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Die Erfindung betrifft eine Gebirgsverfestigungspatrone,
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insbesondere für den Einsatz im untertägigen Berg- und Tunnelbau,
mit zwei getrennten Kammern, die unterschiedliche miteinander reagierende Klebemischungen
enthalten, welche nach dem Einbringen ins Bohrloch durch teilweise Zerstörung der
Kammern miteinander vermischt werden nach Patent (Patentanmeldung P 32 oo o51.o).
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Gebirgsverfestigungspatronen werden im untertägigen Bergbau, im Tunnelbau
oder beim Straßenbau eingesetzt, um zum Auslaufen neigende Kohle oder lockere Gebirgsteile
zu verpressen bzw. zu verkleben. Dazu werden beispielsweise zwei Kammern aufweisende
Patronen in vorbereitete Bohrlöcher eingeführt und anschließend durch geeignete
zusätzliche Werkzeuge wie Anker oder Nägel zerstört, um einmal den Anker bzw. Nagel
im Bohrloch mit der Bohrlochwandung zu verkleben und gleichzeitig insbesondere bei
aufschäumenden Klebematerialien auch die umliegenden Gebirgsschichten wirksam miteinander
zu verbinden.
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Bei der in der Hauptanmeldung P 32 oo o51.o beschriebenen Gebirgsverfestigungspatrone
wird von diesem System abgegangen und statt dessen die Zerstöreinrichtung bzw. die
Verrnischungseinrichtung in die Patrone selbst integriert. Auf diese Weise können
nach dem Einführen der Patrone in das Bohrloch die beiden Komponenten der Klebemischung
so miteinander vermischt werden, daß ein zusätzliches Einführen einer Stange entfällt.
Dabei hat die in die Patrone integrierte Zerstör- bzw. Vermischungseinrichtung noch
den Vorteil, daß sie so in der Patrone angeordnet und mit ihr verbunden ist, daß
der Vermischungsvorgang von der Spitze der Patrone aus in Richtung Bohrlochmund
verläuft. Dadurch ist sichergestellt, daß die Mischung über die gesamte Länge der
Patrone auch
wirksam vermischt wird. Allerdings ist nachteilig,
daß zu dieser wirksamen Vermischung die Kammerwand über die vorzugsweise als Reißdraht
ausgebildete Zerstöreinrichtung eingerissen und zerstört werden muß. Bei einer Patrone
mit 50 cm bis zu mehreren Metern Länge ist es aber schwierig, die eingerissenen
Kammerwände praktisch in umgekehrter Richtung durch das Bohrloch hindurchzuziehen,
wobei jeweils im Bereich der Umknickung der nach außen gezogenen Patronenhülle ein
Zerstören der Kammerwand bzw. Hüllenwand gewährleistet sein muß, um den Vermischungsvorgang
zu gewährleisten. Darüberhinaus müssen die Kammerwände aus einem zerstörbaren Material
bestehen, was den Transport der eine große Länge aufweisenden Gebirgsverfestigungspatronen
erschwert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gebirgsverfestigungspatrone
transportsicherer auszubilden und eine vollständige und von Hand zu erreichende
Durchmischung beider Komponenten zu gewährleisten.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Innenraum
der Patrone zwei Kammern bildend durch eine in der Kammerwand geführte und längsverschieblich
ausgebildete Trennwand unterteilt ist, deren eines Ende einen Mischkopf trägt und
deren anderes Ende über den Boden der Patrone hinausgeführt ist.
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Bei einer derartigen Gebirgsverfestigungspatrone wird die Vermischung
der in den beiden Kammern vorgehaltenen Klebemischungen nicht mehr durch eine Zerstörung
der Kammerwand erreicht, sondern vielmehr dadurch, daß die Trennwand zwischen den
beiden Kammern zerstört bzw.
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weggezogen wird. Dabei werden die beiden Komponenten durch den am
Ende der Trennwand angeordneten Mischkopf hindurchgezwungen und in bzw. am Ende
des Mischkopfes
so miteinander vermischt, daß sie wie vorgesehen
reagieren und die im Bohrloch verbleibende Patrone ausfüllen bzw.
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aus dieser heraus den Zwischenraum zwischen Patrone und Bohrlochwandung
verfüllen und sogar bei entsprechender Vorgabe in die Schlechten und Klüfte des
anliegenden Gebirges eindringen können. Da nicht mehr die Kammerwand über die gesamte
Länge zerstört werden muß, können die für das Durchmischen benötigten Kräfte wesentlich
reduziert werden, wobei die gewünschte Durchmischung vom Deckel der Patrone bis
zu deren Boden gewährleistet ist, weil die dafür benötigte Kraft über die gesamte
Länge der Gebirgsverfestigungspatrone annähernd gleich ist.
