CN114096736A - 用于将锚杆紧固在岩石孔中的喷嘴、系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将多组分的混合物注射到岩石孔中的喷嘴(5)，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。喷嘴(5)包括适于接纳多组分混合物的相应的第一组分和第二组分的第一通道(31)和第二通道(33)、以及适于接纳封堵剂(S)的第三通道(55)。第三通道(55)连接至第一通道(31)。此外，喷嘴(5)包括混合构件(23)，该混合构件在将混合物注射到岩石孔中之前将第一组分和第二组分混合。喷嘴(5)还包括出口(21)，该出口适于将第一组分和第二组分的混合物直接注射到岩石孔中。还描述了用于将锚杆紧固在岩石孔中的系统(1)和用于将锚杆紧固在岩石孔中的方法。

Description

用于将锚杆紧固在岩石孔中的喷嘴、系统和方法

技术领域

本发明涉及岩石栓锚、例如在开采工业内和当执行隧道建设方面进行的岩石栓锚。本发明特别地涉及用于将锚杆紧固在岩石孔中的喷嘴、系统和方法。

背景技术

为了配合掘进或开采，岩石被削弱，这可能导致岩石的部分倒塌。垮塌的岩石不仅会使现场工作延迟，而且对现场工作人员而言也是非常危险的。因此需要有降低倒塌的风险的措施。这些措施通常称为岩石加固。木柱和木梁在很长时间内被使用，但现在已经被更好的解决方案所取代。现在常用的用于加固岩石的方法是使用锚杆，这些锚杆用于对将承载隧道中的顶部的岩石弧状部进行固定。锚杆可以例如紧固在预钻孔中，或者可以在紧固过程期间钻入岩石中。

然而，当地下开口较大时，锚杆可能不足够长以产生拱效应。替代地可以使用线缆锚杆。线缆锚杆可以例如是钢线缆。这些线缆通过灌浆剂、例如水泥被紧固在岩石孔中。线缆也可以用机械锚固来紧固，例如在线缆顶部中的用于即时支承的膨胀壳体。以这种方式紧固的线缆然后被灌浆以通过包封实现防锈。传统上，线缆锚杆放置在预先钻入的孔中，并且此后用灌浆填充孔。这是在开采中仍然经常使用的方法，尽管该方法带有很多的风险，由于该方法是手动操作，从而需要人员靠近未紧固的岩石的部分。

在过去的几十年期间，机械化作业已经发展起来。首先钻出孔并且此后用灌浆填充。线缆锚杆插入到孔中作为最后步骤。机械化方法与以前的方法相比不仅更快，而且机械化方法更安全，由于整个过程从操作员受保护的舱室进行控制。通常，所有的操作比方说例如钻探、灌浆的混合和泵送、线缆插入等都是由一个机器和一个操作员来执行。

不幸的是，线缆锚杆的机械化方法有其自身的限制性和缺点。经灌浆的线缆直到灌浆固化才能承载载荷。通常是水泥的灌浆需要几个小时来固化，但只有在大约48小时后才能达到满载承载能力。因此，该方法对次要支承有好处，但对主要支承没有好处，由于等待时间会使工作延迟。此外，灌浆需要通过通常在钻机上提供的混合系统进行混合。一批灌浆需要大约15分钟以进行混合。由于许多客户喜欢首先在隧道中钻出所有的锚杆孔并且此后再进行栓锚，混合灌浆所需的时间将显著地限制生产率。另外，灌浆系统需要大量的清洁以便以令人满意的方式起作用。钻机通常具有所安装的自动清洁程序，但灌浆泵和混合器仍然需要手动清洁以便正常操作。该清洁通常需要高达每班次一个小时，因此降低了整体生产率。

NO 319141B1公开了通过岩石栓锚对岩石加固的方法。通过将多组分快速硬化树脂泵送到岩石孔中，以将锚杆紧固在岩石孔中。这些组分在进入岩石孔之前在混合器中混合。

WO 2017180042 A1公开了用于岩石加固方法，在该方法中，将第一组分和第二组分通过第一通道和第二通道注射到岩石孔中，以将锚杆紧固岩石孔中。此后将封堵剂注射到第二个通道中。

鉴于现存的现有技术，因此有必要对现在当执行线缆栓锚操作时所使用的方法、装置和系统进行改进，以便实现快速和可靠的线缆栓锚过程。

发明内容

因此，本发明的目的是提高岩石线缆栓锚操作时的可靠性和效率。此外，目标是降低现场操作人员在操作期间的风险。替代性地，目标是在技术领域内实现已知解决方案的替代方案。

根据本发明的第一方面，该目的通过用于将多组分混合物注射到岩石孔的喷嘴来实现，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。喷嘴包括：第一通道，该第一通道适于接纳多组分混合物的第一组分；第二通道，该第二通道适于接纳多组分混合物的第二组分；和第三通道，该第三通道适于接纳封堵剂。第三通道连接至第一通道，使得封堵剂可以经由第三通道提供给第一通道。此外，喷嘴包括混合构件，该混合构件在将第一组分和第二组分的混合物注射到岩石孔中之前将第一组分和第二组分混合。喷嘴在该喷嘴的第一端部处还包括出口，该出口适于将第一组分和第二组分的混合物直接注射到岩石孔中。

这个锚杆可以例如是线缆锚杆。

喷嘴可以适于插入到岩石孔中，并用多组分混合物从孔的底部填充该岩石孔。然后，喷嘴可以在孔正在被混合物填充时移动出孔，由此从孔的底部并向外朝向孔的进口填满孔。

第三通道可以直接连接至第一通道。

喷嘴包括适于接纳相应的组分的第一通道和第二通道和混合构件，该该混合构件适于在将混合物注射到岩石孔中之前将第一组分和第二组分混合。由此降低了系统中封堵的风险。此外，由于喷嘴适于将混合物直接注射到岩石孔中，混合物将仅在离开喷嘴并被注射到岩石孔中、例如进入到岩石孔的底部之前被混合。因此，没有组分在离开喷嘴并进入岩石孔之前固化的风险。同时，确保了组分的适当混合，由于喷嘴包括布置成混合组分的混合构件。由此，组分不需要在孔的内部混合、即在喷嘴的外部的孔的内部混合，这可能导致组分的不充分混合，从而导致将锚杆紧固在岩石中的混合物的质量降低。此外，由于喷嘴适于将混合物直接注射到岩石孔中，因此混合物可以被注射到岩石孔的底部，从而确保岩石孔正确地且均匀地被填充。此外，将混合物注射到岩石孔的操作更加方便，由于喷嘴适于直接注射到岩石孔，由此不需要辅助设备比如外部混合器。另外，由于喷嘴包括适于接纳封堵剂的第三通道，该第三通道连接至第一通道使得封堵剂可以经由第三通道提供给第一通道，因此封堵剂可以提供给第一通道。由此，封堵剂可以将第一组分从第一通道挤出，并且用封堵剂替换第一通道中的第一组分。封堵剂将在第一通道中提供阻挡部。然后，第一通道将被阻止与例如水分和/或第二组分接触。由此，由于构成阻挡部的封堵剂，第一组分在第一通道中与水分和/或第二组分保持分离。因此，第一通道被保护免受通道内的涂层的影响，该涂层可以在第一组分与例如水分接触时和/或与第二组分接触时固化的情况下形成。因此，降低了在第一通道中的停止部或封堵部的风险。因此，降低了岩石加固操作期间的中断的风险，并且因此提高了岩石加固过程的可靠性和效率。

