DE955678C

DE955678C - Verfahren und Vorrichtung fuer Bergbefestigung durch Bolzen und zum Befestigen von Bolzen in Bohrloechern, insbesondere im Grubenbetrieb

Info

Publication number: DE955678C
Application number: DEF12955A
Authority: DE
Inventors: Adolf Fredrik Flygare; Alfred Invevald Lundkvist
Original assignee: ALFRED INVEVALD LUNDKVIST
Current assignee: ALFRED INVEVALD LUNDKVIST
Priority date: 1952-10-18
Filing date: 1953-10-06
Publication date: 1957-01-10
Also published as: GB734658A; BE523279A; FR1085192A; US2849866A; CH315805A

Description

AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1957

F 12955 VIl5c

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und, eine Vorrichtung· zur Bergbefestigung durch Bolzen und zum Befestigen von Bolzen in Bohrlöchern. In Gruben und Schächten ist es oft erforderlich, Decken, hängende Wände usw. mittels Bolzen, die in Bohrlöcher eingeführt sind, zu verstärken und zu befestigen!. Auch ist es. in vielen Fällen notwendig, in Decken und Wänden im Grubenbetrieb Haken, ösen oder andere Vorrichtungen anzubringen, die

großen Belastungen ausgesetzt sind und daher fest verankert sein müssen.

Es sind zu diesem Zweck Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen derartige Bergbefestigungen durch Bolzen durchgeführt werdeni. Man· kennt Bolzen vom Schlitz-Keil-Typ, die im Bohrloch verankert werden, indem das innere, geschlitzte Ende des Bolzens über einen gegen den. Boden des Loches stoßenden Keil getrieben· wird.

Man kennt auch Bolzen vom Kegeltyp, die im Berg verankert werden, indem eine am inneren Ende des Bolzens vorgesehene Ausdehnungsanordnung über einen konischen Kern geschraubt wird. Die Bolzen, deren Länge bis auf mehrere Meter gehen kann, sind am äußeren Ende des Bolzens mit einem Gewinde versehe». Auf diesem äußeren. Ende befindet sich eine Scheibe oder Platte. Eine auf das. Bolzenende aufgeschraubte ίο Mutter dient zum festen Anziehen gegen die gegen den Berg anliegende Scheibe.

Diese Anordnungen arbeiten in der Weise, daß

das innere Ende des Bolzens, welches in festen Schichten befestigt sein soll, die ganze Schwere der darunterliegenden, oft geschichteten und daher schwächeren Bergpartie trägt.

Da diese Bolzen nur auf einem kleinen, Teil ihrer Länge an dem inneren, Ende im Berg verankert sind, beruht die Sicherheit in hohem Grade auf der Beschaffenheit des Berges an diesem eitir zigen Verankerungspunkt. Da die Bolzen, auf dem größten Teil ihrer Länge einen gewissen Spielraum im Bohrloch haben,, können sie sich bei wiederholten Seitenbelastungen lockern, Diese Gefahr soll unter anderem durch die Erfindung ausgeschaltet werden.

Weiterhin sind bei den bekannten, Vorrichtungen die innerhalb des Bohrloches befmdlicbien Bolzenteile der Korrosion durch vorkommendes saures WaiSser ausgesetzt.

Man hat versucht, diese Nachteile durch Verwendung sogenannter injuzierter Bolzen auszuschalten. Diese Verfahren bestehen, darin, daß Bolzen, vom Schlitz-Keil-Typ oder Kegeltyp in gewöhnlicher Weise im Bohrloch verankert werden. Danini wird dünner Zementschlamm eventuell mit verschiedenen Zusätzen durch Preßluft in den Zwischenraum zwischen Bolzen und Bohrloch eingebracht, so daß der Bolzen nach Hartwerden des Zementschlammes in einen das Bohrloch ausfüllenden Zementkörper eingegossen ist.

Bei derartigen Injizierungen muß man aber einen sehr wasserreichen Zementmörtel anwenden., der langsam abbindet und keime besonders hohe Endfestigkeit erreicht. Dieses Verfahren erfordert außerdem eine komplizierte Apparatur und kann bei stark was serf ührendiem Berg schwer angewendet werden. Es besteht außerdem die Gefahr, daß der Zementschlamm durch Sprünge in. der Bergmasse abweicht und nicht das Bohrloch um den Bolzen ausfüllt. Durchgeführte Untersuchungen haben, ergeben, daß der Zementschlamm bei; langen vertikalen. Bolzen, sehr selten, das Bohrloch bis zum oberen Ende hinaus, ausfüllt und daß große Teile der Gußmasse nach dem Hartwerden eine sehr schlechte Qualität aufweisen.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung¹ zum Eingießen von Bolzen bei der Bergbefestigung.

