JP3990538B2 - 穿孔及びアンカー装置のための被覆管 - Google Patents

Description

【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つのエキスパンデッド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つのエキスパンデッド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つのエキスパンデッド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、エキスパンデッドメタル要素の固有の表面構造、あるいはエキスパンデッド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エキスパンデッド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エキスパンデッド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エキスパンデッド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、エキスパンデッド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、エキスパンデッド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、エキスパンデッドメタル要素が、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つのエキスパンデッド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つ又は複数のエキスパンデッド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エキスパンデッド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エキスパンデッド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エキスパンデッドメタル要素と、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エキスパンデッド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、エキスパンデッド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エキスパンデッド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、エキスパンデッド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エキスパンデッドメタル要素６は、図２において再び明確に示され、エキスパンデッド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、エキスパンデッドメタル要素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エキスパンデッドメタル要素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エキスパンデッドメタル要素１１と、開口が設けられている内側に配置されたエキスパンデッドメタル要素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。エキスパンデッドメタル要素１１、１２は、図１及び図２に示されているエキスパンデッドメタル要素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１４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】 エキスパンデッド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。

Claims (8)

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つのエキスパンデッドメタル要素（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. 前記エキスパンデッドメタル要素（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. 前記エキスパンデッドメタル要素（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. 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エキスパンデッドメタル要素（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３のいずれか一項に記載の被覆管。
5. 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４に記載の被覆管。
6. スリーブ（１６）によって形成される前記連結要素が、段付き領域（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エキスパンデッドメタル要素（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４又は５に記載の被覆管。
7. 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）、あるいは前記ドリルハンマ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６のいずれか一項に記載の被覆管。
8. 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つのエキスパンデッドメタル要素（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、スリーブを備えており、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つ又は複数のエキスパンデッド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被覆管。

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