DE2657650A1

DE2657650A1 - Vorrichtung zum setzen von gebirgsankern

Info

Publication number: DE2657650A1
Application number: DE19762657650
Authority: DE
Inventors: Raymond Jean Perraud
Original assignee: SECOMA
Current assignee: SECOMA
Priority date: 1975-12-30
Filing date: 1976-12-20
Publication date: 1977-07-14
Also published as: FR2337250A2; ZA767719B; CH601640A5; SE7614472L; JPS52115702A; AU2106977A; GB1547494A; FR2337250B2; US4105081A; AU505201B2

Description

Dr. O- ].oe?enbecR

Dip0

iibiofeid, iieoorder Srrafje 17

SOCIETE D¹ETUDE ET DE CONSTRUCTION DE MACHINES POUR TOUTES INDUSTRIES SECOMA, 274, Cours Emile-Zola, Villeurbanne (RhSne)

Frankreich

Vorrichtung zum Setzen von Gebirgsankern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Setzen von Gebirgsankern, mit der zur Abstützung Anker in das Hangende eines Bergwerkstollens gesetzt werden.

Die Verfahrensweise für eine derartige Stützung des Hangenden besteht darin, daß zunächst in das Hangende Löc;.»r gebohrt werden und dann in jedes der Löcher ein Anker eingesetzt wird, der an seinem Ende eine Zwinge trägt, die durch einen Expansionseffekt sich im Lochgrund verankert, wonach das Anziehen des Ankers die Konpression des umgebenden Geländes in Form einer zur Stange des Ankers konzentrischen Säule bewirkt. Die neuere Entwicklung hat dabei zum Ersatz dieser zu expandierenden Anker durch Anker mit Kunstharz vergossenen Zugstangen geführt, doch sind gerätemäßig die drei Grundoperationen, also das Bohren des Loches, die Einbringung des Ankers in das Loch und das Anziehen des Ankers, die gleichen geblieben.

Durch die DT-AS 1 217 318 ist eine Vorrichtung zum Setzen von Gebirgsankern bekannt, die es ohne Verlagerung er-■ möglicht, nacheinander die drei Arbeitsvorgänge durchzuführen, indem in einfacher Weise die Vorrichtung um die Achse einer Stange verschwenkt wird, die im Hangenden

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verankert wird. Diese Vorrichtung zum Setzen von Gebirgsankern weist im wesentlichen einen Träger mit H-förmigem Querschnitt oder mit anderem Querschnitt auf, auf dem zwei Schlitten gleiten können, der eine "für das Bohren des Loches und der andere zur Einbringung des Gebirgsankers in das Loch sowie zum Anziehen des Ankers. Der Träger kann dabei um die Achse der Verankerungsstange derart verschwenkt werden, daß nach der Verschwenkung die Achse des Gebirgsankers der Achse des gebohrten Loches unmittelbar vor der Einbringung des Ankers entspricht.

Beim Einsatz der bekannten Vorrichtung besteht manchmal eine gewisse Schwierigkeit darin, in exakter Weise die Achse des Ankers mit der Achse des zuvor gebohrten Loches in Deckung zu bringen, wobei zu berücksichtigen ist, daß der Durchmesser des Loches nur ein' klein wenig größer als der des Ankers ist. Diese Schwierigkeit ist umso größer, je höher der Stollen ist. Die Ursachen für die Schwierigkeiten sind verschiedene. Einerseits kann der Verankerungspunkt ein klein wenig einer Verlagerung unterliegen, andererseits beinhaltet die Konzeption der Vorrichtung zahlreiche im Verhältnis zueinander bewegbare Teile, so daß nach Auftreten eines gewissen Verschleißes ein ge-" wisses Spiel unausbleiblich ist. In der Praxis kann es daher vorkommen, daß das Einbringen des Ankers noch von einer Bedienungsperson durchgeführt oder zumindest unterstützt werden muß, wozu die Bedienungsperson normalerweise in einer Gondel Platz nehmen muß. Mit einer solchen Vorrichtung soll jedoch im Gegensatz zu dieser Praxis ein Eingreifen von Hand unterbunden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend auszugestalten, daß die Einbringung des Ankers in das Loch wesentlich erleichtert und damit ein manuelles Eingreifen ausgeschaltet ist. .._

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Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art darin, daß der Träger an seinem oberen Ende ein Bohrwerk trägt, das koaxial zum Bohrer für Ankerloch liegt, welches Bohrwerk am Ende des Bohrens des Ankerloches, vor dem Verschwenken des Trägers derart zum Einsatz kommt, daß es die Eintrittöffnung des Ankerloches konisch vergrößert.

