8, 197 mm bei

Punkt 7 und 106 mm bei Punkt 5 erreicht wurden. Die Senkun­ gen in Abhängigkeit vom Abbaustand sind in Bild 11 darge­ stellt. Die obere Kurve zeigt die Firstsenkungen, als die Kammern 1 bis 3 zu Bruch geworfen waren und der Abbau bis zur Kammer 6 umging.

Die Senkungskurve ist noch relativ flach ausgebildet. Es ist aber schon zu ersehen, daß vor dem Abbaufeld im Unverritzten eine starke Vorabsenkung erfolgt. Die Kurven für die Abbau­

stände am H . 3 . , wo der Abbau bis 100 m vorgeschritten war, und am 20.6. bei einem Abbaustand von 130 m zeigen eine star­

ke Zunahme der Senkungen über dem Bruchfeld, während die Vor­ absenkungen in etwa der gleichen-Größe verblieben.

In diesem Zusammenhang spielt auch die durch die Maschine bestimmte Verhiebsrichtung und der Abbaufortsohritt eine Rol­ le. Durch den schwebenden Verhieb entsteht gewissermaßen ein Dreieck des offenen Abbauhohlraumes (Bild 3), bei dem in der unteren Hälfte die größeren Schwierigkeiten auftreten müs­ sen und auch auftraten. Sekundär ist natürlich auch der Zeit­ faktor wirksam.

Wir mußten feststellen, daß mehr als 3 offene Kammern die Schwierigkeiten erhöhten.

Infolge der Eigenheiten der Auffahrung war es deshalb nicht möglich, unter diesen Bedingungen einen optimalen Abbauraum zu definieren. Dasselbe gilt auch für den Abbaufortschritt.