DE3146587C2

DE3146587C2 - Mountain anchor

Info

Publication number: DE3146587C2
Application number: DE3146587A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 4300 Essen Götze; Peter Dipl.-Ing. Stephan
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1984-11-08
Also published as: GB2110275B; GB2110275A; DE3146587A1; FR2516975A1

Abstract

Gebirgsanker werden mit einer über die gesamte Länge in das Bohrloch eingeklebten Ankerstange oder mit einem als Spreizelement ausgebildeten Ankerkopf, der im Bohrlochtiefstein befestigt ist, und einer am Bohrlochmund angeordneten Ankerplatte als Ausbauelemente, insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau, verwendet. In niedrigen Strecken, beispielsweise in Aufhauen mit einer Streckenhöhe zwischen 70 und 130 cm können Ankerstangen von mehreren Metern nicht in Hangende eingebracht werden. Um in Strecken mit niedrigen Höhen dennoch Anker verwenden zu können, ist der Anker als ein in zentraler Position ein dünnwandiges Stahlrohr (2) aufnehmendes Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen (1) geringen Querschnitts ausgebildet, wobei die Enden (9, 10, 11, 12) des Bündels durch die Ankerplatte (5) hindurchgeführt, an deren Unterseite mit der Ankerplatte (5) verschweißt sind.Rock anchors are used with an anchor rod glued into the borehole over the entire length or with an anchor head designed as an expansion element, which is fastened in the borehole depth, and an anchor plate arranged at the borehole mouth as support elements, especially in underground coal mining. In low stretches, for example in ruts with a route height between 70 and 130 cm, anchor rods of several meters cannot be inserted into the hanging wall. In order to still be able to use anchors in stretches with low heights, the anchor is designed as a bundle of thin-walled steel tube (2) in a central position of parallel anchor rods (1) of small cross-section, the ends (9, 10, 11, 12 ) of the bundle passed through the anchor plate (5), the underside of which is welded to the anchor plate (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker mit einem über die gesamte Länge in das Bohrloch einklebbaren, aus einem Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen geringen Querschnittes und einem darin zentral angeordneten, dünnwandigen Stahlrohr bestehenden Zugglied, welches eine am Bohrlochmund angeordnete Ankerplatte durchgreift, insbesondere zur Verwendung als Ausbauelement in geringmächtigen Grubenbauen, z. B. Aufhauen.The invention relates to a rock anchor with a glued into the borehole over the entire length, from a bundle of parallel anchor rods with a small cross-section and one therein centrally arranged, thin-walled steel tube existing tension member, which extends through an anchor plate arranged at the borehole mouth, especially for use as an expansion element in narrow pits, e.g. B. Slapping.

Die im Untertagebergbau verwendeten Gebirgsanker dienen allgemein, aufgrund ihrer Dübel- und Vorspannwirkung, der Hohlraumsicherung.The rock anchors used in underground mining generally serve to secure cavities due to their dowel and prestressing effect.

Neben Gebirgsankern, die auf ihre gesamte Länge in das Bohrloch einklebbar sind, sind Gebirgsanker bekannt die aus einer Ankerstaitge bestehen, an deren einem Ende ein Ankerkopf befestigt ist der als Spreizelement ausgebildet im Ankerbohrlochtiefsten gegen die Bohrlochwandung verspannbar ist oder der dort ein-ίο klebbar ist und an deren anderen Ende am Bohrloch eine Ankerplatte angeordnet ist die z. B. mit einer Schraubenmutter gegen das Gebirge verspannbar istIn addition to rock anchors, which over their entire length in the borehole can be glued in, rock anchors are known which consist of an anchor rod on which An anchor head is attached to one end and is designed as an expansion element in the deepest anchor hole the borehole wall can be braced or which can be glued in there and at the other end of the borehole an anchor plate is arranged the z. B. can be braced against the mountains with a nut

Darüber hinaus sind aus Drahtsei! bestehende sogenannte Kabelanker bekannt, die ebenfalls in mindestens teilweise eingeklebter Form am Bohrlochmund mit einer Ankerplatte verspannt werden.In addition, they are made of wire! existing so-called cable anchors known, which are also in at least partially glued-in form can be braced with an anchor plate at the mouth of the borehole.

