DE2405883A1 - DEVICE AND METHOD FOR STABILIZING ROCK - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR STABILIZING ROCKInfo
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Classifications
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- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
- E21D21/004—Bolts held in the borehole by friction all along their length, without additional fixing means
Description
HELMUT SCHROETOR KLAUSLEHMANN _HELMUT SCHROETOR KLAUSLEHMANN _
DIPL.-PHYS. DIPL.-ING. 8 MÖNCHEN 525 · LIPOWSK.YSTR. IO DIPL.-PHYS. DIPL.-ING. 8 MÖNCHEN 525 LIPOWSK.YSTR. IO
ir-2 5ir-2 5
James ϊ1. ScottJames ϊ 1 . Scott
Die Erfindung bezieht sich auf das Verankern oder Sichern einer Formation, z.B. der Decke bzw. des Hangenden oder einer Seitenwand eines Bergwerkstollens oder einer anderen unterirdischen öffnung und betrifft insbesondere durch Beibung zur Wirkung kommende Gesteinsstabilisatoren und Verfahren zum Stabilisieren von Gestein.The invention relates to anchoring or securing a formation such as the ceiling or hanging wall or a side wall of a mine tunnel or other underground opening and relates in particular rock stabilizers and methods for stabilizing rocks
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Reibung zur Idrkung kommende Gesteinsstabilisatoren zu schaffen, die es ermöglichen, eine sehr gute Verankerungswirkung zu erzielen, die. von einfacher Konstruktion sind, und die sich mit geringen Kosten herstellen lassen. Außerdem soll durch die Erfindung ein Verfahren zum Stabilisieren von Gestein geschaffen werden, das es ermöglicht, eine große Verankerungswirkung unter Verwendung von Stabilisatoren zu erzielen, die von relativ einfacher Konstruktion und mit geringem Kostenaufwand herstellbar sind.The invention is based on the object of creating rock stabilizers that are strengthened by friction, which make it possible to achieve a very good anchoring effect, the. are of simple construction, and the can be manufactured at low cost. In addition, the invention is intended to provide a method for stabilizing Rock can be created that allows a great anchoring effect using stabilizers to achieve that are of relatively simple construction and can be produced at low cost.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 1 und das erfindungsgemäße "Verfahren in Anspruch 11 gekennzeichnet. The device according to the invention is set out in claim 1 and the method according to the invention is characterized in claim 11.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. It shows:
I'lig. 1 eine beitenansicht einer Ausführungsform einer Stabilisierungsvorrichtung bzw. eines Stabilisators;I 'l ig. 1 is a side view of an embodiment of a stabilizing device or a stabilizer;
Fig. 2 die Draufsicht des Stabilisators nach Pig. 1;Fig. 2 is a plan view of the Pig stabilizer. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht, in welcher der Stabilisator nach Fig. 1 seine Gebrauchslage in einer Bohrung in der Decke eines Lergwerkstollens oder einer anderen unterirdischen Öffnung einnimmt;3 is a side view in which the stabilizer according to FIG. 1 is in its position of use in a bore in the ceiling of a mine or other underground tunnel Occupies opening;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3; undFig. 4 is a section along the line 4-4 in Fig. 3; and
Fig. 5 einen verkleinerten axialen i'eilschnitt durch eine zweite iiusführungsform eines Stabilisators, der seine G-ebrauchslage in einer Bohrung in der Decke eines Bergwerkstollens oder einer anderen unterirdischen öffnung einnimmt. 5 shows a reduced axial partial section through a second iiusführungform a stabilizer, which its G-eufslage in a bore in the ceiling of a mine tunnel or another underground opening.
