Hinterfüllung (Bergbau)
Als Hinterfüllung bezeichnet man im Bergbau das Ausfüllen des Hohlraumes zwischen dem Streckenausbau und dem Gebirge mit geeigneten Baumaterialien.<ref name= "Quelle 1" /> Hierbei werden unterschiedliche Materialien und Techniken angewendet.<ref name= "Quelle 8" />
Notwendigkeit
Bei der Streckenauffahrung kann der Streckenquerschnitt nicht absolut gleichmäßig herausgeschossen oder herausgeschnitten werden.<ref name= "Quelle 1" /> Die Felsoberfläche ist nach dem Herauslösen des Gesteins sehr unregelmäßig, daher verbleibt zwischen dem Verzug und dem Gebirge immer ein Hohlraum.<ref name= "Quelle 2" /> Damit eine gleichmäßige Belastung der Ausbausegmente erfolgt, müssen die verbliebenen Hohlräume ausgefüllt werden.<ref name= "Quelle 1" /> Durch eine gleichmäßige Belastung der Ausbausegmente wird die Tragfähigkeit des Ausbaus erhöht.<ref name= "Quelle 8" /> Die Art und Notwendigkeit der Hinterfüllung ist abhängig von der Standfestigkeit des Gebirges, vom Verwendungszweck der Strecke und dem eingesetzten Ausbauverfahren.<ref name= "Quelle 9" /> Insbesondere beim Gleitbogenausbau, beim starren Bogenausbau und beim Ringausbau ist eine sorgfältige Hinterfüllung erforderlich.<ref name= "Quelle 9" /> Grund hierfür ist die Belastung des Ausbaus durch den Gebirgsdruck.<ref name= "Quelle 1" /> Wird der Ausbau belastet und es befinden sich hinter dem Ausbau Hohlräume, so verformt sich der Ausbau, indem er in die Hohlräume ausweicht.<ref name= "Quelle 9" /> Im Steinkohlenbergbau können sich in diesen Hohlräumen auch Schlagwetter ansammeln, hier unterbindet die Hinterfüllung gleichzeitig die Ansammlung dieser explosiven Gasmischungen.<ref name= "Quelle 1" /> Die Hinterfüllung kann jedoch nur dann ihre Aufgaben erfüllen, wenn sie den Streckenausbau auf seinem gesamten Umfang umschließt und unmittelbar an die den Ausbau umgebende Gebirgsoberfläche anschließt.<ref name= "Quelle 7" />
Hinterfüllungsmethoden
Es gibt unterschiedliche Methoden der Hinterfüllung.<ref name= "Quelle 2" /> Als Hinterfüllungsmaterialien werden entweder stückige Materialien oder Hinterfüllmörtel verwendet.<ref name= "Quelle 8" /> Durch eine dichte und kleinstückige Hinterfüllung wird eine gleichmäßige Belastung des Ausbaus erreicht.<ref name= "Quelle 1" /> Um größere Hohlräume hinter dem Streckenausbau zu hinterfüllen, werden auch spezielle Schaumkunststoffe verwendet.<ref name= "Quelle 6" />
Hinterfüllung mit stückigen Materialien
Die Hinterfüllung mit stückigen Materialien ist die älteste Form der Hinterfüllung. Im Harzer Bergbau wurden zur Hinterfüllung der Hohlräume hinter dem Verzug unterschiedlich große Bergebrocken verwendet, die sorgfältig eingefügt wurden.<ref name= "Quelle 5" /> Das Hinterfüllen mit Bergebrocken hat den Vorteil, dass das Hinterfüllmaterial bei der Streckenauffahrung anfällt. Allerdings sind nicht immer genügend, für die Hinterfüllung geeignete, Bergebrocken vorhanden.<ref name= "Quelle 1" /> Aus diesem Grund liegt die Hinterfüllungsstärke zwischen 20 und 25 Zentimetern.<ref name= "Quelle 9" /> In Abbaustrecken treten häufig plötzliche Druckerscheinungen auf. Hier wirkt die Bergehinterfüllung aufgrund ihrer begrenzten Nachgiebigkeit wie ein Druckpolster, dadurch wird der Druck vom Ausbaurahmen ferngehalten.<ref name= "Quelle 1" />
