JP2002526703A - 穿孔及びアンカー装置のための被覆管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、土壌あるいは岩石を穿孔し、そしてアンカー体を形成する装置のための被覆管６に関する。本発明の被覆管６は、ドリルパイプ３及び／又はドリルビット１あるいはドリルハンマと連結され、そしてその周辺全体に複数の貫通開口が形成されている。試錐孔２が掘られると、あるいはアンカーが導入された後、被覆管には、硬化用懸濁剤が充填されることが可能である。本発明によれば、被覆管は、貫通開口９を均等に分布した少なくとも１つの膨張メタル要素６と、ドリルビット１及び／又は他の被覆管要素６に連結するため端部にある、連結要素７、８、特に、スリーブとで構成されている。したがってボーリング穴２は容易に作成され、被覆管６は、堅固に固定されることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、土壌あるいは岩石物質を穿孔し、アンカー体を形成する装置のため
の被覆管に関し、被覆管は、ドリルロッド組立体及び／又はドリルビットあるい
は穿孔ハンマとそれぞれ結合され、その外側周囲周りに複数の通路開口が形成さ
れ、そしてドリル穴完成後、あるいはルーフボルト挿入後、硬化用懸濁剤が充填
されることが可能である。

【０００２】 土壌あるいは岩石物質に、穿孔、特に、衝撃式穿孔あるいは回転衝撃式穿孔に
よって穴をあけ、そして続いて穴をライニングする装置は、様々な構成のものが
既知である。それらによって、場合によっては、極めて大きい長さに渡って延在
する穴あるいは孔が、ドリルロッド組立体に取り付けられるドリルビットの援助
によって形成され、ドリル穴が、衝撃式動き、及び／又は回転式動きによって形
成される。場合によっては極めて大きい長さにわたって延在するドリル穴に物質
が侵入することを防止するために、及び／又は、孔の完成後、ライニングを設け
ることを可能にするために、たとえば、穿孔手順の間に導入されるドリルロッド
組立体を包囲する被覆管を使用することが提案されている。

【０００３】 孔完成後、アンカーあるいはルーフボルトが、例えば、被覆管に導入されたり
、あるいはドリルロッド組立体が、アンカー手段として直接使用されたり、また
迅速に凝固する懸濁剤が、周囲物質を強化するために導入されることが可能であ
る。

【０００４】 最初に定義された種類の被覆管を備える装置は、たとえば、国際出願第９８／
２１４３９号公報に見ることができ、そこには、穴をあけ、そして穴をライニン
グするプロセス及び装置が開示されている。ドリルビットを駆動するドリルロッ
ド組立体を取り囲む被覆管によって、環状空間は、被覆管と、ドリルロッド組立
体の外側周囲との間に設けられ、そして、たとえば、ドリルビットに直接続く領
域に、少なくとも１つの通路開口が、十分に固い被覆管に設けられ、その通路開
口によって、掘削された物質が、作り出されるドリル穴から機能的に取り除かれ
ることが可能であり、そして硬化用懸濁剤が、アンカー体を形成するために周囲
物質に排出されることが可能である。

【０００５】 ドリル穴の形成と同時に被覆管を導入する代わりに、ドリル穴完成後、時間の
かかる複数のステップの操作により、ドリルビットが、ドリル穴から取り除かれ
、そしてライニング管あるいは被覆管が、ドリル穴に続いて挿入される方法が、
さらに知られている。ドリル穴のこのようなライニングのため被覆管あるいはス
リーブのような挿入は、たとえば、ＤＥ−Ｂ ２１ ３３ ５９３、ＡＴ−Ｂ
３２９ ４８７、ＡＴ−Ｂ ２６２ １９６などに見ることができる。このよう
な手順のモードは、完成したドリル穴への物質の侵入が、確実に排除されること
が可能であるこれらの場合にだけ適用可能であることは明らかであり、さらに、
ライニングあるいは被覆管のその後の挿入を可能にするために、それに合うよう
に拡大された断面に穴があけられる必要がある。極めて大きい長さのこのような
ライニング管あるいは被覆管を挿入することを可能にするために、それらの管は
、順番に、比較的厚さが厚い壁を有して、その安全な挿入を可能にし、そのため
に、被覆管の大きさに適合される比較的大きな直径を有するドリルビットが使用
される必要がある。