In Fig. 1 und 2 ist ein Eeibungsstabxlxsator 10 für Gestein dargestellt, der zwar von relativ einfacher Konstruktion und mit geringen Kosten herstellbar ist, der es jedoch auf sehr wirksame Weise ermöglicht, eine Formation, z.B. die Decke oder eine Seitenwand eines Bergwerkstollens oder einer anderen unterirdischen Öffnung zu stabilisieren. Gemäß der Zeichnung ist der Stabilisator 10 als langgestreckter, allgemein ringförmiger, an beiden Enden offener Körper 12 ausgebildet, der einen einzigen, sich in der Längsrichtung erstreckenden, geraden Schlitz aufweist, der sich über die ganze Länge des Körpers 12 und über die ganze radiale Dicke T des Körpers erstreckt. Der Körper 12 weist keine sonstigen öffnungen auf, er hat eine allgemein zylindrische Form, der Außendurchmesser1 and 2, a friction stabilizer 10 for rock is shown, although it is of relatively simple construction and is producible at low cost, but which makes it possible in a very efficient way to create a formation, e.g. to stabilize the ceiling or a side wall of a mine tunnel or another underground opening. As shown in the drawing, the stabilizer 10 is elongated, generally annular, on both Ends open body 12 formed, the one single, longitudinally extending, straight slot which extends over the entire length of the body 12 and over the entire radial thickness T of the body. The body 12 has no other openings, it has a generally cylindrical shape, the outer diameter
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des Körpers ist über die ganze Länge konstant, und das Verhältnis zwischen der Länge des Körpers und seinem Außendurchmesser beträgt mindestens etwa 16:1 und vorzugsweise etwa 32:1 oder 48:1, doch könnte man solche Stabilisatoren von größerer Länge auch aus miteinander verbundenen Abschnitten aufbauen, bei denen das genannte Verhältnis jeweils 16:1 oder mehr beträgt. Die einander gegenüberliegenden Längskanten des Schlitzes 14 werden durch einander gegenüberliegende, in der Längsrichtung verlaufende Randabschnitte 16 des Körpers 12 gebildet, und die in der Umfangsrichtung gemessene Breite W des Schlitzes 14 ist beim nicht zusammengedrückten Zustand des Körpers 12 so groß, daß zwischen den Randabschnitten 16 in der Umfangsrichtung ein Abstand vorhanden ist, der es ermöglicht, den Körper in der Umfangsrichtung in einem erheblichen Azsmaß zusammenzudrücken, damit er in eine Bohrung eingeführt werden kann, deren Durchmesser erheblich kleiner ist als der ursprüngliche Außendurchmesser des Körpers. Die äußere Umfangsabmessung des Körpers 12 unter Ausschluß der Breite W des Schlitzes 14 liegt über etwa 50,8 mm, und die Breite W des Schlitzes 14 entspricht höchstens etwa 25% der gesamten äußeren Umfangsabmessung des Stabilisators 10, d.h. sie ist nicht größer als etwa 25% des vollständigen Rings, der durch den Körper 12 und den Schlitz 14 gebildet wird.of the body is constant over its entire length, and the ratio between the length of the body and its Outside diameter is at least about 16: 1, and preferably about 32: 1 or 48: 1, but such stabilizers could be used of greater length also build up from interconnected sections in which the said ratio each is 16: 1 or more. The opposite longitudinal edges of the slot 14 are through each other opposite edge portions 16 of the body 12 extending in the longitudinal direction are formed, and those in the circumferential direction measured width W of the slot 14 is so large in the uncompressed state of the body 12, that between the edge portions 16 in the circumferential direction there is a gap that allows the body to be compressed to a considerable extent in the circumferential direction, so that it can be inserted into a bore whose diameter is considerably smaller than that original outer diameter of the body. The outer Circumferential dimension of the body 12 excluding the width The W of the slot 14 is over about 50.8 mm and the width W of the slot 14 is at most about 25% of the total outer circumferential dimension of the stabilizer 10, i.e., it is no greater than about 25% of the full Ring formed by body 12 and slot 14.
Der Körper 12 besteht aus Stahl, so daß er in der Umfangsrichtung in einem erheblichen Ausmaß zusammengedrückt werden kann, um in eine Bohrung mit einem erheblich kleineren Durchmesser eingeführt werden zu können, und damit der Körper nach dem Einführen in eine solche Bohrung bestrebt ist, sich aufzuspreizen, so daß die äußere Umfangsfläche des Körpers in reibungsschlüssige Berührung mit der den Stabilisator umgebenden Bohrungswand tritt, um die betreffende Formation, z.B. die Decke eines Bergwerksstollens, zu verfestigen. Es ist ersichtlich, daß der Stabilisator bzw. die Verankerungsvorrichtung 10 keinerlei Formelemente aufweist, die ein solches erhebliches Zusammendrücken desThe body 12 is made of steel so that it is compressed to a considerable extent in the circumferential direction can be introduced into a bore with a significantly smaller diameter, and thus the Body after being inserted into such a bore tends to spread, so that the outer circumferential surface of the body comes into frictional contact with the wall of the bore surrounding the stabilizer, in order to achieve the relevant To consolidate formation, e.g. the ceiling of a mine tunnel. It can be seen that the stabilizer or the anchoring device 10 does not have any form elements that would cause such a considerable compression of the