Neben derartigen flexiblen Kabelankern sind unter anderem nach der deutschen Auslegeschrift 20 41 526 und dem deutschen Gebrauchsmuster 73 30 721 Gebirgsanker bekannt, die aus mehreren, vorzugsweise stabförmigen Einzelelementen bestehen, zwischen denen jeweils zentral angeordnet eine Zuführungsleitung vorgesehen ist. Die Stahlstäbe nach der deutschen Auslegeschrift 20 41 526 sind mit rohrförmigen Umhüllungen versehen und im Bereich der freien Spannlänge ohne Zuhilfenahme eines Spreizkörpers aufgefächert. Die Verankerung erfolgt über einen in die Strecke hineinragenden Ankerkopf, gegen welchen sich die Verankerungsmutlern der einzelnen Stäbe abstützen. Der wesentliche, derartigen Ankern anhaftende Nachteil besteht darin, daß die Verankerung jeweils in die Strecke hineinragt, den Streckenabschnitt stark einengt und somit diese Gebirgsanker nicht in niedrigbauenden Strecken bzw. Grubenbauen einsetzbar sind. Der Einsatz eines solchen Ankerausbaus kann jedoch dann von besonderer Bedeutung sein, wenn in niedrigen Grubenbauen der übliche Streckenausbau, bestehend aus Kappen und Stempeln, den Streckenquerschnitt zu sehr einengt. Diese Einengung ist dann gegeben, wenn die Mächtigkeit in den Grubenbauen, beispielsweise in einem Aufhauen, nur zwischen 70 und 130 cm ausmacht. Geht man davon aus, daß in einem solchen Aufhauen der für die spätere Strebeinrichtung erforderliche Schildausbau transportiert werden muß, so erweist es sich als unbedingt erforderlich, einen Ausbau, beispielsweise einen Ankerausbau, zu wählen, der den größtmöglichen freien Streckenquerschnitt gewährleistet.In addition to such flexible cable anchors, according to German Auslegeschrift 20 41 526 and the German utility model 73 30 721 known mountain anchor, consisting of several, preferably Rod-shaped individual elements exist, between which a feed line is arranged centrally in each case is provided. The steel bars according to the German Auslegeschrift 20 41 526 are provided with tubular sheaths and in the area of the free span length fanned out without the aid of an expansion body. The anchoring takes place via an anchor head protruding into the section, against which the anchoring nuts of the individual rods are supported. The main disadvantage inherent in such anchors is that the anchoring in each case the route protrudes, the route section severely narrows and thus these rock anchors cannot be used in low-built routes or pits. Of the The use of such an anchor support can, however, be of particular importance when the usual route support, consisting of Caps and stamps that narrow the cross-section of the route too much. This narrowing is given when the Thickness in the mine workings, for example in a cut, is only between 70 and 130 cm. It is assumed that in such a hewing up the required for the later face device Shield support has to be transported, so it turns out to be absolutely necessary to choose an extension, for example an anchor extension, which ensures the greatest possible free cross-section of the route.

Ausgehend von derartigen Ausbauschwierigkeiten hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen relativ einfach zu fertigenden Bündelanker zu schaffen, der sich insbesondere für das Einbringen relativ langer Gebirgsanker in relativ geringmächtigen Grubenbauen, insbesondere in Aufhauen, eignet, und der den freien Querschnitt des Grubenbaus mit seinen aus dem Bohrloch 5-5 herausstehenden Enden sowenig wie möglich einengtBased on such disassembly difficulties, the invention has set itself the task of providing a relative to create easy-to-manufacture bundle anchors, which is particularly suitable for the introduction of relatively long rock anchors in relatively thin pit structures, especially in excavations, and which has the free cross-section of the mine structure with its out of the borehole Restrict 5-5 protruding ends as little as possible

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ankerplatte bereits von der Einführung des Gebirgsankers in das Bohrloch mit dem Zugglied verbunden ist wobei die die Ankerplatte durchfassenden Enden der Ankerstangen umgebogen und mit der Anker plattenunterseite verschweißt sind und die Ankerplatte schiefwinklig zur Längsachse des Zuggliedes verläuft.This object is achieved according to the invention in that the anchor plate is already connected to the tension member from the introduction of the rock anchor into the borehole, the ends of the anchor rods passing through the anchor plate being bent over and with the anchor plate underside are welded and the anchor plate runs at an oblique angle to the longitudinal axis of the tension member.

