DE2707304A1

DE2707304A1 - Mehrteiliger versenk-klebanker

Info

Publication number: DE2707304A1
Application number: DE19772707304
Authority: DE
Inventors: Johannes Neubauer; Fritz Schuermann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1977-02-19
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1978-08-31
Also published as: US4171924A; DE2707304C3; AT356042B; DE2707304B2; ATA831477A

Description

BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

43 Ess*n-Kray

Frill.ndorf.r Straft· 351 Telefon (0201) 105-1

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Mehrteiliger Versenk-Klebanker

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Versenk-Klebanker aus Stahl, Holz, Kunststoff oder ähnlichem Werkstoff zur Konsolidierung von Gestein, insbesondere im Sohlenbereich von Strecken im Untertagebergbau, der unter Verwendung von Klebstoff-Patronen aus durch Muffen miteinander verbundenen Ankerabschnitten besteht.

Die wirksame Verwendung von herkömmlichen einteiligen Stahlankern zur Konsolidierung des Sohlenbereichs ist schon aus dem Grunde nicht vorstellbar, als die größtmögliche Ankerlänge geringer ist als die vorgegebene Streckenhöhe. Weiterhin gibt die Verwendung derartiger Stahlanker keine Gewähr dafür, daß eine auf diese weise geankerte Streckensohle der späteren Abbaueinwirkung standhält. Es ist davon auszugehen, daß diese Streckensohle nur zu einem späteren Zeitpunkt hochbricht als eine nichtgeankerte Streckensohle. Darüber hinaus wird das maschinelle Machnehmen der Sohle mit Hilfe von Senkladern bei Einsatz von Stahlankern erheblich durch diese behindert.

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Den Verankerungen der Sohle von Grubenbauen waren bisher nur Teilerfolge beschieden, da, wie sich herausgestellt hat, die Länge der einteiligen Stangenanker unzureichend ist.

Neben der Verwendung einteiliger Stahlanker ist auch die Verwendung zweiteiliger Anker bekannt, bei denen als Verbindung für die einzelnen Abschnitte Muffen verwendet worden sind. Als nachteilig haben sich hierbei die teure Herstellung der Muffen und darüber hinaus die Schwierigkeiten beim Eintreiben der Klebanker in die Klebepatronen erwiesen.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, einen mehrteiligen Versenk-Klebanker aus Stahl, Holz, Kunststoff oder ähnlichem Werkstoff zu schaffen, der insbesondere im Hinblick auf die Verankerung von quellenden Streckensohlen einsetzbar ist, der zu einem Klebanker von beliebiger Länge zusammensetzbar ist, der außerhalb des Bohrlochs aneinander kuppelbar ist, der auf einfache weise drehend eingetrieben werden kann, der kostengünstig herstellbar ist und der unter Vermeidung weiterer, oben genannter Nachteile eine ausreichend tiefe Verfestigung der Sohle gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ankerabschnitte zur Verbindung untereinander den Ankerquerschnitt nicht überragende, ineinandergreifende drehsichere und Zug- und Druckkräfte übertragende sowie innerhalb des Bohrlochs unlösbare verbindungsteile aufweisen.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, daß die Verbindungsteile an beiden Enden eines Ankerabschnitts aus durch je eine Ausnehmung gebildete und mit zum Ende der Ankerabschnitte gerichteten Gefälle ausgebildete Keilflächen und je

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zwei Druckübertragungsflächen bestehen, wobei eine Keilfläche einen senkrecht zur Ankerlängsachse angeordneten Stift und die andere Keilfläche eine dem Stift entsprechende Bohrung aufweist.

Weiterhin erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß die Keilflächen in Seitenansicht gesehen sägeblattartig in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ausgebildet sind, wobei die Keilflächenabschnitte abwechselnd mit einem Stift und einer Bohrung versehen sind.

