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 Schachten im Bergbau in nichtstandfestem wasserfuehrender Deckgebirge erfolgt heutzutage in Stahlbeton. Bei grossen Teufen wird oftmals ein Stahl-/Stahlbetonverbundausbau gewahlt. 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 Abhangigkeit 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) gegenuebergestellt und Hinweise zur weiteren Bemessung gegeben. Wenngleich es sich nicht urn einen Druckschacht in geomechanischer Terminologie handelt, ist das Ergebnis und seine Interpretation auch bei umgekehrtem Vorzeichen der Druckrichtung reprasentativ. Durch Erweiterung mit zusatzlichen konzentrischen Ringen lasst sich der nicht gebirgsverbundene Schachtausbau in einen, im elastischenKontinuum gebetteten, Hohlzylinder uberfuehren.

RESUME:

Le revêtement portant des puits dans l''exploration des mines dans un terrain de recouvrement aquifère non-stable se fait de nos jours en beton arme. Dans les grandes profondeurs, une construction composite en acier-/beton arme est souvent choisie. Le puits amenage, qui est separe du terrain, est charge principalement par la pression hydrostatique externe du joint glissant en asphalt. Cet expose presente notamment l''orientation des contraintes dans la section transversale de la construction composite en fonction de l''idealisation du systeme statique (etat de contraintes plan et etat de deformation plan). Avec cela, le calcul du revêtement du puits d''après le système des anneaux concentriques du calcul simplife est compare à la section transversale ideale (Procede-n) et des indications pour la Suite du dimensionnement sont donnees. Meme s''il ne s''agit pas, dans la terminologie geo- mecanique, d''un puits sous pression, le resultat est representatif, son interpretation, meme dans le cas de signes renverseś de la direction de la pression, l''est aussi. Par un elargissement au moyen d''anneaux concentriques additionnels, le puits amenage lequel est detache du terrain, peut être transforme en un cylindre creux reposant sur un milieu elastique. Die Auskleidung von Schachten des Steinkohlenbergbaus im nicht standfesten wasserfuehrenden 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 Schachte werden durch den Einbau einer Asphaltgleitschicht insbesondere gegen spatere Abbaueinwirkungen flexibel gehalten. Ein duenner Stahlblechmantel zwischen Stahlbetonausbau und Gleitschicht sorgt fuer die Dichtigkeit des Systems. Der innen liegende bewehrte Betonring dient je nach Ausbildung der statischen Aufnahme von Wasserund Gebirgsdrucklasten. Bei flachen Schachten reicht die Stahlbetonauskleidung gegen die anstehenden Lasten in der Regel aus, wahrend bei groβen Teufen zusatzlich ein innerer tragender Stahlmantel eingebracht wird. Man sprichtbei entsprechender Schubsicherung von einem Verbundausbau, wobei es gilt, die spezifischen Trageigenschaften der verwendeten Materialien am Gesamttragverhalten zu beruecksichtigen.

EINLEITENDE BETRACHTUNGEN

Die Festlegung der notwendigen Wanddicken erfolgt in der statischen Berechnung nach (1) unter Ansatz gewisser Belastungsannahmen. Wesentlich ist der Hauptspannungszustand im System, der sich unter gleichförmigem Horizontaldruck einstellt. Wie sich zeigen laβt (Bild 1), ist der Anteil des ungleichförmigen Horizontaldrucks spannungsmaβig fuer dickwandige Hohlzylinder von untergeordneter Bedeutung, da nur bis 10 % des gleichförmigen Auβendrucks berucksichtigt werden.

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