Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge im Steinkohlenbergbau

93 Pages·1955·4.025 MB·German

by  Oskar Niemczyk (auth.)

ARBEITSGEMEINSCHAFT FüR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
28. Sitzung
am 14. Januar 1953
inDüsseldorf
ARBEITSGEMEINSCHAFT FÜR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
HEFT 28
Oskar Niemczyk
Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge
im Steinkohlenbergbau
Wilhelm Ahrens
Die Bedeutung geologischer Forschung
für die Wirtschaft,
besonders in Nordrhein-Westfalen
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
ISBN 978-3-663-00296-3 ISBN 978-3-663-02209-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-02209-1
Copyright 1955 by Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag 1955
INHALT
Prof. Dr. Dr.-Ing. E. h. Oskar Niemzcyk, Aachen
Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge 1m
Steinkohlenber.gbau . . . . . . . . . 7
Diskussionsbeiträge
von Staatssekretär Prof. L. Brandt, Prof. Dr. F. We
ver, Prof. Dr. Dr.-Ing. E. h. O. Niemczyk, Prof. Dr.
W. Groth, Prof. Dr. W. Weizel, Prof. Dr. Dr. h. c.
A. Esau . . . . . . . . 23
Prof. Dr. Wilhelm Ahrens, Krefeld
Die Bedeutung geologischer Forschung für die Wirt
schaft, besonders in Nordrhein-Westfalen . . . . 33
Diskussionsbei träge
von Prof. Dr. S. Strugger, Prof. Dr. W. Ahrens, Dipl.
Phys. Lützow, Dipl.-Phys. W. Stanner, Staatssekretär
Prof. L. Brandt, Prof. Dr. E. Flegler, p.roF. Dr. W.
Riezler, Prof. Dr. H. Braun, Prof. Dr. B. v. Borries 75
Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge
im Steinkohlenbergbau
Professor Dr. phi!. Dr.-Ing. E. h. Oskar Niemczyk, Aachen
Die neuzeitliche Gebirgsdruckforschung im Steinkohlenbergbau verfolgt
im wesentlichen drei Ziele:
1. Di.e Beherrschung der Gebirgsdruckauswirkungen im Streb/eid, also
in großräumigen Abbauabschnitten, d. h. das Bestreben, die Dachschichten,
das sogenannte Hangende, zwischen dem frischen Kohlenstoß und dem Ver
satz so abzustützen, daß es nicht vorzeitig hereinbricht, damit die Kohlen
gewinnung gefahrlos und gewinnbringend vor sich gehen kann,
2. den Schutz von Streckenbetrieben, d. h. von Querschlägen, Richt-,
Grund- und Abbau-Strecken gegen Gebirgsdruckauswirkungen, welche durch
(jber- oder durch Unterbauung hervorgerufen werden, wobei der Hinweis
am Platze ist, daß heute fast ausschließlich alle derartigen Strecken in starrem
oder beweglichem Eisenausbau erstellt werden,
3. die Vermeidung schädlichen Gebirgldrucks, im besonderen von Gebirgs
srhlägen, die ungewöhnlich starke Betriebsstörungen sowie die Vernichtung
von Menschenleben zur Folge haben können. Schwere Gebirgsschläge sind
häufig mit katastrophalen Auswirkungen verbunden; sie sind in aller Welt
bekannt und gefürchtet. So waren im südafrikanischen Goldbergbau seit
dem Jahre 1918 gegen 1000 Tote und Verletzte infolge von Gebirgsschlägen
zu beklagen. Der bisher schwerste Gebirgsschlag in Deutschland hat sich nicht
im Steinkohlenbergbau ereignet, sondern das Kali-Bergwerk Krügershall
am 24. 5. 1940 betroffen. Damals verunglückten 42 Bergleute tödlich; die
gesamte Grube kam zum Erliegen.
Ich möchte, um Ihnen eine Vorstellung von den Druckauswirkungen und
Spannungsauslösungen im Gebirgskörper zu vermitteln, zunächst einige