因此，提供了一种用于将多组分混合物注射到岩石孔的喷嘴，该喷嘴实现上述目标。

根据一些实施方式，第三通道连接至第二通道，使得封堵剂可以经由第三通道提供给第二通道。

第三通道可以直接连接至第二通道。

由于封堵剂可以经由第三通道提供给第二通道，因此封堵剂可以提供给第二通道。由此，封堵剂可以将第二组分从第二通道挤出并且用封堵剂替换第二通道中的第二组分。由此，封堵剂将在第二通道中提供阻挡部。然后，相同的优点将在第二个通道中实现，如以上在第一个通道中实现的。具体地，第二通道将被阻止与水分和/或第一组分接触。然后，第二通道被保护免受以与第一通道相同的方式积聚的任何涂层的影响。附加地，通过能够将封堵剂引入到第二个通道中，实现了冗余，由此如果封堵剂由于某种原因没有到达第一通道，第二通道仍将被封堵剂封堵，从而防止第一组分和第二组分彼此接触。这进一步提高了喷嘴的可靠性，从而提高了栓锚过程的可靠性和效率。

根据一些实施方式，喷嘴包括适于接纳封堵剂的第四通道，其中，第四通道连接至第二通道，使得封堵剂可以经由第四通道提供给第二通道。

第四通道可以直接连接至第二通道。

通过连接至第二通道的适于接纳封堵剂的第四通道，封堵剂可以经由第四通道提供给第二通道。由此，封堵剂可以通过单独的通道提供给第一通道和第二通道。这增加了喷嘴的冗余，由于如果第三通道或第四通道发生故障、例如被封堵，封堵剂仍将到达第一通道或第二通道中的一者，并且由此确保了组分在该通道中不会彼此混合或与水分混合。

根据这些实施方式中的一些实施方式，第三通道混合构件的上游连接至第一通道，并且其中，第四通道在混合构件的上游连接至第二通道。本文中的上游是指相对于通道内的组分或封堵剂的预期流动方向的上游。

由于第三通道和第四通道在混合构件的上游分别连接至第一通道和第二通道，因此封堵剂将在混合构件之前提供到通道中。由于组分旨在于混合构件中混合，因此具有下述更大的风险：组分或组分的混合物从混合构件向后移动通过喷嘴进入通道中。通过将通道连接在混合构件的上游，封堵剂将组分挤出通过混合构件。此外，封堵剂还将在混合构件中为混合物和组分提供阻挡部，从而防止混合物和组分朝向通道移动并进入通道中。此外，封堵剂可以经由通道提供到混合构件中，从而将混合构件和仍然在混合构件中的任何潜在混合物从混合构件挤出。由此，混合构件中将没有保留可以固化并且封堵混合构件的任何混合物。因此，降低了混合构件中的封堵的风险。

根据本文中的一些实施方式，第一通道和第二通道在混合构件的上游连接。

通过将第一通道和第二通道在混合构件的上游连接，第一组分和第二组分将在进入混合构件之前相遇。由此，第一组分和第二组分将在于混合构件中适当地混合之前稍微混合，这改善混合并且由此最终混合，从而提供更可靠的最终产品。

根据本文中的一些实施方式，喷嘴包括每个通道中的逆止阀。

替代性地，通道中的仅一些通道包含逆止阀，比方说例如通道中的一个通道、通道中的两个通道或通道中的三个通道包含逆止阀。

通过在每个通道中提供逆止阀，确保了系统中没有组分或封堵剂向回流动。这降低了下述风险：由于涂层或硬化组分或封堵剂的积聚而在通道或系统内产生封堵部。由此降低了故障的风险，这使所需的操作步骤的次数最小化。由此提高了岩石加固过程的可靠性和效率。

根据本文中的一些实施方式，喷嘴具有长形的形状。

由于喷嘴是长形的，因此喷嘴容易在窄的岩石孔内移动。由此，该喷嘴更适合将多组分混合物直接注射到岩石孔中，由于喷嘴可以在孔内移动并且例如放置在岩石孔的底部，并且由此从底部开始填充岩石孔。因此，由于喷嘴是长形的，喷嘴可以放置在岩石孔的底部，并且此后喷嘴在喷嘴正在将混合物注射到岩石孔中时移动出岩石孔。此外，可操作性大大提高了，从而改善了过程的效率，因为喷嘴卡在岩石孔中的风险降低了。

根据一些实施方式，喷嘴在喷嘴的外表面上包括凹槽，该凹槽布置成接纳密封包装件。密封包装件的尺寸可能大于凹槽，使得密封包装件伸出超过喷嘴的外表面。

通过在喷嘴外表面的凹槽中设置密封包装件，防止混合物和/或封堵剂在将混合物注射到岩石孔中期间溢出喷嘴。如果混合物溢出喷嘴，喷嘴将被混合物覆盖，这可能使拆卸过程更加困难，因为混合物可能会在喷嘴的顶部硬化。此外，喷嘴上的组分混合物可能会阻碍喷嘴在岩石孔内的运动。在这种情况下，喷嘴甚至可能会卡在孔里。因此，通过在喷嘴外表面的凹槽中设置密封包装件，促进了将混合物注射到岩石孔中的过程。

根据一些实施方式，喷嘴在喷嘴的与喷嘴第一端部相反的第二端部处包括用于通道中的每个通道的相应入口，并且其中，入口中的每个入口包括用于将线连接至相应入口的连接器件。入口中的每个入口包括用于将线连接至相应入口的连接器件，其中，通道完全布置在喷嘴的外壁内。

由于喷嘴在与第一端部相反的第二端部处包括用于通道中的每一者的入口，通过用于将线连接至相应入口的连接器件，携带组分和/或封堵剂的线可以沿与喷嘴相同的方向延伸。由此，喷嘴将不会有可能阻碍喷嘴在窄的岩石孔内的运动的、大致在喷嘴的横向方向上延伸的任何部段或部件。因此，入口和连接件不会延伸在喷嘴的外径的外面，从而确保喷嘴以体积不大且在横向上不占更多空间的方式适于将混合物直接注射到岩石孔中。由此，出此目的，喷嘴还将适于在不需要任何辅助设备的情况下将混合物直接注射到岩石孔中、特别是到岩石孔的底部。此外，喷嘴的可操纵性将改善。

根据本文中的一些实施方式，喷嘴适于与进给装置配合，进给装置能够使喷嘴移动并出入岩石孔。

通过适于与能够使喷嘴在岩石孔中移动和移动出岩石孔的进给装置配合，喷嘴可以移动到岩石孔中并再次移动出。由此，喷嘴可以将混合物注射到岩石孔的底部中，并且喷嘴在有规则地填满孔的同时移动出孔。此外，通过使喷嘴适于与进给装置配合，喷嘴的移动更加方便。

根据本发明的第二方面，上述目的还通过将多组分混合物注射到岩石孔中的系统来实现，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。系统包括用于将多组分混合物注射到岩石孔中的喷嘴，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。喷嘴包括：第一通道，该第一通道适于接纳多组分混合物的第一组分；第二通道，该第二通道适于接纳多组分混合物的第二组分；和第三通道，该第三通道适于接纳封堵剂。第三通道连接至第一通道，使得封堵剂可以经由第三通道提供给第一通道。此外，喷嘴包括混合构件，该混合构件适于在将第一组分和第二组分的混合物注射到岩石孔中之前将第一组分和第二组分混合。喷嘴在该喷嘴的第一端部处还包括出口，该出口适于将第一组分和第二组分的混合物直接注射到岩石孔中。该系统还包括能够使喷嘴相对于该系统移动的进给装置。

通过下述系统，实现了以高效且可靠的方式执行岩石锚固的系统：该系统包括具有以上已经描述的所有优点的喷嘴和能够使喷嘴相对于该系统移动的进给装置。此外，由于该系统执行栓锚，该过程是机械化的。由此，不需要人员处于没有紧固的岩石下方的区域中。因此，降低了对于人员的风险。

因此，提供了一种用于将锚杆紧固在岩石孔中的系统，该系统实现了上述目的。

根据本文中的一些实施方式，进给装置可以适于通过与连接至喷嘴的至少一条线相互作用来使喷嘴移动。

所述至少一条线可以布置在外包装件内。进给装置然后布置成与外包装件相互作用，以便使喷嘴移动。

进给装置可以包括适于使喷嘴移动的四个进给辊。

由于进给装置可以适于通过与连接至喷嘴的至少一条线相互作用来使喷嘴移动并且暗示喷嘴适于通过进给装置以这种方式移动，因此不需要额外的设备使进给装置移动。因此，通过可能损坏的极少部件实现了一种使喷嘴移动的简单且稳健的方式。此外，喷嘴的成本也降低了，由于出于使喷嘴移动的目的提供组分和封堵剂的线可以重复使用。

