Konvergenz (Bergbau)

Als Konvergenz bezeichnet man im Bergbau den sich auf Grund des Gebirgsdrucks als Annäherung von Hangendem und Liegendem ergebenden Längenbetrag. Im Steinkohlenbergbau wurde früher auch die bankrechte Annäherung zweier Konvergenz-Messpunkte als Konvergenz bezeichnet. Konvergenzen treten prinzipiell überall auf, wo durch Auffahrung oder Abbau Hohlräume geschaffen werde. Die Konvergenzgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom umgebenden Gestein ab. Da (bezogen auf die aktiven Bergwerke in Deutschland) im Steinkohlenbergbau die größten Konvergenzen auftreten, wird im folgenden hauptsächlich auf die Situation im Steinkohlenbergbau eingegangen.

Konvergenzarten

Man unterscheidet mehrere Arten von Konvergenzen:

1. Auffahrkonvergenz
2. Kriechkonvergenz
3. Vorfeldkonvergenz
4. Strebkonvergenz
5. Endkonvergenz

Die Konvergenz, die in Strecken auftritt welche im Gestein aufgefahren wurden, bezeichnet man als Auffahrkonvergenz. Die Auffahrkonvergenz ist eine Folge der Auffahrung (Anlegung) und ist nach etwa einem halben Jahr abgeschlossen. Einfluss auf die Auffahrkonvergenz haben die Gesteinsfestigkeit des Liegenden und der herrschende Gebirgsdruck.

Entsteht nach Abklingen der Auffahrkonvergenz eine weitere Konvergenz, so bezeichnet man diese als Kriechkonvergenz. Kriechkonvergenzen werden durch Flöze hervorgerufen, die sich unter der Streckensohle der aufgefahrenen Strecke befinden.

Bei den Vorfeldkonvergenzen wird zwischen der Vorfeldkonvergenz im Abbaufeld und der Vorfeldkonvergenz im Gewinnungsfeld unterschieden.

Strebkonvergenzen entstehen an der Versatzkante oder der Bruchkante.

Als Endkonvergenz bezeichnet man die vollständige Zusammendrückung des Bruchhaufwerkes oder des Versatzes.

Konvergenzmessung

Um Abstandsänderungen zwischen den jeweiligen Konvergenzpunkten zu erfassen, sind Konvergenzmessungen erforderlich. Dazu müssen im jeweiligen Konvergenzbereich entsprechende Konvergenz-Messpunkte errichtet werden, welche dann in regelmäßigen Abständen überprüft werden. Erfasst werden bei den Messungen die räumliche Lage der Konvergenz-Messpunkte zueinander und die zwischen den Messpunkten gemessene räumliche Lage der Konvergenzlinien. Die Messergebnisse werden zur Dokumentation zunächst in eine Skizze und Übertage in ein Risswerk eingetragen. Nach bestimmten Zeitabständen und entsprechenden Messungen kann die Konvergenz aus der Differenz der Messwerte ermittelt werden. Bei der Berechnung wird die ältere von der neueren Messung abgezogen. Ergeben sich als Differenz negative Werte spricht man von Konvergenz, bei positiven Werten spricht man von Divergenz. Den Quotienten aus der Konvergenz oder Divergenz (t_a, t_b) und der Zeitdifferenz t_b − t_a zwischen den Messzeitpunkten t_a und t_b bezeichnet man als Konvergenzgeschwindigkeit. Als Zeitdifferenz werden bevorzugt die Dimensionen Tag, Woche, Monat, Jahr verwendet. ^[1]

Konvergenzvorausberechnung

Die Konvergenzvorausberechnung ist ein mathematisch-statistisches Verfahren, welches zur Vorhersage der Endkonvergenz von Abbaustrecken dient. Bei der Konvergenzvorausberechnung werden sowohl geologische als auch betriebliche Einflussgrößen berücksichtigt. Die Konvergenz wird dabei prozentual zur aufgefahrenen Streckenhöhe angegeben. Geologische Einflussgrößen sind die Teufe, die Flözmächtigkeit und das liegende Nebengestein (Liegendkennzahl). Betriebliche Kenngrößen sind die Streckenhöhe und der Saumversatz.

Gegenmaßnahmen

Da sehr oft aufgrund des Lagerstättenzuschnittes eine Mehrfachnutzung der Abbaubegleitstrecken erforderlich ist, muss dafür gesorgt werden, dass ein ausreichend großer Streckenquerschnitt hinter der Abbaufront erhalten bleibt. Aus diesem Grund werden Maßnahmen und Methoden ergriffen, die hauptsächlich der Konvergenz entgegenwirken sollen. Als wirksame Methode hat sich das Einbringen von Streckenbegleitdämmen aus Baustoffen erwiesen. Der Streckenbegleitdamm wird am Streckensaum unmittelbar nach Strebdurchgang eingebracht.^[2] Bei Streckenquerschnittsminderungen durch hochgequollenes Liegendgestein wird der Streckenquerschnitt mittels Senkarbeit wieder vergrößert.

Literatur

• Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7

Einzelnachweise

1. ↑ Auswertung Markscheiderischer Messungen
2. ↑ Dr.-Ing. Stanislaw Prusek, Bergbau-Hauptinstitut (GIG) Kattowitz, Kattowitz, Polen: Bestimmung der Stützkraft von Streckenbegleitdammen nach Strebdurchgang.