Die erfindungsgemäßc Ausbildung des Gebirgsankers sieht vor, daß das Zugglied des Ankers mit der Ankerplatte einen Winkel bildet, wobei dieser Winkel abhängig ist von der Höhe und Breite des Aufhauens sowie der Länge des Ankers. Beim Einsatz eines solchen Gcbirgsankers in einem Aufhauen mit einer Flözmäcb-The inventive design of the rock anchor provides that the tension member of the anchor with the Anchor plate forms an angle, this angle being dependent on the height and width of the rake as well as the length of the anchor. When using such a rock anchor in a hitching up with a seam

tigkeit von beispielsweise 70 bis 130 cm hat der Winkel z. B. eine Größe von ca. 50°. Ober die Ankerlänge verteilt sitzen auf dem Anker in Abstand Zentriersterne aus Federstahlblech, die den Anker beim Einbringen in das Bohrloch halten, andererseits auch den Anker im Bohrloch derartig zentrieren, daß eine gleichmäßige Verklebung gewährleistet wird.The angle has a capacity of, for example, 70 to 130 cm z. B. a size of about 50 °. Distributed over the anchor length sit on the anchor at a distance from centering stars made of spring steel sheet, which support the anchor when it is inserted into the Hold the borehole, on the other hand also center the anchor in the borehole in such a way that an even bond is guaranteed.

Die Art der Verbindung der Ankerstangen mit der Ankerplatte gewährleistet einen größtmöglichen Strekkenquerschnitt, so daß der Strebausbau nicht an den Ankerköpfen hängenbleiben kann, wodurch zum einen der Ausbau gefährdet und zum anderen die Schildkappen beim Transport beschädigt werden können. Die bündelartig und parallel zueinander verlaufenden Ankerstangen geringen Querschnitts ermöglichen eine große Flexibilität der Ankerstange und erleichtern das Einbringen ohne maschinellen Aufwand. Die Flexibilität und die große Ankerlänge der erfindungsgemäßen Ankerstangen verhindern jedoch die Verwendung von Kleberpatronen im Bohrlochtiefsten. Aus diesem Grund erfolgt die Injektion eines Zweikomponentenklebers in an sich bekannter Weise durch eine in der Ankerplatte vorgesehene Injektionsöffnung in den die Ankerstangen umgebenden Ringspalt, wobei das in zentraler Position zwischen den Ankerstangen vorgesehene dünnwandige Stahlrohr als Entlüftungsleitung vorgesehen ist. Zur Abdichtung des Bohrlochmundes ist zwischen der Gebirgsschicht und der Ankerplatte eine die das Zugglied ringförmig umgebende öffnung mit Ausnahme der Injektionsöffnung abdichtende Dichtung, beispielsweise aus Schaumstoff, angeordnet. Da die erfindungsgemäßen Gebirgsanker, deren Enden auf der Unterseite der Ankerplatte verschweißt sind, über Tage vorgefertigt werden, ist ihre untertägige Handhabung mit einer großen Sicherheit beim Einbau verbunden. Die einzelnen Ankerstangen sind aus einem zähen hochfesten Stahl hergestellt, der eine Bruchspannung von 700 N/mm² bei einer Gesamtdehnung von 22% aufweist. Die Bruchlast des erfindungsgemäßen Gebirgsanker soll 262 KN betragen. The way in which the anchor rods are connected to the anchor plate ensures the greatest possible cross-section of the route so that the longwall cannot get stuck on the anchor heads, which on the one hand endangers the expansion and on the other hand the shield caps can be damaged during transport. The bundle-like and parallel to each other running anchor rods of small cross-section allow great flexibility of the anchor rod and facilitate the introduction without mechanical effort. However, the flexibility and the great anchor length of the anchor rods according to the invention prevent the use of adhesive cartridges in the deepest part of the borehole. For this reason, a two-component adhesive is injected in a manner known per se through an injection opening provided in the anchor plate into the annular gap surrounding the anchor rods, the thin-walled steel tube provided in the central position between the anchor rods being used as a vent line. To seal the mouth of the borehole, a seal, for example made of foam, is arranged between the rock layer and the anchor plate and which seals the opening ring-shaped around the tension member with the exception of the injection opening. Since the rock anchors according to the invention, the ends of which are welded to the underside of the anchor plate, are prefabricated above ground, their underground handling is associated with great safety during installation. The individual anchor rods are made of tough, high-strength steel, which has a breaking stress of 700 N / mm ² with a total elongation of 22%. The breaking load of the rock anchor according to the invention should be 262 KN.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below explained. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Bohrloch, in welchem der erfindungsgemäße Gebirgsanker eingebracht ist,Fig. 1 is a section through a borehole in which the rock anchor according to the invention is inserted,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Ankerplatte, undF i g. 2 is a plan view of the anchor plate, and

F i g. 3 einen Schnitt durch das Bohrloch nach den Linien 1-1.F i g. 3 shows a section through the borehole along lines 1-1.