通过将所述至少一条线布置在外包装件内，实现了若干优点。首先，外包装件可以由坚硬的材料制成，该坚硬的材料在操作期间保护线，这增加了系统的可靠性并且降低了操作期间的故障的风险。此外，外包装件可以展现下述特性：该特性通过进给装置有利于喷嘴的运动。例如，外包装件可以由下述材料制成：该材料是足够挠性的以稍微弯曲但又足够刚性以在喷嘴移动到岩石孔中时支承喷嘴的重量。附加的优点是，这些线可以被收集而且不会独立于彼此松散地悬挂导致缠结的风险。因此，降低了软管的缠绕风险，这也降低了操作停止的风险。因此，提高了岩石栓锚的效率以及岩石栓锚的可靠性。

由于进给装置包括适于使喷嘴移动的四个进给辊，因此实现了进给装置的稳健运动。由于喷嘴可能相对重，使用若干进给辊是有利的。此外，通过使用四个进给辊，实现了稳定的构型，这在通过连接至喷嘴的线使喷嘴移动时是有利的。

根据本文中的一些实施方式，该系统包括与第一组分的源连接的第一线和与第二组分的源连接的第二线。

根据一些实施方式，喷嘴的第三通道连接至喷嘴的第二通道，使得封堵剂可以经由第三通道提供给第二通道。

替代性地，根据一些实施方式，喷嘴可以包括适合于接纳封堵剂的第四通道。第四通道然后连接至第二通道，使得封堵剂可以经由第四通道提供给第二通道。

根据一些实施方式，此外，该系统包括与封堵剂的源连接的第三线和第四线。第一线、第二线、第三线和第四线还分别连接至喷嘴的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道。

在这种情况下，将喷嘴和源连接的线可以布置在上述外包装件内。

该系统还可以包括用于以卷绕的方式支承线的卷绕构件，并且该卷绕构件允许在喷嘴相对于系统移动时展开线。

线可以例如是软管、管、挠性管道、包含若干线的多通道软管等。

由于喷嘴中的各个通道经由相应的线连接至相应组分或封堵剂的源，混合物的组分以及封堵剂可以布置在距喷嘴一定的距离处。此外，通过使用线，促进了喷嘴相对于系统和流体源的运动。由此，喷嘴可以以容易且可靠的方式移动到岩石孔中，同时仍然连接至混合组分和封堵剂的源。因此，使系统移动的需要减少，因为喷嘴将连接至混合组分和封堵剂的源，即使在从系统本身移动相当远时也是如此。因此，提高了系统和喷嘴的可靠性和可操作性。

通过将线——该线将喷嘴与组分和/或封堵剂的源连接——布置在外包装件内，实现了与所述至少一条线结合的上述所有优点。

由于系统包括支承线并允许线展开的卷绕构件，因此降低了线卡在设备中、卡在岩石孔中或彼此卡住的风险。此外，通过能够将线卷绕在卷绕构件上，进给装置在使喷嘴移动出岩石孔时被辅助，由于在进给装置后面没有线堆积。因此，喷嘴相对于系统的运动通过卷绕构件更加方便。

根据本发明的第三方面，上述目的还通过将多组分混合物注射到岩石孔中的方法来实现，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。

该方法包括将喷嘴放置到岩石孔的底部中。喷嘴包括：第一通道，该第一通道适于接纳多组分混合物的第一组分；第二通道，该第二通道适于接纳多组分混合物的第二组分；和第三通道，该第三通道适于接纳封堵剂。第三通道连接至第一通道，使得封堵剂可以经由第三通道提供给第一通道。此外，喷嘴包括混合构件，该混合构件适于在将第一组分和第二组分的混合物注射到岩石孔中之前将第一组分和第二组分混合。喷嘴在该喷嘴的第一端部处还包括出口，该出口适于将第一组分和第二组分的混合物直接注射到岩石孔中。

该方法还包括通过将多组分混合物的第一组分和第二组分分别提供到喷嘴的第一通道和第二通道中来将多组分混合物注射到该岩石孔中。

该方法还包括将封堵剂提供到喷嘴的第一通道和/或第二通道中。

此外，该方法包括在将多组分混合物注射到岩石孔的同时，通过使喷嘴从岩石孔的底部朝向孔的进口缩回来使喷嘴连续地移动出岩石孔。

通过执行该方法，使用具有上述所有优点的喷嘴，实现了一种将锚杆紧固在岩石孔中的有效且可靠的方法。该方法例如可以由上述系统执行。通过将喷嘴放置在岩石孔的底部并且在岩石孔正在用多组分混合物填充时使喷嘴连续地移动出岩石孔，确保了岩石孔用混合良好的混合物以匀质的方式从底部开始填充。因此，没有下述风险：混合物不是混合良好的或岩石孔以非匀质的方式被填充，这可能导致锚杆的不充分紧固。此外，该过程可以以机械化的方式迅速地执行，这降低了对人员的危险。

因此，提出了一种将锚杆紧固在岩石孔中的方法，该方法实现了上述目的。

根据一些实施方式，该方法还包括将锚杆插入道岩石孔中。

将锚杆插入到岩石孔中的步骤可以在喷嘴已经从岩石孔中完全移除之后执行。

通过将锚杆插入到岩石孔中，岩石孔被加固。通过在喷嘴从岩石孔中完全移除之后插入锚杆，确保了在插入锚杆时喷嘴不会阻碍锚杆。此外，通过确保喷嘴已经完全移除，还确保了岩石孔在插入锚杆之前已经被充分填充。因此，实现了一种紧固锚杆的更可靠的方法。

根据一些实施方式，提供封堵剂的步骤就在喷嘴已经从岩石孔完全移除之前执行。

通过就在喷嘴已经从岩石孔完全移除之前将封堵剂泵送到喷嘴中以将未混合的组分挤出，确保了封堵剂和/或未混合的组分不会结束在孔的外部在地面上。这是有利的，由于未混合的组分可能是危害健康的。通过避免组分结束在岩石孔外在地面上，使任何人员受到潜在危害影响的风险最小化。因此，实现了一种将锚杆紧固在岩石孔中的更可靠的方法。

根据一些实施方式，该方法还包括，在将锚杆插入到岩石孔中的步骤之后，执行锚杆的插入后处理，其中，插入后处理包括使锚杆振动、使锚杆脉动和使锚杆旋转处理中的一个或多个处理。

通过使锚杆在岩石孔的内部旋转、脉动和/或振动，实现了混合物与锚杆的更好粘附，因为岩石孔的内部的混合物可能会填满锚杆的任何角落或裂缝。该有利的效果可能在锚杆是线缆锚杆时甚至更明显。如果锚杆包括球状部，这些球状部在此过程期间可以由混合物填充，由此使混合物与线缆的粘附增加。因此，实现了一种将锚杆紧固在岩石孔中的更可靠且有效的方法。

振动可以沿锚杆的轴向方向执行。使锚杆振动的过程可以包括使锚杆沿锚杆的轴向方向在1mm至10mm、优选地1mm至5mm、最优选地1mm至2mm的距离内连续地前后移动。

脉动可以沿锚杆的轴向方向执行。使锚杆脉动的过程可以包括使锚杆的轴向方向在50mm至200mm、优选地50mm至150mm、最优选地80mm至120mm连续地前后移动。典型的距离可以例如是100mm。

