DE2151886A1 - Vorrichtung zur Halterung und/oder Verspannung der Wandschichten von Floezen od.dgl. - Google Patents

Description

PATENTANWALTS
Dr.«r.wt Γ- Γ1Τ: LOUIS

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HOUIILEHES DU BASSIN DU LORRAINE, Merlebach (Mosel), Prankreich '

Vorrichtung zur Halterung und/oder Verspannung der Wandschichten von Flözen od.dgl.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung und/oder Verspannung der Wandschichten in Flözen od.dgl. von Bergwerken, mit einem in eine mit Kunstharz ausgegossene Bohrung in der Wandschicht, eingebrachten flexiblen Spannelement in Form eines Schaftes oder eines aus mindestens zwei Litzen gedrehten Stahlkabels. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer solchen Vorrichtung, die in Verbindung mit der sogenannten "Kunstharz-Verspannung¹¹ eingesetzt wird und dazu dient, die Sohl-, Dach- oder Wandflächen von Flözen und Gängen in Bergwerken beim Abbau zu unterstützen.

Jis ist häufig bei der Ausbeutung von Minen erforderlich, für eine Halterung der Dach-, Sohl- oder Wandflächen zu

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sorgen. Zu diesem Zweck verwendet man Halteschrauben, die ein verlängertes Spannelement tragen, das in ein vorgebohrtes Sackloch, mit vorbestimmtem Verlauf eingeführt wird. Das Sackloch, erstreckt sich durch die zu haltende Schicht hindurch, bis zu einer Träger s chi ent. An einem seiner Enden trägt das Spannelement ein expandierbares Verankerungselement, das den.Eingriff unter Druck gegen die Bohrungswände an dem der Bohrungsmündung gegenüber liegenden Ende der Bohrung sicherstellt. Am W anderen Ende besitzt das Spannelement eine Druckschraube od.dgl,, die so betätigt wird, daß sie sich an der Fläche um die Bohrungsmündung herum anlegen und auf diese und vorzugsweise auch auf die unmittelbar die Bohrungsmündung umgebende Fläche einen Stützdruck aueüben kann.

Seit einigen Jahren wurde die Halterung der Wandschichten von Gangarten oder Flözen hinsichtlich der dabei angewendeten Technik verbessert und gleichzeitig auf Grund der Verwendung der sogenannten "Kunststoff-Verspannung" wirtschaftlicher gestaltet. Bei diesem Verfahren v/ird in die Wandschicht, die gehalten werden soll, ein Loch gebohrt, t ■ dessen Durchmesser und Tiefe in Abhängigkeit von der Art des Geländes unterschiedlich ist. In dieses Loch wird eine Charge eines Gießproduktes eingebracht, das sehr rasch abbindet, und es wird eine Haltevorrichtung eingeschoben, die ein Verankerungsteil trägt, das in dem Gießprodukt im Verlauf des Abbindens festgelegt wird. An das aus der Bohrung vorspringende Stück der Haltevorrichtung wird eine Halteplatte angepaßt, die sich an der zu haltenden Wand mittels eines Spannelementes abstützt, das zugleich in der Lage ist, auf die Haltevorrichtung eine gewisse Axialspannung aufzubringen.

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Gemäß dieser Befestigungstechnik wird somit mittels eines Kunststoffes oder Kunstharzes ein starrer, im allgemeinen aus Stahl bestehender Schaft auf seine ganze Länge oder einem Teil davon in das Innere eines vorher in dem Gelände gebohrten Loches eingegossen. Damit werden die verschiedenen Gelandeschichten untereinander verfestigt und es wird deren Widerstand gegenüber den auftretenden Belastungen, denen sie unterworfen sind, erhöht.