Erfindungsgemäß wird in ein in die Bergmasse gebohrtes Loch von erforderlicher Länge ein perforierter, hülsenförmiger Körper, welcher mit einem fließbaren und härtenden Bindemittel, vorzugsweise Zementmörtel, gefüllt ist, eingeführt, in den man den zu befestigenden Bolzen nach Art eines. Kolbens einführt, so daß er das Bindemittel durch die Perforierungen der Wand des hülsenförmigen Körpers in den zwischen, der Bohrlochwandung und dem hülsenförmigen Körper vorhandenen Hohlraum verdrängt. Damit wird durch das Bindemittel nach dem Hartwerden ein harter, röhrenförmiger Körper gebildet, der den. Bolzen in ganzer Länge fest mit dem Berg vereinigt.

Durch das neue Verfahren wird es möglich, als Bindemittel für das Eingießen des Bolzens einen Zementmörtel mit hinsichtlich der Festigkeit günstigster Zusammensetzung zu verwenden, d. h. einen Zementmörtel mit relativ niedrigem Wassergehalt, der zähfließend oder plastisch ist und der die Gewähr dafür bietet, daß der Zwischenraum zwischen Bohrloch und Bolzen ganz ausgefüllt wird, damit der Bolzen nach dem Hartwerden in. nahezu seiner ganzen Länge in einen das Bohrloch ausfüllenden Betankörper von maximaler Festigkeit eingebettet ist.

Der Bolzen kann aus einer gewöhnlichen, glatten Stahlstange bestehen. Zweckmäßiger ist es, eine mit Kämmen versehene Stakstange zu verwenden. Die das Bindemittel, beispielsweise Zementmörtel, enthaltende perforierte Hülse kann aus Blech, ■ Kunstharz oder einem anderen Material von, genügender Festigkeit hergestellt sein. Es ist zweckmäßig, diesen Körper aus zwei oder mehreren, in der Längsrichtung zusammenlegbaren Teilen, auszuführen, die nach dem Einführen des Zementmörtels mit Metalldraht oder auf andere Weise verbunden, werden können.

Die Konsistenz des Zementmörtels und die Perforierungen des hülsenförmigen Körpers sollten so aufeinander abgestimmt sein, daß der Mörtel nicht von allein aus dem Rohr rinnen, jedoch ohne Schwierigkeit durch die Perforierungen gepreßt werden, kann, wenn der Bolzen in, das Rohr hineingeschoben! wird. Ist- das Bohrloch vertikal oder geneigt, dann besteht die Möglichkeit, daß das Bindemittel aus dem hülsenförmigen Körper herausrinnt. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, am äußeren Ende der Hülse eine Verschluß scheibe anzubringen. Diese Scheibe ist vorzugsweise aus zerbrechlichem Material, wie Zementguß, Glas od. dgl., hergestellt, damit sie beim Einschieben des Bolzens in die Hülse zerschlagen werden kann. Nach Einführen des mit Zementmörtel gefüllten Hülsenkörpers in das Bohrloch wird, zweckmäßigerweise in der Mündung des Bohrloches ein Metallring angebracht, der beispielsweise durch Keile befestigt ist. Dieser Ring dient einerseits dazu, die Mündung des Bohrloches teilweise zu verschließen, um das Herauspressen des perforierten Körpers zu verhindern. Andererseits wird; der Bolzen, bei seiner Einführung iao in das hülsenförmige Organ gesteuert und zentriert. Als Bindemittel kommt in, erster Linie Zementmörtel in Frage. Derartiger Zementmörtel kann, falls der Bolzen schon kurz nach, dem Eingießen belastet werden soll, mit einem das Härten beschleunigenden Mittel, wie Gips, Wasserglas usw.,

versetzt werden. Auch andere hartwerdlende Gußmassen können verwendet werden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel därgestellt. Es zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch ein Bohrloch in einer Decke eines Bergraumes, in das ein Gußmasse enthaltender perforierter hülseinförmiger Körper durch den Bolzen, teilweise eingeschoben ist, ίο Fig. 2 undi 3 Querschnitte längs den Linien 2-2 und 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des hülsen^ förmigen Körpers.

ι ist das Bohrloch, in dlas der Bolzen2 eingeführt werden soll. Für den Bolzen 2 ist an der Mündung des Bohrloches 1 ein Ring 3 vorgesehen, der den Bolzen steuert und zentriert. Der Ring 3 kann beispielsweise mittels Holzkeilew 4 befestigt werden, die um den Ring 3 an der Wand des Bohrloches 1 ao angeordnet sind¹.

Mit 5 ist der in das Bohrloch, eingeführte hülsenförmige Körper bezeichnet. Er ist durchbrochen oder perforiert, wie bei 6 gezeichniet ist. Die Hülse ist nach oben offen und unten mit einer zerbrechliehen Scheibe 7 verschlossen. Die Hülse 5 ist mit der Gußmasse 8 gefüllt. Nachdem die Hülse 5 in das Bohrloch 1 eingeschoben und der Dichtungsring 3 an der Mündung befestigt ist, wird: der Bolzen 2 aufwärts geschoben. Hat das hülsenförmige Organ 5 den Boden des Bohrloches 1 erreicht, so stößt der Bolzen 2 durch die Scheibe 7 und wird nach Art eines Kolbens in den Körper 5 eingeführt. Dabei wird die Gußmasse 8 durch die Perforierungen 6 gepreßt und füllt den Zwischenä5 raum zwischen Bolzen 2 und Bohrloch 1 ganz aus. Gleichzeitig wird der Hauptteil der Luft und der Überschuß an Gußmasse 8 durch die Mündung des Bohrloches 1 herausgepreßt.