旋转可以通过使锚杆绕与锚杆纵向轴线重合的旋转轴线旋转来执行。

根据发明的第四方面，上述目的还通过适于将锚杆紧固在岩石孔中的包括下述系统的钻机来实现：该系统包括用于将多组分混合物注射到岩石孔中的喷嘴，并且混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。喷嘴包括：第一通道，该第一通道适于接纳多组分混合物的第一组分；第二通道，该第二通道适于接纳多组分混合物的第二组分；和第三通道，该第三通道适于接纳封堵剂。第三通道连接至第一通道，使得封堵剂可以经由第三通道提供给第一通道。此外，喷嘴包括混合构件，该混合构件适于在将第一组分和第二组分的混合物注射到岩石孔中之前将第一组分和第二组分混合。喷嘴在该喷嘴的第一端部处还包括出口，该出口适于将第一组分和第二组分的混合物直接注射到岩石孔中。该系统还包括进给装置，该进给装置能够使喷嘴相对于该系统移动。

该钻机可以用在开采和/或建筑应用中以用于岩石加固的目的。

由于该钻机具有上面结合喷嘴、系统和方法已经描述的所有优点，实现了可以以高效且可靠的方式执行岩石栓锚的钻机。此外，由于钻机适于将锚杆紧固在岩石孔中，促进和改进了使岩石加固的作用，由于钻机可以使系统移动至新的岩石现场，因此提供了过程的灵活性和效率。

因此，提供了一种适于将锚杆紧固在岩石孔中的钻机，该钻机实现了上述目标。

根据本发明的第五方面，上述目的还可以通过计算机程序产品实现，该计算机程序产品包括下述指令：所述指令当在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行如以上所描述的方法。

根据本发明的第六方面，上述目的也通过存储计算机程序产品的计算机可读存储介质来实现，其包括下述指令：所述指令当在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行如以上所描述的方法。

用于将锚杆紧固在岩石孔中的方法借助于计算机程序被机械化和自动化。由此，人员不需要处于没有紧固的岩石下方的区域中，这减少或甚至消除了对于人员而言的风险。

附图说明

通过以下参照附图对一个或一些实施方式进行详细描述，本发明的其他目的、优点以及特征将明显，在附图中：

图1示出了布置在钻机上的系统，

图2a以立体图示出了喷嘴，

图2b以分解图示出了喷嘴，

图2c从俯视图示出了连接板，

图2d以立体图示出了连接板，

图3a以立体图示出了喷嘴的第三元件，

图3b从俯视图示出了喷嘴的第三元件，

图3c示出了喷嘴的第三元件的横截面，

图4a以立体图示出了喷嘴的第二元件，

图4b从俯视图示出了喷嘴的第二元件，

图4c从侧视图示出了喷嘴的第二元件，

图4d示出了喷嘴的第二元件的横截面，

图5a以两个立体图示出了喷嘴的第一元件，

图5b示出了喷嘴的第一元件的横截面，

图5c示出了喷嘴的第一元件的横截面，

图5d从仰视图示出了当沿喷嘴的入口的方向观察时喷嘴的第一元件，

图5e从俯视图示出了当沿与喷嘴的入口相反的方向观察时喷嘴的第一元件，

图6a以侧视图示出了处于组装状态的喷嘴，

图6b示出了喷嘴的处于组装状态的横截面，

图7a示出了喷嘴的处于组装状态的横截面，

图7b以侧视图示出了处于组装状态的喷嘴，

图8a以立体图示出了卷绕构件、进给装置和喷嘴，

图8b以立体图示出了喷嘴和外包装件，该外包装件包含连接至喷嘴的线，

图8c以分解图示出了外包装件，

图9a从俯视图示出了进给装置，

图9b示出了包含四条线的外包装件的横截面，以及

图10示出了说明用于将线缆锚杆紧固在岩石孔中的方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下面参考示例实施方式所示出的附图对本发明进行更详细地描述。本发明不应被解释为受实施方式的公开示例的限制；替代性地，本发明由所附权利要求来限定。图中相同的标记始终表示相同的元件。

图1示出了用于将多组分混合物注射到岩石孔中的系统1，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。根据优选实施方式，锚杆是线缆锚杆。在图1中，系统1布置在钻机3上。系统1包括喷嘴5，该喷嘴5适于将多组分混合物注射到岩石孔中。在图1中，喷嘴5布置在钻机3的前部分上。系统还可以包括进给装置7，该进给装置7能够使喷嘴5相对于系统1和/或钻机3移动、例如移动到岩石孔中和从岩石孔出来。进给装置7在图1中布置在起重机8上。进给装置7由此可以定位成独立于布置在钻机3上的任何钻探单元(在图1中未示出)。多条线9连接在钻机3上布置的喷嘴5与罐6A、6B之间，以允许流体介质从罐6A、6B被输送至喷嘴5。卷绕构件10也布置在钻机3上。卷绕构件布置成以卷绕方式支承线9并且允许线9在喷嘴5相对于系统1移动时从卷绕构件展开或卷绕起到卷绕构件10上。

现在将参照图2至图7更详细地描述根据本发明的实施方式的喷嘴5。图2a以组装状态图示了喷嘴5并且图2b以未组装状态或分解图示出了喷嘴5。如以上所描述的，该喷嘴5适于将多组分混合物注射到岩石孔中。喷嘴5可以包括第一元件11、第二元件13和第三元件15。第一元件11、第二元件13和第三元件15可以布置有互补的特征以便很容易地被组装成完整的喷嘴5。喷嘴5可以具有筒形形状。喷嘴5可以是长形的，以便容易地配装到窄的岩石孔中。

图3a至3c更详细地图示了根据本文中实施方式的第三元件15。第三元件15可以具有大致筒形形状并且朝向喷嘴5的第一端部22渐缩。第三元件15可以包括第一部段35和第二部段36。第一部段35可以是筒形的，并且第二部段36可以是截头圆锥形的。第三元件15可以适于连接至第二元件13。为此目的，第三元件15可以包括第一内部空间31’和第二内部空间33’。第一内部空间31’和第二内部空间33’的形状可以适于与第二元件13的互补形状相互作用，使得第二元件13的部分可以被接纳在第三元件15的部分中。为此，第一内部空间31’可以适于接纳第二元件13的第二部分42，该第二元件13可以在图4a至图4d中看出。此外，第二内部空间33’可以适于接纳第二元件13的第一部分41。因此，第一内部空间31’可以呈现出与第二元件13的第二部分42互补的形状并且第二内部空间33’可以呈现出与第二元件13的第一部分41互补的形状。第三元件15的第一内部空间31’和第二内部空间33’可以是筒形形状。第二内部空间33’可以具有比第一内部空间31’更大的直径。

在图4a至图4d中示出了第二元件13。如可以看到的，第二元件13可以包括第一部分41、第二部分42、第三部分43和第四部分44。部分41至部分44可以是筒形形状，如在例如图4a中示出的。第一部分41和第二部分42可以布置成被接纳在第三元件15的第二内部空间33’和第一内部空间31’中，如上面已经描述的。部分41至部分44可以呈现出连续增加的尺寸，使得第二元件13当在如图4c中所看到的横截面中观察时呈现出直阶梯形状。因此，第一部分41可以具有比第二部分42更小的尺寸，第二部分具有比第三部分43更小的尺寸，并且第三部分具有比第四部分44更小的尺寸。如果部分41至部分44是筒形形状的，部分41至部分44将从第一部分41至第四部分44呈现出连续增加的直径。具有最大尺寸的部分可以具有下述尺寸：该尺寸与第一元件11的最大部分的尺寸和第三元件15的最大部分的尺寸对应。以这种方式，喷嘴5在组装时的最外面表面将由元件11、13、15的最大部分限定。此外，喷嘴5沿着其延伸部将具有大致恒定尺寸。在图4a至图4d中，第四部分44具有最大直径。

当将第二元件13与第三元件15连接时，组装构型的外表面将呈现出凹槽，由于第二元件13的第三部分43的直径小于第三元件15的最外面表面和第二元件13的最外面表面、即第四部分44。该凹槽可以布置成接纳将在下面更详细地描述的密封包装件62。也可以设想在喷嘴5中实现凹槽的其他方式，例如在喷嘴5的外表面中的铣槽等。

