KR20060026406A - 확장가능한 록 볼트와 록 볼팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구멍에 삽입되고서 압력매개체에 의해 확장가능한 록 볼트(7)에 관한 것으로, 이 확장가능한 록 볼트(7)는 매다는 부재(16)뿐만 아니라 록 볼트(7)를 확장시키는 확장수단(10)과 분리가능하게 상호작용하는 수단(11)을 갖춘 연결유니트를 구비하며, 이 연결유니트는 구멍에 삽입될 수 있는 외부 크기를 갖도록 되어 있다. 또한, 본 발명은 이러한 록 볼팅 시스템에 관한 것이다.

Description

확장가능한 록 볼트와 록 볼팅 시스템 {Expandable rock bolt and rock bolting system}

본 발명은 매다는 부착물로 사용되는 확장가능한 록 볼트에 관한 것이다.

터널 및 갱도를 굴착하는 데에는, 종종 예컨대 환기장치와 드릴링장비 등과 같이 작업에 사용되는 여러 장치를 매달아 놓을 필요가 있다. 추가적으로, 터널 및 갱도의 굴착에서는 종종 파내어진 물질 및 기타 다른 물질을 운반하기 위해 풀랫폼을 이용하게 되는데, 이들 플랫폼은 터널 또는 갱도의 천장에 매달려 있게 되며, 이는 예컨대 천장에 비임(beam)을 부착하고 나서 이 비임에 플랫폼을 고정함으로써 이루어진다.

상기 천장에 예컨대 작업용 플랫폼과 같은 장치를 고정하기 위해서, 다양한 종류의 볼트가 사용될 수 있다. 소위 스웰링 볼트(swelling bolt)라 불리우는 확장가능한 볼트를 종종 사용하는데, 이 볼트는 고압유체와 같은 압력수단에 의해 그 내부가 가압되어서 확장되는 튜브를 구비하고 있다. 이러한 확장가능한 볼트의 한 예가 스웨덴 특허출원 제7902129-1호에 나타나 있다. 확장가능한 볼트는 이 확장가능한 볼트에 고정되는 특별한 커플링과 함께 사용되어서, 플랫폼 또는 천장에 매달아 두기를 원하는 장치는 이 커플링에 고정되게 된다.

매다는 부재로 상기 볼트를 이용하게 되면, 상기 특별한 커플링과 함께 이들 볼트는 터널의 천장으로부터 대체로 돌출하게 되어서, 절단되거나 바탕칠용 콘크리트의 두꺼운 층으로 덮어 씌워져야 하는 단점이 있게 된다. 이는 비용과 시간이 소모되는 작업이므로, 이를 최소화시키는 것이 바람직하다. 또한, 매다는 부재로서의 상기 볼트는, 안전평가에서 암반의 지지부로 분류되지 않는다.

본 발명의 목적은 전술된 문제점을 해결하는 록 볼트를 제공하는 것으로, 특히 볼트에서의 응력집중을 최소화시키도록 향상된 매달기 위한 록 볼트를 제공하는 데에 있다. 본 발명의 다른 목적은 암반 내로 이동할 때 작업을 단순화시키는 매다는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적 및 다른 목적은 본 발명에 따라 청구항 1로 한정된 확장가능한 록 볼트에 의해 성취된다.

본 발명에 따르면 전술된 목적은, 압력매개체에 의해 확장될 수 있는 록 볼트가 매다는 부재뿐만 아니라 록 볼트를 확장시키는 확장수단과 상호작용하는 수단을 구비하는 연결유니트를 구비함으로써 성취된다. 또, 이 연결유니트는 암반의 구멍 내에 삽입될 수 있는 외부 크기를 갖도록 되어 있어서, 암반으로부터 조금 돌출되게 되고 더욱 우수한 강도를 가진 매다는 장치가 제공된다.