Im Rahmen der Erfindung exweist es sich auch als vorteilhaft, daß mindestens der letzte mehrere^" einen Klebanker bildender Ankerabschnitte aus Holz oder einem ähnlich leicht zerstörbaren Werkstoff hergestellt ist.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß der mehrteilige zusammensetzbare Versenk-Klebanker unter Vermeidung von Schwierigkeiten, insbesondere beim Eintreiben sowie bei der Erzielung von Haftwerten eine praktikable und preiswerte Lösung, vor allem bei der Verankerung von quellenden Strecken· sohlen, darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Versenk-Klebankers im Längsschnitt,

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Fig. 2 die Darstellung eines Ankerabschnitts, teilweise geschnitten,

Fig. 3 die Verbindung zweier Ankerabschnitte ebenfalls teilweise geschnitten,

Fig. 3a einen Schnitt nach den Linien I-I in Fig. 3,

Fig. 4 die Verbindung zweier Ankerabschnitte mit Unterteilung in mehrere Keilflächen,

Fig.5 die Verbindung zweier Ankerabschnitte mit abgerundeten Druckübertragungsflächen und mit einer nicht glatten Oberfläche und

Fig. 6 die Ausführung des untersten Teilstücks eines mehrteiligen Versenk-Klebankers.

Figur 1 zeigt einen bereits in das Gebirge fertig eingebauten mehrteiligen Versenk-Klebanker 1. Der Klebanker 1 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus den Abschnitten la, Ib, Ic und Id und ist in dem Bohrloch 2 auf seiner gesamten Länge mit einer Klebstoff-Mischung 3 aus Kunstharz oder Zementmörtel eingeklebt und auf diese Weise fest mit dem Gebirge verbunden. Aus dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungebeispiel geht hervor, daß die Teilstücke la, Ib, Ic und Id in der Form völlig gleich ausgebildet sind.

Ein mit la bezeichneter Ankerabschnitt ist in detaillierter Ausführung in Figur 2 gezeigt. Dieser Ankerabschnitt la weist an jedem Ende durch Ausnehmungen gebildete mit zu den Enden des

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Ankerabschnitts la gerichteten Gefälle ausgebildete Keilflächen 4 auf. Die obere Keilfläche 4 weist einen senkrecht zur Ankerlängsachse angeordneten Stift 5 auf, während die andere Keilfläche mit einer mit dem Stift korrespondierenden Bohrung versehen ist. Die Keilflächen 4 sowie die Verbindung des Stiftes 5 mit der Bohrung 6 ermöglichen ein Kuppeln von Ankerabschnitten la - Id der Art, daß sie in jeder gewünschten Drehrichtung in das Bohrloch 2 eingebracht werden können. Die zum Eintreiben notwendigen Drehkräfte werden über den Stift 5 beziehungsweise die Keilflächen 4 und die Druckkräfte über die Druckübertragungsflächen 7 übertragen.

Ein Trennen der Ankerabschnitte la - Id ist nur außerhalb des Bohrlochs 2 möglich. Sobald die Verbindung in das Bohrloch 2 eingeführt ist, ist wegen des schmalen Ringspaltes zwischen Bohrlochwandung und Klebanker 1 lein Trennen mehr möglich. In dieser Art können mehrere Ankerabschnitte la, Ib, Ic und Id nacheinander gekuppelt und in das Bohrloch 2 bis zur gewünschten Tiefe eingeführt werden.

Nach dem Härten des Kunstharz- oder Zementmörtels, der den Ringspalt zwischen der Wand des Bohrlochs 2 und den miteinander gekuppelten Ankerabschnitten la, Ib, Ic und Id ausfüllt, ist der nunmehr einteilige Anker 1 auf Druck und Abscheren voll belastbar.

Der Anker 1 kann auch auf Zug große Kräfte übertragen, da die Oberfläche der Ankerabschnitte la - Id im Bereich der Ankerabschnittsverbindungen mit rippenartigen Fortsätzen 8 versehen ist. In Verbindung mit den Keilflächen 4 entsteht bei der Längung des Ankers 1 eine Spreizkraft auf die Kunstharz- oder Ze-

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mentumhüllung . Dadurch kann der Überlappungsbereich annähernd die gleichen Kräfte auch auf Zug übertragen, wie eine außen über die Abschnitte la, Ib, Ic und Id geschraubte Muffenverbindung. Die Kunstharz- oder Zementumhüllung, die sich an der Wand des Bohrlochs 2 abstützt, besitzt zusammen mit der Keilwirkung der Flächen 4 eine Formschlußkraft, die der einer Außenmuffe entspricht.