Mörtelhinterfüllung
Durch die Hinterfüllung mittels Mörtel oder Spritzbeton wird ein linienhafter Kraftschluss des Ausbaus zur Gebirgsoberfläche erreicht.<ref name= "Quelle 2" /> Bei dieser Art der Hinterfüllung wird flüssiger Mörtel in die Hohlräume zwischen Ausbau und Gebirge gepresst.<ref name= "Quelle 1" /> Der Mörtel wird vor Ort in einer Hinterfüllanlage angemischt und mit Druck weitergeleitet.<ref name= "Quelle 3" /> Für diese Art der Hinterfüllung ist ein dichter Verzug erforderlich.<ref name= "Quelle 1" /> Durch den dichten Verzug wird das Durchtreten der Baustoffmassen verhindert.<ref name= "EP0591963" /> Im Bereich des Streckensaums wird beim Strebbau meistens ein Streckenbegleitdamm aus mit flüssigem Mörtel gefüllten Bullflexschläuchen erstellt. Früher wurden diese Bullflexschläuche auch beim Tunnelbau zur Hinterfüllung des Ausbaus verwendet.<ref name= "Quelle 1" /> Die verwendeten Baustoffe müssen bestimmte Eigenschaften aufweisen. Die Abbindedauer liegt bei wenigen Stunden. Je nach Baustoff wird bereits nach 24 Stunden eine ausreichende Enddruckfestigkeit erreicht. Aber auch das Erreichen einer möglichst großen Frühfestigkeit ist oftmals erforderlich, damit schnell eine Stützwirkung auf das umgebende Gebirge erzeugt wird.<ref name= "Quelle 3" />
Einzelnachweise
<references>
<ref name= "Quelle 1">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Zweiter Band, zehnte, völlig neubearbeitete Auflage, mit 599 Abbildungen, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1962, S. 497, 498.</ref> <ref name= "Quelle 2">Alexander H. Schneider: Sicherheit gegen Niederbruch im Untertagebau. ETH-Dissertation Nr. 14556, Institut für Geotechnik, vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich, Zürich 2002, ISBN 3-7281-2872-4.</ref> <ref name= "Quelle 3">Walter Bischoff, Heinz Bramann, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum: Das kleine Bergbaulexikon. 7. Auflage, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7.</ref> <ref name="EP0591963">Patent EP0591963B1: Hinterfüllmatte. Angemeldet am 7. Oktober 1993, veröffentlicht am 2. Juli 1997, Erfinder: Johannes Radtke.</ref> <ref name= "Quelle 5">Gustav Köhler: Lehrbuch der Bergbaukunde. 6. Auflage, Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig 1903.</ref> <ref name= "Quelle 6">Bergbau-Forschungs GmbH Forschungsinstitut des Steinkohlenbergbauvereins: Mechanisierung des Streckenausbaus. In: Kommission der Europäischen Gemeinschaften (Hrsg.): Technische Forschung Kohle, Luxemburg 1980, S. 15–25.</ref> <ref name= "Quelle 7">Werner Dürrfeld: Verfahren und Vorrichtung zum Hinterfüllen von Streckenausbau des Berg- und Tunnelbaus mit Hilfe von eine aushärtende Füllung aufweisenden Stützschläuchen. Patent EP Nr. 63630, 29. April 1985.</ref> <ref name= "Quelle 8">Ernst-Ulrich Reuther: Lehrbuch der Bergbaukunde. Erster Band, 12. Auflage, VGE Verlag GmbH, Essen 2010, ISBN 978-3-86797-076-1, S. 375–378.</ref> <ref name= "Quelle 9">Carl Hellmut Fritzsche: Lehrbuch der Bergbaukunde. Mit besonderer Berücksichtigung des Steinkohlenbergbaus. Zweiter Band, achte und neunte Auflage, Springer Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1958, S. 439, 440.</ref>
</references>