Hierdurch wird die Einbringung des Ankers wesentlich erleichtert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes beinhaltet das Bohrwerk im wesentlichen einen den Bohrer für das Ankerloch umgebenden Senkbohrer, der frei drehbar bezüglich des Bohrers und frei translatorisch zu diesem bewegbar ist, der aber zu gleicher Zeit wie der Bohrer für das Ankerloch in Rotation antreibbar und vorbewegbar ist, wenn der Bohrschlitten gegen Ende seiner Hubbahn ankommt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere von Vorteil, da sie die Zuhilfenahme eines zusätzlichen Motors für den Antrieb des Bohrsenkers vermeidet und da sie es ihrem Wesen nach auch ermöglicht, das Bohrwerk automatisch in Betrieb zu nehmen, wenn der Bohrschlitten beinahe am Ende seiner Hubbahn angelangt ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem Support des Bohrwerkes ein Stützanschlag zugeordnet, auf dem ein mit dem Senkbohrer fest verbundener Ring in der Ruhestellung aufliegt, solange der Bohrschlitten nicht am Ende seiner Hubbahn angelangt ist, während der untere Bereich des Senkbohrers und der Drehsupport des Bohrers für das Ankerloch einander gegenüberliegende Kupplungsmittel aufweisen, die miteinander in Kupplungsverbindung eintreten, wenn der Schlitten nahe an das Ende seiner Hubbahn gelangt. Auf diese Weise bewirken die Kupplungsteile von einer bestimmten Vorschubstellung des Schlittens an

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eine Kupplung, die es dem Support für den Bohrer des Ankerloches ermöglicht, den Senkbohrer drehend anzutreiben und ihn dabei von seinem Anschlag abzuheben und ihn in das Gestein einzutreiben, während sich das Bohren des Ankerloches vollendet. Die Kupplungseinrichtung kann beispielsweise als Reibkupplung ausgelegt sein.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2

und 3 Seitenansichten ähnlich der Fig. 1 entsprechend zweier weiterer Phasen des Arbeitszyklus,

Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung des Bohrwerkes der Vorrichtung in vergrößertem Maßstab.

Die' Vorrichtung in ihrer Gesamtheit wird von einem Arm (nicht dargestellt) getragen, an dessen Ende sie um eine Achse 6 schwenkbar und im dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal verfahrbar angeordnet ist. Die Vorrichtung kann aber jede andere Neigungslage einnehmen. Die Schwenkachse wird von einer Verankerungsstange gebildet, deren oberes Ende als Spitze 8 ausgebildet ist, mit deren Hilfe die Vorrichtung im Gestein verankert wird. Der schwenkende Teil der Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Träger 13 mit H-förmigem Querschnitt, der sich parallel zur Achse 6 erstreckt und dessen Schenkel 13b und 13c als Gleitführungen einerseits für einen Bohrschlitten 16 und andererseits für einen Ankerzugschlitten 17

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dienen. Der Vorlauf bzw. der Rücklauf eines jeden der Schlitten 16 und 17 wird durch ein einziges Antriebsglied, gebildet durch einen Arbeitskolben 32, bewirkt, der mit dem Boden seines Gehäuses an einem Querstück 18 aufgehängt ist, das vom oberen Ende des Trägers 13 getragen wird. Die Kolbenstange 33 des Arbeitskolbens erstreckt sich dabei nach unten. Ein Kabel oder eine Kette 34 läuft über eine Rolle 35, die vom Kopf der Kolbenstange 33 des Arbeitskolbens 32 getragen wird. Jedes^: Ende des Kabels oder der Kette 34 ist an einem der Schlitten 16 und 17 befestigt, nachdem es zuvor über Rollen 36 bzw. 37 läuft, die von dem Querstück 18 getragen sind. Wird einer der beiden Schlitten festgesetzt und dann die Kolbenstange 33 des Arbeitskolbens 32 abgesenkt, verlagert sich der andere Schlitten nach oben mit einer Geschwindigkeit, die doppelt so groß ist wie die der Kolbenstange Der Rücklauf der Schlitten geschieht durch einen inversen Antrieb, der ein Kabel oder eine Kette 38 aufweist, die über eine andere Rolle 39 läuft, die ebenfalls vom Kopf der Kolbenstange 33 des Arbeitskolbens 32 getragen wird und dessen Enden jeweils an den Schlitten 16 und 17 befestigt sind, nachdem das Kabel bzw. die Kette zuvor über Rollen 41 und 42 geführt ist, die an einem Querstück 22 an' der Basis des Trägers 13 angeordnet sind. Wird somit die Kolbenstange 33 angehoben, wird der zuvor nach oben längs des Trägers 13 verfahrene Schlitten wieder in seine Ausgangsstellung am unteren Ende des Trägers zurückgeführt.

