FI72576B - Bergbultningsfoerfarande och roerformig utvidgningsbult. - Google Patents

Description

ΓΒ1 m/UULUTUSjULKAISU noro/ ®1S1R? ™ 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT /ZO/O

C (45) ; · I1 - ·; - 1 ; -;; - ' '·' ^ (51) Ky.lk.7int.CI.* E 21 D 20/00, 21/00 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800717 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 07-03-80 (F·) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 07-03-80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 10.09-80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - 27.02.87

Patent- och registerstyrelsen Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 09-03-79 Ruotsi-Sverige(SE) 7902129-1 (71) Atlas Copco Aktiebolag, Nacka, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Gunnar Vigg Riss Romell, Djursholm, Bo Torbjörn Skogberg, Handen, Ruotsi-Sver i ge(SE) {Jk) Berggren Oy Ab (*iA) Kai 1 iopul ttausmenetelmä ja putkimainen pai suntapui tti -Bergbu1 tningsförfarande och rörformig utvidgninqsbult Tämän keksinnön kohteena on kalliopulttausmenetelmä, jossa reikää pienempi putkimainen pultti ensin viedään porarei-kään, minkä jälkeen sitä levitetään reikää vasten, niin että se kiinnittyy. Keksintö kohdistuu myös menetelmän mukaisesti käytettävään paisuntapulttiin.

Eräässä tunnetussa menetelmässä käytetään kalliopulttia, jonka sisäpäähän on kiinnitetty lyhyt putki. Poikkileikkaukseltaan pyöreän putken sisään on sovitettu heikkoa räjähdysainetta, joka räjähtäessään levittää pultin plastisesti (US 3 148 577). Toisessa aikaisemmassa ehdotuksessa tapahtuu porausputken plastinen levitys sähkömagneettisesti (US 3 349 567). Kolmannen ehdotuksen mukaan (US 3 665 719) tapahtuu pultin plastinen muodonmuutos rakomaisessa reiässä ja se jää paineen alaiseksi. Tällaiset pultit eivät kiinnity kunnolla kaikkiin kallioihin, eivätkä menetelmät ole kovin yksinkertaisia ja ne aiheuttavat turvallisuusongelmia. Keksintö tarjoaa iskuvaikutuksesta ja pyörimisestä riippumatto- 2 72576 man nopean kalliopulttausmenetelmän sekä kalliopultin menetelmää varten, joka antaa välittömän nopean kitkatartun-nan myös kallion ja reikämittojen vaihdellessa.

Keksinnön mukaiselle kalliopulttausmenetelmälle ja kallio-pultille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa .

Tässä tarkoituksessa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää osittain leikattuna sivukuvana keksinnön mukaista kalliopulttia.

Kuvio 2 on päätykuva kuvion 1 nuolien 2-2 mukaisesti katsottuna. Kuvio 3 on poikkileikkaus suuremmassa mittakaavassa kuvion 1 viivaa 3-3 pitkin. Se on myös kuvion 6 viivaa 3-3 ja kuvion 8 viivaa 3-3 pitkin tehty poikkileikkaus.

Kuvio 4 On päätykuva kuvion 1 nuolien 4-4 mukaisesti katsottuna .

Kuvio 5 on kuviota 3 vastaava poikkileikkaus, joka kuitenkin esittää kalliopulttia porareikään kiinnitettynä.

Kuvio 6 esittää osittain leikattuna sivukuvana kuviossa 1 esitettyä kalliopulttia, jonka päitä on muunneltu.

Kuvio 7 on päätykuva kuvion 6 nuolien 7-7 mukaisesti.

Kuviot 8 ja 9 esittävät sivukuvina toisen, keksinnön mukaisen kalliopultin ulkopäätä ja vastaavasti pohjapäätä.

Kuvio 10 on päätykuva kuvion 9 ja nuolien 10-10 mukaisesti katsottuna.

Kuviot 11-13 esittävät kuviossa 9 esitetyn pohjapään sulku-vaiheita, jolloin kuvio 13 on kuva kuvion 12 nuolien 13-13 mukaisesti katsottuna.

Kuviot 14, 15 ja 16 esittävät sivukuvina keksinnön mukaisten kalliopulttien muiden vaihtoehtoisten rakenteiden ulkopäitä. Kuvio 17 esittää sivukuvana vielä erään toisen rakenteen ulkopäätä.

il 72576

Kuvio 18 on kuviota 17 vastaava sivukuva, joka kuitenkin esittää kalliopulttia levitettynä.

