31.08.2000

18.24.1-2000-1

 
Ankergenehmigungs-Richtlinien


A 2.16

An die Bergämter des Landes Nordrhein-Westfalen

Betr.: Richtlinien über die Genehmigung von Ankerausbau im Steinkohlenbergbau
         (Ankergenehmigungs-Richtlinien)

Mit der zunehmenden Verwendung von Ankerausbau im Steinkohlenbergbau werden künftig auch
Gebirgsanker eingesetzt, die aufgrund ihrer Bauform (z.B. Seilanker) oder Materialeigenschaften
(z.B. Kunststoffanker) den bisherigen Bauart-Zulassungsanforderungen, die auf einer Beurteilung
von Vollstäben aus Stahl basierten, nicht mehr entsprechen.

Eine Verwendung neuerer Ankerbauformen und -materialien ist jedoch für bestimmte Einsatz-
bereiche sinnvoll und nach den "Richtlinien über die Verwendung von Ankerausbau im Steinkohlen-
bergbau" vom 28.05.1998 - 18.24.1-20-3 - möglich. Insofern war nach Erstellung der vorgenannten
Richtlinien nunmehr auch eine Überarbeitung der bisherigen Bauart-Zulassungsanforderungen
erforderlich. Das Ergebnis dieser Überarbeitung ist den nachfolgend bekannt gemachten Richtlinien
zu entnehmen, die unter Beteiligung von Vertretern der Deutschen Montan Technologie GmbH, der
Deutschen Steinkohle AG sowie der Hersteller von Gebirgsankern erarbeitet wurde. Diese Richtlinien
sind von den Herstellern, die künftig eine Genehmigung für Gebirgsanker nach § 28 der Berg-
verordnung des Landesoberbergamts NRW für Steinkohlenbergwerke (BVOSt) vom 10.01.2000
beantragen, zugrunde zu legen. Bisher erteilte Bauartzulassungen gelten gem. § 62 BVOSt weiterhin.

Sie werden hiermit gebeten, künftig bei der Zulassung von Betriebsplänen über die Verwendung von
Ankerausbau zu prüfen, ob für die vorgesehenen Gebirgsanker ein Genehmigungsbescheid nach
§ 28 BVOSt oder eine Bauartzulassung nach vormals § 130 BVOSt vorliegt.

Dortmund, den 31.08.2000

Landesoberbergamt NRW

v. B a r d e l e b e n



R i c h t l i n i e n

über die Genehmigung von Ankerausbau
im Steinkohlenbergbau
(Ankergenehmigungs-Richtlinien)

 

Inhaltsübersicht 

1. Anwendungsbereich

2. Begriffsbestimmungen

3. Genehmigungsverfahren

3.1 Allgemeines
3.2 Profilierte Vollstabanker aus Stahl
3.3 Sonstige Anker

4. Kennzeichnung

5. Sonstiges

Anhang 1: Profilierungen von Vollstabankern
Anhang 2: Mindestanforderungen an die Werkstoffeigenschaften von profilierten Vollstab-Stahlankern
Anhang 3: Werkstoffeigenschaftsprüfung von Gebirgsankern
Anhang 4: Gebrauchseigenschaftsprüfung von Gebirgsankern
Anhang 5: Beispiele für die Kennzeichnung von Gebirgsankern

 

1. Anwendungsbereich

Diese Richtlinien enthalten Anforderungen an die Werkstoff- und Gebrauchseigenschaften sowie die
Kennzeichnung von Gebirgsankern, die im Steinkohlenbergbau unter Tage als Ausbaumittel zur
Übertragung von Ausbaukräften (Zug- und / oder Scherkräfte) verwendet werden.

2. Begriffsbestimmungen

Es gelten die Begriffsbestimmungen der Richtlinien des Landesoberbergamts NRW über die
Verwendung von Ankerausbau im Steinkohlenbergbau (Anker-Richtlinien) vom 28.5.1998
- 18.24.1-20-3 - (s. Sammelblatt A 2.16).

Darüber hinaus werden folgende Begriffe definiert:

Gebirgsanker

Gebirgsanker sind Ausbauteile, die in Bohrlöchern im eingebauten Zustand durch Aufnahme von
Ausbaukräften (Zug- und/oder Scherkräfte) Gebirgsteile miteinander oder Konstruktionselemente
(z. B. Abfangankerlaschen) mit dem Gebirge verbinden.

Werkstoffeigenschaftsprüfung

Werkstoffeigenschaftsprüfung ist die Untersuchung der Materialeigenschaften von genehmigungs-
pflichtigen Ankerausbauteilen im nicht eingebauten Zustand.