Die Festsetzung der Schlitten geschieht mittels eines Riegels, der den jeweils in der unteren Stellung befindlichen Schlitten verriegelt, wenn der Träger 13 sich in einer seiner Endschwenkstellungen um die Achse 6 herum befindet. Wenn sich der Träger 13 in der Bohrstellung befindet, wird der Ankerzugschlitten 17 in seiner unteren Stellung verriegelt und umgekehrt, wenn sich der Träger

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in der Ankerzugstellung befindet, wird der Borschlitten in seiner unteren Stellung verriegelt.

Die Bewegungen einerseits der Drehung des Bohrers 19.zum Bohren des Ankerloches einerseits und der den Anker 21 haltenden Buchse 26 andererseits werden von zwei unabhängigen Motoren abgeleitet, die jeweils von den Schlitten 16 und 17 getragen werden. Diese Bewegungen können auch mittels einer Zugspindel, ausgehend von ein oder zwei Motoren, erzeugt werden.

An seinem oberen Bereich tragt der Träger 13 ferner eine Führung 46, die von dem Anker 21 durchquert wird, sowie einen Staubfangkasten 47, der an dem Querstück 18 befestigt ist und der gemäß der Achse des Bohrers 19 derart angeordnet ist, daß er mit dem Hangenden des Stollens in Kontakt steht.

Das Querstück 18 am oberen Ende des Trägers 13 trägt, dem Staubfangtopf 47 zugeordnet, ein Bohrwerk, das im wesentlichen einen Senkbohrer 48 aufweist, der den Bohrer 19 für das Ankerloch umgibt und der es ermöglicht, im Eingangsbereich des gebohrten Ankerloches 44 einen Eintrittskonus 49 (s. Fig. 3 rechte Seite) einzubringen, der die Einführung des Ankers 21 auch bei kleinen Fluchtungsfehlern noch einwandfrei ermöglicht.

Das Bohrwerk ist im Detail in Fig. 4 dargestellt. Es weist einen Support 50 auf, der über den Staubfangtopf 47 fest mit dem Querstück 18 verbunden ist und der als Lager für den Senkbohrer 48 dient. Letzterer weist auf seiner ganzen Länge einen mittigen Durchlaß 51 auf, durch den der Bohrer 19 zum Bohren des Ankerloches hindurchtritt. Der Senkbohrer weist an seinem oberen Ende einen konischen Abschnitt 52 auf, der das konische Einbohren des Gesteins ermöglicht. Unterhalb des Abschnittes 52 befindet sich ein Ring 53. seinem unteren Ende trägt der Senkbohrer 48 eine Kupp-

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lungsschale 54, die konisch nach unten offen ist.

Der Support 55 des Bohrers 19 für das Ankerloch, der die Halterung des Bohrers und dessen Drehantrieb gewährleistet, weist eine Kupplungsscheibe 56 auf, die der Kupplungsschale 54 gegenüberliegt und die mit einem Reibbelag 57 entsprechender Konizität versehen ist.

Der Staubfangtopf 47 trägt ferner innenseitig einen Stützanschlag 58, der unterhalb des Ringes 53 liegt und der als Stützfläche für den Ring 53 dient. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Halterung des Senkbohrers 48, wenn er außer Betrieb ist, wie in den Fig. 1 und 2 und in Fig. 4 in strichpunktierten Linien dargestellt ist.

Die Fig. 1 , 2 und 3 illustrieren die Arbeitsweise der Vorrichtung im Verlauf des Bohrens, wobei der Vorgang des Verankerns nicht zeichnerisch dargestellt ist, da die Vorrichtung insoweit keine Änderungen gegenüber den bislang üblichen Vorrichtungen mit sich bringt.

Zu Beginn des Arbeitszyklus wird die Verankerung der Spitze 8 im Gestein durchgeführt, und zwar an einem Punkt, der in Abhängigkeit von dem Ort steht, an dem der Anker 21 eingesetzt werden soll. Dieser Punkt bleibt während des ganzen Zyklus aufrechterhalten. Der Träger 13 wird durch Verschwenken um die Achse 6 in seine der Bohrstellung entsprechende Winkellage verbracht, in welcher Stellung die Achse des Bohrers 19 derjenigen des zu bohrenden Loches entspricht. Durch Gleiten längs der Achse 6 wird dann der Träger 13 angehoben, bis der Staubfangtopf 47 in Berührung mit dem Hangenden des Stolens kommt. Die beiden Schlitten 16 und 17 befinden sich zunächst in der abgesenkten Stellung (s. Fig. 1), wobei aber im Hinblick auf die hier gegebene Winkelstellung des Trägers 13 lediglich der Ankerzugschlitten 17 in dieser Stellung verriegelt ist.