Bilder bringen, wobei sich Gesetzmäßigkeiten zeigen werden, über die eine
Erklärung hinsichtlich der eigenartigen Streckcn- und Streb-Beanspruchungen
notwendig wird. Anschließend werde ich die Ursachen der Bildung von
Gefahrenzonen und Gebirgsschlagherden erläutern. Dann erst erscheint es
zweckdienlich, auf die uns bei der Bekämpfung und Verhütung schädlicher
8 Oskar Niemczyk
Entspannungen des Gebirgskörpers erwachsenden Problemstellungen em·
zugehen.
Mit Punkt 1., also mit der Pflege des Hangenden im Streb/eid, wollen
wir uns nicht befassen, denn das Gebiet der Gebirgsdruckauswirkungen im
Streb, ferner der Ausbaufragen und Stempeldichte, der anzuwendenden
Versatz- bzw. Abbau-Verfahren u. a. m. ist derart umfangreich, daß es im
Rahmen des heutigen Vortrags auch nicht annähernd möglich wäre, die
wichtigsten Erfahrungen, Erkenntnisse und Problemstellungen anzuführen.
Auch die Behandlung des Punktes 2., der Schutz von Streckenbetrieben,
kann hier nur ganz kurz gestreift werden, und zwar deshalb, weil "zusätz
liche" Druckerscheinungen bei überbauungen in das Feld der Bildung von
Gefahrenzonen überleiten, die das Gebiet der Gebirgsschlagforschung
(Punkt 3.) beherrschen. Wenn wir somit zu Punkt 2. die Abb. 1 betrachten,
wonach bei einer Vb erbauung durch ein nur 60 cm mächtiges Flöz in 30 bis
40 m Höhe über einem Querschlag ein ungewöhnlich starker Zusatzdruck
entstand, so stellen wir fest, daß vorliegend das Streckenprofil auf teil
1/3,
weise sogar auf seiner ursprünglichen Dimensionen zusammengedrückt
1/4
wurde. Deshalb erweist sich für die Wiederherstellung eines angemessenen
\'7e tter-und Förderquerschnittes eine Instandsetzung (der Bergmann nennt
es "Aufwältigung") des Querschlages als notwendig; sie findet hier im Aus
bau mit Usspurwiesbögen statt, die man im Vordergrund erkennt. Auf die
Unterschiede in den Ausbauarten möchte ich einmal aus Zeitmangel, zum
zweiten deshalb nicht eingehen, weil die verschiedenen Ausbaumethoden
ihre Vor- und Nachteile haben, die rein betriebliche Belange berühren und
sich auf jeder Zeche anders auswirken können.
Die zweite Abbildung stellt eine Kopfstrecke im Toussaint-Heintzmann
Ausbau dar; dieser Querschlag wurde in 20 bis 60 m Tiefe unterbaut und
trotz des Verhiebes eines allerdings mit Vollversatz abgebauten, 1,5 m
mächtigen Flözes nur um rd. 30 bis 40 cm abgesenkt. Man erkennt unzwei
felhaft Schäden am Eisenausbau infolge von Verkantungen der Bögen und
Wanderungen der Verbindungsschellen. Aber der Ausbau hat gehalten! Ge
lenkiger Ausbau ist in allen diesen Fällen das Gegebene. Aus diesen und
ähnlichen Beispielen läßt sich der Schluß ziehen, daß das Unterbauen von
Streckenbetrieben erheblich schwächere Beanspruchungen des Eisenausbaus
zur Folge hat als das Vberbauen. Letzteres erzeugt einen derart starken Zl!
satzdruck, daß Streckenbetriebe bei geringer Höhe der überbauungs-Strebt
(10-15 m) gleichsam durch" Stanz" -Druck vollkommen zusammengequetscht
und gewissermaßen "ausgewalzt" werden.
Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge 1m Steinkohlenbergbau 9
Abb. 1 u. 2
10 Oskar Niemczyk
Abb.3
Abb.4
Die Problematik gebirgsmechanischer Vorgänge Im Steinkohlenbergbau 11
Abb.7 Abb.8
Abb.9
Abb.10