第二元件13可以布置成与第一元件11相互作用，使得第二元件13可以接纳第一元件11的部分。因此，第二元件13可以包括接纳室45、46，该接纳室45、46适于接纳例如在图5c中图示的第一元件11的互补端部部分51。因此，第一元件11的端部部分51可以布置有下述外表面：该表面至少部分地呈现出与接纳室45、46的形状互补的形状，使得第一元件11的端部部分51可以插入到第二元件13的接纳室45、46中以便组装喷嘴5。接纳室45、46可以包括第一部段45和第二部段46，第一部段45具有筒形形状并且第二部段46具有截头圆锥形形状。第一元件11的端部部分51因此可以例如通过具有筒形部分和截头圆锥形部分而呈现出对应的形式。因此，端部部分51紧贴地配装在的第二部段46中，使得当端部部分51和第二部段46被组装时实现了在端部部分51与第二部段46之间的密封连接。

图5a至图5e示出了根据本文的实施方式的第一元件11。如上面已经描述的，第一元件11可以布置成通过适于至少部分地被接纳在第二元件13中而连接至第二元件13。为此，第一元件11可以包括下述端部部分51：该端部部分51具有与接纳室45、46的形状互补的形状。端部部分51可以因此包括为圆筒形的第一部段和为截头圆锥形的第二部段。端部部分51的长度可以比接纳室45、46的长度稍小，使得当端部部分51已经被插入到接纳室45、46中时在第二元件13的第二部段46中形成没有被端部部分51所占据的空间(参见图6)。端部部分51的长度可以可替代性地与接纳室45、46的长度对应，使得在第二部段46中没有形成空间。

因此，通过将第一元件11的一部分进入第二元件13中并且将第二元件13的一部分插入到第三元件15中，可以组装喷嘴5。元件11、13、15可以布置有螺纹，使得元件11、13、15可以在组装期间旋拧在一起。即使喷嘴5迄今已经被描述为包括可以组装成完整的喷嘴5的三个部段，，但是还设想的是，喷嘴5包括更少或更多的元件。喷嘴5也可以被制造为一个整体件，因此仅包括一个元件。

图6a至图6b图示了处于组装状态的喷嘴5。图6b以图6a的横截面(截面A-A)示出了喷嘴5。如可以看到的，喷嘴5包括布置在喷嘴5的的第一端部22处的出口21(该出口在图2a至图2b、图3a至图3c和图4d中也可以看到)。出口21可以布置在喷嘴5的第二元件13的第一部分41上(参见图4a至图4d)。喷嘴5的第一端部22可以由第二元件13的一部分(参见图4a和图6)和第三元件15的一部分(参见图3a至图3c)组成。当第二元件13的第一部分41插入到第三元件15的第二内部空间33’时，出口21将因此从喷嘴5的第一端部22出料。出口21适于直接将多组分混合物注射到岩石孔中。如上面已经描述的，第三元件15可以具有朝向第一端部22并且因此也朝向出口21渐缩的筒形形状。

多组分混合物——在本文中也称为混合物——适于将锚杆、例如线缆锚杆紧固在岩石孔中，即，可以为此目的开发混合物中的组分。多组分混合物可以例如包括两个组分，第一组分和第二组分。第一组分可以是组分A，该组分A含有树脂、比方说例如亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)或类似物。第二组分可以是组分B，该组分B含有硬化剂、比方说例如硅酸钠、硅酸、醇、多元醇或类似物或其组合。替代性地，第一组分可以是组分B，并且第二组分可以是组分A。组分A、B旨在混合为混合物。当组分已经混合时，将在树脂中引发由硬化剂触发的化学反应，由此在树脂中产生交联。因此，混合物硬化。该过程相当快。有利的是，尽可能接近混合物到岩石孔中的注射来执行组分A、B的混合，因为这使下述风险降低：混合物在到达岩石孔之前在系统1或喷嘴5内硬化。另外，注射期间的溢出量减少。

因此，多组分混合物的组分A、B旨在以未混合、即单独的方式提供给喷嘴5，并将在包括于喷嘴5中的混合构件23内混合。混合构件23可以例如包括在第二元件13的内部室中。重要的是，组分A、B在它们旨在混合之前不彼此接触，因为这会在树脂内引发化学反应，由此组分A、B会在系统1内更早地硬化，这可能导致系统1的阻塞和随后的故障。

因此，喷嘴5包括用于第一组分A的第一通道31和用于第一组分B的第二通道33。通道31、33在图5b和图6中最佳地看到。通道31、33可以布置在喷嘴5的第一元件11中。在图5a至图5e详细地示出了第一元件11。喷嘴5还包括到第一通道31的第一入口24和到第二通道33的第二入口25。在喷嘴5的第二端部26上布置入口24、25。喷嘴5的第二端部26可以与喷嘴5的第一端部22相反。通过将组分A、B的入口24、25布置成与出口21相反，喷嘴5可以制为长形，而任何线9或元件不需要在横向方向上伸出得远。由此，喷嘴5可以用在窄的空间、比如窄岩石孔，而不碰击岩石孔的壁并且没有卡住的风险。这改善了喷嘴5的操纵性。入口24、25可以包括用于将线9连接至每个相应入口24、25的多个连接器件27(参见图6)。连接器件27可以包括连接板28和连接器29，如图2a至图2c和图6中所示的。在图2c中从俯视图并且在图2d中以立体图示出了连接板28。从这些图中可以看出，连接板28可以布置有凹陷部分28a，该凹陷部分28a布置成接纳连接器29，由此允许紧贴配装和紧凑的设计。在图5a至图5e中未示出连接器件27。

多组分混合物旨在通过出口21被注射到岩石孔中。因此，在被注射到岩石孔之前，组分A和组分B被混合使得形成混合物。因此，如上面已经描述的，喷嘴5因此包括适于将第一组分A和第二组分B混合的混合构件23。混合构件23可以是静态混合器。混合构件23可以包括多个混合元件。混合元件布置成使得组分A、B的流动模式变为紊流，以便实现各组分A、B的良好混合。混合元件可以因此包括妨碍和干扰组分A、B的层流模式的格子结构或其他几何形状。混合构件23可以包括在第二元件13中并且连接至出口21，使得混合物可以从混合构件23流动至出口21。此外，第一通道31和第二通道33可以连接至混合构件23，使得组分A和B可以从相应通道31、33流动至混合构件23。在组分A、B流动通过混合构件23时，混合元件使组分A、B在通过出口21离开喷嘴5之前被搅动成摇溶混合。在进入混合构件23之前，组分A、B可以由连接在混合构件23的上游的第一通道31和第二通道33进行预混合、例如通过组分A、B从它们的相应通道31、33排出到公共的空间中行预混合。通道31、33可以布置在喷嘴5的第一元件11中，其中，通道31、33可以布置为Y形交叉状，第一元件11可以因此被称为Y形件11。本文中Y形交叉状是指通道31、33在第一元件11中以一定角度会聚到公共通道中，或例如排出到公共空间46中，该公共空间46在第一元件11的端部部分51已经插入到第二元件13的容纳室45、46中时形成，如图6中所示的。组分A、B也可以在进入混合构件23之前混合至一定程度。图5e示出了当沿朝向通道31、33的出口的方向、即根据本实施方式在通道31、33出料到公共空间46时观察时的第一元件11。然而，如已经描述的，可能没有公共空间46，替代地，通道31、33可以直接出料到混合构件23中。

