ZUSAMMENFASSUNG:

Die Verwendung der Anker als Teil des Tragmodells "Bewehrtes Gebirge" wird fuer den Bergbau von immer größerer Bedeutung, je größer die Abbauteufen und je größer die Ausbruchsflachen, bedingt durch moderne Technologien, werden. Die Rolle und Wirkung der Anker als Gebirgsbewehrung mit Blickrichtung auf noch bestehende Kenntnisluecken wird diskutiert.

SYNOPSIS:

The application of anchors in mines as an element in the reinforced rock support system is gaining in importance as mines become deeper, and the cross sections of excavations increase due to the requirements of new technologies. The role and effect of the anchors as part of the rock reinforcement is discussed with special emphasis on areas where theoretical knowledge is not sufficiently far advanced.

RESUME:

L'utilisation des tirants et des boulons d'ancrage en tant qu'elements de systèmes de soutènement statique du rocher arme prend de plus en plus d'importance pour les mines au fur et à mesure qu'augmente la profondeur des gisements et que croissent les sections d'excavation, et cela grace à de nouvelles technologies. Le rôle et la fonction des tirants et boulons en ce qui concerne le renforcement du rocher sont discutes en tenant compte des secteurs où les connaissances techniques presentent encore des lacunes.

EINLEITUNG

Die Anwendung von Ankern im Bergbau ist so alt oder sogar alter als die im Tunnel- und Kavernenbau. Anker wurden lange Zeit nur als Fixierungselemente fuer Installationen, fuer lose Felsblöcke und als Mittel der Ausbruchflachensicherung betrachtet und sollten einen aquivalenten Ersatz fuer Tuerstock oder Bogenausbau bilden. Daraus entstanden in den verschiedenen Regionen und Bergwerken die unterschledlichsten Ankertypen, die nach Material und Bauart varlieren. Die Philosophie der Neuen Österreichischen Tunnel- bauweise (Mueller-Salzburg 1978) zelgte aber, daß der systematisch angewendete Anker wesentlich mehr Möglichkeiten bietet, was durch viele imposante Bauwerke des Untertagebaus nachgewiesen wurde. Zweck dieses Beitrags ist es mit Blickrichtung auf den Bergbau, auf die Einflußgrößen der Anker einzugehen, damit die mit Ankersicherungen gemachten Erfahrungen uebertragbar werden.

1. UNTERSCHIEDE ZWISCHEN TUNNELBAU UND BERGBAU

Eine der Schluesselfragen ist, inwieweit Tunnel- und Bergbauprobleme miteinander vergleichbar sind und wo sie sich grundsatzlich unterscheiden. Nachfolgend werden mögliche, aber nicht notwendige Unterschiede aufgefuehrt. Sie sollten aber im Auge behalten werden, wenn Erfahrungen aus beiden Bereichen miteinander verglichen werden. Die Hohlraumauffahrung des Bauwesens hat fast immer permanenten Charakter. Spannungen im Gebirge und Stuetzmaßnahmen muessen daher zu einem verformungsfrelen Gleichgewicht gelangen. Wo immer möglich wird man Zonen hoher Gebirgsspannungen, niedriger Gebirgsfestigkeit oder großen Wasserandranges ausweichen. Die Position der Lagerstatten im Bergbau laßt dazu nur beschrankten Spielraum. Dafuer ist die Lebensdauer der Strecken vielfach begrenzt. Verformungen werden bis zu betrieblich bedingten Grenzwerten hingenommen. Umfangreiche felsmechanische Voruntersuchungen mit Probestollen sowie laufende Ausbruchs- ueberwachung, zum Vergleich von Annahmen und vorgefundenen Werten, gehören zum Instrumentarium der Auffahrung von Hohlraumen fuer dauerhafte Nutzung. Allein wirtschaftliche Gesichtspunkte verhindern beim Bergbau zu aufwendige Untersuchungen, da jede Strecke ja nur Hilfsmaßnahmen auf dem Wege der Gewinnung der Bodenschatze ist. Durch die zeitlich begrenzte Nutzungsdauer vor allem von Abbaustrecken steht viel starker der Gedanke eines temporaren Gleichgewichtes im Vordergrund, bei dem eine gewisse Verformungsgeschwindigkeit nicht ueberschritten werden darf. Die Überlagerungshöhen bzw. Tiefenstufen sind bei den Bergwerken eine Größenordnung höher, als bei den Tunneln des Bauwesens, wenn man einmal von den Basistunneln in den Gebirgsregionen absieht. Im Bergbau ist durch die starke Durchörterung und durch den Abbau der Lagerstatten teilweise mit sehr unklaren Spannungsverhaltnissen zu rechnen, die sich durch die abbaubedingten Bewegungen noch laufend verandern können. Dadurch gibt es Platzbeschrankungen beim Einbau von Ankern, was einer Mechanisierung hinderlich ist.

2. AUFGABEN UND MÖGLICHKEITEN DER ANKERSICHERUNG
2.1 Anwendungsbereiche

Die klassischen Aufgaben der Ankersicherung stehen nach wie vor im Mittelpunkt: Die Auf- hangung von Leitungen, von Masch - endrahtgewebe zur Sicherung gegen Fall von losem Gestein, die-Konsolidierung der Ausbruchsoberflache. Solange die Ankersicherung nur unter diesen traditionellen Gesichtspunkten gesehen wird, kann das Verstandnis fuer die Wirkungen eines "bewehrten Gebirges" jedoch nicht geweckt werden. Hier aber liegen die großen Möglichkeiten der Ankersicherung. Werden die Gebirgsdruekke durch größere Tiefenlagen höher, und steigen die Spannungen wegen der größer werdenden Auffahrquerschnitte um den Ausbruch herum, so gibt es kaum noch wirtschaftliche Alternativen zum Ankerausbau (Fig.1). Durch ihn allein können im druckhaften Gebirge Traggewölbe gebildet werden, die den Hohlraum sichern. Obwohl der Tuerstock oder Bogenausbau ein höheres Gefuehl der Sicherheit fuer den Mineur vermittelt, zeigt die Unfallstatistik, daß der Ankerausbau sicherer ist. Die fruehzeitige Warnung durch Verformungen am Ankerkopf erlaubt es, Nachankerungen rechtzeitig durchzufuehren. Dadurch daß Anker im Gebirge verbleiben, entfallt auch das Gefahrenmoment des Rauben. Durch die Tiefenwirkung von Ankern kann sich der Bruchmechanismus im Gebirge nicht mehr frei entfalten. Diese Sicherheitsaspekte spielen um so mehr eine Rolle, je industrialisierter der Bergbau betrieben wird.

2. Tragmodelle

Sollen die Anker wirkungsvoll eingesetzt werden, so muß das Tragmodell stimmen. Dieses erfordert die Kenntnis der vor dem Auffahren der Öffnung vorhandenen Spannungen po und Spannungsrichtungen, sowie die Wirkung des Traggewölbes, das sich um den Ausbruch einstellt.

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