Gebrauchseigenschaftsprüfung

Gebrauchseigenschaftsprüfung ist die Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens von
genehmigungspflichtigen Ankerausbauteilen im eingebauten Zustand.

 

3. Genehmigungsverfahren

3.1 Allgemeines

Als Gebirgsanker werden überwiegend durchgehend profilierte Vollstäbe aus Stahl eingesetzt.
Mit einer zunehmenden Verwendung von Gebirgsankern unterschiedlicher Bauart, wie z.B. bei
der Sicherung von Streb/Streckenübergängen, kommen auch Gebirgsanker mit modifizierten
Bauformen und /oder Materialeigenschaften zum Einsatz. Für beide Ankerarten sind nachfolgend
die Voraussetzungen zum Erlangen einer Genehmigung nach § 28 der Bergverordnung des
Landesoberbergamts NRW für Steinkohlenbergwerke (BVOSt) vom 10.01.2000 beschrieben.

Neben dem Nachweis über die Durchführung der Werkstoff- bzw. Gebrauchseigenschaftsprüfungen
nach den Abschnitten 3.2 und 3.3 und der Dokumentation der Kennzeichnung nach Abschnitt 4 sind
folgende Unterlagen jedem Genehmigungsantrag beizufügen:

a) Zeichnerische Darstellung des Gebirgsankers und der zugehörigen Bauteile

b) Werkszeugnis über das Material des Gebirgsankers und erforderlichenfalls der Ausbaukraft
     übertragenden Bauteile

c) Einbauanweisung des Gebirgsankers

Sofern Gebirgsanker und/oder zugehörige Bauteile aus Kunststoffen bestehen, ist darüber hinaus ein
Eignungsnachweis nach DIN 22 100, Teil 7 (Betriebsmittel und Betriebsstoffe aus Kunststoffen zur
Verwendung in Bergwerken unter Tage) erforderlich.

Werden für die Prüfungen nach den Abschnitten 3.2 und 3.3 mehrere Prüfstellen beauftragt, muß
eine der Prüfstellen die Kennzeichnung und Verteilung der Prüflinge koordinieren.

3.2 Profilierte Vollstabanker aus Stahl

Auf Grund der bisherigen überwiegenden Verwendung von durchgehend profilierten Vollstab-
Gebirgsankern aus Stahl liegen über diesen Ankertyp langjährige Erfahrungen vor, sofern die
Profilierung dem Anhang 1 entspricht. Danach ist davon auszugehen, daß Vollstab-Stahlanker
bei vorschriftsmäßigem Einbau sicher verwendet werden können, wenn sie die Mindestanforderungen
an die Werkstoffeigenschaften gem. Anhang 2 erfüllen. Die Feststellung der Werkstoffeigenschaften
erfolgt dabei nach den im Anhang 3 beschriebenen Prüfungen.

Wird dieser Nachweis durch eine anerkannte Prüfstelle erbracht, erteilt das Landesoberbergamt NRW
dem Hersteller auf Antrag eine befristete Genehmigung nach § 28 BVOSt für einen kontrollierten
Betriebsversuch unter Tage. Nach erfolgreichem Betriebsversuch wird die vorgenannte
Genehmigung unbefristet erteilt.

Wird eine oder werden mehrere Anforderungen an die Werkstoffeigenschaften nicht erfüllt, so bedarf
dieser Anker zusätzlich einer Gebrauchseigenschaftsprüfung nach Anhang 4.

3.3 Sonstige Anker

Mit dem zunehmenden Einsatz von Ankerausbau im Steinkohlenbergbau wurden auch die Bauformen
und Materialeigenschaften von Gebirgsankern so modifiziert, daß eine Festlegung von Werkstoffgrenz-
werten oder Ermittlung von mechanischen Eigenschaften oftmals nicht sinnvoll oder technisch nicht
möglich ist. Gleichwohl sind auch für diese Anker die Materialeigenschaften nach Anhang 2 - soweit
technisch machbar - gem. Anhang 3 prüfen zu lassen.

Damit diese Anker mit ihren besonderen Eigenschaften in einem Ankersystem verwendet werden können,
bedürfen sie darüber hinaus einer Gebrauchseigenschaftsprüfung nach Anhang 4. Zum Erlangen einer
Genehmigung nach § 28 BVOSt ist die Gebrauchseigenschaftsprüfung ebenfalls von einer anerkannten
Prüfstelle durchführen zu lassen.

