DE9004177U1

DE9004177U1 - Injektionsbohranker

Info

Publication number: DE9004177U1
Application number: DE9004177U
Authority: DE
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1990-06-28
Anticipated expiration: 2000-04-12
Also published as: EP0524223A1; EP0524223B1; PL168194B1; WO1991015657A1; DE59102272D1

Description

InjHctionebohranJcer

^ie Erfindung betrifft ein^n Injektionsbobranker zur Sicherung von Strecke« and turnen durch Injektion von beispielsweise Kunstharz, insbesondere im Berg- und Tunnelbau, der aus einem aus mindestens zwei übei. Muffen miteinander verbindbaren Abschnitten zusammensetzbaren Ankerrohr besteht, das an der zum Bohrlochtiefsten gerichteten Ankerspitze eine Bohrkrone, sowie Spül- und Injektionsöffnungen aufweist und das mit einem Bohrlochverschluß sowie an dem aus dem Bohrloch herausragenden Ende mit einem lösbaren Anschlußelement versehen ist.

Es ist seit langem bekannt, insbesondere im Untertagebergbau, um das Gebirge zur Sicherung des Streckenhohlraumes in seinem Verband zu erhalten, die Strecken durch Ankerausbau zu unterstützen. Zu diesem Zweck werden üblicherweise in ein Bohrloch Klebepatronen eingeführt, die anschließend durch das Eindrehen der Ankerstange zerstört werden und durch Mischung zweier Komponenten die Anknrßtange

über die gesamte Länge im Bohrloch verkleben. Bei der Durchführung einer derartigen Ankerung treten dann Probleme auf, wenn das Gebirge bereits aufgelockert ist, und das Herstellen von Bohrlöchern bzw. das nachfolgende Einbringen von Klebepatronen und Ankerstangen in das EoV-... &ldquor;ochtief ste nicht mehr möglich ist.

Derartige Schwierigkeiten umgeht man durch die Verwendung von Bohrankern. Bohranker bestehen aus einem Ankeruhr, an dessen Spitze eine angeschweißte oder aufsteckbare, sogenannte verlorene Bohrkrone angebracht ist. Das Ankerrohr wird zunächst als Bohrgestänge und im Nachhinein als Anker verwendet, wobei das Ankerrohr nach dem Abbohren, beispielsweise mit Klebemörtel beschickt wird, um den Ringraum und die anstehenden Klüfte im Gebirge zu verfüllen. Ein besonderer Vorteil der Verwendung derartiger Bohranker besteht darin, daß die Ankerrohre aus über Muffen zusammensetzbare Abschnitte verlängerbar ausgebildet sind und auf diese Weise geeignet sind, aus beengten Strecken eingebracht zu werden. Die Bohranker werden über Dreh- oder Schlagbohrmaschinen eingebracht. Sin besonderer Nachteil bei der Verwendung von Bohrankern mit verlorenen Bohrkronen besteht in der Schwierigkeit, das Bohrloch insbesondere bei Injizierung eines Zweikomponsnten-Kunstharzes mit entsprechend hohen Drücken ausreichend abzudichten .

Für das Injizieren von Zementmörtel werden auf das Bohrgestänge aufschraubbare Bchrlochverechlüsse verwendet, die für die vorgesehenen Drucks beim

Injizieren von aufschäumenden Kunstharzen völlig ungeeignet sind.

Nach dem L)E-G 89 06 126 ist darüber hinaus ein Injektionsrohr bekannt, das geeignet ist, aufgelockerte C^birgebereiche durch Injektionen mit Ver^estigungsmitteln, insbesondere im Streb, an Strebrändern und geologischen Störungen, zu verkiebön. Züif Abdichtung des Bohrloches werden auf das Injektionsrohr Bohrlochverschlüsse in Form von sogenannten Blähpackern aufgebracht. Durch die Anordnung entsprechender Rückschlagventile wird zunächst durch den Injektionsdruck der Blähpacker derartig aufgebläht, daß eine dichte Anlage an der Bohrlochwandung vorhanden ist, um anschließend den eigentlichen Injektionsvorgang durchführen zu können .

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik // liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektionsbohranker zu schaffen, der geeignet ist, bsi Bestückung mit einer verlorenen Bohrkrone ur.d über entsprechende Abschnitte verlängerbar sowohl als Bohrgestänge als auch als Ankerrohr verwendet zu werden, wobei unter Verwendung von Dreh- und Schlagbohrmaschinen die Schwierigkeiten des Einbringens von Ankerstangen, insbesondere in gebräches Gebirge umgangen werden, und der die Verwendung von unter hohen Drücken einpreßbaren Kunstharzen erlaubt, wobei eine vollständige Abdichtung des Bohrlochs ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als Bohrer ausgebildete Abschnitt, der mit

einem als Bohradapter ausgebildeten Anschlußelement versehen ist, gegen einen als Ankerrohr ausgebildeten Abschnitt austauschbar ist, wobei der Abschnitt mit einem Bohrlochverschluß versehen ist.