喷嘴5还适于接纳封堵剂S。封堵剂S可以是具有化学特性的试剂，该试剂确保封堵剂S不与组分A、B中的任一者混合或不与组分A、B中的任一者化学反应。另外，封堵剂S可以具有保护喷嘴5的内部免受磨损的保护特性。封堵剂S可以是脂肪和粘性剂、比方说例如脂肪、硅酮或类似物。封堵剂S可以适于当被泵送到喷嘴5中时将仍然在喷嘴5内部的任何剩余的组分A、B挤压或推动出。此外，封堵剂S可以附加地适于封堵其占据的任何通道或线以使得在封堵剂S已经被引入到通道或线之后没有组分A、B可以进入通道或线。因此，封堵剂S将确保在设置有封堵剂S的通道或线中没有任何剩余的组分A、B。封堵剂S可以经由第三入口52和第四入口53被提供给喷嘴5，如可以在图5c和图7中看到的。第三入口52可以连接至适于接纳封堵剂S的第三通道55，并且第四入口52可以连接至适于接纳封堵剂S的第四通道56。第三通道55可以交替性地连接至第一通道31和第二通道33，使得封堵剂S可以经由第三通道55被提供给第一通道31和第二通道33。在这种情况下，不需要封堵剂S的第四入口53。替代性地，如在图5b至5c中示出，第三通道55连接至第一通道31并且第四通道56连接至第二通道33。以这种方式，封堵剂S可以经由第三通道55被提供给第一通道31，并且经由第四通道56被提供给第二通道33。图5d示出了当沿朝向入口24、25、52、53观察时的第一元件11。从图5d可以看出的是，入口围绕筒形第一元件11的中心点对称地设置。通过将封堵剂S分别提供至各个通道，确保了封堵剂流动通过两个通道，并由此清洁和封堵两个通道。如果封堵剂S从公共通道被提供至两个通道，存在下述风险：封堵剂S将在通道呈现出不同的压降的情况下只流动通过通道中的一者。封堵剂S可以因此经由入口52、53提供至喷嘴5和将仍然保留在通道31、33和/或混合器23的任何组分A、B挤出。

如可以从图2、图6和图7中看到的，通道31、33、55、56可以包括阀61。每个通道31、33，55、56可以具有专用的阀61。替代性地，通道31、33，55、56中仅一者或一些通道包括阀61。阀61可以例如是非逆止阀比如止回阀。通过在通道中设置阀61，确保了：没有组分A、B或封堵剂S沿相反的方向、即朝向入口24、25、53、54流动。由此没有下述风险：组分A、B在线9中混合从而阻塞预期流动。此外，没有下述危险：封堵剂S形成不旨在阻塞流体流动的封堵部。可以在通道31中设置阀61之后提供封堵剂S。这是有利的，由于这将保证与喷嘴5中组分A和B相遇的位置有一距离。由此保证了封堵剂S将在通道31、33内形成阻挡部，从而防止组分在通道31、33内相遇。

如在图2a、图2b、图6和图7中所图示的，喷嘴5可以包括用于密封包装件62的凹槽。可以例如在喷嘴5的外表面中铣削出凹槽。替代性地，元件11、13、15可以定形状成使得当它们组装成喷嘴5时在喷嘴5的外表面中形成凹槽。这种情况的实施方式已经与上述第二元件13和第三元件15的讨论结合中进行了讨论。密封包装件62可以具有比凹槽更大一点的尺寸，使得密封包装件62伸出喷嘴5的外表面，以便防止在将混合物注射到岩石孔中期间组分混合物或封堵剂S溢出喷嘴5。

如上结合图1所述的，第一组分A和第一组分B可以存储在钻机3上布置的相应罐6A、6B或储存器6a、6b中。罐6A、6B可以布置有通气过滤器以便确保没有空气与罐6A、6B中的组分A、B接触。封堵剂S也可以存储在钻机3上布置的一个或多个罐或储存器(未示出)中。

组分A、B可以通过泵(未示出)从罐6A、6B泵送至喷嘴5并进一步进入到岩石孔中。可以为每个组分A、B布置一个泵，使得组分A和B由相应的专用泵进行泵送。泵送组分A、B的泵可以例如是液压动力齿轮泵。流量计(未示出)可以在每个泵之前或之后布置，以便测量组分A、B的流动。测量值可以用于确保在组分A、B之间实现正确的流动和混合比。此外，可以在钻机3上布置用于用组分A、B填充罐6A、6B的填充泵。这些填充泵可以布置有过滤器。

类似地，封堵剂S可以通过泵从包含封堵剂S的罐泵送至喷嘴5。该泵或多个泵可以例如是活塞泵。在两条线9用于封堵剂的情况下，可以使用双泵，该双泵具有连接至两条线9的两个通道或线。活塞泵可以使用空气泵、例如空气动力油脂鼓泵用封堵剂重新填充。空气泵还可以将活塞泵推动返回至其起始位置。

泵和传感器数据可以由钻机控制系统来监测。由此泵送可以与组分A、B和封堵剂S的注射以及由进给装置7执行的喷嘴5的运动同步。

如上所述，多条线9可以连接在组分A、B和封堵剂S的存储件与喷嘴5之间。因此，线9中的一些线可以从罐6A、6B延伸至喷嘴5，并且线9中的一些线可以从存储封堵剂S的一个罐或多个罐和喷嘴5延伸。在本文中线9是指在组分A、B和封堵剂S的存储件与喷嘴5之间提供流体连通的多个管、软管或类似物。由此组分A、B和封堵剂S可以从存储件流动至喷嘴5，以便被注射到岩石孔5中。封堵剂S可以被泵送通过多于一条的线9、例如两条线9，以便封堵在喷嘴5中流动有组分A、B的各个通道31、33。替代性地，一条线9可以用于封堵剂S，该线9连接至两个通道31、33，如上面已经描述的。根据优选的实施方案，使用四条线9；用于第一组分A的第一线，用于第二组分B的第二线，以及用于封堵剂S的第三线和第四线。出于清楚的原因，下面将根据该实施方式对本发明进行说明，但是通过了解可以使用较少或多于四条线9。

系统1还可以包括卷绕构件10，该卷绕构件10能够以卷绕的方式支承线9，即使得线围绕卷绕构件10的中心点卷绕。在图8a中更详细地示出了根据本文中的一些实施方式的卷绕构件10。卷绕构件10可以例如是软管卷轴。卷绕构件10在不使用线9的整个长度时存储线9的额外长度。当喷嘴5通过进给装置7移动到孔中时，进给装置7拉动来自的卷绕构件10的线9。当喷嘴5从孔缩回时，卷绕构件10可以由马达(未示出)转动，该马达将线9卷绕在卷绕构件上。马达可以例如是液压马达。卷绕构件10可以具有布置在中央的旋转件81。该旋转件可以具有用于每条线9的连接器件，例如用于导引组分A、B的每条线9的一个连接器件和用于导引封堵剂S的每条线9的一个连接器件。线9可以然后从旋转件81引导至组分和/或封堵剂的源。由此，在操作期间没有线缠结在卷绕构件10中的风险。

线9可以布置在外包装件12内，该外包装件12将线9保持在一起，如图8a、图8b、图8c和图8b中所示的。该外包装件12可以管状部段95，该管状部段95有下述材料制成：该材料是挠性的，但是维持足够的刚度以能够容纳喷嘴5的重量而不弯曲。该材料可以例如是橡胶、塑料，PEX管、收缩管等。图8c图示了三条线9可以如何布置在外包装件12内。图9b图示了四条线9可以如何布置在外包装件12内。外包装件12可以被称为转递软管12，并且用于将组分A、B和封堵剂S供应至喷嘴5的目的。外包装件12还用于使喷嘴5在岩石孔中上下的操纵简化的目的，由于外包装件12有助于线9和喷嘴5的抓握和进给。此外，外包装件12通过如上所述能够支承喷嘴5的重量来改善喷嘴5的稳定性，从而使得进给装置7更容易地使喷嘴5进入岩石孔。另外，外包装件12在操作期间保护线9免于损坏。外包装件12可以包括多个第一连接器82，所述多个第一连接器82布置成将外包装件12中的线9连接至喷嘴5。外包装件12还可以包括多个第二连接器(未示出)，所述多个第二连接器布置成将外包装件12中的线9连接至卷绕构件10中的旋转件81。替代性地，外包装件12可以直接地连接至喷嘴5和旋转件81。当线9布置在外包装件12中时，外包装件12卷绕在卷绕构件10上。外包装件12可以包括两件式管，该两件式管布置成对布置在喷嘴5与线9之间的连接复杂件进行封装，连接复杂件包括连接器29、第一连接器82和线9的一部分。两件式管包括由至少一个夹紧构件93连接在一起的两个管半部92。两件式管在操作期间为连接复杂件提供额外的保护。外包装件12还可以包括连接构件94，该连接构件94布置成直接或间接地将管状部分95连接至喷嘴5。