Kuvio 19 on kuvion 17 viivaa 19-19 pitkin tehty poikkileikkaus. Kuvio 20 on kuvion 18 viivaa 20-20 pitkin tehty poikkileikkaus. Kuviot 21 ja 22 esittävät kahden kalliopultin kahta liitosvai-hetta porareiässä.

Kuviossa 1 esitetty kalliopultti käsittää putken 11, jolla on kuviossa 3 esitetty profiili. Kuvion 3 pisteiden 13 ja 14 välissä putken ympärys muodostaa ympyrän kaaren 12, jolla on keskipiste 15, säde r ja keskuskulma ©ζ, joka on suurempi kuin 180°, itse asiassa keskuskulma on myös suurempi kuin 270°. Putki 11 on vedetty, valssattu tai taivutettu, niin että siinä on syvä syvennys, joka käsittää kaksi loivasti kaarevaa ulompaa osaa 16,17 ja loivasti kaarevan pohjaosan 18. Näillä kolmella osalla 16-18 voi olla ympyrän kaarien muoto, kuten kuviossa 3 esitetään. Ulommat osat 16, 17 on taivutettu yli 180°:n verran, kuten kuviossa 3 esitetään, ja pohjaosa 18 ulottuu pisteen 15 ohi ja putken pyöreän ulomman osan 12 luo tai lähes sen luo. Kaksi ulompaa osaa 16, 17 koskettavat toisiaan tai sijaitsevat ainakin toistensa lähellä. Ympyrän kaaren 12 halkaisija on putken 11 suurin mitta.

4 72576

Putken kummankin pään 21, 22 päälle on sijoitettu vahvistushol-kit 19, 20, ja putken 11 pohjapää 22 on ensin lävistetty ja sen jälkeen suljettu hitsillä 23. Putkimainen lisäosa 24 on sijoitettu putken sisäpään 21 sisään ennen pään lävistystä ja sulkemista hitsillä 25. Kuvioissa 1 ja 3 pultti on esitetty ennen käyttöä. Kuviossa 5 pultti esitetään kiinnitettynä pora-reikään 26, jolloin se on levitetty reikää vasten. Ennen levitystään pultti voidaan sijoittaa vapaasti porareikään 26, koska se on oleellisesti ohuempi kuin porareikä. Putkea 11 levitetään paineistamalla se nesteellä esim. vedellä, jonka paine on esim. 100-500 baaria. Vettä syötetään ulkopuolisesta lähteestä lisäosan 24 kautta. Vahvistusholkit 19, 20 estävät putken 11 päiden leviämisen ja hitsien 23, 25 murtumisen. Jos putket 11 ovat ohutseinäisiä ja tavallisesta hiiliteräksestä valmistettuja, voi alle 100 baarin veden paine olla riittävä, mutta jos putket 11 ovat paksuseinäisiä ja kovemmasta teräksestä valmistettuja, saattaa yli 500 baarin paine olla tarpeen.

Kun pultti paineistetaan, putken 11 ulompi pyöreä osa 12 taipuu kosketukseen porareiän kanssa ja syvennys 16, 17, 18 "rullau-tuu" auki ulommista osistaan 16, 17. Putken 11 kehäpituus on sama ennen levitystä ja sen jälkeen, mikä pienentää halkeilu-vaaraa. Koska jäljelle jäävä syvennys 16-18 on yhtä suuri kuin kuviossa 5 esitetään, se laajenee sisäänpäin esitetyllä tavalla tai siinä on ainakin oleellisesti yhdensuuntaiset seinät 27, 28. Paine vaikuttaa seiniin 27, 28 seinän puristuksen suunnassa, josta on seurauksena, että voima vaikuttaa syvennyksen laajentamisen suunnassa, kun pultti päästetään paineesta, mikä parantaa pultin ja porareiän välistä kitkakosketusta.

Kuviossa 6 esitetään pultti, joka eroaa kuviossa 1 esitetystä päidensä suhteen. Kaksi päätylevyä 31, 32 on kitkahitsattu putkeen 11, ja lisäosa 24 on kitkahitsattu ulompaan levyyn 31. Lisäosa 24 voidaan tietysti sen sijaan kiinnittää levyn 31 päähän kierteillä. On eduksi, että kierteitetty lisäputki voidaan irrottaa ja korvata koukulla tai muulla välineellä, johon voidaan esimerkiksi asentaa johtoja pultin kiinnityksen jälkeen.