Für den Einsatz der Injektionsbohranker ist es selbstverständlich, daß im Anschluß an die vor-

wendung einer ein entsprechendes Widerlager bildenden Schraubenmutter eine Kalottenplatte aufgeschraubt wird.

Der Injektionsbohranker kann über mehrere Abschnitte und entsprechende Muffenverbindungen auf jede gewünschte Länge eingestellt werden, wobei in der Verbindungsmuffe des letzten, einen Bochlochverschluß in Form eines Blähpackers aufweisenden Abschnitts ein Rückschlagventil in Form einer Berstscheibe vorgesehen ist. Zu diesem Zweck sind innerhalb der mit Innengewinde versehenen Muffen &Igr;&eegr;&agr;&iacgr;&Iacgr;&igr;&Igr;&ogr;&pgr;&ogr; imrnoBohon rl i &ogr; in Vorhi nrJnnn mil- einem

einschraubbaren Ende eines Abschnitts zur Arretierung der Berstscheibe ausgebildet sind. Der gegenüber dem letzten mit der Bohrfunktion beaufschlagten Abschnitt austauschbare, den Blähpacker aufnehmende Ankerrohrabschnitt weist am Ende ein Gewinde zur Aufnahme eines Injektionskopfes bzw. zur Aufnahme einer Kalottenmutter für die Kalottenplatte auf.

Darüber hinaus ist in das mit einem Gewinde versehene Ende ein weiteres Rückschlagventil eingearbeitet. Der Blähpacker ist in bekannter Weise als

ein das Ankerrohrabschnitt umgebender und an den Enden durch Einbände gehaltener, aufblähbarer Schlauchabschnitt ausgebildet, wobei zwischen

!Ankerstange und Blähraum ein Rückschlagventil zur Vermeidung des Rücklaufs aus dem Blähraum integriert ist.

j Der Vorteil des erfindungsgemäßen Injektionsbohr-

[ ankers ist iiiabäöünciöie darin eü sehen/ dsß zu-

nächst beim Herstellen des Bohrlochs durch die

Funktion der Ankerstange als Bohrer durch die Spü-

\ lung mit Wasser oder Luft ein ausreichender Trans-

port des Bohrkleins stattfindet und daß durch die anschließende Funktion des gleichen Gestänges als

f Anker die Gewährleistung eintritt, daß die durch

&igr; Herausziehen des gesamten Gestänges oder durch ge-

jj braches Mineral bzw. Gebirge verursachte Zerstö

rung des hergestellten Bohrlochs vermieden wird, Die Austauschbarkeit des letzten Abschnitts des gesamten als Bohrer bzw. als Anker ausgebildeten Gestänges gewährleistet darüber hinaus unter Einsparung von InjektionsKiatsrial ein vollständiger und sicheres Abdichten des betreffenden Bohrlochs.

Ein Auführungsbeispiel der Erfindung ist in den C) Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Figur. 1 - eine schematisierte Wiedergabe eines Ausführungsbeispieles eines Injektionsbohrankers, wie er erfindungsgemäß zum Abbohren eines Bohrlochs ausgebildet ist und

Figur 2 - eine ebenfall,¹? schematisierte und geschnittene Wiedergabe eines Ausfüli
rungsbeispieles eines Tnjektionsbohrankern, wie er zum anschließenden Injizieren und Ankern ausgebildet ist unter Einbeziehung eines Bohrlochverschlusses .

Der Injoktic ishohranker nach dem Ausführungsbeispiel, wie in Figur 1 beschrieben, besteht im wesentlichen aus einem Ankerrohr 1, das aus den Abschnitten 2 und 3 über eine Muffe 7 zusammengesetzt ist. An dem zum Bohrlochtiefsten gerichteten Ende ist der Abschnitt 2 mit einer verlorenen Bohrkrone 4 versehen und weist darüber hinaus Spül- bzw. Injektionsöffnungen 5 und 6 auf. Die Abschnitte 2 können glattwandig oder zur späteren besseren Haftung auch profiliert ausgebildet sein. Die Muffe 7 ist jeweils mit Innengewinden 8 versehen und weist zwischen den Enden der Abschnitte 2 und 3 Anschläge 9 auf. Der Abschnitt 3 ist an dem aus dem Bohrlochmund herausraqenden Ende mit einem auf das Gewinde 11 aufschraubbaren schematisiert dargestellten Bohradapter 12 versehen. Mit dieser Ausbildung oder unterteilt in weitere Abschnitte wird das Ankerrohr 1 zunächst zur Erstellung eines Bohrlochs verwendet.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Injektionsbohrankers dargestellt, bei welchem der zunächst zur Erstellung eines Bohrlochs erforderliche Abschnitt 3 gegen einen Abschnitt 13 ausgetauscht ist. Der Abschnitt 13 ist an dem aus dem Bohrloch herausragenden Ende mit einem Gewinde 20