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Da die Kammerwände nicht mehr zerrissen werden bzw.
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nicht mehr zerstört werden, können sie entsprechend stabil ausgebildet
werden, wodurch der Transport der Patrone entsprechend erleichtert und gesichert
ist.
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Eine besonders gut zu transportierende Gebirgsverfestigungspatrone,
die gleichzeitig auch in vorteilhafter Weise innerhalb des Bohrloches zu verkleben
und dort zur Stabilisierung der Gebirgsschichten bzw. Kohleschichten mit beiträgt,
ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß die Kammerwand von einem beidseitig
verschlossen ausgebildeten Hohlrohr aus hochfestem, elastischem Material gebildet
ist, wobei der Boden eine Bohrung oder einen Schlitz zur Durchführung der Trennwand
aufweist. Aufgrund der entsprechend stabil ausgebildeten Kammerwände wird auch gleichzeitig
das Herausziehen der Trennwand erleichtert, die durch den Schlitz im Boden gezogen
wird, wobei dieser zweckmäßigerweise so ausgebildet ist, daß der in den Kammern
vorgehaltene Klebstoff nicht hindurchsickern kann bzw. beim Durchziehen der Trennwand
am Boden abgestreift wird.
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Eine besonders günstige Führung der Trennwand in den Kammerwänden
ist erfindungsgemäß dann gegeben, wenn die Seitenkanten der Trennwand schwalbenschwanzförmig
ausgebildet sind. Dabei bietet sich in vorteilhafter Weise gleichzeitig die Möglichkeit,
die Trennwand bzw. deren Seitenkanten dazu zu benutzen, Ausnehmungen in den Kammerwänden
zeitweise zu verschließen. Hierzu sind in der Kammerwand im Bereich der Führung
Ausnehmungen vorgesehen, die zu den Kammern hin durch die Seitenkanten der Trennwand
fensterartig verschließbar sind. Wird die Trennwand aus der Patrone herausgezogen,
so öffnet sie dabei gleichzeitig die Ausnehmungen in der Kammerwand, durch die dann
der Klebstoff in den Bereich zwischen Patrone und Bohrlochwandung vordringen kann,
um so die Patrone wirksam mit dem Gebirge oder auch das Gebirge insgesamt zu verkleben.
Da die Ausnehmungen genau im Trennbereich der beiden Klebekomponenten ausgebildet
sind, ist sichergestellt, daß auch in den Bereich zwischen Bohrlochwandung und Patrone
nur reagierende und gemischte Klebstoffkomponenten eindringen.
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Ein frühzeitiges Reagieren der beiden Klebstoffmischungen beispielsweise
im Transportzustand wird zusätzlich dadurch verhindert, daß an der Trennwand jeweils
beidseitig die Führung abdeckende Dichtlappen angeordnet sind. über diese Dichtlappen
werden die Kanten im Bereich der Führung zusätzlich so abgedichtet, daß keine der
beiden Komponenten in den Bereich der Führung vordringen kann. Durch die schwalbenschwanzförmige
Ausbildung der Seitenkanten ist im übrigen ein frühzeitiges Vermischen sowieso verhindert.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist die Trennwand
im über den Boden hinausstehenden Teil Aussparungen auf. Diese Aussparungen dienen
beispielsweise
dazu, einen Haspel oder ähnliches anzuschließen,
mit dem die Trennwand aus der Patrone herausgezogen wird. Im einfachsten Fall kann
die Bedienungsperson die Finger durch diese Ausnehmungen hindurchführen und so die
Trennwand besser fassen.
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Über den Mischkopf wird die Durchmischung beider Klebstoffkomponenten
zwangsweise vorgenommen. Dabei weist der Mischkopf erfindungsgemäß von der Unter-
zur Oberseite durchgehende Schlitze auf. Um eine gleichmäßige Durchführung beider
Komponenten zu erreichen, ist vorgesehen, daß die den beiden Kammern zugeordneten
Schlitze bzw. Schlitzgruppen jeweils gleich ausgebildet sind und schräg oder gewunden
verlaufen, wobei an den Deckel in die Schlitze einpaßbare Dichtstopfen angeformt
sind. Die Dichtstopfen verhindern ein Durchtreten der Klebstoffkomponenten bis in
den Bereich des zwischen Mischkopf und Deckel der Patrone verbleibenden Hohlraums.
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Wäre dies nicht der Fall, so könnten Klebstoffkomponententeile bis
in diesen Bereich vordringen, miteinander reagieren und dann zu einem Festkleben
des Mischkopfes am Deckel führen.