Die in Fig. 1 und 2 vorgesehene Verbindung der Keilflächen 4 ist auch im Rahmen der Erfindung in der Art vorstellbar, daß die Keilflächen 4 bezogen auf die Längsachse des Ankers 1 zueinanderverdreht hergestellt sein können. Für die Verbindung zweier Ankerabschnitte la, Ib ist nur wichtig, daß sie ineinandergekuppelt einen geraden Anker 1 bilden.

Eine andere Ausführungsweise der Keilflächen 4 ist in der Fig. dargestellt. Die Keilflächen 4a, 4b sind im Bereich des Fußes abgerundet, so daß der tragende Querschnitt des Überlappungsbereiches zweier Ankerabschnitte la, Ib von der Keilwirkung weniger geschwächt wird. Diese Wirkung ist noch weiter zu erhöhen, wenn eine Verbindung vorliegt, wie dies das Schnittbild in Fig. 3a wiedergibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ausbildung der Keilflächen 4 ist in der Fig. 4 dargestellt. Die Keilflächen 4 sind in mindestens zwei Abschnitte 4a, 4b unterteilt, so daß eine sägeblattartige verzahnung entsteht. Abwechselnd ist eine Keilfläche 4a mit einem Stift 5a und die folgende Keilfläche 4b mit einer Bohrung 6a versehen. Die Druckübertragungsfläche 7 wird in mehrere Abschnitte 7a, 7b usw. unterteilt.

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Die teilweise geschnittene Draufsicht in Fig. 5 auf den Stift 5 und die Bohrung 6 gibt die Möglichkeit wieder, die Druckübertragungsflächen 7 gleichartig abzurunden. Weiterhin sind in der Fig. 5 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der rippenartig auf der Oberfläche angeordneten Fortsätze 8 dargestellt, die Formen von Dreiecken, Kreisen, Quadraten, Rechtecken, Trapezen oder anderen, bspw. unregelmäßigen Figuren haben können.

Für die Praxis wird sich dabei als besonders wichtig die Formgebungsmethode herausstellen, wobei es als zweckmäßig anzusehen ist, das Schlagen bzw. Schmieden im Gesenk vorzunehmen, wobei gleichzeitig die Enden der Ankerabschnitte la - ld vergütet werden können.

Wie aus der teilweisen Darstellung eines Ankerabschnitts la aus Fig. 6 zu entnehmen ist, weist der unterste Ankerabschnitt la eines Ankers 1 anstelle der Keilflächen 4 eine Abschrägung 9 über den gesamten Querschnitt auf.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, daß die Anker 1 um den Formschluß im Kunstharz oder Zementmörtel zu vergrößern, statt einer glatten Oberfläche eine profilierte Oberfläche erhalten.

Die erfindungsgemäß mehrteiligen Versenk-Klebanker 1 können schließlich mit einem entsprechend langen Setzstück, das das Ende eines Ankerabschnitts la in sich aufnimmt, so tief in der Sohle versenkt werden, daß selbst bei einem nachträglichen maschinellen Nachnehmen dor Sohle durch hervorstehende Stahlankerenden keine Behinderung eintritt. Andererseits ist es aber auch möglich, den letzten Ankerabschnitt la eines mehrteiligen Versenk-Klebankers 1 aus einem anderen Material, wie zum Beispiel Hartholz oder

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Glasfiber herzustellen, das von den Arbeitsmaschinen notfalls weggeschnitten werden kann.

Auf diese Weise eignet sich der Anker 1 beispielsweise vorzüglich zur frühzeitigen Konsolidierung des Gebirges, wenn Grubenbaue kleinen Querschnitts später auf einen größeren Querschnitt erweitert werden sollen.

Für die Verwendung des mehrteiligen Versenk-Klebankers 1 ist es belanglos, welches Material zu seinen Einkleben im Bohrloch 2 verwendet und wie dies in die Bohrlöcher 2 eingebracht wird. Vorzugsweise ist an die Verwendung von Klebstoff-Patronen aus Polyester-Harz oder Epoxy-Harz gedacht, weil diese Verfahren sowohl von der Wirkung her in nassen Bohrlöchern 2 als auch von der Handhabung und der Wirtschaftlichkeit her besonders geeignet sind. Bei trockener Sohle kommen auch Polyurethan-Patronen in Betracht. Die Verwendung derartiger Patronen ist besonders vorteilhaft, wenn die Ankerung in kurzem zeitlichem Abstand nach der Auffahrung des Grubenraumes oder Stollens erfolgt, d.h. bevor eine wesentliche Auflockerung des Tragringes stattgefunden hat. Weiterhin sind auch Fälle vorstellbar, bei denen eine bereits hochbrechende oder sogar schon hochgebrochene Sohle konsolidiert werden muß. Hierbei kann es sinnvoll sein, daß Gebirge über die notwendigen Ankerlöcher zunächst durch eine Kunstharz oder Zement-Leim-Injektion zu konsolidieren und die Versenk-Klebanker 1 unmittelbar nach der Injektion in die vorhandenen Bohrlöcher 2 einzutreiben, um so die Wirkung beider Maßnahmen zu addieren.