Körpers 12 in der Umfangsrichtung verhindern, und daß der Innenraum 18 des Körpers 12 völlig offen bzw. leer ist. Der Außendurchmesser des Stabilisatorkörpers 12 wird für jede Bohrung mit einem bestimmten Durchmesser so gewählt, daß er zwar erheblich größer ist als der Durchmesser der Bohrung, daß jedoch die Eandabschnitte 16 des Körpers einen stumpfen Stoß bilden oder nur durch einen relativ schmalen Spalt getrennt sind, nachdem der Stabilisator in die zugehörige Bohrung eingebaut worden ist. Das Verhältnis zwischen der radialen Dicke T des Körpers 12 zum Außendurchmesser des Körpers beträgt höchstens etwa 1:5 und mindestens etwa 1:50, so daß eine plastische Verformung des Körpers während des Einführens in die Bohrung möglich ist; zwar hat der Körper 12 gemäß der Zeichnung zwischen seinen Enden einen konstanten Außendurchmesser, doch könnte der Außendurchmesser des vorderen Endes kleiner sein als der Außendurchmesser des verbleibenden !Teils des Körpers, um das Einführen in die B hrung zu erleichtern»Prevent body 12 in the circumferential direction, and that the Interior 18 of the body 12 is completely open or empty. The outer diameter of the stabilizer body 12 is for each hole with a certain diameter chosen so that it is considerably larger than the diameter of the Bore, however, that the Eand sections 16 of the body form a butt joint or only through a relatively narrow one Gap separated after the stabilizer has been installed in the associated bore. The relation between the radial thickness T of the body 12 to the outer diameter of the body is at most about 1: 5 and at least about 1:50, so that plastic deformation of the body is possible during insertion into the bore; Although the body 12 according to the drawing has a constant outer diameter between its ends, but could The outer diameter of the front end must be smaller than the outer diameter of the remaining part of the body to facilitate the introduction into the bore »
Fig. 3 und 4 zeigen den Stabilisator 10 nach Figo 1 und 2 im eingebauten Zustand in einem vorgebohrten Loch in einer Decke 22, die verfestigt werden soll. Während des Einführens in die Bohrung wird der Körper 12 des Stabilisators 10 im plastischen Bereich so verformt, daß die folgende Gleichung gilt:3 and 4 show the stabilizer 10 according to FIGS. 1 and 2 in the installed state in a pre-drilled hole in a ceiling 22 to be consolidated. During the insertion into the bore, the body 12 of the stabilizer 10 deformed in the plastic range in such a way that the following equation applies:
1,19 x4 ii >1.19 x4 ii >
Hierin ist '·· der Unterschied zwischen dem AußendurchmesserHerein '·· is the difference between the outside diameter
des Körpers 12 vor dem Einführen in die Bohrung und dem Außendurchmesser des Körpers nach dem Einführen,of the body 12 before insertion into the bore and the outer diameter of the body after Introduce,
D der Außendurchmesser des Körpers 12 vor dem Einführen,D is the outer diameter of the body 12 before insertion,
t die radiale Dicke des Körpers 12, E der Elastizitätsmodul und Iy die Fließspannung des Werkstoffs.t is the radial thickness of the body 12, E is the modulus of elasticity and Iy is the yield stress of the material.
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Gemäß der Zeichnung steht die äußere Umfangsfläche des Körpers 12 des eingebauten Stabilisators 10 über die ganze Länge des Körpers in reibungsschlüssiger Berührung mit der ihn umgebenden Wand der Bohrung 20; hierdurch verankert sich der Stabilisator an der Bohrungswand. Die äußere Umfangsflache des Körpers kann natürlich mit einem Epoxyharz überzogen, aufgerauht oder auf andere Weise so ausgebildet sein, daß ein verstärkter HeibungsSchluß zwischen dem Stabilisator und der Bohrungswand erzielt wird5 Gemäß Fig. 3 hat der Körper 12 des Stabilisators eine solche Länge, daß er sich im wesentlichen über die ganze Länge der Bohrung 20 erstreckt. Die Kraft, die aufgebracht werden müßte, um den eingebauten Stabilisator nach dem Einbau wieder herauszuziehen, ist etwas größer als die Druckkraft, die benötigt wird, um den Stabilisator in die Bohrung 20 einzuführen; wenn die Linbaudruckkraft bekannt ist, läßt sich somit auch die zum Herausziehen benötigte Kraft ermitteln. According to the drawing, the outer peripheral surface is of the body 12 of the built-in stabilizer 10 over the entire length of the body in frictional contact with the wall of the bore 20 surrounding it; this anchors the stabilizer to the wall of the bore. The outer Circumferential area of the body can of course with one Epoxy resin coated, roughened or otherwise designed so that a reinforced heat seal between the stabilizer and the bore wall 5 According to Fig. 3, the body 12 of the stabilizer has one Length that it extends over the entire length of the bore 20 substantially. The force that is applied would have to pull the built-in stabilizer out again after installation, is slightly greater than the pressure force, required to insert the stabilizer into bore 20; if the Linbaudruckkraft is known, leaves thus the force required to pull it out can also be determined.