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Die Schlitze im Mischkopf können gewunden ausgebildet sein und im
oberen Bereich zusammenführen, um so eine gute Durchmischung zu gewährleisten. Die
Mischwirkung des Mischkopfes kann erfindungsgemäß darüberhinaus verbessert werden,
wenn der Mischkopf drehbar mit der Trennwand verbunden ist. Der rotierende Mischkopf
ist dabei so ausgebildet, daß er im Bereich der Unterseite eine feste Trennwand
hat, um so die Trennung der beiden Kammerinhalte in diesem Bereich zu gewährleisten.
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Die Klebstoffkomponenten benötigen einen gewissen Zeitraum, um miteinander
zu reagieren und zu verfestigen.
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Ein Herausfließen der noch nicht verfestigten Klebstoffmasse aus dem
Bohrloch wird gemäß der Erfindung dadurch unterbunden, daß das untere, dem Boden
zugewandte Ende der Kammerwand einen nach außen angesetzten Dichtwulst aufweist,
der den Boden seitich überdeckend ausgebildet ist. Dabei dient der Dichtwulst gleichzeitig
als Arretierungshilfe der Patrone innerhalb des Bohrloches und dazu, die Bodenkanten
gegen die Trennwand zu drücken, so daß sie beim Herausziehen der Trennwand als Abstreifer
wirken können und im übrigen zu einer wirksamen Abdichtung in diesem Bereich beitragen.
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Zusätzlich wird der im Boden ausgebildete Schlitz dadurch abgedichtet,
daß nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung an die Trennwand im Bereich des
Bodens den Schlitz abdeckende nachgiebige Dichtscheiben angelenkt sind. Diese Dichtscheiben
liegen auf dem Boden auf und werden dabei durch das Eigengewicht der Klebstoffmasse
ausreichend dicht auf den Boden aufgedrückt, so daß Klebstoffmasse nicht in den
Bereich des Schlitzes vordringen kann. Wird die Trennwand aus der Patrone durch
den Schlitz herausgezogen, so können die Dicht scheiben leicht abgeschert oder aber
gegebenenfalls auch durch den Schlitz mit herausgezogen werden.
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Insbesondere für die Verfestigung von zum Auslaufen neigenden Kohleschichten
in mächtigeren Flözen ist es von Vorteil, die Kammern mit aufschäumenden Klebemischungen
zu füllen. Durch das Aufschäumen der Klebemischungen entsteht eine Volumenvergrößerung
und Teile des Klebstoffes werden in die Schlechten der Kohle hineingedrückt und
verfestigen den um das Bohrloch liegend« Bereich und verhindern somit ein Auslaufen
der Kohle.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine transportfreundliche
Patrone geschaffen ist, die auch bei einer großen Länge beispielsweise 1,50 m und
mehr ohne weiteres so betätigt werden kann, daß sich die beiden in den Kammern vorgehaltenen
Klebstoffmischungen wirksam miteinander verbinden und reagieren.
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Die Gebirgsverfestigungspatrone kann somit ohne Hilfsmittel eingesetzt
werden, insbesondere zur Verfestigung von Flöz- oder Gebirgspartien, die anschließend
im Rahmen der Kohlegewinnung oder des Streckenvortriebes mit hereingewonnen werden.Dabei
kann die Gebirgsverfestigunspatrone sowohl mit nichtaufschäumenden Klebstoffen als
auch mit aufschäumenden Klebstoffen gefüllt und eingesetzt werden. Im einen Falle
bildet sich bei Betätigung bzw. Herausziehen der Trennwand ein ausschließlich auf
das Bohrloch begrenzter und wirkender Rohrnagel, während bei aufschäumenden Klebstoffen
auch die anschliBenden Kohle- bzw. Gebirgspartien mit verfestigt werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
ist. Es zeigen: Fig. 1 eine in Längsrichtung geschnittene Gebirgsverfestigungspatrone,
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Gebirgsverfestigungspatrone in Seitenansicht, Fig.
3 die Spitze einer Gebirgsverfestigungspatrone im Detail und Fig. 4 einen Querschnitt
durch die Gebirgsverfestigungspatrone gemäß Fig. 1 und Fig. 2.
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Die in Fig. 1 gezeigte Patrone 1 besteht aus einem Hohlrohr aus hochfestem,
elastischem Material, dessen Innenraum 9 in die Kammern 2, 3 unterteilt ist. Diese
Kammern 2, 3 weisen eine Füllung 4, 5 unterschiedlicher Zusammensetzung auf, insbesondere
Klebemischungen, die bei Berührung bzw. Durchmischung miteinander reagieren und
verfestigen.
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Die Kammern 2, 3 mit ihren durch das Hohlrohr gebildeten Kammerwänden
11, 12 sind am oberen und unteren Kammerende 13, 14 jeweils verschlossen. Etwa mittig
teilt die Trennwand 18 den Innenraum 9 in die besagten beiden Kammern 2, 3.