Der Gebirgsanker besteht erfindungsgemäß aus einem Bündel parallel zueinander angeordneter Ankersiangen 1 geringen Querschnitts. Die Zahl der Ankerstangen 1 beträgt in dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel vier, ist jedoch variierba··.According to the invention, the rock anchor consists of a bundle of anchor strings arranged parallel to one another 1 small cross-section. The number of anchor rods 1 is shown in the drawings Embodiment four, however, can be varied.

In zentraler Lage von den Ankerstangen 1 umgeben, ist ein Stahlrohr 2 vorgesehen. Die zu einem Bündel zusammengefaßten ein Stahlrohr 2 aufnehmenden Ankerstangen 1 werden durch Zentrierringe 15 zusammengehalten, und von Hand in unkomplizierter Weise in das fertige Bohrloch 3 eingeführt.Surrounded in a central position by the anchor rods 1, a steel tube 2 is provided. The ones in a bundle summarized a steel pipe 2 receiving anchor rods 1 are held together by centering rings 15, and introduced into the finished borehole 3 by hand in an uncomplicated manner.

Die Enden 9,10,11 und 12 werden an der Unterseite 6 der Ankerplatte 5 umgebogen und durch Schweißen befestigt. Die Schweißnähte sind mit der Position 13 versehen. Da der Winkel λ zwischen dem eingebrachten Bohrloch 3 und de'Ti Hangenden abhängig ist von der Breite und Höhe des Ai'fhauens sowie der Länge der Ankerstangen, kön'ien d'e Anker, d. h. die Verbindung der Ankerstangen \ mit den Ankerplatten 5, Übertage voreefertiet werdet.The ends 9, 10, 11 and 12 are bent over on the underside 6 of the anchor plate 5 and fastened by welding. The weld seams are marked with item 13. Since the angle λ between the introduced hole 3 and de'Ti overhang ends is dependent on the width and height of Ai'fhauens as well as the length of anchor rods, kön'ien e d'armature, ie, the connection of the anchor rods \ with the tie plates 5, Be prepared above ground.

Die Zentrierringe 15 werden durch Schweißpunkte 16 auf den Ankerstangen 1 gehalten.The centering rings 15 are held on the anchor rods 1 by spot welds 16.

Die Ausführung der Ankerstangen 1 in einem geringeren Querschnitt erlaubt das Umbiegen unterhalb der Ankerplatte 5. Das Umbiegen wird erleichtert dadurch, daß die Durchführungsöffnung 8 nach unten hin trompetenartig erweitert und abgerundet ausgebildet ist Auf diese Weise wird ein scharfkantiges Abknicken der einzelnen Ankerstangen 1 verhindert Zur Abdichtung desThe execution of the anchor rods 1 in a smaller cross section allows bending below the Anchor plate 5. Bending is facilitated by the fact that the feed-through opening 8 is trumpet-like downwards is expanded and rounded. In this way, a sharp-edged kinking of the individual Anchor rods 1 prevents To seal the

to Ringraumes 4 im Bereich des Bohrlochmundes wird zwischen das Gebirge und die Ankerplatte 5 eine mehrere Zentimeter beispielsweise 5 cm dicke Schaumstoffdichtung 14 eingebracht Über die lnjektionsöffnung 7 wird mittels einer besonderen Injektionsvorrichtung der Zweikomponentenkleber in den Ringraum 4 eingeleitet, \tobei der Ringraum 4 über das Stahlrohr 2 entlüftet wird.to the annular space 4 in the area of the borehole mouth is between the rock and the anchor plate 5 a several Foam seal 14, for example 5 cm thick, is introduced via the injection opening 7 the two-component adhesive is introduced into the annular space 4 by means of a special injection device, \ at the annulus 4 is vented via the steel pipe 2 will.

