FI79597B - Foerfarande och apparat foer matning av betong i ett borrhaol vid betongbultning av berg. - Google Patents

Description

1 79597

Menetelmä ja laitteisto betonin syöttämiseksi porareikään kallion betonipultituksessa Tämän keksinnön kohteena on menetelmä betonin syöt-5 tämiseksi porareikään kallion betonipultituksessa, jonka menetelmän mukaisesti - reikään työnnetään syöttöletku, - syöttöletkun kautta pumpataan reikään ylimäärä betonia kallion halkeamien täyttämiseksi ja 10 - syöttöletkua siirretään ulospäin reiässä tahdis- tetusti betonin pumppauksen kanssa.

Kalliopultituksessa kiinnitetään betonin avulla pultteja tai vaijereita kallioon porattuihin reikiin kallion vahvistamiseksi kaivoksissa ja kallioon louhituissa 15 tiloissa.

SE-hakemusjulkaisusta 7901616-8 on aikaisemmin tunnettu kallionpultituslaitteisto, jossa betonin syöttöputki on kiinnitetty kannatinpalkkia pitkin liikuteltavaan kelkkaan, jonka avulla syöttöputki on työnnettävissä kallioon 20 porattuun reikään ja vedettävissä ulos reiästä.

Betonin syöttäminen porareikään suoritetaan tällä tunnetulla laitteistolla työntämällä syöttöputki reiän pohjaan asti ja syöttämällä betonia reikään, samalla kun syöttöputkea vedetään ulospäin reiässä. Syöttöputken ulos-25 vetämistä varten on syöttöputken kelkkaa liikuttelevan siirtomoottorin toiminta pakkotahdistettu betonin syöttö-pumpun moottorin kanssa, niin että syöttöputki annostelee sitä mukaa kun syöttöputki liikkuu ulospäin reiässä niin paljon betonia reikään, kun on arvioitu tarvittavan reiän 30 täyttämiseksi.

Betonin tällaisen syöttötavan epäkohtana on kuitenkin se, ettei ole mahdollista luotettavasti varmistaa, että porareikä todellakin tulee täytetyksi halutulla määrällä betonia. Kalliossa voi nimittäin olla ruhjeita ja 35 halkeamia, joihin betoni voi tunkeutua betonia syötettäes- 2 79597 sä reikään. Koska syöttöputkea vedetään ulospäin tahdis-tetusti betonin syötön kanssa, on tällaisessa tapauksessa seurauksena, että reikä täyttyy epätäydellisesti reikää varten tarkoitetun betonimassan tunkeutuessa ruhjeisiin 5 ja halkeamiin. Toisaalta ei voida olla varmoja, riittikö betonimassa edes halkeaman osittaiseen täyttämiseen. Kalliopultin betonointi saattaa tämän takia jäädä puutteelliseksi .

CH-patenttijulkaisussa 615 245 on esitetty menetel-10 mä betonin syöttämiseksi porareikään. Tämä menetelmä perustuu siihen, että reikään syötetty betoni työntää syöttöputkea ulospäin reiässä sitä mukaa kun betoni täyttää reiän. Tämän menetelmän toteuttaminen edellyttää kuitenkin, että porareikään työnnetään syöttöputken mukana tai-15 puisa, huokoinen letku, joka ympäröi tiiviisti syöttöputken kärkeä ja jonka sisään betoni purkautuu. Tällä menetelmällä halkeamia ja ruhjeita ei saada edes osittain täytetyksi betonilla.

FI-patenttihakemuksessa 832124 on ehdotettu käyttää 20 hyväksi betonin täyttöpainetta porareiässä syöttöputken vetämiseksi pakkotoimisesti käyttölaitteen avulla ulos reiästä siinä kulloinkin vallitsevasta betonin täyttöpai-neesta riippuen. Näin varmistetaan, että ei ainoastaan porareikä vaan myös sen tielle sattuvat halkeamat ja ruh-25 jeet saadaan täytetyiksi betonilla. Kun pulttipituudet kasvavat pitkiksi, esim. yli 4 m, aiheuttavat betonimassalla täytetyn syöttöputken paino ja putken ja reiän välinen kitka sekä putken ja reiän välinen halkaisijaero kuitenkin sen, että syöttöputki ei enää toimikaan betonia 30 työntävänä mäntänä. Tällöin on syöttöputken ulosvetonopeus arvioitava sopivaksi pumpun tuottoon nähden, mikä tuo mukanaan epävarmuustekijöitä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja joka var-35 mistaa porareiän täyttämisen betonilla silloinkin, kun 11 3 79597 kalliossa on ruhjeita ja halkeamia. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että letkua vedettäessä ulospäin reiässä pumpataan syöttöletkuun jatkuvasti letkun ulosvedettyä matkaa 5 kohti betoniannos, joka on suurempi kuin se betonimäärä, joka täyttää ehjän reiän betonilla syöttöletkun mainitulla matkalla.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että porarei-kään pumpataan hallitusti jokin ylimäärä, esim. 20 % be-10 töniä, verrattuna siihen betonimäärään, joka tarvitaan ehjän reiän täyttämiseen. Mikäli kalliossa on halkeamia, tunkeutuu ylimääräinen betoni halkeamiin. Kun tiedetään kallion rikkonaisuus, voidaan betoniylimäärä valita kallion laadun mukaan porareiän täyttymisen varmistamiseksi. 15 Betoniylimäärä työntyy halkeamiin ja täyttää ne ainoastaan poratun reiän läheisyydessä, mikä yleensä riittää pultin kiinnittämiseksi reikään.