Il 5 72576

Kuviossa 8 esitetään pultin ulompi osa, joka käsittää putken 11, jossa kuvion 1 pultista poiketen ei ole syvennystä 16-18 koko pituudellaan, vaan jossa on pyöreä ulompi pää 34, joka on liian leveä porareikään sijoitettavaksi. Kierteitetyllä reiällä 36 varustettu päätylevy 35 liitosputkea varten on kitkahitsattu putken 11 ulkopäähän. Kuviossa 9 esitetään kuviossa 8 esitetyn pultin pohjapää. Kuvioissa 11-13 esitetään pään muodostus-vaiheet. Putken 11 pää on litistetty, kuten kuviossa 11 esitetään, ja taivutettu kuvioiden 12 ja 13 mukaisesti ennen kuviossa 3 esitetyn pitkittäisen syvennyksen 16-18 muodostusta, niin että pultin pohjapää tulee olemaan kuvion 9 mukainen.

Niin ollen poikkileikkaukseltaan pyöreää putkea käytetään kuvioiden 8 ja 9 mukaisen pultin valmistukseen, ja putkelle annetaan kuviossa 3 esitetty profiili viimeisenä vaiheena, kun taas putkea, jolla on kuviossa 3 esitetty profiili, käytetään kuvioiden 1 ja 6 mukaisten pulttien valmistukseen.

Kuviossa 14 esitetään kalliopultin ulompi pää, jota on muunneltu kuviossa 6 esitettyyn kalliopulttiin verrattuna siten, että ulompi vahvistusholkki 19 on kierteitetty koko pituudeltaan, niin että levy 41 voidaan puristaa kalliota vasten mutterin 42 avulla. Holkki 19 voidaan kiinnittää putkeen esim. hitsaamalla se putkeen 11 tai putken päätylevyyn 31.

Kuviossa 15 esitetään pultin ulkopää, jossa levy 43 on hitsattu putken 11 päähän. Suurpainevettä voidaan syöttää putkeen levyssä 43 olevan reiän 44 kautta.

Kuviossa 16, joka esittää myös pultin ulkopäätä, on hoikissa 19 reikä 45, jonka kautta voidaan syöttää vettä pultin levitystä varten. Kalliota koskettava levy 46 on sijoitettu löysästi putken 11 päälle ennen hoikin 19 asennusta putken päälle ja kiinnitystä siihen. Levy 46 saa tukea hoikista 19, kun pultti viedään porareikään ja levy 46 koskettaa kalliota.

Päinvastoin kuin kuvion 14 mukaisessa rakenteessa kuvioissa 15 ja 16 esitettyjä levyjä 43 ja 46 ei voida kiristää pulttien kiinnityksen jälkeen. Tällainen kiristys kiinnityksen jälkeen ei kuitenkaan ole tarpeen, koska pultti levitessään alkaa levitä aksiaalisesta keskikohdastaan ja jää siihen kiinni, 6 72576 ja leviämisen jatkuessa pultin pituus pienenee muutaman millimetrin verran. Tämä pultin pituuden pienennys pakottaa levyn kalliota vasten edellyttäen, että levy on kosketuksessa kallioon ennen levityksen alkamista.

Kuviossa 17 esitetään kuvion 16 kaltainen kalliopultin ulompi pää. Kierteistetty pultti 47 on sijoitettu esitetyllä tavalla ulompaan päähän. Pultti pysyy paikallaan levityksensä aikana. Pultti pysyy puristettuna ja kiinnitettynä putken 11 leviämisen ansiosta, kuten kuvioista 18 ja 20 näkyy. Pulttia 47 voidaan käyttää tukena, johon voidaan esimerkiksi ripustaa johtoja tunnelissa.

Keksinnön mukainen pultti, esim. kuviossa 1 esitetty pultti, voidaan varustaa etupäästään leikkuusärmällä, niin että sitä voidaan käyttää oman reikänsä poraukseen. Huuhtelunestettä voidaan porauksen aikana syöttää kuviossa 3 esitetyn syvennyksen 18 kautta.

Kuvioissa 21 ja 22 on esitetty kahden lyhyen kalliopultin liitostapa, niin että saadaan pitkä kalliopultti. Ensiksi kuvion 1 tai 6 mukainen pultti 38 viedään porareikään. Sen ulompaan päähän on kiinnitetty liitosholkki 39. Kun pulttia 38 sitten levitetään, holkki 39 kiinnittyy pulttiin kitkan avulla. Kun tämä pultti 38 nyt kiinnitetään porareikään, toinen pultti 40 viedään porareikään, niin että se työntyy hoikin 39 sisään. Kun tätä pulttia levitetään, se kiinnittyy hoikkiin 39 kitkan avulla. Niin ollen kaksi pulttia 38, 40 ja liitosholkki 39 muodostavat yhdessä pitkän kalliopultin.

