By Gerhard Sonntag
Im Jahre 1955 wurde vom Minister fur Wirtschaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen auf Grund eines Beschlusses des Wirtschaftsaus schusses des Landtages die Forschungsgemeinschaft fur Streb- und Strek 1 k6nausbau im Steinkohlenbergbau gebildet ). Aufgabe der Forschungsge meinschaft struggle die Erarbeitung von Grundlagen fur eine Erhohung der Grubensicherheit im Streb- und Streckenausbau mit dem Ziel der Verhu tung von Strebung- und Streckenbruchen. Die Untersuchungen erstreckten sich zunachst auf die Beanspruchung des Gebirges in der unmittelbaren Umgebung der Strecken. An spannungsoptischen Modellen aus geschichtetem fabric sollte der Einfluss der Querschnittsform der Strecken, des Schichtenaufbaus und der Schichtenneigung auf die Spannungsverteilung untersucht werden. Mit der Durchfuhrung der Modellversuche wurde das Forschungslaboratorium fur Spannungsoptik der Herren Prof. Dr. phil. FOPPL und Prof. Dr.-Ing. SONNTAG in Munchen beauftragt. Die Forschungsgemeinschaft bestimmte den Gang der Untersuchungen auch hinsichtlich der zu bearbeitenden Einzel fragen und ihrer Auswertung. Die Forschungsarbeiten wurden mit Mitteln des Herrn Ministers fur Wirtschaft und Verkehr des Landes Nordrhein Westfalen und des Steinkohlenbergbauvereins in Essen gefordert. Der vorliegende Bericht des Herrn Prof. Dr.-Ing. SONNTAG enthalt im er sten Teil die Beschreibung und die Ergebnisse der spannungsoptischen Untersuchungen uber das Verhalten geschichteten Gesteins in der Umge bung von Strecken. Im zweiten Teil des Berichtes bringt der Verfasser das Ergebnis seiner theoretischen Untersuchungen uber die Beanspruchung geschichteten Gesteins bei verschiedenen Querschnittsformen der Strecken. 1. Mitglieder der Forschungsgemeinschaft: Oberbergamt, Dortmund Ltd. Oberbergamtsdirektor SANDERS, Vorsitzender Oberbergamt, Bonn Ltd. Oberbergamtsdirektor MORHENN Steinkohlenbergbau Oberbergrat a.D. KUHN, Bergassessor a.D
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35) eine geschätzte Größe, wobei gesetzt wurde. Der Einfluß eines anderen Wertes von l i s t nicht ohne weiteres zu erkennen, da mit einer Änderung von l • auch die Glieder der Reihenentwicklung und damit der Faktor (hier 1,84) ändern. Der Ansatz ist vermutlich nicht so fehlerempfindlich, daß eine besondere Untersuchung erforderlich wäre. Messungen müssen immer kleinere Verformungswerte ergeben, da praktisch immer Reibung existiert; die Rechnung sich aber auf den Grenzfall reibungsfreier Schichtung bezieht.
Die maximale Beanspruchung dieser Schichten hat sich in das Gebirge verlagert und tritt etwa in einem Abstand von halber Streckenbreite auf. Eine hohe Druckspannung entsteht an den Ecken der in Schichtrichtung verlaufenden Diagonalen. Die Biegezugspannung der die Strecke tangierenden Schicht ist etwa ebenso groß wie in der Firste und Sohle bei horizontaler Schichtung. Ein Ausbruch würde aber bei der geneigten Schichtung von den als Kragbalken wirkenden Nachbarschichten leichter abgefangen. Abbildung 20 zeigt eine Wiederholung des Versuches mit weichen Zwischenlagen.
21 Spannungen um eine Strecke von kreisförmigem Querschnitt Abbildung 25 zeigt eine Strecke von kreisförmigem Querschnitt. Der Hauptelastizitätsmodul E1 habe vertikale Richtung wie der Schweredruck p des Gebirges. Der zweite Hauptelastizitätsmodul E2 hat dann horizontale Richtung. Führt man gemäß Abbildung 25 die Winkelkoordinate tp ein, dann lautet die Randspannung 0t in Umfangsrichtung der Strecke [3]: (1. 01 ) Hierin bedeuten (1. 03) Hierin sind G der Schubmodul und V1 die POISSONsche Konstante, die eine Dehnung in der Richtung von E2 bei erzwungenen Dehnung in Richtung von E1 beschreibt.