Auf Grund des Ergebnisses der Gebrauchseigenschaftsprüfung in Verbindung mit der Materialprüfung
nach Anhang 3 entscheidet das Landesoberbergamt NRW über die Genehmigung, die ebenfalls für
einen untertägigen Erprobungseinsatz befristet und erforderlichenfalls unter besonderen
Voraussetzungen oder Verwendungsbeschränkungen erteilt wird. Die endgültige Genehmigung
nach erfolgreichem Erprobungseinsatz berücksichtigt auch die dabei gemachten Erfahrungen.

 

4. Kennzeichnung

Ankerstangen und deren Ausbaukraft übertragenden Bauteile (Ankerplatte, Ankermutter, Ankerlasche)
sind so zu kennzeichnen, daß sie im eingebauten Zustand identifiziert werden können. Dabei muß die
Kennzeichnung eine Identifizierung der Ausbauteile nach Typ und Hersteller ermöglichen.

Eine Dokumentation der jeweiligen Kennzeichnung ist dem zugehörigen Genehmigungsantrag nach
§ 28 BVOSt beizufügen. Beispiele für eine Kennzeichnung von Ankerausbau sind im Anhang 5
beschrieben.

Ist im Einzelfall, z.B. aufgrund der Bauteilgröße oder -beschaffenheit, eine Kennzeichnung nicht möglich
oder sinnvoll, so sind diese Bauteile nach Typ und Lieferant für den jeweiligen Grubenbau (örtlich
nachweisbar) vom Verwender zu dokumentieren. Die Dokumentation ist mindestens bis zum Abwerfen
des Grubenbaus aufzubewahren.

5. Sonstiges

Ankermörtel und mit Ankerausbau verwendeter Verzug sind nicht Gegenstand dieser Richtlinien.
Auf die besondere Bedeutung

  1. des Ankermörtels für eine sichere Übertragung der Ausbaukraft von Ankern in das Gebirge
  2. des Verzuges für die Standsicherheit des Grubenbaues

wird jedoch besonders hingewiesen.

Lastanker sind ebenfalls nicht Gegenstand dieser Richtlinien. Lastanker sollten hinsichtlich ihrer
Materialeigenschaften jedoch zumindest den Anforderungen des Anhangs 2 genügen. Bei
dynamischer Belastung müssen Lastanker darüber hinaus Vorgaben entsprechen, die in besonderen
Anforderungen an dynamisch beanspruchte Lastanker (z. B. DIN 20622) definiert sind.

Die Nutzung des Ankerschaftes von Ausbauankern (Vollstab-Stahlanker > 22 mm Æ )
zur Aufhängung statischer Lasten unabhängig vom Aufhängewinkel ist bis 50 kN ohne
besonderen Nachweis möglich. Für andere Ankerbauformen ist ein Nachweis gem. Anhang 4
zu führen.

Sofern bei der Verwendung von Ankerausbau Tatsachen bekannt werden, die eine Änderung,
Ergänzung oder den Widerruf einer Genehmigung von Gebirgsankern und/oder deren zugehörigen
Bauteilen erforderlich erscheinen lassen, ist das Landesoberbergamt NRW hierüber unverzüglich
zu unterrichten.



Ankergenehmigungs-Richtlinien Anhang 1



Ankergenehmigungs-Richtlinien Anhang 2



Werkstoffeigenschaftsprüfung von Gebirgsankern              Anhang 3

1. Allgemeines

Die Grundlage der Werkstoffeigenschaftsprüfung von Gebirgsankern basiert auf
DIN 21 521 Teil 1 und 2.

Dem Prüfinstitut sind vom Antragsteller ausreichendes Probenmaterial und die technischen Unterlagen
zur Verfügung zu stellen. An dem Probenmaterial ist eine Konformitätsprüfung (visuelle, maßliche und
werkstoffanalytische Prüfung) entsprechend den technischen Unterlagen durchzuführen. Die bauart-
spezifischen Merkmale des Gebirgsankers (Rippung, Machart des Seil-/Bündelankers etc.) sind
bildlich zu dokumentieren.

Die notwendigen Prüfverfahren sind nachstehend aufgeführt. In Ausnahmefällen können einzelne
Prüfungen entfallen, wenn diese technisch unmöglich oder nicht sinnvoll sind, z. B.

Bei den Zugversuchen und Technologischen Biegeversuchen (Faltversuchen) sind Spannungs/-
dehnungskurven bzw. Kraft-/Verlängerungskurven während der Versuchsdurchführung aufzunehmen.