Bas zuvor gebohrte Loch muß eine solche Tiefe aufweisen, die die Erzielung eines Schraubträgers ausreichender Dicke ermöglicht. Das heißt mit anderen Yforten, um einen starren Schaft;, der in dem Loch eingegossen werden soll, einzubringen, ist es-erforderlich, außerhalb und gegenüber dem Loch so viel freien Platz zur Verfugung zu haben, der mindestens der Länge des Schaftes selbst entspricht. Man kann somit nur solche Geländeschichten mittels des genannten Verfahrens und unter Anwendung eines starren Schaftes verfestigen, deren Tiefe gleich* dem maximal zur Verfugung stehenden freien Platz gegenüber dem Loch ist. In Gängen und Flözen geringer Weite reicht diese Tiefe jedoch häufig nicht aus. Man hat daher, um weiter in das Gelände eindringen zu können, als weiteres Mittel die Verwendung eines zweiteiligen Schaftes vorgeschlagen, dessen Teile durch eine Muffe gekoppelt sind. Durch diese Maßnahme wird jedoch einerseits an der Verbindungsstelle die Zugfestigkeit des Schaftes und damit seine Haltekraft verringert. Andererseits ist aber die Anbringung eines solchen Schaftes schwieriger und dauer.t langer als diejenige eines einteiligen Schaftes.

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Man hat zur Behebung dieses Problems, weiterhin schon eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art vorgeschlagen, deren tragender Kern aus einem Kabel oder einer Kette mit hinreichenden mechanischen Festigkeitseigenschaften besteht. Das Kabel trägt an einem seiner Enden wieder ein Verankerungselement, das z.B. aus einem teilweise oder ganz bearbeiteten Schaft besteht, welcher örtliche Deformationen aufweist, um den Haftbeiwert höchstmöglich anzuheben und die Befestigungswirkung des verwendeten Gießproduktes .zu verbessern. Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht das Verankerungselement aus einem am Ende des Kabels gebildeten Knoten, der in das Gießprodukt eingebracht werden soll.

In jedem Pail bringt dieses Verankerungselement, sei es in Form eines Schaftes oder in Form eines Knotens, eine Anzahl von Unzuträglichkeiten. Diese bestehen u.a. darin, daß das Eindringen des Verankerungselementes in das Gießharz schwierig ist und eine relativ lange Zeit dauert. Dadurch riskiert man, daß das Abbinden des Kunstharzes schneller erfolgt als die korrekte Einbringung des Verankerungsmittels an Ort und Stelle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die ein zwar flexibles, jedoch insoweit genügend starres Spannelement aufweist, daß die Vorteile eines einteiligen Schaftes gewahrt bleiben, daß aber auf der anderen Seite in Fällen eines unzureichenden freien Kaumes gegenüber dem vorgebohrten Loch ein einfaches Einbringen der Vorrichtung in das Gießharz möglich

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ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, ausgehend von der eingangs geschilderten bekannten,Vorrichtung, dadurch gelöst, daß das bohrungsseitige Ende des Spannelementes . schräg abgeschnitten und das Spannelement mit hoher Geschwindigkeit drehbar ist.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen: ·

Pig. 1 und 1a einen Quer- bzw. Längsschnitt durch einen

Plöz, in dem eine erfindungsgemäße Halte-· . rungs- und Spannvorrichtung angebracht wird;

Pig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung und

Pig. 3 einen Längsschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie sich aus den Piguren 1 und 1a ergibt, besitzt ein Plöz 1 eines Bergwerkes eine freie Höhe h zwischen der Dachfläche 2 und der Sohle 3. In diesem Pail ist es bei Anwendung der "Kunststoff-Haltetechnik" unmöglich, einen starren Schaft einzusetzen, dessen Länge größer als h ist. Da die Bank oder Schicht 4, die erreicht werden muß, in einem Abstand H von der Dachfläche 2 liegt, der größer als h ist, wäre es notwendig, auf einen zweiteiligen Schaft,

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dessen Teile durch eine Muffe miteinander verbunden sind, auszuweichen, dessen Nachteile vorstehend bereits geschildert worden sind.

Entsprechend dem Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung wird nun in das vorgebohrte loch 5 ein flexibler Schaft 6 eingebracht, dessen Nutzlänge erheblich größer als die länge h sein kann, Wie aus Pig. 2 ersichtlich ist, besteht der Schaft 6 in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Stahlkabel 7 * das aus mehreren Litzen 8 gedreht ist. Der V/erkstoff des Kabels 7 muß so gewählt werden, daß dieses ausreichend flexibel ist, um eine Tiefe H abfangen zu können, die die Höhe h des im 3?löz zur Verfügung stehenden freien Raumes übersteigt. Andererseits muß aber das Kabel ausreichend starr sein, damit es im gekrümmten Zustand ohne aufzufasern um sich selbst gedreht werden kann. Beispielsweise wird ein verwendbares Metallkabel 7 durch Linksdrehung von vier Litzen zu je vier harten Stahldrähten erhalten, deren Festigkeit in der Größenordnung von 180 bis 200 kp/mm liegt.