Esitetyt kalliopultit kiinnitetään kitkakosketuksella oleellisesti koko pituudeltaan. Pultit on edullisesti valmistettu pehmeästä hiiliteräksestä niin, että ne mukautuvat porareiän epätasaisuuksiin, esim. porareiän kierukkamaiseen muotoon. Useimmat porareiät ovat hieman kierukkamaisia, ja silloinkin kun ne ovat niin vähän kierukkamaisia, ettei kierukkamuotoa helposti havaita, tämä muoto parantaa kiinnitystä.

Kuvattu levitys suoritetaan ulkopuolisesta lähteestä tulevan painenesteen avulla. Vaihtoehtoisesti se voidaan suorittaa 72576 muulla tavoin, esim. pultissa olevan räjähdysaineen avulla. Pultti voi myös olla avoin putki, jossa on yksi tai useampia pitkittäisiä syvennyksiä, ja levitys voidaan suorittaa mekaanisesti tuurnan avulla, joka työnnetään putken sisään.

Vaikka edellä on kuvattu paisuntakalliopultteja, joiden ensisijaisena tarkoituksena on tukea kerrostumia, keksinnön mukaisia pultteja voidaan käyttää muihin tarkoituksiin esim. silloin, kun päätarkoituksena on suhteellisen lyhyen pultin kiinnitys, niin että se voi kannattaa millaista ulkopuolista kuormaa hyvänsä.

Claims (15)

1. Kalliopulttausmenetelmä, jossa putkimainen pultti sovitetaan porareikään, joka pultti on kapeampi kuin porareikä, ja jolla pultilla on suljettu poikkileikkaus ja tämän jälkeen pultti laajenee kiinnittyäkseen porareikään plastisesti muuttamalla pultin muotoa laajentuakseen porareiässä, tunnet-t u siitä, että laajeneminen tapahtuu ilman pultin ympäryksen plastista pitenemistä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään suljettua pulttia, joka on varustettu syötöllä (24, 25) ja paineistetaan pultti liittämällä syöttö ulkoiseen painenestelähteeseen siten, että pultti laajenee ja kiinteästi kiinnittyy reikään, jonka jälkeen paine poistetaan pultista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään pulttia, jolla on olennaisesti ympyränmuotoinen halkileikkaus, ja jolla on yksi ainoa pitkittäinen syvennys, joka ennen laajennusta ulottuu sisäänpäin yli pultin keskustan, ja joka suoritetun laajennuksen jälkeen porareiässä on syvennyksenä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pulttia levitetään porareikää vasten pituutensa suurehkolta osalta ja edullisesti oleellisesti koko pituudeltaan.

5. Putkimainen kalliopultti, jolla on suljettu halkileikkaus, tunnettu siitä, että sillä on ennen käyttöään poikkileikkauksena kehäpituus, joka on suurempi kuin sellaisen ympyrän kehän pituus, jonka halkaisija on yhtä suuri kuin pultin suurin poikkihalkaisija pultin poikkileikkauksessa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kalliopultti, tunnet-t u siitä, että pultti muodostaa suljetun kammion, ja että siinä on toisessa päässään painenesteen syöttökohta (24). Il 9 72576

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että pultilla ennen käyttöään on ulkoympärys, jossa on oleellisesti pyöreä osa kulman alueella, joka on suurempi kuin 180°, ja että pultissa on yksi ainoa syvennys (16, 17, 18) pyöreää osaa (12) vastapäätä, joka syvennys ulottuu pyöreän osan keskipisteen ohi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että syvennys (16, 17, 18) ulottuu vasten pyöreää osaa (12) .

8 72576

9. Patettivaatimuksen 7 tai 8 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että syvennys (16-18) laajenee sisäänpäin, ja että sillä on loivan kaareva alkuosa ja loivan kaareva pohja.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että pultin mainitussa toisessa päässä on tukiholkki (19), joka estää pultin tämän pään laajenemisen.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kalliopultti, tunnet-t u siitä, että mainitun syöttökohdan muodostaa reikä, joka ulottuu säteensuuntaisesti tukiholkin (19) läpi pulttiin.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että siinä on levy (46) , joka aksiaalisesti tukee tukiholkkiin (19), ja on sovitettu tukemaan vasten kalliota.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että pultin toisessa päässä on tukiholkki (20), joka estää tätä toista päätä laajenemasta.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että pultin syvennys (16-18) on laajennettu vasten mainittua pyöreää osaa (12) pultin päissä ja hitsattu mainittuun pyöreään osaan.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen kalliopultti, tunnettu siitä, että pultin svyennys (16-18) on laajennettu kohti mainittua pyöreää osaa (12) pultin päissä ja hitsattu mainittuun pyöreään osaan, ja vastaavaan tukiholkkiin (19, 20). 10 72576