【０００６】 しかしながら、硬化性懸濁剤の噴出後、ルーフボルトと、ルーフボルトを取り
囲む被覆管との適切なアンカー体について、周囲物質との適宜に安定した接合が
、さらに適宜の高い負荷のもとでルーフボルトの意図しない取り除きを確実に回
避することを可能にするために、必要とされている。この明細書において、たと
えば、国際出願第９８／２１４３９号などの被覆管の周知の実施形態は、被覆管
がスチールあるいは合成要素で通常作られるほぼ滑らかな表面を有するという欠
点を含んでおり、そのために、被覆管に設けられる複数の通路開口を通して懸濁
剤を導入するときでさえ、硬化用懸濁剤の周囲物質への部分的な局部浸透が生じ
、そしてほぼ滑らかな、あるいは平坦な接触領域が、懸濁剤と被覆管の外側表面
との間に得られ、したがって、特に、被覆管の領域において、部分的に強くアン
カー効果を損傷する。

【０００７】 本発明の目的は、最初に定義された種類の被覆管を提供することであり、被覆
管を同時に挿入することによるドリル穴の迅速で、かつ簡単なライニングに加え
て、被覆管に挿入されるルーフボルトの、あるいはルーフボルトとして用いられ
るドリルロッド組立体の確実なアンカー体あるいはさらなる強化が、堅固に固定
される被覆管を用いて、ドリル穴を取り囲む物質に少なくとも部分的に排出され
る硬化性懸濁剤を導入することによって続いて得られる。これらの目的を解決す
るために、本発明による被覆管は、本質的に、被覆管が、均等に分布された通路
開口が設けられる少なくとも１つの膨張メタル要素で形成され、そして、その端
部に、ドリルビット及び／又は別の被覆管要素との連結のために、連結要素、特
に、スリーブを備えていることを特徴としている。本発明によれば、被覆管が、
その外側周囲周りに均等に分布される複数の通路開口が設けられる少なくとも１
つの膨張メタル要素で形成されるという事実により、ルーフボルトを据え付ける
ためドリル穴の完成後、周囲物質への硬化用懸濁剤の大きな表面の排出が、安全
に実現可能であり、そのために、ルーフボルトおよび被覆管の適宜に安全なアン
カー体が得られる。そのうえ、少なくとも１つの膨張メタル要素を有する被覆管
の構成により、被覆管が、完全に平坦で、滑らかな外側表面を有していないので
、硬化用懸濁剤を導入すると、懸濁剤硬化後、周囲物質内のアンカー効果が、そ
の結果、膨張メタル要素の固有の表面構造、あるいは膨張メタル要素の表面の固
有の起伏により、拡張されることが確実にされる。極めて大きい長さの孔が設け
られる場合、その長手方向の延長部全体に区画割りされる被覆管は、それぞれに
、いくつかの連続的に配列された膨張メタル要素が適切な連結要素によって、相
互に連結されるか、あるいはドリルビットを直接に結合するかのそれ自体周知の
方法で用いられている。適切な数の通路開口を有する膨張メタル要素を使用する
ことによって、被覆管の高い弾性が、穿孔手順の間に被覆管の挿入によって確実
にされ、そのため、穿孔手順が妨げられることなく、そしてジャケット管全体に
わたって力の分布が得られる。さらに、硬化用懸濁剤の投入後、被覆管の全長を
覆う付加的保護効果が、起伏のある表面による周囲物質内の安全なアンカー体上
の膨張メタルによって得られ、そのため、被覆管及び任意にその中に受容される
ルーフボルトは、凝固後、密着して取り付けられ、膨張メタルによるアンカー効
果、あるいは強化効果の拡張により、場合によっては、より小さい大きさにされ
たルーフボルト及び、それゆえ場合によってはより小さい大きさにされたドリル
穴で処理することが実現可能であり、それが、順番に、材料節約及び穿孔作業の
減少へと導くことになる。