바람직한 실시예에 따르면, 연결유니트는 록 볼트에 고정되는 연결슬리이브를 구비하여서, 유용하고 사용하기에 용이한, 매다는 부재와 확장수단의 연결부가 제공된다. 상기 연결슬리이브는 암반의 구멍에 삽입될 수 있어서, 암반에서부터 터널 쪽으로 아주 조금 돌출하고 얇게 덮어 씌워질 수 있어 보다 신속하고 더욱 효율적인 터널굴착작업이 이루어지게 한다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 연결슬리이브는 록 볼트에 용접되는데, 이는 더욱 안전하게 함과 동시에, 경제적이고 유용하게 연결슬리이브를 록 볼트에 부착시키게 된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 연결유니트의 연결슬리이브가 예컨대 록 볼트가 접하는 플랜지와 같은 수단을 구비하여서, 본 발명에 따른 록 볼트가 암반을 지지하는 특성을 갖게 하여, 록 볼트가 2가지의 중요하고 유용한 기능, 즉 암반을 지지하고 이에 매달게 하는 기능을 하나의 동일한 록 볼트로 통합시키게 된다. 록 플레이트(rock plate)가 조건에 따라 적당하게 선택되고, 예컨대 통상의 평탄한 록 플레이트 또는 반구형상의 록 플레이트를 구비할 수 있다. 본 발명의 이 실시예에 따르면, 확장가능한 록 볼트가 암반 지지부와 매다는 장치 모두로 사용될 수 있다. 이로써, 암반 지지부와 매다는 장치를 제공하기 위한 전체 비용이 줄어들게 되어 경제적인 문제를 해결하게 된다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 연결유니트는 이 연결유니트의 안착부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지슬리이브를 구비하여서, 록 볼트가 구멍의 벽에 대해 안착됨으로써 굽힘모멘트에 노출되는 것이 방지된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 2개의 록 볼트가 결합되어, 보다 긴 록 볼트를 제공하게 된다. 본 발명에 따른 록 볼트는 선택적으로 암반으로부터 돌출하는 가장 바깥쪽 부품으로 사용될 수 있는데, 시장에서 통상적으로 구매할 수 있으며 유사하게 또는 다르게 확장가능한 록 볼트가 매달림 및 플레이트를 위한 연결유니트 없이 구멍에서 가장 멀리에 사용될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 매다는 부재는 장착러그(lug)나, 단일한 갈고리, 이중 갈고리, 걸쇠, 또는 이들의 조합 중 하나로 이루어진다. 이로써, 큰 융통성이 제공되고, 매다는 부재는 필요에 따라 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술된 바와 같은 확장가능한 록 볼트와 확장용 돌출부 및 매다는 부재를 구비하는 록 볼팅 시스템에 관한 것으로, 전술된 것에 상응한 장점이 얻어진다.

추가적인 장점은 본 발명의 다른 실시예에 의해 이루어지고, 다음의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 록 볼트를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른, 분리가능한 확장용 돌출부를 구비한 도 1의 록 볼트를 도시한 도면이다.

도 3은 상기 분리가능한 확장용 돌출부 대신에 장착러그를 구비한 도 1의 록 볼트를 도시한 도면이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른, 각각 분리가능한 확장용 돌출부와 장착러그를 구비한 록 볼트의 제2실시예를 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 2개의 록 볼트가 결합되어 있는 것을 도시한 도면이다.

전술된 바와 같이, 갱도 또는 터널을 굴착하는 데에는 다양한 장치를 매달아 놓을 필요가 종종 있다. 한편, 암반의 드릴링에는, 암반을 강화시키고 안정화시키며 그 자체로 암반의 지지부를 형성하기 위해서 예컨대 록 볼트나 케이블 또는 다른 부재와 같은 임의의 종류의 지지부가 필요하다. 도입부에 설명된 바와 같이, 이러한 용도로 사용될 수 있는 확장가능하고 튜브형으로 된 록 볼트가 있으며, 이의 예로 스웨덴 특허 제427,764호와 동 제443,398호를 참조한다.

본 발명은, 최소로 돌출하고서 매달 수 있는 장치를 구비하는 향상된 록 볼트를 제공함과 더불어, 예컨대 갱도에서 이루어지는 암반의 드릴링에서 요구되는 2가지의 기능을 하나의 동일한 록 볼트로 통합시키는 방식을 제공한다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 록 볼트(7)가 도시되어 있다. 압력 매개체에 의해 확장가능한 록 볼트(7)는 이를 확장시키는 확장수단(10:도 2 참조)과 매다는 부재(16:도 3 참조) 모두를 연결하는 연결유니트를 구비한다. 이 연결유니트는 바람직하기로 록 볼트(7)를 확장시키는 확장수단(10)과 매다는 부재(16) 모두를 받아들이는 내부수단(11)을 구비하는 안착부를 갖춘 연결슬리이브(8)를 구비한다. 상기 안착부의 내부수단(11)은 예컨대 나사산부를 구비하여서, 상기 확장수단(10)과 매다는 부재(16)가 각각 록 볼트(7)에 나사고정되게 된다. 선택적으로, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 연결슬리이브(8)는 확장수단(10) 및 매다는 부재(16)와 상호작용하는 외부 나사산부를 구비할 수 있다. 하지만, 이는 암반으로부터 돌출하는 록 볼트의 돌출부가 대체로 길지 않게 이루어져서, 예컨대 매다는 부 재(16) 및 확장수단(10)의 슬리이브와 같은 부분이 암반의 구멍에 삽입될 수 있는 크기로 되어야 한다. 다른 적당한 분리가능한 연결부도 적용될 수 있다.

