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Publication number: DEF0012955MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. Oktober 1953 Bekanntgemacht am 5. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

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, aneubringen, die großen Belastungen ausgesetzt sind,„und daher fest verankert sein müssen.

Es sind zu diesem Zweck Vorrichtungen, bekanntgeworden, bei denen derartige. Beirgbefeetigungen durch Bolzen durchgeführt werdera. 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,¹ wird.

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Man kennt auch Bolzen vom Kegeltyp, die im

Berg verankert werden, indem eine am inneren Ende des Bolzens vorgesehene Ausdehnungs- -anordnung über'einen konischen Kern geschraubt wird. Die Bolzen, deren Länge bis auf mehrere

•'".Meter gehen, kann, ^iTsindl am äußeren Ende dies Bolzens mit einem Gewinde versehen. Auf diesem äußeren, Ende befindet sich eine Scheibe oder Platte. Eine auf das Bolzienende aufgeschraubte

ίο Mutter dient zum feston 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 daruniterliegendien;7oft geschichteten und daher schwächeren Bergpartie trägt. . . .

Da diese Bolzen nur' auf einem kleinen Teil ihrer Länge an dem inneren Eindb im Berg verankert sind, beruht die Sicherheit in hohem Grade auf der Beschaffenheit des Berges an diesem einzigen Verankeirungspunkt. 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 unteir anderem durch die Erfindung - ausgeschaltet; werdöni.-:

Weiterhin sind bei den bekannten Vorrichtungen die innerhalb des Bohrloches befindlichen Bolzenteile der Korrosion durch vorkommendes saures Wasser ausgesetzt.

Man hat versucht, diese Nachteile durch Verwendung sogenannter injuzieirter Bolzen auszuschalten. Diese Verfahren bestehen darin, diaß Bolzen vom Schlitz-Keil-Typ oder Kegeltyp in gewöhnlicher Weise im Bohrloch verankert werden. Dann wird dünner:., .Zemenitschlamm eventuell mit verschiedenen Zusätzen durch Preßluft in den Zwischenraum zwischen Bolzen und Bohrloch eingebracht, so' daß dler 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 wasserführendem 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 Zementschlamrn bei; langen vertikalen Bolzen, sehr selten, das Bohrloch bis zum oberen Ende hinaus, ausfüllt und daß große Teile

55· der Gußmasse nach dem Hartwerden eine sehr schlechte Qualität aufweisen. .. . ·

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

6_so - Erfindungsgemäß-wird in ein inr die Bergmasse gebohrtes Loch von. erforderlicher Länge ein perforierter,hülsenfötmliger. 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 Betonkörper von maximaler Festigkeit eingebettet ist. .

Der Bolzen kann aus einer gewöhnlichen, glatten Stahlstange bestehen, Zweckmäßiger ist es, eine mit Kämmen, versehene Stahlstange 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 Verschlußscheibe 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 in das hülsenförmige Organ gesteuert und zentriert. Als Bindemittel kommt in, erster Linie Zementmörtel in Frage. Derartiger Zementmörtel kann, falls der Bolzen schon kurz mach dem Eingießen belastet werden soll, mit einem das Härten beschleunigenden Mittel,, wie Gips, Wasserglas usw.,

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versetzt werden. Auch andere hartwerdende Gußmassen können verwendet werden,

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeiispiel d:argestellt. Es zeigt ' ,

Fig. ι einen Längsschnitt durch ein; Bohrloch in einer Decke eines. Bergraumes, in das ein, Gußmasse enthaltender perforierter hülsenförmiger Körper durch den Bolzen, teilweise eingeschoben ist,

ίο Fig. 2 und 3 Querschnitte längs den Linien 2-2 und 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des hülsenförmigen' Körpers.