【０００８】 硬化用懸濁剤のための、及び適宜に良好なアンカー効果のための大きい通路断
面を得るために、膨張メタル要素の通路開口が、ほぼ偏菱形の、あるいは菱形の
形状を有することが好ましい実施形態により提供されている。このような偏菱形
の、あるいは菱形の通路開口の形状によって、そのうえ、概して、ほぼ曲線的で
、あるいは球形の形状を有する掘削された物質によって、完全に遮断されず、そ
して塞がれないことが、穿孔手順の間、確実にされる。この明細書において、さ
らに、膨張メタル要素が、格子のような、あるいは金網のような構造を有し、そ
のため、物質断面に対しそれに合うような大きな開放通路領域が、個々の通路開
口間に存続し、そして懸濁剤を投入し、硬化すると、拡張された強化効果とアン
カー効果との同時達成のもとに導入する間に高い弾性が結果として生ずることが
、特に好ましい方法において考慮されている。

【０００９】 ドリルロッド組立体、あるいは続いて据え付けられるルーフボルトに対して少
なくとも１つの膨張メタル要素で構成される被覆管の適切な誘導を行うために、
環状空間が、本発明による装置の別の好ましい実施形態と対応するように、被覆
管と、ドリルロッド組立体、あるいはルーフボルトとの間にそれぞれに配列され
るスペーサ、特に、１つ又は複数の膨張メタル要素の端部領域に設けられるスリ
ーブ要素によって画定されることが提案されている。

【００１０】 被覆管の形成のため膨張メタル要素を使用することにより、続いて導入される
硬化物質のための適宜の大きな通路断面の実現と、適切な強化効果及びアンカー
効果の達成とが可能となるが、複数の通路開口は、ある場合には、たとえば、ル
ーフボルトが、数年間、ドリル穴内に存続する場合、腐食によってルーフボルト
を損傷させる水あるいは湿気が周囲物質からルーフボルトの領域に浸透する危険
を生じる場合がある。したがって、ルーフボルトへの湿気の浸透に対する追加の
保護を与えるために、被覆管が、径方向から見て、通路開口を有して構成され、
そして内側表面及び外側表面とに配列される膨張メタル要素間に設けられる合成
管を有するいくつかの層に構成されることが、本発明の別の好ましい実施形態に
より提案されている。好ましい方法で本発明により提案され、そして外側に配列
された膨張メタル要素と、中間の合成管とで構成されるサンドイッチ形状構造に
より、拡張されたアンカー効果に決定的に重要である膨張メタル要素の特性は、
合成管によって、ルーフボルトへの湿気の浸透を大幅に最小とし、この故に、腐
食の危険をも最小とするのに利用されることが可能である。続く固定するべく懸
濁剤を排出するために、合成管には、いうまでもなく、適切な通路開口が設けら
れ、この明細書において、合成管が、被覆管の外側側面に向う方向にだけ開いて
、閉鎖可能である複数の出口開口を有して構成され、そのため、周囲領域への硬
化用懸濁剤の確実な排出が、このような閉鎖可能な出口開口、あるいはドリル穴
の外側への方向だけへのバルブ効果によって開く開口によって確実にされると同
時に、湿気の浸透を回避することが、特に好ましい方法において考慮されている
。その方法において、それに合うような安全なアンカー体が、さらに、たとえば
、オーバーレイ岩石と呼ばれる岩石、あるいはルーズな岩石によって形成される
周囲物質において得られ、懸濁剤の硬化後、膨張メタル要素の固有の起伏状態は
、さらに、それに合うような強いアンカー効果と、同時に、合成管によって、起
こり得る存在する湿気に対する封止とを確実にする。

【００１１】 特に、複数層のサンドイッチ構造で構成される被覆管について、スリーブによ
って形成される連結要素は、段付き形状、あるいはオフセット領域を有して形成
される形状を有し、その上に、内側と外側とに配置された膨張メタル要素及び中
間の合成管が、可撓性であることが、連結要素あるいはスリーブに関する別の好
ましい実施形態により提案されている。