在图9a中更详细地示出了根据本文中的实施方式的进给装置7。进给装置7适于通过与连接至喷嘴5的至少一个线9相互作用来使喷嘴5移动。在图9a中，进给装置7与外包装件12相互作用，以便使喷嘴5相对于系统1和/或钻机3移动。因此，进给装置7可以通过外封装件12与线9间接地相互作用。进给装置7可以包括适于使喷嘴5相对于系统1移动的多个进给辊91。进给装置7可以例如包括两个或四个进给辊91。根据图9a中所示的实施方式，使用四个进给辊91。由此实现可以以精确和稳健的方式使喷嘴9移动的稳定的进给装置7。可以布置传感器以监测喷嘴5的位置以及进给速度。传感器可以例如是传感器轮。进给装置7也可以布置成在孔已经填充有组分混合物之后将线缆锚杆注射到岩石孔中。为此目的，进给装置7可以包括用于线缆的单独进给辊，以便将线缆进给到孔中。传感器可以以与喷嘴5相同的方式使用。此外，出于此目的，线缆弯曲机构、线缆切割机以及推动筒形体可以布置在进给装置7上，推动筒形体适于在线缆被切割后将线缆推动到孔中。

此外，系统1还可以包括用于在锚杆上执行插入后处理的器件。插入后处理可以执行使锚杆振动、使锚杆脉动、使锚杆旋转处理中的一个或多个处理。

后插入器件因此可以例如包括振动器件。振动器件可以布置在系统1上。振动器件在锚杆已经插入到岩石孔中之后使锚杆振动。通过使锚杆振动在本文中是指锚杆沿锚杆的轴向方向在1mm至10mm、优选地1mm至5mm、最优选地1mm至2mm的距离内连续地前后移动。振动器件可以例如与进给装置7结合布置。振动器件可以例如是进给辊91，由此进给辊91在锚杆插入岩石孔中之后使锚杆振动。替代性地，振动器件是独自地设计成引起锚杆振动的专用振动器件。

后插入器件可以替代性地或附加地包括脉动装置。脉动装置可以布置在系统1上，例如与进给装置7结合。脉动装置在锚杆插入岩石孔之后使锚杆脉动。通过使锚杆脉动在本文中是指锚杆沿锚杆的轴向方向在50mm至200mm、优选地50mm至150mm、最优选地80mm至120mm的距离内连续地前后移动。典型的脉动值可以例如是100mm。类似于振动情况，进给辊91可以用于使锚杆脉动。替代性地，可以使用专用的脉动装置。

后插入器件可以替代性地或附加地包括旋转器件，该旋转器件可以布置在系统1上，例如与进给装置7结合。旋转器件使锚杆旋转。旋转可以呈现出与锚杆的纵向轴线平行的旋转轴线。旋转器件可以包括能够夹持锚杆的夹持器件。在已经夹持锚杆之后，整个旋转器件可以以使得锚杆旋转的方式而旋转。替代性地，仅夹持器件的旋转器件旋转以便使锚杆在岩石孔内旋转。

通过在锚杆插入岩石之后使锚杆旋转、振动和/或脉动，可以实现混合物对锚杆的更好粘附，由于混合物可以达到所有小孔并在线缆上弯曲，并且由此粘至锚杆的整个表面区域。这改善了锚杆与岩石的附接并且由此改善了岩石加固。

现在将结合图10对用于将多组分混合物注射到岩石孔中的方法进行描述，其中，混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。可选的方法步骤在图中用虚线标记。锚杆可以例如是线缆锚杆。

下面描述的方法步骤例如可以由控制单元以已知的方式执行。该方法可以例如通过上述系统1来执行。系统1然后可以布置在钻机3上并且包括控制单元。控制单元可以包括至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个数据端口。所述至少一个处理器通常是处理输入数据并提供适当输出的电子处理电路。

图10图示了用于将多组分混合物注射到岩石孔中的简化方法，其中，该混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。该方法包括：将喷嘴5放置1001到岩石孔的底部中，其中，喷嘴5适于将多组分混合物注射到岩石孔中。混合物适于将锚杆紧固在岩石孔中。喷嘴5包括适于接纳多组分混合物的第一组分A的第一通道31和适于接纳多组分混合物的第二组分B的第二通道33。喷嘴5还包括适于接纳封堵剂S的第三通道55。第三通道55连接至第一通道31，使得封堵剂S能够经由第三通道55被提供给第一通道31。喷嘴5还包括混合构件23，该混合构件23适于在将第一组分A和第二组分B的混合物注射到岩石孔中之前将第一组分A和第二组分B混合。喷嘴5在喷嘴5的第一端部22处还包括出口21，该出口21适于将第一组分A和第二组分B的混合物直接注射到岩石孔中。

该方法还包括：通过将多组分混合物的第一组分A和第二组分B分别提供到喷嘴5的第一通道31和第二通道33中，将多组分混合物注射1002到岩石孔中。

该方法还包括：将封堵剂S提供1003到喷嘴5的第一通道31和第二通道33。封堵剂S可以经由第三通道55提供到喷嘴5的第一通道31和/或第二通道33中。替代性地，喷嘴5可以包括适于接纳封堵剂S的第四通道56，其中，第三通道55连接至第一通道31，使得封堵剂S能够经由第三通道55提供给第一通道31，并且其中，第四通道56连接至第二通道33，使得封堵剂S可以经由第四通道56提供给第二通道33。封堵剂S然后经由第三通道55被提供到第一通道31中，并且经由第四通道56被提供到第二通道33中。

该方法还包括：在将多组分混合物注射到岩石孔中的同时，通过使喷嘴5从孔的底部朝向孔的进口缩回而使喷嘴5连续地移动1004出岩石孔。

使喷嘴5连续地移动1004出岩石孔的步骤可以优选地在将封堵剂S提供1003到喷嘴5的第一通道31和第二通道33的步骤之前执行。

通过遵循上述方法，岩石孔填充有多组分混合物，该多组分混合物将确保对被放置在岩石孔中的锚杆进行紧固。此外，喷嘴5准备好提取任何存留的组分A、B，使得喷嘴5可以用混合物填充另一岩石孔。

用于将锚杆紧固在岩石孔中的方法还可以包括：将锚杆插入1005到岩石孔中。由此锚杆将在混合物硬化时被紧固在岩石孔中。岩石将因此由锚杆加固。锚杆可以例如是线缆锚杆。

根据一些实施方式，将锚杆插入1005到岩石孔中的步骤在喷嘴5已经从岩石孔完全移除之后来执行。因此，喷嘴5不会妨碍锚杆进入岩石孔。

根据一些实施方式，提供1003封堵剂S的步骤仅在喷嘴5已经从岩石孔完全移除之前来执行。

在上述方法中，考虑岩石孔已经被钻出。这也可以是该方法的一部分。因此，作为初始步骤，可以通过布置在钻机3上的钻机来钻出1000岩石孔。

该方法还可以包括：在将锚杆插入1005到岩石孔中的步骤之后，在岩石孔的内部执行锚杆的插入后处理1006。

插入后处理1006可以包括使锚杆旋转、振动或脉动中的一者或更多者。

通过使锚杆振动在本文中是指锚杆沿锚杆的轴向方向在1mm至10mm、优选地1mm至5mm、最优选地1mm至2mm的距离内连续地前后移动。

通过使锚杆脉动在本文中是指锚杆沿锚杆的轴向方向在50mm至200mm、优选地50mm至150mm、最优选地80mm至120mm的距离内连续地前后移动。典型的距离可以例如是100mm。