Die Ermittlung der Werkstoffeigenschaften (mechanische Kennwerte aus Zugversuch, Kerbschlag-
biegeversuch und Technologischer Biegeversuch) sind jeweils an drei Proben durchzuführen.

 

2 Prüfverfahren für profilierte Vollstab-/Hohlstabgebirgsanker aus Stahl

An den Ankern sind Zugversuche, Kerbschlagbiegeversuche und Technologische Biegeversuche
(Faltversuche) durchzuführen. 

2.1 Ganzzugversuche nach DIN EN 10 002 Teil 1

An unbearbeiteten Teillängen der Anker sind Ganzzugversuche durchzuführen. Dabei ist zwischen
Ganzzugversuchen am Ankerschaft und Ankerkopf zu unterscheiden. Bei der Prüfung am Ankerkopf
wird die vom Befestigungselement übertragende Ausbaukraft ermittelt. In der Regel wird eine
aufgeschraubte Ankermutter als Befestigungselement verwendet.

  1. Ganzzugversuch am Ankerschaft
     
    Bei den Versuchen ist die Kraft an der Streckgrenze Fe, Höchstzugkraft Fm,
    Streckgrenze ReH, Zugfestigkeit Rm, Bruchdehnung A5, und Gleichmaßdehnung AG10
    zu ermitteln.
     
    Die Gleichmaßdehnung AG10 ist auf eine Länge des 10-fachen Nenndurchmessers des
    Ankerschaftes d0 zu bestimmen, die 5 d0 außerhalb der Bruchstelle beginnt.
     

 Anlage 3 - Bild 1

2.2 Kerbschlagbiegeversuch nach DIN EN 10 045

Für die Kerbschlagbiegeversuche sind DVM - Proben nach DIN 50 115 zu verwenden.
Die Proben sind mittig aus der Querschnittsfläche des Ankers zu entnehmen.

2.3 Technologischer Biegeversuch (Faltversuch) nach DIN 50 111

Die Biegeversuche sind an unbearbeiteten Teillängen der Anker durchzuführen. Als Prüfgerät
ist die Biegevorrichtung mit Biegestempel und Auflagerollen zu verwenden. Der Durchmesser
des Biegestempels muß 20 mm betragen.

3 Prüfverfahren für flexible Anker (Seil-/Bündelanker)

An flexiblen Ankern, die mit einem Befestigungselement zur Übertragung der Ausbaukraft
ausgeführt sind (z. B. aufgepreßte Gewindehülse am Ankerkopf), sind Ganzzugversuche nach
Abschnitt 2.1 b durchzuführen.

Die Höchstzugkraft Fm am Ankerschaft (z. B. Seil, Litze) wird im Ganzzugversuch bei der
Gebrauchseigenschaftsprüfung gemäß Anhang 4 ermittelt.

4 Prüfverfahren für Ausbaukraft übertragende Bauteile (Ankermutter, Kupplungs-
   mutter, Ankerplatte, Ankerlaschen)

An Ankermuttern sind Zugversuche mit zugehörigen Ankern gem. Abschnitt 2.1 b durchzuführen.

An Kupplungsmuttern sind Zugversuche nach DIN EN 10 002 Teil1 mit zugehörigen Ankern
durchzuführen. Es ist die Kraft an der Streckgrenze Fe, Höchstzugkraft Fm und die Ausfallursache
bei Höchstzugkraft Fm zu ermitteln.

Die Prüfung an Ankerplatten erfolgt nach DIN 21 521 Teil 2 Absatz 7.2, Ausgabe 02/93.

An Ankerlaschen sind Belastungsprüfungen mit zugehörigen Ausbauprofilen, Ankern und Muttern
entsprechend der schematischen Darstellung durchzuführen. Die Belastung muß gleichmäßig und
stoßfrei mit einer Prüfgeschwindigkeit von 10 mm/min erfolgen. Bei den Versuchen ist die
Höchstzugkraft Fm und die Ausfallursache bei Höchstzugkraft Fm zu ermitteln.

   Anlage 3 - Bild 2

5. Kennzeichnung

Es ist zu prüfen, ob die Kennzeichnung den Anforderungen gemäß Abschnitt 4 der Ankerge-
nehmigungs-Richtlinie entspricht.

6 Aufbewahrungsdauer

Nach der Prüfung sind die Proben mindestens zwei Jahre im Prüfinstitut aufzubewahren. Darüber
hinaus ist ein ungeprüftes Referenzmuster, die technischen Unterlagen vom Antragsteller sowie
die Qualitätsaufzeichnungen der Prüfungen mindestens 10 Jahre aufzubewahren.