【００１２】 特に複数層の被覆管を、穿孔手順の間に容易に進入させることを可能にし、そ
れによって、穿孔手順の間に既に、ドリルロッド組立体のための適切な保護効果
を設けるために、さらに、引張り駆動のもとに、被覆管は、任意に、結合要素、
特に、ドリルビットに作用する衝撃シューを挿入することによって、ドリルビッ
トと結合されることが可能であることが好ましい方法で提供されている。

【００１３】 下述のことにおいて、本発明は、添付の図面に概略的に示されている例示的な
実施形態によって、より詳細に説明されている。

【００１４】 図１は、外形が２で示されているドリル穴を形成するドリルビット１を概略的
に示し、概略的に示されたドリルロッド組立体３は、ドリルビット１を駆動する
ために使用される。穿孔要素４とは別の方向に向いている側にドリルビット１、
あるいはドリルビット１の衝撃シュー５に密接して、被覆管６が設けられ、その
被覆管６は、特に図２から明確に明らかなように、膨張メタル要素で構成されて
、それらの端部領域には、ドリルビット１、あるいは衝撃シュー５、また隣接し
た被覆管要素６との結合のためのスリーブ要素７、８がそれぞれ設けられている
。スリーブ要素７、８は、特に、大きな寸法のドリル穴の場合、ドリルロッド組
立体３の延長と同様の被覆管６の適切な延長を可能にするため、適切な差し込み
式、あるいはスクリュー連結を得るように構成されている。

【００１５】 このような被覆管あるいは膨張メタル要素６は、図２において再び明確に示さ
れ、膨張メタル要素によって形成される被覆管６の外側周囲周りに均等に分布さ
れる通路開口それぞれが、ほぼ偏菱形のあるいは菱形の形状９を有し、被覆管６
の表面が、全体的に見て格子形状構造あるいはメッシュのような構造を結果とし
て生ずることが明らかである。

【００１６】 穴２の完成後、ドリルロッド組立体３は、アンカーあるいはルーフボルトとし
て直接使用されるか、あるいは独立したルーフボルトは、完成した孔２と、少な
くともドリルビット１の部分を有するドリルロッド組立体３を除去後の被覆管６
の内部とに挿入され、その後、硬化用懸濁剤が、被覆管６の内部に導入され、そ
して、膨張メタル要素６で形成される通路開口９を通って周囲物質の方に流出す
ることが可能である。懸濁剤の硬化後、極めて耐性のあるアンカー体が、完成し
たドリル穴２内に実現され、そのアンカー効果は、特に、硬化された懸濁剤にお
けるルーフボルトのアンカー体に加えて、追加された補強効果を生ずることによ
って、被覆管６でさえ、それに合うような確実なアンカー体を可能にする膨張メ
タル要素６の完全に平坦でない表面構造によって維持される。

【００１７】 拡大スケールによる図３は、概略的に１０で示される被覆管の変形された実施
形態による部分断面を示し、その複数層被覆管１０は、前と同じように、複数の
開口が設けられている外側に配置された膨張メタル要素１１と、開口が設けられ
ている内側に配置された膨張メタル要素１２と、中間に設けられた合成管あるい
は要素１３とによって形成されている。膨張メタル要素１１、１２は、図１及び
図２に示されている膨張メタル要素６と同じ方法で前と同じように構成あるいは
形成され、複数の偏菱形あるいは菱形通路開口９を備えている。対比すると、中
間に配置された合成管１３は、通路開口の数が少なく構成され、図３は、開口１
４の１つを示し、それは、バルブ効果の点で、懸濁剤の通過が、矢印１５によっ
て示される方向のみに連続して排出されることを可能にする。図３に示される実
施形態において、したがって、アンカー体の形成のため懸濁剤導入後、湿気ある
いは水分が、ドリルロッド組立体３、あるいはドリルロッド組立体３の代わりに
位置されるルーフボルトの向う方向に周囲物質から流入することがなく、その結
果、腐食の影響を回避し、そして多年にわたってドリル穴内に存続することが可
能なルーフボルトの成果を可能とすることが確実にされる。