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Das obere Ende 19 der Trennwand 18 trägt einen Mischkopf 21, während
das untere Ende 20 der Trennwand 18 durch den im Boden 22 ausgebildeten Schlitz
23 hindurchgeführt ist. Im hinausstehenden Teil 25 der Trennwand 18 sind Ausnehmungen
24 ausgebildet, damit die Bedienungsperson die Trennwand 18 besser erfassen und
beeinflussen kann.
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Der Mischkopf 21, der am oberen Ende 19 der Trennwand 18 fest oder
drehbar angebracht ist, weist von der Unterseite 47 zur Oberseite 48 durchgehende
Schlitze 49 bzw. 50 auf. Die Schlitze 49, 50 sind dabei gleich ausgebildet, so daß
für den Durchtritt der in den Kammern 2, 3 vorgehaltenen Füllung 4, 5 jeweils gleichgroße
Öffnungen im Mischkopf 21 zur Verfügung stehen.
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Am Deckel 51 sind Dichtstopfen 52, 53 vorgesehen, die genau in die
Schlitze 49 bzw. 50 hineinpassen und diese somit während des Transportes und vor
dem Betätigen der Trennwand 18 wirksam verschließen. Dadurch ist ein Ankleben des
Mischkopfes 21 an den Deckel 51 sicher verhindert. Die Dichtstopfen 52, 53 bzw.
ihre Anordnung
wird anhand der Fig. 3 erläutert, wobei die Dichtstopfen
wegen der Schlitze als eine Art Wulst ausgebildet sind.
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Fig. 2 zeigt die inFig. 1 im Schnitt dargestellte Patrone 1 in Seitenansicht,
wobei erkennbar wird, daß über die Länge der Patrone 1 verteilt übereinanderliegende
Ausnehmungen 57, 58 vorgesehen sind. Durch diese Ausnehmungen 57, 58 kann der Klebstoff
in den Bereich zwischen Bohrlochwandung und Außenwandung der Patrone 1 dringen und
so die Patrone wirksam im Bohrloch verkleben.
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Diese Ausnehmungen 57, 58 sind im Transportzustand und vor Betätigen
bzw. Herausziehen der Trennwand 18 aus der Patrone 1 über die schwalbenschwanzförmig
ausgebildeten Seitenkanten 55, 56 der Trennwand 18 verschlossen. Dies wird durch
Fig. 4 weiter erläutert, wobei die schwalbenschwanzförmigen Seitenkanten 55, 56
in der entsprechend ausgebildeten Führung 60 in den Kammerwänden 11, 12 geführt
sind. Diese besondere Ausbildung erleichtert die Betätigung, d.h. das Herausziehen
der Trennwand 18, weil die Trennwand auf diese Weise sehr gut geführt ist. Ein Eindringen
von Klebstoff in den Bereich der Führung 60 wird durch die Dichtlappen 61 unterbunden,
die an die Trennwand 18 angeheftet, angeklebt oder sonst wie mit ihr verbunden sind.
Diese Dichtlappen 61 legen sich über den eventuell verbleibenden Schlitz im Bereich
der Führung 60, behindern aber das Herausziehen der Trennwand 18 aus der Patrone
1 nicht.
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Sie werden beim Herausziehen entweder abgeschert oder aber mit durch
den Boden 22 hindurchgezogen.
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Auf ähnliche Art und Weise wird auch der Schlitz 23 im Boden 22 wirksam
abgedichtet, indem an die Trennwand 18 Dichtscheiben 62 angelenkt sind. Diese Dichtscheiben
62 legen sich auf den Boden 22 auf und verhindern so
ein Eindringen
der Klebstoffmischungen in den Schlitz 23 bzw. ein Austreten.
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Am unteren Ende der Patrone 1 ist ein Dichtwulst 63 vorgesehen. Dieser
Dichtwulst ist so ausgebildet, daß die Patrone nach dem Einführen in das Bohrloch
in diesem Bereich eng an der Bohrlochwandung anliegt. Dies ist besonders vorteilhaft,
weil durch die Bewegungen des Bohrers im Bohrloch dieser Bereich häufig ausgeschlagen
ist und das Hindurchtreten von Klebstoff in den freien Raum leichter möglich ist,
als über die übrige Länge des Bohrloches gesehen. Es wird somit mit Hilfe des Dichtwulstes
63 einmal ein Austreten von Klebstoff in den freien Raum verhindert und zum anderen
erreicht, daß die Patrone besser im Bohrloch positioniert werden kann. Darüber hinaus
beeinflußt der Dichtwulst 63 auch den Schlitz 23 im Boden 22 und trägt damit dazu
bei, daß dieser Schlitz der Trennwand 18 nur den unbedingt nötigen Freiraum beläßt.
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