1 Aufgabenstellung - Deutsche Geodätische Kommission

14 2 Makropetrographie
Durchschnitt eine um 40% höhere Festigkeit als Nicht-Gebirgsschlagsflöze haben und daß bei 70% der Gebirgsschläge
die Flöze bergemittelfrei waren [Leonhardt 1985].
In Bezug auf die durch Spannungsspeicherung erzeugte Gebirgsschlaggefahr ist die Kenntnis über mächtige Gesteinsbänke
hoher Festigkeit im Hangenden und Liegenden erforderlich [Leonhardt 1988].
In den Gebirgsschlagrichtlinien des Landesoberbergamtes Nordrhein-Westfalen aus dem Jahre 1997 [Rl Pr 489] werden
insbesondere „eine mehr als 5 m mächtige Bank aus Sandstein oder ein Schichtenpaket vergleichbarer Festigkeit“ als
Merkmale für Bereiche möglicher Gebirgsschlaggefahr genannt. Deshalb ist für den Zweck der Gebirgsschlagverhütung
eine ausreichende makropetrographische Aufnahme der Gesteinsschichten unerläßlich. Bedeutung haben diese auch für
den Schutzflözabbau, zur Vermeidung von Gebirgsschlaggefahr [Bräuner 1991], [Bräuner 1992].
Die makropetrographische Ausbildung des Flözes kann auch bei der Beurteilung der Standwassergefahr über anstehenden
Flözbänken in der steilen Lagerung Bedeutung erlangen, weil solche Kohlenbänke bei geringer Festigkeit gefährlich
werden können und durchbrechen [Dürrfeld 1966].
Die makropetrographische Ausbildung der Gesteinsschichten hat auf ihre Wasserführung erheblichen Einfluß [Kukuk
1938]. Neben Betriebsbehinderungen, die sich daraus ergeben können, ist die Wasserführung von Gesteinsschichten
auch ein möglicher Faktor für das Auftreten einer Standwassergefahr [Leonhardt 1990].
Für einen Streckenbruch oder Steinfall ist neben dem Gebirgsdruck, dem Ausbauwiderstand und der vorliegenden
Tektonik die Festigkeit der Gesteinsarten ausschlaggebend [Jacobi u.a. 1981].
Für die Ermittlung und die Voraussage der Standfestigkeit von Grubenbauen im Zusammenhang mit einer Querschnittsverminderung
von Strecken spielt sowohl die Petrographie und vor allem die Festigkeit der Gesteinsarten eine
wesentliche Rolle [Leonhardt 1976]. Man benötigt Informationen über die Hangend- und Liegendschichten, deren Abfolge
und Mächtigkeit sowie über deren Festigkeitseigenschaften und tektonische Störungen [Kurjacij, Brancugov
1973].
Auch die Gefahr eines Strebbruches sowie Hangendausbrüche im Streb sind durch die Festigkeit der Gesteine –und
damit durch ihre makropetrographische Ausbildung-, durch den Gebirgsdruck, den Ausbauwiderstand, das Abböschen
des Kohlestoßes, Klüfte und Lösen sowie durch die »Ausbauverspätung« [Jacobi u.a. 1981] bedingt.
Auch bei dem Eindringen des Ausbaus in das Liegende [Leonhardt 1989a] spielen die Festigkeit und das Zerfallverhalten
der Gesteine eine wesentliche Rolle.
Für die Ermittlung des Durchbauungsgrades [Pfläging 1984] ist die Kenntnis über die makropetrographische Abfolge
der Gesteinsschichten von Bedeutung [Hansel 1990mdl]. Der Durchbauungsgrad wiederum wird für die Ermittlung des
Gebirgsverhaltens benötigt, zum Beispiel für die Standfestigkeit von Grubenbauen.
Zur Verminderung der Bergschadenkosten ist eine bessere Kenntnis der Berechnung von Bodenbewegungen notwendig.
Hansel [Hansel 1990mdl] hat auf die Notwendigkeit der Ermittlung des Durchbauungsgrades [Pfläging 1984] hierfür
hingewiesen.
Die Standfestigkeit von Grubenbauen erfährt durch Wasseraufnahme eine entscheidende Verschlechterung. Die Wasseraufnahme
ist von der makropetrographischen Ausbildung der Gesteinsschichten abhängig [Fuchs 1927].
Fast vier Jahrzehnte nach Fuchs [Fuchs 1927] führte Schöne-Warnefeld [Schöne-Warnefeld 1963] ebenfalls Untersuchungen
über die Quellfähigkeit von Gesteinen –insbesondere der verschiedenen Schiefertone– des Ruhrkarbons
durch. Das Quellvermögen kann bedeutende Auswirkungen auf die Kosten beim Ausbau und bei der Streckenunterhaltung
haben.
Die Quellfähigkeit wird in erster Linie durch die Mineralzusammensetzung und das Gefüge des Gesteins bestimmt
[Schöne-Warnefeld 1963].
Mit der Volumenvermehrung durch Wasseraufnahme ist stets eine Abnahme der Festigkeit verbunden, die bis zum
völligen Zerfall mancher Schiefertone in Wasser führen kann [Schöne-Warnefeld 1963].
Die Untersuchungen zeigen, daß bei ziemlich festen, quarzreichen Schiefertonen und tonigen Sandsteinen die Festigkeitsabnahme
durch Wasser erheblich ist [Schöne-Warnefeld 1963]. Zu berücksichtigen ist aber, daß im Hinblick auf
die Kosten neben der petrographischen Ausbildung des Gesteins, die in der Quellfähigkeit zum Ausdruck kommt, und
dem Gebirgsdruck noch andere Einflußgrößen wirksam sind. So spielen die Tektonik, insbesondere die Kleintektonik,
die Schichtenfolge, ferner der Streckenquerschnitt und die Abbauart eine Rolle.
Die Änderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Gesteinen bei Wasseraufnahme, direkt durch
Wasser oder durch Wasserdampf, hat einen direkten Einfluß auf das Volumen von Gesteinen. Einschlüsse von Pflanzenresten
und zur Zersetzung neigende Mineralien begünstigen die Wasseraufnahme. Dieses Verhalten tritt sehr ausge-