Betonin pumppausta voidaan ohjata syöttöletkun ulosvedettävän matkan mukaan tai ulosvetonopeuden mukaan, 20 niin että betoniylimäärän syöttö porareikään tapahtuu pak-kokäyttöisesti syöttöletkun ulosvetoliikkeestä riippuen.

Kallioon reikää porattaessa voidaan porauksen syvyyttä mitata porauksen aikana, niin että tiedetään, millä etäisyydellä porakruunu kulloinkin on porareiän suusta 25 laskettuna. Porakruunun työntyessä kalliossa olevaan suurempaan rakoon porari havaitsee porakoneen liikkeestä halkeaman tai ontelon. Merkitsemällä muistiin syvyyslukemat porareiän pituudella todetuista onteloista tiedetään kallion laatu.

30 Mittaamalla betonin syöttöletkun liikematkaa voi daan syöttöletkun kärki pysäyttää porareiässä haluttuihin kohtiin. Syöttöletkua vedettäessä ulos reiästä voidaan syöttöletkun kärki pysäyttää onteloiden kohdalle ja täyttää ne pelkästään betonia pumppaamalla. Pienemmät raot 35 kalliossa, joita porari mahdollisesti ei ole huomannut 4 79597 porauksen aikana, täyttyvät itsetoimivasti betonin annos-teluylimäärällä.

Keksinnön kohteena on myös menetelmän soveltamiseksi tarkoitettu betoninsyöttölaitteisto, jossa on laitteis-5 to betonin syöttämiseksi porareikään kallion juotospulti-tuksessa, jossa laitteistossa on - syöttölaite, joka on työnnettävissä porareikään betonin syöttämiseksi reikään, - primääripumppu ja mäntätyyppinen annostelupumppu, 10 joka on yhdistetty primääripumppuun ja syöttöletkuun beto- niannoksen vastaanottamiseksi primääripumpusta ja pumppaamiseksi syöttöletkuun ja - siirtolaite syöttöletkun työntämiseksi reikään Ja vetämiseksi ulos siitä.

15 Laitteistolle on tunnusomaista se, että annostelu- pumpun käyttölaite on yhdistetty syöttöletkun ulosvetoa tunnustelevaan mittalaitteeseen annostelupumpun käyttölaitteen ohjaamiseksi syöttöletkun ulosvedosta riippuen tai päinvastoin.

20 Tässä laitteistossa primääripumppu täyttää annoste lijana toimivan mäntätyyppisen sekundääripumpun ja vasta kun annostelupumppu on luotettavasti täyttynyt tekee se betonia reikään työntävän pumppausiskun. Annostelupumpun isku on suhteutettu syöttöletkun ulosvedettävään matkaan 25 annostelupumpun yhtä betoniannosta kohti. Annostelupumpun ansiosta tiedetään varmuudella, miten suuri betoniannos kulloinkin on pumpattu reikään. Tavanomaiset betonipumput eivät vuodoista ja pumppaushäviöistä johtuen anna riittävän luotettavaa tietoa todellisesta pumpatusta betonimää-30 rästä.

Annostelupumpun isku voidaan suhteuttaa letkun ulosvetoliikkeeseen joko sähköhydraulisella tai hydraulisella seurantaohjauksella. Tunnustelemalla syöttöletkun ulosvetonoeputta voidaan ohjata annostelupumpun iskun no-35 peutta.

5 79597

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaavamaisesti menetelmän toteuttamiseksi sopivan betoninsyöttölaitteiston toimintaperiaa-5 tetta, ja kuvio 2 esittää suuremmassa koossa aksiaalileik-kauksena porareiässä olevaa syöttöletkua.

Piirustuksen kuviossa 1 on esitetty betoninsyöttölaitteiston syöttöletku 1, joka on esittämättä jätetyn 10 kuljetusalustan varaan asennetun puomiston ja syöttöpalkin kannattama, kuten on esitetty esim. hakijan FI-patentti-hakemuksessa 832124 kuvatussa juotospultituslalttelstossa.