Während der Erstarrungszeit wird, der Bolzen 2 in der gewünschten Lage festgehalten.. Dies geschieht z. B. mittels eines Eisendrahtes, der in Löchern 9 in dem hervorstehenden Endet des Ringes 3 befestigt und um den Bolzen gezogen wird.

Fig. 4 zeigt die Hülse aus zwei zusammenlegbaren und miteinander zu, verbindenden Hälften 5', 5
zu erleichtern.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung weisen wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Befestigungsarten auf. So erfordert das Verfahren keine kompliziert© Apparatur. Die Bolzen;, die aus gewöhnlichen glatten oder mit Kämmen versehenen Stahl stangen- bestehen können^ sind gegenüber Bolzen vom Schlitz-Keil-Typ oder Kegeltyp einfach und billig herstellbar. Der perforierte hülsenförmige Körper kann ebenfalls billig hergestellt werden. Ferner ist die Arbeit beim Eingießen einfach und erfordlert keine besonderen Fachkenntnisse.

Da dar Bolzen auf seiner¹ ganzen Länge in Beton von guter Qualität eingegossen ist, wird ein Schutz gegen Korrosion erreicht. Außerdem ist der Bolzen ohne Spielraum im Berg befestigt. Die durch den

um die Einführung des Zementmörtels Bolzen erzielte Verstärkung des Berges kann daher als dauernd angesehen werden und braucht nicht erneuert und unterhalten zu werden.

Da wasserarmer Mörtel mit Zusatz von Steinmaterial (Sand) verwendet werden kann, wird ein schnelles Abbinden und eine gute Endfestiigkeit gegen Zug erreicht. Diese ist nach vorgenommenen Proben bei der Verwendung von glatten Stahlbolzen der Streckgrenze des Stahles gleich und übersteigt bei Verwendung von mit Kämmen versehenen Bolzen die Streckgrenze und nähert sich der Bruchgrenze des Stahles.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden lose Blöcke oder Bergschichten auf der ganzen Länge des Bolzens mit ihm und untereinander verbunden. Diese Möglichkeit ist bei den bisher bekannten Verfahren' nicht gegeben.

Außerdem ist die Kontrolle sehr einfach und kann normalerweise auf die Kontrolle der Mörtelqualität beschränkt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Verfahren zur Bergbefestigung durch Bolzen und zur Befestigung von Bolzen in Bohrlöchern, insbesondere im Grubenbetrieb, da- go durch gekennzeichnet, daß in einen mit fließbarem und härtendem Bindemittel gefüllten hülsenförmigen Körper, der in ein in die Bergmasse gebohrtes Loch eingeführt ist, der Bolzen kolbenartig eingeführt wird, so' daß er diais Bindemittel durch die perforierte Wand der Hülse in den zwischen hülsenförmigem Körper und Bohrlochwandung befindlichen Raum verdrängt, wodurch nach dem Abbinden der Bolzen mit dem hülsenförmigen· Körper im Bohrloch fest verankert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mündung des Bohrloches nach dem Einführen des mit Bindemitteln gefüllten hülsenförmigen Körpers ein Ring durch Keile od. dgl. befestigt wirdi, der die Lochmündung teilweise verschließt und das Herauspressen des perforierten- Körpers verhindert und zur Steuerung des Bolzens- dient
3. Vorrichtung zur Durchführung dies Ver- n₀ fahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen für dauernd in dlas Bohrloch einzusetzenden perforierten hülsenförmigen Körper, welcher zur Aufnahme eines füeßbaren und verhärtenden Bindemittels, vorzugsweise Zementmörtel, dient, sowie einen in diesen hülsenförmigen. Körper nach Ausfüllen desselben mit Bindemittel und Einführen in das Bohrloch kölbenartig einschiebbaren Bolzen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des perforierten hülsenförmigen Körpers durch eine zerbrechliche Scheibe verschlossen ist, die beim Einführen des Bolzens in den hülsenförmigen Körper durchbrochen wird,
5. Vorrichtung nach Anspruch ·,, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der perforierte Körper in detr Längsrichtung, aus mindestens zwei zusammenr legbaren, Teilen besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung des Bohrloches zum Verschließen, desselben ein Ring vorgesehen ist, der das Herauspressen des perforierten hülsenförmigen Körpers verhindert und den Bolzen bei seiner Einführung steuert und zentriert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Bohrloch hervorstehende Teil des Ringes tnlitt Mitteln zum Festhalten dies Bolzens im Bohrloch in eingeschobener Lage bis zur Erstarrung des Bindemittels versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609548/141 6.56 (609 742 1.57)