7 Dokumentation und Beurteilung

Die Ergebnisse der Prüfungen, die bildliche Dokumentation sowie die mitgeschriebenen Diagramme
sind in einem Bericht zusammenzufassen und im Hinblick auf die Mindestanforderungen nach
Anhang 2 zu beurteilen. 



Gebrauchseigenschaftsprüfung von Gebirgsankern  - Anhang 4

 

1. Allgemeines

Grundlage der Gebrauchseigenschaftsprüfungen ist die Grundsatzprüfung an Gebirgsankern
nach DIN 21521 Teil 1 und 2.

Bei der Grundsatzprüfung werden die Originalanker in ein repräsentatives Modellgebirge aus
Baustoff eingebaut und den im eingebauten Zustand zu erwartenden Beanspruchungsarten
(Zug und Scherung) ausgesetzt. Mit Hilfe der Konzeption dieser Einzelprüfungen kann die
einsatzrelevante Bestimmung von Zug- und Scherkräften mit ihren zugehörigen Verformungen
an eingebauten Gebirgsankern erfolgen. Für die Beurteilung der gebirgsmechanischen Wirkung
der verschiedenen Ankerbauformen kann so das Zusammenwirken von Ankerschaft, Verbund-
element und Gebirge bei unterschiedlichen Beanspruchungen untersucht werden. Neben der
Bestimmung der Gebrauchseigenschaften erlaubt diese Vorgehensweise eine direkte Einordnung
der Prüfergebnisse im Vergleich zu anderen Ankerbauformen.

Für die Beurteilung des Trag- und Verformungsverhaltens verschiedener Ankerschaftbauformen
ist Festlegung von Referenzmörteln (1 Kunstharzmörtel, 1 mineralischer Ankermörtel) zwingend
erforderlich. Nur so wird die Vergleichbarkeit der Ergebnisse ohne den Einfluß des Ankermörtels
insbesondere bei Zugprüfungen gewährleistet.

Die Ermittlung der Gebrauchseigenschaften (Zug-und Scherprüfungen) ist jeweils an mindestens
zwei Proben durchzuführen.

2. Prüfverfahren

Für die Gewährleistung einer Beurteilung der Prüfergebnisse, die aus einem Vergleich der
Prüfergebnisse mit den Resultaten bereits erfolgreich eingesetzter Anker besteht, ist insbesondere
auf gleichbleibende Prüfbedingungen in Verbindung mit der Gestaltung des Modellgebirges
(DIN 21521, Teil 2: 7.3, 7.4, 7.5, 7.6) zu achten. In diesem Zusammenhang ist für die
vergleichende Beurteilung von Einzelteilen eines Gebirgsankers die Verwendung von
Referenzeinzelteilen zwingend erforderlich.

2.1 Zugprüfungen

Im Rahmen von Zugprüfungen an eingebauten Ankern werden folgende Kennwerte ermittelt:

  1. Ermittlung des Trag- und Verformungsverhaltens vollständig eingebauter Gebirgsanker
    bei einer sich öffnenden Kluft.
  2. Bestimmung der Verbundkräfte am inneren Verbund mit den Referenzmörteln

Die Anforderungen an die Prüfungsdurchführung sind in der DIN 21521, Teil 2: 7.3, 7.4, 7.5
dargelegt. Die im Rahmen von Zugprüfungen zu ermittelnden Kennwerte sind im Abschnitt 3.1
des Anhanges 3 tabellarisch zusammengefaßt.

2.2 Scherprüfungen

Im Rahmen der Scherprüfungen wird das Trag- und Verformungsverhalten eingebauter Gebirgsanker
unter den Scherwinkeln von 50° und 90° ermittelt.

Die Anforderungen an die Prüfungsdurchführung sind in der DIN 21521, Teil 2: 7.6 dargelegt.
Die im Rahmen von Scherprüfungen zu ermittelnden Kennwerte sind im Abschnitt 3.2 des
Anhanges 3 tabellarisch zusammengefaßt.

2.3 Beurteilung der Prüfergebnisse

Grundlage der Beurteilung der Prüfergebnisse ist die Einordnung der Resultate im Vergleich zu
bisher erfolgreich im deutschen Steinkohlenbergbau eingesetzten Ankern. Für die Beurteilung
sind die Ergebnisse der Materialprüfungen (Anhang 2) zu berücksichtigen.

 

Anhang 4 - Bild 1

Anhang 4 - Bild 2



anhang 5