Syöttöletku ulottuu siirtokoneiston 2 läpi, jonka avulla letku on liikuteltavissa aksiaalisesti. Siirtoko-15 neistoa käyttää käyttölaite 3, esim. hydraulimoottori.

Betonin pumppaamista varten sisältyy laitteistoon primääripumppu 4, joka voi olla mitä tahansa pumpputyyp-piä, mutta joka edullisesti on 1- tai 2-toimisen mäntäpum-pun muodostama. Pumpun käyttölaitteena 5 on edullisesti 20 hydraulisylinteri. Pumpun tulopuoli on yhdistetty johdolla 6 takaiskuventtiilin 7 kautta betonimassaa syöttävään astiaan 8.

Betoninpumppauslaitteistoon kuuluu edelleen 1-toi-minen mäntätyyppinen annostelupumppu 9, jonka tulopuoli 25 on yhdistetty johdolla 10 takaiskuventtiilin 11 kautta primääripumpun poistopuolelle. Annostelupumpun käyttölaitteena 12 on edullisesti hydraulisylinteri. Annostelupumpun poistopuoli on yhdistetty syöttöletkuun 1, kuten katkoviivalla 13 on kuvattu.

30 Syöttöletkun liikeradalle on asennettu mittalaite 14, joka rekisteröi syöttöletkun aksiaaliset liikkeet. Mittalaite on kytketty ohjaamaan annostelupumpun käyttölaitteen toimintaa, kuten yhdysviivalla 15 on esitetty. Ohjaus voi olla esim. sellainen, että mittalaitteen mit-35 tausrullan tiettyä kierrosmäärää kohti annostelupumpun pumppausisku etenee tietyn matkan verran. Tarkoituksena 6 79597 on suhteuttaa syöttöletkun liike ja annostelupumpun pumppaus toisiinsa siten, että syöttöletkun tiettyä aksiaalista liikematkaa vastaa tietty annostelupumpun pumppaama betonimäärä. Mittalaitteen ja annostelupumpun käyttölait-5 teen välinen ohjaus voi olla sähköhydraulinen tai hydraulinen seuranta.

Annostelupumpun käyttölaite 12 on vuorostaan kytketty ohjausyhteyteen primääripumpun käyttölaitteen kanssa, kuten yhdysviivalla 16 on esitetty, siten, että pri-10 määripumppu käynnistyy, kun annostelupumppu on suorittanut loppuun betoninpumppaussiskun, ja aikaansaa annostelupumpun männän paluuliikkeen ja annostelupumpun täyttymisen betonilla. Kun annostelupumppu on suorittanut paluuliikkeen, ohjaus pysäyttää primääripumpun. Mainitun mittalait-15 teen ja annostelupumpun välinen ohjaus aikaansaa annostelupumpun pumppausiskun käynnistymisen, kun syöttöletku alkaa liikkua ulospäin porareiässä.

Laitteisto toimii seuraavalla tavalla.

Primääripumppu täyttää annostelupumpun, niin että 20 se sisältää tietyn betoniannoksen. Kun syöttöletku on työnnetty siirtokoneistolla kallioon 17 porattuun reikään 18 ja siirtokoneisto alkaa vetää syöttöletkua ulospäin reiässä, reagoi mittalaitteen syöttöletkua varten vierivä rullasto tähän ulosvetoliikkeeseen ja antaa käynnistysim-25 pulssin annostelupumpun käyttölaitteelle. Annostelupumppu suorittaa tällöin letkun ulosvetoliikkeeseen suhteutetun iskun, niin että pumpusta työntyy betonia letkuun ja reikään siinä tahdissa, kun letku liikkuu ulospäin reiässä.

Keksinnön mukaisesti on annostelupumpun isku eli 30 syöttöletkuun pumpattu betoniannos suhteutettu syöttöletkun ulosvetoliikkeeseen siten, että pumppu työntää reikään ylimäärän betonia verrattuna siihen määrään, joka teoreettisesti riittäisi täyttämään porareiän, mikäli reikä olisi ehjä, ts. siinä ei olisi halkeamia ja rakoja. Tämä ylimää-35 rä voi olla esim. 20 % ja valitaan suuremmaksi tai pienemmäksi riippuen kulloinkin kyseessä olevan kallion laadus- li 7 79597 ta. Kallio, jossa on suhteellisen paljon halkeamia, voi vaatia suuremman ylimäärän kuin kallio, jossa on suhteellisen vähän halkeamia. Pumppauksen aikana betoniylimäärä tunkeutuu näihin halkeamiin ja rakoihin.

5 Pitkissä pultattavissa rei'issä on annostelupumppu täytettävä mahdollisesti useita kertoja ja tällaisen täytön ajaksi syöttöletkun siirtokoneisto pysäytetään.

