Dachschraubbolzen

Ein Roofbolt ist ein Gewindestab aus Stahl, typischerweise 16 bis 25 Millimeter im Durchmesser und 1,5 bis 2,5 Meter lang, der nach oben in das Deckgebirge eines Untertagebaus getrieben wird, um zerklüftetes oder schwaches Gestein mechanisch zusammenzuhalten und Bodenfälle zu verhindern. Der Bolzen sitzt an der Öse mit einer Scheibe und Mutter, wird dann vorgespannt, um die Decke in Druckbeanspruchung zu versetzen und Schichten aus möglicherweise instabilem Stein zu verbinden. Das ist die wichtigste Sicherung gegen den plötzlichen Einsturz, der in Steinkohlegruben, Metallgruben und Hartgesteinsbetrieben Bergleute töten oder Maschinen beschädigen kann.

Roofbolts werden mit tragbaren oder mobilen Bohrmaschinen eingebaut, die ein leicht unterkalibriertes Loch in die Decke bohren. Der Bolzen wird dann entweder mit Harz- oder Zementkartuschen verfestigt oder als Reibbolzen getrieben, der auf enger Passung und mechanischer Reibung gegen die Gesteinswände beruht. Harzbefestigte Bolzen, verbreitet in der Steinkohleförderung, verwenden zweikomponentige Epoxidkartuschen, die in Minuten aushärten. Reibbolzen, durch Schlag oder Expansionskeile getrieben, lassen sich schneller einbauen, eignen sich aber nur für standfestes Gestein. Einige Bolzen haben eine Harzschale, die erst bei Endtiefe aktiviert wird, was die Einbauzeit verkürzt und gleichzeitig die volle Verankerung bewahrt.

Länge und Abstand der Roofbolts richten sich nach Mächtigkeit und Qualität des Deckgebirges. Schwaches Schiefergestein oder Tonstein kann Bolzen von 2 Metern mit 1 Meter Abstand erfordern; standfesterer Sandstein oder Kohle erlauben 1,5 Meter Bolzen auf 1,5 Meter Mittenabstand. Die Einbaudichte steigt an Kreuzungen und in Arbeitsbereichen, wo sich Spannungen konzentrieren. Ein sachgemäßes Roofbolt-Schema kann 3 bis 5 Meter Überlagerndes stabilisieren und schafft wirksam eine bewehrte Verbundschicht.

Ausfallarten und Kontrolle

Roofbolts versagen, wenn die Harzverankerung falsch aushärtet oder wegen Nässe oder Kälte nicht aushärtet, wenn Reibbolzen unter Belastung mit dem wachsenden Gesteinsdruck durchrutschen, oder wenn der Bolzen selbst in saurem Grubenwasser korrodiert. Korrosion ist ein hartnäckiges Problem in Gruben mit schlechter Bewetterung und hoher Luftfeuchte. Regelmäßige Kontrolle durch Zugprobe, bei der eine Messdose Spannungsverlust misst, ist die anerkannte Prüfung auf Bolzenintegrität. Bolzen, die mehr als 10 bis 15 Prozent ihrer Vorspannung verloren haben, erfordern üblicherweise Verstärkung oder Austausch.

Der Begriff Roofbolt stammt aus der nordamerikanischen Steinkohleförderung der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts und ist seitdem Standard in allen Untertagebaubetrieben. Der britische Bergbau verwendet manchmal die Bezeichnung roof bolt oder resin anchor; australische Betriebe spezifizieren Roofbolt-Durchmesser und Schema oft in Zentimetern statt in Metern. Der Bolzen ist Teil einer umfassenderen Ausbautechnik, die Holzstempel, Stahlbögen und Spritzbeton einschließt, aber Roofbolts haben passive Stützen in modernen Betrieben weitgehend verdrängt, weil sie schnellere Zykluszeiten ermöglichen und den Holzverbrauch senken.