Das bohrungsseitige Ende des Spann- und Halteelementes ist bei 9 schräg, d.h. unter einem Winkel von etwa 15°_f geschnitten. Dieser Schrägschnitt erlaubt es, das Spannelement leicht in das Kunstharz einzubohren, selbst wenn die Druckkraft, die auf es während seines Eindringens in das Bohrungsinnere ausgeübt wird, nicht in Richtung der Bohrungsachse verläuft.

Das mündungsseitige Ende des Spannelementes besteht aus einem Stahlrohr 10, das das Kabel 7 mit seinem vorderen

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Teil UHfaßt und mit diesem verbunden ist. An seinem hinteren Teil weist das Stahlrohr 10 ein Element auf, dessen doppelte Punktion darin besteht, den Drehantrieb des Kabels bei dessen Einführung in das Kunstharz zu übertragen und die Anbringung eines Halte- oder Stützelementes für die erste Schicht des zu verspannenden Geländes zu ermöglichen. Beispielsweise besteht das mit dem Stahlrohr 10 verbundene Element aus einer Schienenschraube 12, die bei 11 verschweißt ist (Figur 2). Eine Modifikation davon ist eine Schaftschraubenmutter (Nersid) 13 (Figur 3)_f deren konische Innenbohrung warm aufgeschrumpft ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die genannte Anwendung und auch nicht auf die Form der Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können vielmehr Im Hahmeii der Erfindung Abänderungen vorgenommen werden, insbesondere hinsichtlich des Wertes des Schrägschnittes 9» des Antriebsoder Mitnahmeelementes 12 oder 13 oder auch des Werkstoffes, aus dem der biegsame Schaft hergestellt ist. Dieser Schaft könnte in gleicher Weise durch Verdrehung oder Verflechtung Jeder beliebigen Art von Easer oder Geflecht, beispielsweise von Glasfasern, erzielt werden. Der Werkstoff muß, wie vorstehend bereits präzisiert worden ist, so gewählt werden, daß das Spannelement ausreichend flexibel ist, um mittels der Antriebsvorrichtung unter einem Winkel eingeführt werden zu können, der bis zu 90°, gemessen zur Richtung des Loches, ausmachen kann. Weiterhin muß das Spannelement so widerstandsfähig sein, daß es bei der mittels eines Werkzeuges eingeleiteten Drehung um die eigene Achse nicht auffasert, da Brehgeschwindigkeiten in der Größenordnung von mehreren hundert Umdrehun-

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gen je Minute gewählt werden. Diese Drehzahlen sind notwendig, um eine gute Mischung des Kunstharzes zu erzielen.

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Claims (6)

Patent- (Schutz-) Ansprüche

1. Vorrichtung zur Halterung und/oder Verspannung der Wandschichten in Flözen od.dgl. von Bergwerken, mit einem in eine mit Kunstharz ausgegossene Bohrung in der Yiandschicht eingebrachten flexiblen Spannelement in Form eines Schaftes oder eines aus mindestens, zwei Litzen gedrehten Stahlkabels, dadurch gekennzeichnet, daß das bohrungsseitige Ende (9) des Spannelementes (6) schräg abgeschnitten und das Spannelement (6) mit hoher Geschwindigkeit drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bohrungsseitige Ende (9) unter einem Winkel

. in der Größenordnung von etwa 15° zur Längsachse des Spannelementes (6) abgeschrägt ist.

3. Vorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der Bohrungsmündung zugewendete Ende des Spannelementes (6) aus einem das Spannelement (6) fassenden Rohr (10) besteht, an dem ein Drehantriebselement (12 oder 13) für das Spannelement (6) befestigt ist. :

4« Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Drehantriebselement (12 oder 13) mit dem Rohr (10) verschweißt oder darauf aufgeschrumpft ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehantriebselement eine Schienenschraube (12) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehantriebselement eine Schaftschraubenmutter (13) ist.

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