Schließlich ist auch an die Verwendung von Versenk-Klebankern für die Firste und die Stöße von Grubenräumen und dergleichen

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zu denken. Dies ist z.B. zu erwarten, sobald eine Sohlenverankerung ihren Zweck erreicht und nun die Firste oder die Stöße noch größere Verformungen zeigen, die ebenfalls eine Konsolidierung durch Anker 1 notwendig machen.

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Claims

BERGWERKSVERBAND GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG 43 E$t»n-Krey Frill*ndorf*r StraB· 351 Talifon (0201) 105-1 A8/Ha/Bär Patentansprüche:

1. Mehrteiliger Versenk-Klebanker aus Stahl, Holz, Kunststoff oder ähnlichem Werkstoff zur Konsolidierung von Gestein, insbesondere im Sohlenbereich von Strecken im Untertagebergbau, der unter Verwendung von Klebstoff-Patronen aus durch Muffen miteinander verbundenen Ankerabschnitten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerabschnitte (la, Ib, lc, Id) zur Verbindung untereinander den Ankerquerschnitt nicht überragende ineinandergreifende, drehsichere und Zug- und Druckkräfte übertragende sowie innerhalb des Bohrlochs (2) unlösbare Verbindungsteile (4, 5, 6) aufweisen.

2. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile (4, 5, 6) an beiden Enden eines Ankerabschnitts (la, Ib, Ic) aus durch je eine Ausnehmung gebildete mit zum Ende der Ankerabschnitte (la, Ib, Ic) gerichteten Gefälle ausgebildete Keilflächen (4) und je zwei DruckÜbertragungsflächen (7) bestehen, wobei eine Keilfläche (4) einen senkrecht zur Ankerlängsachse angeordneten Stift (5) und die andere Keilfläche (4) eine dem Stift entsprechende Bohrung (6) aufweist.

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809835/0059 ORIGINAL INSPECTED

3. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen in Seitenansicht gesehen sägeblattartig in mindestens zwei Abschnitte (4a, 4b) unterteilt ausgebildet sind, wobei die Keilflächenabschnitte (4a, 4b) abwechselnd mit einem Stift (5a) und einer Bohrung (6a) versehen sind.

4. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander korrespondierenden Druckübertragungsflächen (7) gleichartig abgerundet ausgebildet sind.

5. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander korrespondierenden Keilflächen (4a, 4b) zweier Ankerabschnitte (la, Ib) in Längsrichtung des Ankers (1) verdreht hergestellt sind.

6. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß— und Kopfbereich der Keil- - flächen (4a, 4b) abgerundet ausgebildet sind.

7. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet. daß das unterste Ende des in das Bohrlochtiefste einzusetzenden Ankerabschnitts (la) über den gesamten Querschnitt abgeschrägt ausgebildet ist.

8. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der letzte mehrerer einen Klebanker (1) bildenden Ankerabschnitte (la, Ib, lc) auf Holz oder einem ähnlich leicht zerstörbaren Werkstoff hergestellt ist.

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9. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der die Ankerabschnitte (la, Ib, lc) verbindenden Verbindungsteile mit geringfügig ausladenden Fortsätzen (8) versehen sind.

10. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (8) vorzugsweise dreiecks- oder kreisförmig, quadratisch, rechteckig, trapezartig, oval oder in unregelmäßigen Formen ausgebildet sind.

11. Mehrteiliger Versenk-Klebanker r.ach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekonnzeichnet, daß die einen Anker (1) bildenden Ankerabschnitte (la, Ib, lc) eine profilierte Oberfläche aufweisen.

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