Porareikää täytettäessä betonilla voidaan syöttö-letkun liike pysäyttää etukäteen havaittujen onkaloiden 10 kohdalle ja pumpata betonia onkaloon annostelupumpulla mittalaitteen ja käyttölaitteen välisen ohjauksen ollessa tämän ajan poiskytkettynä. Samanlaista ontelotäyttöä voidaan suorittaa myös syöttöletkua työnnettäessä reikään.

Betonia primääripumpulla pumpattaessa saattaa pump-15 puun päästä ilmaa. Ilman poistamiseksi on syöttöletkuun tehty etäisyydelle L letkun kärjestä yksi tai useampia pienehköjä reikiä 19. Betonimassaa pumpattaessa se virtaa hitaasti ulos pienestä reiästä päävirtauksen kuitenkin purkautuessa syöttöletkun päästä. Ilmakuplan tullessa 20 reiän kohdalle poistuu se paineenalaisena helposti pienestä reiästä.

Mitta L riippuu porattavien reikien pituudesta ja säädettävästä betoniylimäärästä. Ehjässä porareiässä betoniylimäärä ei saa ylittää mittaa L, kun porareikä on täy-25 tetty. Letkun reikien on oltava koko porareiän pituudella syötetyn betonipatsaan ulkopuolella, niin että ilma pääsee poistumaan avoimeen tilaan.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on vain tarkoitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityis-30 kohdiltaan voivat keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Sen asemesta, että pumppausiskun matkaa tai nopeutta ohjataan letkun ulosvetomatkasta tai -nopeudesta riippuen, on mahdollista menetellä päinvastoin eli ohjata letkun ulosveto-35 matkaa tai -nopeutta pumppausiskun matkasta tai vastaavasti nopeudesta riippuen.

Claims (8)

1. Menetelmä betonin syöttämiseksi porareikään kallion betonipultituksessa, jonka menetelmän mukaisesti 5 - reikään (18) työnnetään syöttöletku (1), - syöttöletkun kautta pumpataan reikään ylimäärä betonia kallion halkeamien täyttämiseksi ja - syöttöletkua siirretään ulospäin reiässä tahdis-tetusti betonin pumppauksen kanssa, 10 tunnettu siitä, että letkua vedettäessä ulospäin reiässä pumpataan syöttöletkuun (1) jatkuvasti letkun ulosvedettyä matkaa kohti betoniannos, joka on suurempi kuin se betonimäärä, joka täyttää ehjän reiän betonilla syöttöletkun mainitulla matkalla.

2. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betoniannos valitaan sitä suuremmaksi, mitä rikkonaisempi porareiän (18) kallio (17) on.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että betoniannos pumpataan suhteessa syöttöletkun (1) ulosvetoliikkeeseen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betonipumpun (9) pumppausiskun matkaa ohjataan syöttöletkun (1) ulosvetomatkasta riippuen 25 tai päinvastoin.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että betonipumpun (9) pumppausiskun nopeutta ohjataan syöttöletkun (1) ulosvetonopeudesta riippuen tai päinvastoin.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että syöttöletkua (1) vedettäessä porareiästä (18) keskeytetään putken pään ulosvetä-minen reikää porattaessa todettujen halkeamien, onteloiden ja sentapaisten kohdalle ja jatketaan betonin pumppaamista 35 syöttöputkeen. li 9 79597

7. Laitteisto betonin syöttämiseksi porareikään kallion juotospultituksessa, jossa laitteistossa on - syöttölaite (1), joka on työnnettävissä porareikään (18) betonin syöttämiseksi reikään, 5. primääripumppu (4) ja mäntätyyppinen annostelu- pumppu (9), joka on yhdistetty primääripumppuun (4) ja syöttöletkuun betoniannoksen vastaanottamiseksi primääri-pumpusta ja pumppaamiseksi syöttöletkuun ja - siirtolaite (2) syöttöletkun työntämiseksi rei-10 kään ja vetämiseksi ulos siitä, tunnettu siitä, että annostelupumpun käyttölaite (12) on yhdistetty syöttöletkun ulosvetoa tunnustelevaan mittalaitteeseen (14) annostelupumpun käyttölaitteen ohjaamiseksi syöttöletkun ulosvedosta riippuen tai päinvas-15 toin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettusiitä, että annostelupumppu (9) on sovitettu pumppaamaan syöttöletkuun (1) yhtä iskua vastaavan betoniannoksen syöttöletkun määrättyä ulosvedettyä matkaa 20 kohti, joka betoniannos on suurempi kuin se betonimäärä, joka tarvitaan ehjän reiän täyttämiseksi betonilla syöttö-letkun mainitulla matkalla. 10 79597