Die besondere gespreizte Anordnung der Enden 9,10 und 11 bzw. 12, wie sie in der F i g. 2 dargestellt sind, ist nur als ein Ausführungsbeispiel für eine tragfähige Anbringung der Enden 9—12 mit der Ankerplatte 5 gedacht. The special spread arrangement of the ends 9, 10 and 11 and 12, as shown in FIG. 2 is shown only intended as an exemplary embodiment for a stable attachment of the ends 9-12 with the anchor plate 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gebirgsanker mit einem über die gesamte Länge in das Bohrloch einklebbaren, aus einem Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen geringen Querschnittes und einem darin zentral angeordneten dünnwandigen Stahlrohr bestehenden Zugglied, welches eine am Bohrlochmund angeordnete Ankerplatte durchgreift insbesondere zur Verwendung als Ausbauelement in geringmächtigen Grubenbauen, ζ. B. Aufhauen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (5) bereits vor der Einführung des Gebirgsanker in das Bohrloch mit dem Zugglied verbunden ist wobei die die Ankerplatte (5) durchfassenden Enden (9 bis 12) der Ankerstangen (1) umgebogen und mit der Anserplattenuruerseite (6) verschweißt sind und die Ankerplatte (5) schiefwinklig zur Längsachse des Zuggliedes verläuft1. Rock anchor with one that can be glued into the borehole over the entire length, from a bundle parallel to each other guided anchor rods of small cross-section and a centrally arranged thin-walled steel tube existing tension member, which is arranged at the mouth of the borehole The anchor plate penetrates especially for use as an extension element in narrow pits, ζ. B. Throwing, characterized in that the anchor plate (5) already before the Introduction of the rock anchor into the borehole is connected to the tension member, whereby the ends (9 to 12) of the anchor rods (1) which extend through the anchor plate (5) are bent and welded to the Anserplatteuruerseite (6) and the anchor plate (5) is at an oblique angle to the longitudinal axis of the Tension member runs

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Stahlrohr (2) umgebende Bündel in an sich bekannter Weise aus mindestens vier Ankerstangen (1) besteht.2. Rock anchor according to claim 1, characterized in that the steel tube (2) surrounding it Bundle consists of at least four anchor rods (1) in a manner known per se.

3. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Stahlrohr (2) durch die Ankerplatte (S) und eine Ankerstange (1) hindurchgeführt im Streckenhohlraum endend als Entlüftungsrohr ausgebildet ist.3. Rock anchor according to claim 1, characterized in that the steel tube (2) passed through the anchor plate (S) and an anchor rod (1) is designed as a vent pipe ending in the route cavity.

4. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ankerplatte (5) in geringem Abstand zu der Durchführungsöffnung (8) für das Zugglied eine Injektionsöffnung (7) vorgesehen ist.4. Rock anchor according to claim 1, characterized in that in the anchor plate (5) in a small amount An injection opening (7) is provided at a distance from the lead-through opening (8) for the tension member.

5. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Durchführungsöffnung (8) für das Zugglied zum Streckenhohlraum hin trompetenartig erweitert und abgerundet ausgebildet ist.5. rock anchor according to claim 1, characterized in that the passage opening (8) for the tension member is expanded like a trumpet towards the route cavity and rounded.

6. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Enden (9, 10, U, 12) der Ankerstangen (1) auf der Unterseite (6) der Ankerplatte (5) in gespreizter Anordnung durch Verschweißen befestigt sind, wobei mindestens drei Enden (9,10,11) mit der Längsachse des Zuggliedes einen stumpfen Winkel und ein Ende (12) einen spitzen Winkel bilden.6. rock anchor according to claims 1 and 2, characterized in that the ends (9, 10, U, 12) of the anchor rods (1) on the underside (6) of the anchor plate (5) in a spread arrangement Welding are attached, with at least three ends (9,10,11) with the longitudinal axis of the tension member form an obtuse angle and one end (12) an acute angle.

7. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zwischen Gebirgsschicht und Ankerplatte (5) eine die das Zugglied ringförmig umgebende Öffnung mit Ausnahme der Injektionsöffnung (7) abdichtende Dichtung (14), beispielsweise aus Schaumstoff, angeordnet ist7. A rock anchor according to claim 1, characterized in that between the rock layer and anchor plate (5) an opening surrounding the tension member in an annular manner, with the exception of the injection opening (7) sealing seal (14), for example made of foam, is arranged

8. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Ankerstangen (1) über die gesamte Länge mit mehreren sternartigen Zentrierringen (15) aus Federstahl umgeben sind.8. Rock anchor according to claim 1, characterized in that the anchor rods (1) are surrounded over the entire length with a plurality of star-like centering rings (15) made of spring steel.