【００１８】 被覆管１０の図３に示される実施形態において、オフセットあるいは段付き領
域１７を備えるスリーブ１６の変形された実施形態が、被覆管１０のサンドイッ
チ構造形成のために、個々の層、あるいは要素１１、１２、１３の固定を可能に
するために使用されている。そのうえ、スリーブ要素１８の追加のスペーサある
いは突起が、ドリルロッド組立体３あるいはセットされるルーフボルトに対して
、図面のすべてにおいて１９で示される全体構造それぞれの中心線を適切に位置
付けすることを可能にするために図３に示されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 追加として示される穿孔装置の部分で穴をあける装置のための、本発明による
被覆管の部分断面概略側面図である。

【図２】 膨張メタル要素で作られる本発明による被覆管の側面図である。

【図３】 本発明による複数層の被覆管の変形された実施形態による拡大部分断面を示し
ている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＮＯ ，ＰＬ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＳ，ＹＵ， ＺＡ (72)発明者 ベーム，カール オーストリア国、アー−4052・アンスフエ ルデン、ゾンマーラントシユトラーセ・12 Ｆターム(参考） 2D041 GA01 GC03 GC14

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土壌あるいは岩石物質を穿孔し、そしてアンカー体を形成す
   る装置のための被覆管（６）であって、前記被覆管（６）は、ドリルロッド組立
   体（３）及び／又はドリルビット（１）あるいはドリルハンマとそれぞれ連結さ
   れ、そしてその周囲に複数の通路開口（９）が形成され、そしてドリル穴（２）
   の完成後、あるいはルーフボルト挿入後、硬化性懸濁剤が充填されることが可能
   であり、前記被覆管（６、１０）は、均等に分布された通路開口（９）が設けら
   れる少なくとも１つの膨張メタル要素（６、１１、１２）で形成され、そして前
   記ドリルビット（１）及び／又はさらに被覆管要素（６、１０）と連結のため、
   その端部に、連結要素（７、８、１６）、特に、スリーブを備えていることを特
   徴とする被覆管。
2. 【請求項２】 前記膨張メタル要素（６、１１、１２）の前記通路開口（９
   ）が、ほぼ偏菱形、あるいは菱形形状を有することを特徴とする請求項１に記載
   の被覆管。
3. 【請求項３】 前記膨張メタル要素（６、１１、１２）が、格子状、あるい
   は網状の構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の被覆管。
4. 【請求項４】 環状空間が、前記被覆管（６、１０）と前記ドリルロッド組
   立体（３）あるいはルーフボルトの間にそれぞれ配置されるスペーサ（１８）、
   特に、前記１つ又は複数の膨張メタル要素の端部領域に設けられるスリーブ要素
   （７、８、１６）によって画定されていることを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか一項に記載の被覆管。
5. 【請求項５】 前記被覆管（１０）が、通路開口（９）を有して構成され、
   径方向に見て、内側表面と外側表面とに配置される膨張メタル要素（１１、１２
   ）間に設けられる合成管（１３）を有していくつかの層に構成されることを特徴
   とする請求項１から４のいずれか一項に記載の被覆管。
6. 【請求項６】 前記合成管（１３）が、前記被覆管（１０）の外側に向う方
   向のみに開いて、そして閉鎖可能な複数の出口開口（１４）を有して構成される
   ことを特徴とする請求項５に記載の被覆管。
7. 【請求項７】 スリーブ（１６）によって形成される前記連結要素が、段付
   き形状、あるいはオフセット領域（１７）を有して形成される形状を有し、そし
   て前記内側及び外側に配置された膨張メタル要素（１１、１２）及び前記中間合
   成管（１３）が固定可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の被覆管
   。
8. 【請求項８】 引張り駆動のもとに前記被覆管（６、１０）が、任意に、結
   合要素、特に、前記ドリルビット（１）に作用する衝撃シューを挿入することに
   よって、前記ドリルビット（１）、あるいは前記穿孔ハンマーとそれぞれ結合さ
   れることが可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の
   被覆管。