In Pig. 5, wo Teile die in j?ig. 1 bis 4 dargestellten i'eilen entsprechen, jeweils mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung des Buchstabens a, bezeichnet sind, ist ein Teil eines Heibungsstabxlisators 10a für Gestein dargestellt, der sich von dem beschriebenen Stabilisator 10 nur dadurch unterscheidet, daß er zusätzlich eine Einrichtung zum Spannen des Körpers 12a nach dem Einführen in die Bohrung 20a aufweist. Gemäß i'ig. 5 ist der Körper 12a des Stabilisators 10a in die Bohrung 20a so eingeführt, daß ein kleiner Abschnitt 24 mit einer Länge von einigen Zoll (1 Zoll = 25,4 mm) aus der Bohrung 20a herausragt. Zu dem Stabilisator 10a gehört eine Platte 26 mit einer zentralen öffnung 28 zum Aufnehmen des Körpers 12a; die Platte 26 liegt an der Unterseite der Decke 22a an; ferner gehört zu dem Stabilisator 10a ein keilförmiger Stift 30, der nach dem Einbauen des Körpers 12a in die Bohrung 20a unmittelbar unter der Platte 26 in zwei gleichachsige Öffnungen 32 und 34 des Körpers 12a eingetrieben wird, um den Körper zu spannen.In Pig. 5, where parts that in j? Y. 1 to 4 shown i'eile correspond, in each case with the same reference numbers, but with the addition of the letter a, a portion of a rock heat stabilizer 10a is shown which differs from the stabilizer described 10 differs only in that it also has a device for tensioning the body 12a after it has been inserted into has the bore 20a. According to i'ig. 5 is the body 12a of the stabilizer 10a inserted into the bore 20a so that a small portion 24 with a length of a few inches (1 inch = 25.4 mm) protrudes from the bore 20a. to the stabilizer 10a includes a plate 26 with a central opening 28 for receiving the body 12a; the plate 26 rests against the underside of the ceiling 22a; furthermore, a wedge-shaped pin 30, the after installing the body 12a in the bore 20a immediately below the plate 26 in two coaxial openings 32 and 34 of the body 12a is driven to to tense the body.
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Das Gesteinsstabilisierungsverfahren nach, der Er- , findung kann allgemein Maßnahmen umfassen, um die zu stabilisierende Formation mit einer Bohrung 20 zu versehen, um einen in der Umfangsrichtung zusammendrückbaren Stabilisator 10 bereitzustellen, bei dem der Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Bohrung, und um den Stabilisator in die Bohrung einzuführen, so daß der Stabilisator während des Jäinführens in der Umfangsrichtung zusammengedrückt wird, damit der Schlitz 14- mindestens teilweise geschlossen wird, und damit die äußere Umfangsflache des in der Umfangsrichtung zusammengedrückten Körpers 12 reibungsschlüssig mit der land der Bohrung 20 zusammenarbeitet, um die Formation zu stabilisieren bzw. zu verfestigen. The rock stabilization process according to, the Finding can generally include measures to provide the formation to be stabilized with a bore 20, around a circumferentially compressible stabilizer 10 to provide, in which the outer diameter is larger is than the diameter of the bore, and to introduce the stabilizer into the bore, so that the stabilizer compressed in the circumferential direction during the insertion is so that the slot 14- is at least partially closed, and thus the outer peripheral surface of the in the circumferential direction compressed body 12 frictionally cooperates with the land of the well 20 to stabilize or consolidate the formation.
AnsprücheExpectations
409833/0365409833/0365
Claims (1)
D der Außendurchmesser des Körpers 12 vor demHerein is --- the difference between the outside diameter of the body 12 before it is inserted into the bore and the outside diameter of the body after it is inserted,
D is the outside diameter of the body 12 before
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33095473A | 1973-02-09 | 1973-02-09 | |
| US33095473 | 1973-02-09 | ||
| US43069574A | 1974-01-04 | 1974-01-04 | |
| US43069574 | 1974-01-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2405883A1 true DE2405883A1 (en) | 1974-08-15 |
| DE2405883B2 DE2405883B2 (en) | 1976-03-11 |
| DE2405883C3 DE2405883C3 (en) | 1976-10-28 |
Family
ID=
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3319180A1 (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-08 | Osakeyhtiö Tampella AB, 33100 Tampere | METHOD AND DEVICE FOR BOLT BOLTING |
| EP0182734A1 (en) * | 1984-11-19 | 1986-05-28 | Lenoir Et Mernier S.A.R.L. | Nail |
| AT387429B (en) * | 1986-04-09 | 1989-01-25 | Gd Anker Gmbh & Co Kg | MOUNTAIN ANCHOR |
| US4830536A (en) * | 1981-08-07 | 1989-05-16 | Commercial Shearing, Inc. | Method and apparatus for tunnel lining |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1413263A (en) | 1975-11-12 |
| CA990555A (en) | 1976-06-08 |
| FR2217527B1 (en) | 1976-10-15 |
| FR2217527A1 (en) | 1974-09-06 |
| DE2405883B2 (en) | 1976-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |