DD256538A1

DD256538A1 - DEVICE FOR CONTROLLING THE EFFECTIVENESS OF TUBE ANCHORS

Info

Publication number: DD256538A1
Application number: DD29946987A
Authority: DD
Inventors: Franz Sommer; Knut Grosse; Franz Koessler; Klaus Gzudaj
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1987-01-27
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1988-05-11

Abstract

Vorrichtung zur Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern, die nach Einbringung in das Innere eines Rohrankers, der zur Sicherung von Gesteinsschichten in einem Bohrloch eingesetzt ist, unmittelbar am Ort des Entstehens sowohl Verformungen der Gesteinsschichten als auch Beanspruchungen der Ausbaueinheit sichtbar macht und Gefahrensituationen signalisiert. FigurDevice for controlling the effectiveness of pipe anchors, which, after being inserted into the interior of a pipe anchor used to secure rock strata in a borehole, makes visible both deformation of the rock strata and stresses of the expansion unit immediately at the place of formation and signals danger situations. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Vorrichtung ist für den Einsatz im Bergbau unter Tage bestimmt, wo in Grubenräumen zur Firstsicherung Rohranker eingebracht werden und das Gebirge aus Gesteinsschichten besteht, die im Ergebnis abbaudynamischer Wirkungen eine Aufblätterung und/oder gegenseitige Verschiebungen erfahren.The device is intended for use in mining underground, where in pit cavities for ridge-securing pipe anchors are introduced and the mountains consists of rock layers, which experience as a result of dynamic dynamic effects of exfoliation and / or mutual shifts.

Characteristic of the known state of the art

Anzeichen für die beginnende Zerstörung des einen Grubenraum umgebenden Gebirges als Folge abbaudynamischer Wirkungen sind die Aufblätterung der Gesteinsschichten und/oder deren Verschiebung gegeneinander, die zu einer Beanspruchung des zur Sicherung des Grubenraumes eingebrachten Ausbaues führen.Signs for the incipient destruction of a mine surrounding mountains as a result of dynamic effects of demolition are the exfoliation of the rock layers and / or their displacement against each other, which lead to a stress on the introduced to secure the mine area expansion.

Um das Auftreten von Gefährdungen frühzeitig zu erkennen, ist es erforderlich, diese Veränderungen im Gebirge von Beginn an sichtbar zu machen. Unter den Bedingungen der Verwendung von Rohrankern besteht die Gefährdung darin, daß als Folge der Aufblätterung eine axiale Verschiebung des Rohrankers im Bohrloch erfolgt und im Ergebnis der Verschiebung der Gesteinsschichten gegeneinander eine Beanspruchung auf Abscherung eintritt.In order to detect the occurrence of hazards early on, it is necessary to make these changes in the mountains visible from the outset. Under the conditions of use of pipe anchors, the danger is that as a result of the exfoliation an axial displacement of the pipe anchor in the borehole takes place and as a result of the displacement of the rock layers against each other a stress on shearing occurs.

Gemäß DE-OS 3211822 ist ein Extensometer bekannt, mit dem die Aufblätterung der Gebirgsschichten gemessen wird. Dazu ist es jedoch erforderlich, gesonderte Meßbohrlöcher herzustellen und in diesen die Extensometer zum Einsatz zu bringen.According to DE-OS 3211822 an extensometer is known with which the exfoliation of the mountain layers is measured. For this purpose, however, it is necessary to produce separate Meßbohrlöcher and bring in this the extensometers used.

Bestimmendes Merkmal dieser technischen Lösung ist die Befestigung des vorderen Endes der Meßstrecke durch mechanische Verspreizung an der Bohrlochwandung im Bohrlochtiefsten. Bei Eintreten von Aufblätterungen verlagert sich die Kontur des Grubenraumes in Richtung auf das aus dem Bohrloch herausragende Ende des Meßstabes und bewirkt dadurch eine Anzeige dieser Veränderung.A key feature of this technical solution is the attachment of the front end of the test section by mechanical expansion of the borehole wall in the borehole deepest. Upon the occurrence of exfoliation, the contour of the pit chamber shifts toward the protruding end of the dipstick from the borehole and thereby causes an indication of this change.

Diese Lösung gestattet nicht das Erkennen von eintretenden Verschiebungen der Gesteinsschichten gegeneinander. Um das zu erreichen, wäre nach dem bekannten Stand der Technik ein Beobachtungsbohrloch notwendig, das noch zusätzlich anzuordnen und zur Aufnahme entsprechender Vorrichtungen bestimmt wäre, mit denen die erforderlichen Beobachtungen vorgenommen werden können.This solution does not allow the detection of incoming shifts of the rock layers against each other. In order to achieve this, it would be necessary according to the known state of the art to have an observation borehole which, in addition, would be arranged and intended to accommodate corresponding devices with which the necessary observations can be made.

Nachteile diesertechnischen Lösungen bestehen in jedem Falle darin, daß gesonderte Meß- und/oder Beobachtungsbohrlöcher hergestellt werden müssen, in denen dann die bekannten Meßvorrichtungen angeordnet werden. Das stellt einen erheblichen zusätzlichen Aufwand neben der Einbringung des Ausbaues selbst dar. Dieser Stand der Technik erlaubt nur eine Bestimmung der Aufblätterung und/oder der gegenseitigen Verschiebung der Gesteinsschichten an örtlich unterschiedlichen Stellen und in einem Abstand von dem der Kontrolle unterliegenden tragenden Rohranker. Damit ist nur eine indirekte Beurteilung der Wirksamkeit dieses Ausbaues möglich.Disadvantages of these technical solutions consist in each case in the fact that separate measuring and / or observation wells must be made, in which then the known measuring devices are arranged. This represents a considerable additional expense in addition to the introduction of the expansion itself. This prior art allows only a determination of the exfoliation and / or the mutual displacement of the rock layers at locally different locations and at a distance from the subject under control supporting pipe anchor. Thus, only an indirect assessment of the effectiveness of this expansion is possible.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, mit derzusätzlicher Bohraufwand vermieden wird und die eine Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern mit geringerem technischem Aufwand und zugleich besserer Bewertbarkeit erreicht.The aim of the invention is a device with which additional drilling effort is avoided and which achieves a control of the effectiveness of tubular anchors with less technical effort and at the same time better assessability.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe, unter Nutzung der Ausbildung von Rohrankern geometrische Veränderungen im Verband der ein Bohrloch umgebenden Gesteinsschichten direkt am Entstehungsort festzustellen, insgesamt meßtechnisch zu erfassen und für eine Kontrolle der Wirksamkeit des Rohrankerausbaues erkennbar zu machen.The invention solves the problem of using the training of pipe anchors geometric changes in the association of a borehole surrounding rock layers determine directly at the point of origin, to record a total of metrology and make it recognizable for a control of the effectiveness of Rohrankerausbaues.

Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem Halteteil, das durch Verspannung gegen die innere Wandung an einem im Gebirge gesetzten Rohranker angebracht und von dem das Meßteil aufgenommen und geführt wird. Das Meßteil besteht zum einen aus einem rohrförmigen Meßgestänge, das zentrisch durch das Halteteil geführt wird und durch eine Feder axial beweglich mit dem Halteteil so zusammenwirkt, daß es ungeachtet von Bewegungen des Rohrankers ständig an der Bohrlochsohle anliegt. Zum anderen besteht das Meßteil aus einem das Meßgestänge lose umgebenden Verformkörper, der bei radialer Verformung eine axiale Ausdehnung erfährt, einerseits am Halteteil abgestützt und an seinem freien Ende mit einem innerhalb des Meßgestänges nach außen geführten Meßelement verbunden ist, wobei sich diese Verbindungsstellen im Bereich von schlitzförmigen Durchbrüchen zum Innenhohlraum des Meßgestänges befinden.According to the invention, the device consists of a holding part which is mounted by clamping against the inner wall of a set in the mountains pipe anchor and from which the measuring part is received and guided. The measuring part consists on the one hand of a tubular Meßgestänge, which is guided centrally through the holding part and by a spring axially movable with the holding part cooperates so that it constantly rests regardless of movements of the pipe anchor to the borehole bottom. On the other hand, the measuring part consists of a Meßgestänge loosely surrounding deformation body, which undergoes an axial expansion in radial deformation, supported on the one hand on the holding part and is connected at its free end with a guided within the Meßgestänges outward measuring element, said joints in the range of slot-shaped openings are located to the inner cavity of the Meßgestänges.

embodiment

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert. Die dazugehörende Zeichnung zeigt die Vorrichtung unter den Bedingungen des Einsatzes im Inneren eines in einem Bohrloch im Gebirge eingebrachten Rohrankers. In einem aus Schichten bestehenden Gesteinsverband ist ein Bohrloch eingebracht, in das ein Rohranker 1 eingesetzt ist. In diesen ist eine Grundplatte 2 mit einem Verspreizrohr 3 mittels einer Hohlschraube 4 und einem Konusteil 5 verspannt. Die Öffnung in der Hohlschraube 4 ist zur Durchführung eines Meßgestänges 6 bestimmt. An diesem rohrförmig ausgebildeten Meßgestänge 6 ist unterhalb der Hohlschraube 4 eine in bestimmten Positionen feststellbare Buchse 7 befestigt, an der eine Kontaktscheibe 18 zur Aufblätterungsanzeige angeordnet ist. Der untere Abschnitt der Grundplatte 2 ist mit einer Hülse 9 verschraubt, die eine Meßbasis 10 trägt. In den Abschnitt zwischen der Buchse 7 am Meßgestänge 6 und der Meßbasis 10 an der Hülse 9 ist eine Druckfeder 8 eingesetzt, die das Meßgestänge 6 mit der Buchse 7 und der an ihr befestigten Kontaktscheibe 18 bei sich bietender Möglichkeit in der Öffnung der Hohlschraube 4 axial bewegen kann. An der Meßbasis 10 sind im Inneren der Hülse 9 und außerhalb derselben Kontaktstellen 19 angeordnet. Im Inneren des Rohrankerabschnittes oberhalb des Konusteils 5 ist ein als Federkorb ausgebildeter Verformkörper 12 eingebracht, der das Meßgestänge 6 lose umschließt und im Bereich von Längsschlitzen 14 in der Wandung des Meßgestänges 6 mit einem Meßwertübertragungselement 13 verbunden ist, das im Inneren des Meßgestänges 6 nach außen geführt ist. Eine Druckfeder 11 bewirkt über einen als Joch ausgebildeten, am Meßwertübertragungselement 13 unter Vorspannung mittels Haltescheibe 17 befestigten Kontakthalter 16 ein Anlegen des Verformkörpers 12 an die Innenwandung des Rohrankers 1.An den Jochen des Kontakthalters 16 sind Kontaktstellen 20 für die Schichtenverschiebungsanzeige angeordnet.The device according to the invention will be explained in more detail below using an example. The accompanying drawing shows the device under the conditions of use in the interior of a introduced in a borehole in the mountains pipe anchor. In a strata consisting of layers a borehole is introduced into which a pipe anchor 1 is inserted. In these, a base plate 2 with an expanding tube 3 by means of a hollow screw 4 and a cone part 5 is braced. The opening in the hollow screw 4 is intended to carry out a Meßgestänges 6. At this tubular Meßgestänge 6 below the hollow screw 4 a lockable in certain positions socket 7 is fixed to which a contact plate 18 is arranged for Aufblagmentanzeige. The lower portion of the base plate 2 is screwed to a sleeve 9, which carries a measuring base 10. In the section between the sleeve 7 on the Meßgestänge 6 and the measuring base 10 on the sleeve 9, a compression spring 8 is used, the measuring linkage 6 with the sleeve 7 and attached to her contact plate 18 in bidding possibility in the opening of the hollow screw 4 axially can move. At the measuring base 10 9 and outside the same contact points 19 are arranged inside the sleeve. Inside the Rohrankerabschnittes above the conical part 5 designed as a spring basket deformed body 12 is introduced, which surrounds the Meßgestänge 6 loose and is connected in the region of longitudinal slots 14 in the wall of the Meßgestänges 6 with a Meßwertübertragungselement 13, inside the Meßgestänges 6 to the outside is guided. A compression spring 11 causes via a trained as a yoke, the Meßwertübertragungselement 13 by means of retaining disc 17 fixed contact holder 16 applying the Verformkörpers 12 to the inner wall of the pipe anchor 1.An contact points 20 are arranged for the layer shift indicator on the yokes of the contact holder.

Die Vorrichtung wird, wenn der Rohranker 1 gesetzt ist, insgesamt in das Innere des Rohrankers 1 eingebracht und dort mittels der Hohlschraube 4 und des Konusteiles 5 verspannt. Nach Einstellen der Buchse 7 wird die Druckfeder 8 eingelegt und die Hülse 9 an die Grundplatte 2 aufgeschraubt. Dadurch erhält die Druckfeder 8 eine Vorspannung, die das Meßgestänge 6 über die Buchse 7 an die Bohrlochsohle 15 andrückt.The device is, when the pipe anchor 1 is set, introduced a total of the interior of the pipe anchor 1 and clamped there by means of the hollow screw 4 and the cone part 5. After adjusting the bush 7, the compression spring 8 is inserted and the sleeve 9 is screwed to the base plate 2. Characterized the compression spring 8 receives a bias that presses the Meßgestänge 6 via the bushing 7 to the bottom hole 15.

Bei Aufblätterung der Gesteinsschichten vergrößert sich die Länge des Bohrloches, und es erfolgt ein axiales Rutschen des Rohrankers 1 im Bohrloch zum Bohrlochmund zu. Ungeachtet dessen wird weiterhin das Meßgestänge 6 zur Bohrlochsohle 15 gedrückt, wodurch sich der Abstand der Kontaktscheibe 18 zu den inneren Kontaktstellen 19 an der Meßbasis 10 so lange verringert, bis ein eingestellter Weg zurückgelegt ist und sie sich berühren. Damit wird ein Signal ausgelöst, das das Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes für die Aufblätterung und somit eine Gefährdung anzeigt.When the rock strata flare up, the length of the wellbore increases, and the tubing anchor 1 drips axially downhole to the wellbore. Regardless, the Meßgestänge 6 is further pressed to the bottom hole 15, whereby the distance of the contact disc 18 to the inner contact points 19 at the measuring base 10 is reduced until a set path is covered and they touch. This triggers a signal that indicates the achievement of a predetermined limit for the exfoliation and thus a hazard.

Bei einer seitlichen Verschiebung der Gesteinsschichten gegeneinander erfolgt durch Einbeulung der Wandung des Rohrankers 1 eine radiale Beanspruchung des an ihr anliegenden Verformkörpers 12 und dadurch eine axiale Bewegung des Meßwertübertragungelementes 13 im Inneren des Meßgestänges 6. Damit verändert sich der Abstand der Kontaktstellen 20 zu der äußeren Kontaktstelle 19 an der Meßbasis 10, bis es, wie bereits bei der Aufblätterung beschrieben, zu einer Signalgebung kommt.In a lateral displacement of the rock layers against each other is done by denting the wall of the tubular anchor 1, a radial stress on her lying deformed body 12 and thereby an axial movement of the Meßwertübertragungelementes 13 inside the Meßgestänges 6. This changes the distance of the contact points 20 to the outer contact point 19 at the measuring base 10, until it, as already described in the Aufblade, comes to a signaling.

Mitteis dieser Vorrichtung sind somit eine sichere und genaue Information über die im zu sichernden Gesteinsverband vonstatten gehenden Verformungsprozesse unmittelbar an der Entstehungsstelle sowie die ständige Kontrolle der Wirksamkeit der in diesem Gesteinsverband eingebrachten Rohranker unter Beachtung aller zur berücksichtigenden Faktoren gewährleistet.Mitteis this device are thus a safe and accurate information about the in-going rock formation vonstatten going deformation processes directly at the point of origin and the constant control of the effectiveness of the introduced in this rock association pipe anchor, taking into account all factors to be taken into account.

Mit geringen Veränderungen konstruktiver Art kann die Vorrichtung gemäß Ihrem Wesen auch so ausgebildet sein, daß anstatt der Druckfeder 8 eine Zugfeder zum Einsatz kommt, die ebenfalls in der Lage ist, das Meßgestänge 6 unabhängig von Bewegungen des Rohrankers 1 im Bohrloch ständig zur Bohrlochsohle 15 zu drücken.With slight changes of a constructive nature, the device according to its nature can also be designed so that instead of the compression spring 8, a tension spring is used, which is also capable of the Meßgestänge 6 regardless of movements of the tubular anchor 1 in the borehole to the borehole bottom 15 to press.

Claims

1. Device for controlling the effectiveness of pipe anchors, characterized

- By a base plate (2), an expanding tube (3), a hollow screw (4) and cooperating with her cone part (5) and below the base plate (2) with her connected sleeve (9), in its interior and outside carries from her contact points (19) on a measuring base (10);

- By a tubular Meßgestänge (6), which is guided in the opening of the hollow screw (4), at the above the conical part (5) located portion longitudinal slots (14) and below the hollow screw (4), but above the measuring base (10) , a socket (7) and at this below the measuring base (10) carries a contact disc (18);

- by a deformed body (12), which is above the conical part (5), supported on this, the Meßgestänge (6) loosely enclosing, is arranged and in the region of the longitudinal slots (14) connected to a Meßwertübertragungselement (13), in the Inside of the Meßgestänges (6) to the outer end of the same is guided to the outside and outside the Meßgestänges (6) the outer contact points (19) on the measuring base (10) facing contact points (20),

- And by a compression spring (8) which is inserted between the sleeve (7) and the sleeve (9).

2. A device for controlling the effectiveness of pipe anchors, characterized in that the sleeve (9) at various locations on the measuring linkage (6) is designed lockable.

3. A device for controlling the effectiveness of pipe anchors, characterized in that between the bushing (7) and the sleeve (9) a compression spring (8) is arranged, which is fixed in both places and has voltage, when the device is inserted the end of the Meßgestänges (6) against the bottom hole (15).

4. A device for controlling the effectiveness of pipe anchors, characterized in that the deformed body (12) is formed so that it undergoes a change in length under radial stress.