ι ist das Bohrloch-, in das der Bolzen. 2 eingeführt werden soll. Für den¹ Bolzen 2 ist an der Mündung d'es Bohrloches 1 ein Ring 3 vorgesehen, der den Bolzen steuert und zentriert. Der Ring 3 kann beispielsweise mittels Holzkellen 4 befestigt werden, die um, den Ring 3 an der Wand des Bohrloches 1 angeordnet sind.

Mit 5 ist der in das. Bohrloch eingeführte hülsenförmige Körper bezeichnet. ,Er ist durchbrochen oder perforiert, wie bei 6 gezeichnet ist. Die Hülse ist nach oben offen und unten mit einer zerbrechliehen Scheibe 7 verschlossen. Die Hülse S 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 hülsenf örmige Organ S 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 Perforferungen 6 gepreßt und füllt den Zwischenraum 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 Ende des Ringes 3 befestigt und, um den Bolzen, gezogen wird.
Fig. 4 zeigt die Hülse aus zwei zusanimenlegbaren und miteinander zu, verbindenden, Hälften 5', 5", um die Einführung des Zementmörtels zu erleichtern.

Das erfmdungsgetnäße Verfahren und! die Vorrichtung weisen wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Befestigungsarten auf. So> erfordert das Verfahren keine komplizierte Apparatur. Die Bolzen, die aus gewöhnlichen glatten, oder mit Kämmen, versehenen Stahlstangen bestehen, können, sind, gegenüber Bolzen vom Schlitz-Keil-Typ oder Kegeltyp einfach und billig herstellbar.. Der perforierte hülsenföirmige Körper kann, ebenfalls biillig hergestellt werden, Ferner ist die Arbeit; beim Einr ¹ gießen einfach und erfordert keine besonderen Fachkenntnisse.

Da der Bolzen auf seiner 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 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' kanttii, wird ein schnelles Abbinden und eine gute Endfestigkeit gegen Zug erreicht. Diese ist nach vorgenommenen Proben bei der Verwendung von glatten Stählbolzen 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 Bergschiehiten 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 Bergbefesitigung durch Bolzen und zur Befestigung von Bolzen in Bohrlöchern, insbesondere im Grubenbetrieb, da-durch, gekennzeichnet, daß in einen mit fließbarem und härtendem Bindemittel gefüllten hülsenföirmigen Körper, der in ein in die Bergmasse gebohrtes Loch eingeführt ist, der Bolzen kolbenartig eingeführt wird, so daß er dlais Bindemittel durch die perforierte Wand der Hülse in den zwischen, hülsenförmigetn 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, dadiureh gekennzeichnet, daß in der Mündung des Bohrloches nachdem Einführen des mit Bindemitteln gefüllten hülsenförmigen Körpers ein Ring durch Keile od. dgl. befestigt wirdi, der die Loehmündung teilweise verschließt und das Herauspressen des perforierten Körpers verhindert und zur Steuerung des Bolzens, dient,
3. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- n₀ fahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen für dauernd in das Bohrloch einzusetzenden perforierten hülsenförmigen Körper, welcher zur Aufnahme eines fließbaren und. verhärtenden Bindemittels, vorzugsweise Zementmörtel, dient, sowie einen in diesen hülsenförmigen- Körper nach Ausfüllen desselben mit Bindemittel und: Einführen in das Bohrloch kolbenartig 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- 3, dadurch ge-

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"kennzeichnet, daß der perforierte Körper in der Längsrichtung aus mindestens zwei zusammenr legbaren Teilen besteht..
6. Vorrichtung niaoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung des Bohrloches zum Verschließen desselben ein Ring vorgesehen ist, der das Herauspressen, des perforierten hülsenförmdgen Körpers verhindert und den Bolzen' bei seiner Einführung steuert und zentriert. .-.- . . .

.^. j Vorrichtung nach Anspruch, 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der aus dem Bohrloch hervorstehende Teil des Ringes miiit Mitteln zum Festhalten: des Bolzens im Bohrloch in eingeschobener Lage bis zur Erstarrung des Bindemittels versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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