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Danach wird der Motor für den Drehantrieb des Bohrers 19 eingeschaltet und der Arbeitskolben 32 veranlaßt, seine Kolbenstange 33 nach unten auszutreiben, so daß der Bohrschlitten 16 vorbewegt wird und damit der Bohrer 19 in das Gestein getrieben wird (s. Fig. 2). Im Verlauf dieser Arbeitsphase wird der Bohrer 19 translatorisch und in Rotation durch den Senkbohrer 48 geführt, dessen Ring 53 auf dem Anschlag 58 abgestützt ist. Der Senkbohrer 48 bleibt dabei abständig vom Hangenden des Stollens und ist außer Betrieb.

Gelangt der Bohr-schlitten 16 gegen das Ende seiner Hubbahn, gelangt die Kupplungsscheibe 56 in Anlage an die Kupplungsschale 54 derart, daß die beiden konischen Flächen aufeinandertreffen und einen starren Block bilden, der die Drehbewegung des Supportes 55 des Bohrers 19 auf den Senkbohrer 48 überträgt. Zur gleichen Zeit wird der Ring 53 von dem Anschlag 58 entfernt und den Senkbohrer vorgetrieben, wobei sein konischer Abschnitt 52 in Berührung mit dem Gestein gelangt (s. Fig. 4). Während somit der Bohrer 19 nun das Ankerloch 44 vollendet, senkt der Senkbohrer 48 den Eingangskonus 49 in das Gestein.

Ist der Bohrschlitten 16 effektiv am Ende seiner Hubbahn angelangt, ist das Loch 44 auf seiner ganzen Länge gebohrt und der Senkbohrer 48 hat den Eingangskonus 49 fertiggestellt (s. Fig. 3). Es wird dann der Rücklauf des Schlittens 16 eingeleitet, danach das Absenken des Trägers 13 und sein Verschwenken um die Achse 6, wobei die Spitze 8 im Gestein verankert bleibt und eine feststehende Schwenkachse bildet, derart, daß am Ende der Verschwenkung der Anker 21 exakt unter dem verbreiterten Eingangsbereich des Loches 44 liegt.

Das obere Ende des Trägers 13 wird dann erneut gegen das Hangende verfahren und das Verankern geschieht dann mittels des zweiten Schlittens 17.

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Der Erfxndungsgegenstand ist insbesondere für das Setzen von Gebirgsankern, die mit expandierbarer Zwinge versehen sind, geeignet, da sie deren Einführung in die gebohrten Löcher besonders erleichtert. Die Vorrichtung ist aber auch von erheblichem Interesse bei der Verwendung von Ankern aus kunstharzgegossenen Stangen, da sie auch die Einführung der Kunstharzkartuschen sehr erleichtert.

Der Erfxndungsgegenstand ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann insbesondere der vorstehend beschriebene Antrieb für den Senkbohrer, gebildet aus Reibkupplungsteilen, durch andere Kupplungsausgestaltungen, beispielsweise Zahnkupplungen u.dgl. ersetzt sein und eventuell auch eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen sein, die ein progressives Ankuppeln ermöglicht.

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Claims

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Paten tansprüche

(I/ Vorrichtung zum Setzen von Gebirgsankern, mit einem Träger, auf dem ein Bohrschlitten für das Bohren eines Loches und ferner ein Schlitten zum Einbringen eines Ankers und zum Anziehen des Ankers gleitend angeordnet sind, welcher Träger um die Achse einer Verankerungsstange verschwenken und längs dieser gleiten kann derart, daß nach der Verschwenkung die Achse des Ankers der Achse des unmittelbar vorhergehend gebohrten Loches entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (13) an seinem oberen Ende ein Bohrwerk (48,52) trägt, das koaxial zum Bohrer (19) zum Bohren des Ankerloches liegt und das gegen Ende des Lochbohrens vor der Verschwenkung des Trägers (13) einschaltbar ist und mit dem der Exngangsbereich des gebohrten Ankerloches konisch verbreiterbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerk einen den Bohrer (19) umgebenden Senkbohrer (48) aufweist, der bezüglich des Bohrers (19) frei drehbar und frei translatorisch bewegbar ist, der jedoch gleichzeitig mit dem Bohrer (19) drehend antreibbar und vorbewegbar ist, wenn der-Bohrschlitten (16) gegen das Ende seiner Hubbahn gelangt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Support (50,47) des Bohrwerkes ein Anschlag (58) zugeordnet ist, auf dem in der Ruhestellung des Senkbohrers (48), solange der Bohrschlitten (16) nicht gegen das Ende seiner Hubbahn gelangt ist, ein fest mit dem Senkbohrer (48) verbundener Ring (53) abgestützt ist, während der untere Bereich des Senkbohrers (48) und der drehbare Support (55) des Bohrers (19) zum· Bohren des Ankerloches einander gegenüberliegende Kupplungsteile (54,56) auf-

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weisen, die miteinander in Eingriff kommen, wenn der Bohrschlitten (16) gegen das Ende seiner Hubbahn gelangt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsteile (54,56) Teile einer Reibkupplung sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsteile Teile einer Zahnkupplung sind.

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