通过使锚杆旋转在本文中是指锚杆绕旋转轴线旋转。旋转轴线可以例如与锚杆的纵向轴线一致。

通过在锚杆插入岩石之后使锚杆旋转、振动和/或脉动，可以实现混合物与锚杆的更好粘附，由于混合物可以达到所有小孔并在线缆上弯曲，并且由此粘至锚杆的整个表面区域。这改善了锚杆与岩石的附接并且由此改善了岩石加固。

根据本文中的一些实施方式，提供了包括下述程序代码的计算机程序：该程序代码用于使控制单元或与控制单元连接的计算机执行如上所述的方法。

根据本文的一些实施方式，提供了存储计算机程序的计算机可读存储介质，其中，所述计算机程序包括下述程序代码：该程序代码用于使控制单元或与控制单元连接的计算机执行如上所述的方法。

计算机程序可以包括用于对如上所述的系统1的操作进行控制的例行程序。计算机程序可以包括用于对锚杆的插入和插入后处理进行控制的例行程序。

即使已经结合上面多个示例对本发明进行了描述，该描述仅旨在说明发明构思，而不限制本发明的范围。例如，在整个说明书中已经使用比如“封堵剂”、“线”和“多组分混合物”的术语，但是也可以使用包含已经结合本文中的术语描述的特征和/或特性的相应的实体、功能和/或参数。本发明由所附专利权利要求来限定。

Claims (24)

1.一种喷嘴(5)，所述喷嘴用于将多组分的混合物注射到岩石孔中，其中，所述混合物适于将锚杆紧固在所述岩石孔中，所述喷嘴(5)包括：第一通道(31)，所述第一通道(31)适于接纳多组分的所述混合物的第一组分；第二通道(33)，所述第二通道(33)适于接纳多组分的所述混合物的第二组分；和第三通道(55)，所述第三通道(55)适于接纳封堵剂(S)，其中，所述第三通道(55)连接至所述第一通道(31)，使得所述封堵剂(S)能够经由所述第三通道(55)提供给所述第一通道(31)，所述喷嘴(5)还包括混合构件(23)，所述混合构件(23)适于在将所述第一组分和所述第二组分的所述混合物注射到所述岩石孔中之前将所述第一组分和所述第二组分混合，所述喷嘴(5)在所述喷嘴(5)的第一端部(22)处还包括出口(21)，所述出口(21)适于将所述第一组分和所述第二组分的所述混合物直接注射到所述岩石孔中。

2.根据权利要求1所述的喷嘴(5)，其中，所述第三通道(55)连接至所述第二通道(33)，使得封堵剂(S)能够经由所述第三通道(55)提供给所述第二通道(33)。

3.根据权利要求1所述的喷嘴(5)，包括适于接纳所述封堵剂(S)的第四通道(56)，其中，所述第四通道(56)连接至所述第二通道(33)，使得所述封堵剂(S)能够经由所述第四通道(56)提供给所述第二通道(33)。

4.根据权利要求3所述的喷嘴(5)，其中，所述第三通道(55)在所述混合构件(23)的上游连接至所述第一通道(31)，并且其中，所述第四通道(56)在所述混合构件(23)的上游连接至所述第二通道(33)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的喷嘴(5)，其中，所述第一通道(31)和所述第二通道(33)在所述混合构件(23)的上游连接。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的喷嘴(5)，包括在各个通道(31、33、55、56)中的逆止阀(61)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的喷嘴(5)，其中，所述喷嘴(5)具有长形的形状。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的喷嘴(5)，其中，所述喷嘴(5)在所述喷嘴(5)的外表面上包括凹槽，所述凹槽布置成接纳密封包装件(62)。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的喷嘴(5)，在所述喷嘴(5)的与所述喷嘴(5)的所述第一端部(22)相反的第二端部(26)处包括每个所述通道(31、33、55、56)的相应的入口(24、25、52、53)，其中，每个所述入口(24、25、52、53)包括连接器件(29)，所述连接器件(29)用于将线(9)连接至相应的所述入口(24、25、52、53)，其中，所述通道(31、33、55、56)完全布置在所述喷嘴(5)的外壁内。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的喷嘴(5)，其中，所述喷嘴(5)适于与进给装置(7)配合，所述进给装置(7)能够使所述喷嘴(5)移动并出入所述岩石孔。

11.一种用于将多组分的混合物注射到岩石孔中的系统(1)，其中，所述混合物适于将锚杆紧固在所述岩石孔中，所述系统(1)包括根据权利要求1至10中的任一项所述的喷嘴(5)和能够使所述喷嘴(5)相对于所述系统(1)移动的进给装置(7)。

12.根据权利要求11所述的系统(1)，其中，所述进给装置(7)适于通过与连接至所述喷嘴(5)的至少一条线(9)相互作用来使所述喷嘴(5)移动。

13.根据权利要求11至12中的任一项所述的系统(1)，其中，所述至少一条线(9)布置在外包装件(12)内，并且其中，所述进给装置(7)布置成与所述外包装件(12)相互作用以使所述喷嘴(5)移动。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的系统(1)，其中，所述进给装置(7)包括适于使所述喷嘴(5)移动的四个进给辊(91)。

15.根据权利要求11至14中的任一项所述的系统(1)，包括与第一组分的源连接的第一线、与第二组分的源连接的第二线、以及与封堵剂(S)的源连接的第三线和第四线，其中，所述第一线、所述第二线、所述第三线和所述第四线还分别连接至所述喷嘴(5)的所述第一通道(31)、所述第二通道(33)、所述第三通道(55)和所述第四通道(56)。

16.根据权利要求11至15中的任一项所述的系统(1)，还包括卷绕构件(10)，所述卷绕构件(10)用于以卷绕的方式支承所述线(9)，并且所述卷绕构件(10)允许所述线(9)在所述喷嘴(5)相对于所述系统(1)移动时展开。

17.一种用于将多组分的混合物注射到岩石孔中的方法，其中，所述混合物适于将锚杆紧固在所述岩石孔中，所述方法包括：

-将根据权利要求1至10中的任一项所述的喷嘴(5)放置(1001)到岩石孔的底部中，

-通过将多组分的混合物的第一组分和第二组分分别提供到所述喷嘴(5)的第一通道(31)和第二通道(33)中而将多组分的所述混合物注射(1002)到所述岩石孔中，以及

-将封堵剂(S)提供(1003)到所述喷嘴(5)的所述第一通道(31)和/或所述第二通道(33)中，

-在将多组分的所述混合物注射到所述岩石孔中的同时，通过使所述喷嘴(5)从所述孔的所述底部朝向所述孔的进口缩回而使所述喷嘴(5)连续地移动(1004)出所述岩石孔。

18.一种用于将锚杆紧固在岩石孔中的方法，所述方法包括：

-根据权利要求17所述地将多组分的混合物注射到岩石孔中，其中，所述混合物适于将锚杆紧固在所述岩石孔中；以及

-将锚杆插入(1005)到所述岩石孔中。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述锚杆插入(1005)到所述岩石孔中的步骤在所述喷嘴(5)已经从所述岩石孔完全移除之后执行。

20.根据权利要求17至19中的任一项所述的方法，其中，提供(1003)所述封堵剂(S)的步骤就在所述喷嘴(5)已经从所述岩石孔完全移除之前来执行。

21.根据权利要求18至19中的任一项所述的方法，还包括，在将所述锚杆插入(1005)到所述岩石孔中的步骤之后：

-执行(1006)所述锚杆的插入后处理，其中，所述插入后处理包括使所述锚杆振动、使所述锚杆脉动和使所述锚杆旋转处理中的一个或多个处理。

22.一种适于将锚杆紧固在岩石孔中的钻机，所述钻机包括根据权利要求11至16中的任一项所述的系统(1)。

23.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括下述指令：所述指令当在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求17至21中的任一项所述的方法。

24.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序产品，所述计算机程序产品包括下述指令：所述指令当在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求17至21中的任一项所述的方法。

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