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zur Aufnahme eines Injektionskopfes versehen und weist ein Rückschlagventil 19 auf. Des weiteren ist der Abschnitt 13 mit einem sogenannten Blähpacker 14 zur Bohrlochabdichtung versehen. Der Blähpacker 14 besteht im wesentlichen aus einem Schlauchabschnitt 21, der über Einbände 17, 18 auf dem Abschnitt 13 unverrückbar befestigt ist. Zur Verfüllung des Blähraums des Schlauchabschnitts 21 sind in dem Abschnitt 13 Bohrungen 15 vorgesehen, die über eine Manschette 16 abgedichtet und als Rückschlagventil ausgebildet sind. Am vorderen Ende des Abschnitts 13, und zwar innerhalb der Muffe 7 ist eine Berstscheibe 10 eingelegt, die zwischen einem Anschlag 9 und dem Ende eines Abschnitts 2 bzw. 13 in ihrer Position arretiert wird. Die bei der Herstellung des Bohrlochs als Spülöffnungen 5, 6 vorgesehenen öffnungen dienen nunmehr als Injektionsöffnungen.

Beim Einbringen eines Injektionsbohrankers dient zunächst der Innenkanal des Ankerrohres 1 beim Erstellen eines Bohrlochs im Gestein als Spülkanal, um mit Hilfe des Spülmediums das Bohrklein über den Ringraum aus dem Bohrloch abzutransportieren.

Nach dem Einbohren des aus mehreren Abschnitten 2 zusammensetzbaren Ankerrohres 1 wird dieses nur soweit aus dem Bohrloch herausgezogen, daß der letzte Abschnitt 3 aus der Muffenverbindung gelöst und gegen einen Abschnitt 13 ausgetauscht wird, der mit einem Blähpacker 14 und dem Anschluß für einen Injektionskopf ausgerüstet ist.

Bei der Durchführung der Injektion wird zunächst

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durch die als Rückschlagventil dienende Berstscheibe 10 der Blähraum des Blähpackers 14 derart aufgebläht, daß eine dichte, allseitige Anlage an der Bohrlochwandung erzielt wird. Der weiter ansteigende Druck der Injektion zerstört die Berstscheibe 10 und es erfolgt di.2 Injektion das i;ingräume &egr; bzw. der Klüfte im Gebirge, üach dem Abschluß der Injektion wird eine Kalottenplatte auf das aus dem Bohrlochmund herausragende Ende des okerrohres au*aeschraubt.

2 3 4 5,

10 11 12 J. 3 14 15 16 17, 19 20 21 Ankerrohr Abschnitt Abschnitt Bohrkrone Spül- bzw. Injektions-

Muffe

Innengewinde Anschlag Berstscheibe Ge inde Bohradapter Abschnitt Blähpacker Bohrungen Manschette Einband Rückschlagventil Gewinde Schlauchabschnitt

Claims

Injektionsbohranker zur Sicherung von Strecken und Räumen durch Injektion von beispielsweise Kunstharz, insbesondere im Berg- und Tunnelbau, der aus einem aus mindestens zwei über Muffen miteinander verbindbaren Abschnitten zusammensetzbaren Ankrarrohr besteht, das an der zum Bohrlochtiefsten gerichteten Ankerspitze eine Bohrkrone, sowie Spül- und Injektionsöffnungen aufweist und das »nit einem Bohrlochverschluß sowie an dem aus dem Dohrloch herausragenden Ende mit einem lösbaren Anschlußelement versehen ist, dadurch gekennzeich net, daß der als Bohrer ausgebildete Abschnitt (3), der mit einem als Bohradapter (12) ausgebildeten Anschlußelement, vfc-rsehen ist, gagen einen als Ankerrohr (1) ausgebildeten Abschnitt (13) austauschbar ist, wobei der Abschnitt (13) mit einem Bochlochverschluß und einem Rückschlagventil versehen ist.

•&ggr;-: 2 - :
2. injektionsbohranker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil -ils Berstscheibe (10) ausgebildet ist.
3. Injektionsbohranker nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Bohrlochverschluß als Blahpacker (14) ausgebildet ist.
4. Injektionsbohranker nach Anspruch 1, uäuüxrCii ge kennzeichnet, daß der Abschnitt (13) an beiden Enden mit Rückschlagventilen (10, 18) versehen ist.
5. Injektionsbohranker nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Rückschlagventil (10) alE Berstscheibe ausgebildet ist.
6. Injektionsbohranker nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die die Abschnitte (2, 3; 2, 13) miteinander verbindende Muffe (7) mit einem die Enden der Abschnitte (2, 3; 2, 13) aufnehmenden Anschlag (9) versehen ist und daß der Anschlag (9)

gebildet ist.