또한, 연결유니트는 바람직하기로 록 볼트(7)에 고정되는 지지슬리이브(9)를 구비한다. 상기 연결유니트의 부품들, 즉 이와 같은 경우에는 연결슬리이브(8)와 지지슬리이브(9)가 다른 실시예에서 일체로 될 수 있다. 더구나, 지지슬리이브(9)는, 이 슬리이브가 구멍의 벽을 지지함으로 인해 록 볼트(7)의 안착부와 연결슬리이브(8) 사이에 생기는 바람직하지 못한 각변위를 방지하게 된다.

도 2에는, 확장수단(10)이 확장용 돌출부의 형태로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 확장수단(10)이 예컨대 단순하고 직선인 튜브 또는 중공의 케이블로 될 수 있다. 상기 확장수단(10)의 기능은 록 볼트(7)를 확장시키게 하여서, 록 볼트(7)를 암반(12)에 고정시키는 것이다. 이러한 확장은 중공인 본체를 구비하는 확장수단(10)만을 필요로 하는데, 이를 통해 예컨대 물이 고압 하에 공급되어서, 록 볼트(7)가 구멍에 대해 접하도록 확장되게 된다. 확장용 돌출부는, 상기 가압이 방사상의 주입튜브에 의해 이루어져서 수동가압이 용이하게 이루어질 수 있는 것이 바람직하다.

바람직하기로, 확장수단(10)은 록 볼팅에 사용되는 통상적인 록 볼팅용 척에 맞춰질 수 있어서, 본 발명에 따른 록 볼트(7)를 위해 특별한 구조를 갖는 척이 필요 없게 된다.

도시된 실시예에서, 연결슬리이브(8)는, 록 플레이트(14)가 접하는 플랜지(13)를 구비한다. 록 플레이트를 위한 지지부로서 플랜지와 다르게 된 수단도 적용 될 수 있다. 록 플레이트(14)가 록 볼트(7)와 결합되어 사용될 수 있어서, 록 볼트(7)도 암반의 지지부로 사용될 수 있는데, 이는 종래의 매다는 장치에서는 불가능하였다. 록 플레이트(14)는 통상적인 평탄한 플레이트로 될 수 있거나, 도면에 도시된 것처럼 반구형상으로 될 수 있다.

록 볼트(7)가 도시되지 않은 압력매개체의 공급원에 연결된 확장수단(10)에 의해 확장되었을 때, 이 확장수단(10)은 분리될 수 있다. 이는 록 볼트가 아주 조금 돌출되게 한다. 필요하면, 도 3에 도시된 바와 같은 매다는 부재(16)를 연결할 수도 있다. 이로써, 록 볼트(7)는 플랫폼 및 이와 유사한 것을 위한 매다는 장치로 사용될 수 있다. 매다는 부재(16)는 예컨대 나사산부와 같이, 연결슬리이브(8)의 내부(또는 외부)수단(11)과 상호작용하는 수단을 구비한다. 도 3에서, 매다는 부재(16)는 장착러그의 형태로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서 이 매다는 부재(16)는 예컨대 단일한 갈고리나, 이중 갈고리, 걸쇠, 또는 이들의 조합과 같은 임의의 적당한 매다는 수단으로 이루어질 수 있다. 따라서, 필요에 따라 조절될 수 있고 융통성 있는 매다는 장치가 제공되게 된다.

더구나, 매다는 부재(16)는 분리되고, 터널굴착이 전진할 때 재사용될 수 있다. 이는 적어도 2가지의 장점을 제공하는바, 첫째로 여러 번 재사용될 수 있기 때문에 매다는 부재(16)에 대한 비용이 줄어들게 되고, 둘째로 암반으로부터 조금 돌출되어 사용 후 볼트를 절단할 필요가 없게 되는데, 그렇지 않으면 이는 시간을 소비하는 공정으로 된다. 이로써, 공정이 신속하게 되고, 더구나 바탕칠용 콘크리트나 이와 유사한 것으로 덮어씌우는 요구두께가 줄어들게 되어서, 더더욱 비용을 절 감하게 된다. 단지 몇 개의 간단히 조립된 부품에 의해, 설치가 훨씬 더 빠르게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 연결유니트는, 2개 이상의 록 볼트(7',7")가 함께 결합되어 긴 볼트를 형성하도록 조절될 수 있다. 또는 이와 상이한 방식으로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 2개의 록 볼트(7',7")를 함께 결합시키길 원하면, 바깥쪽 록 볼트(7')는 안쪽 록 볼트(7")에서 연결슬리이브(8)와 함께 결합되는 연결돌출부(17)에 관통채널을 갖추어야 한다. 이 채널에 외부의 압력매개체를 사용함으로써, 양쪽 볼트(7',7")의 확장이 일어나게 된다.

선택적으로, 록 볼트(7)의 내부부품이 통상적인 확장가능한 록 볼트와 함께 이어맞춰진 숫장착부로 교체될 수 있다. 본 발명에 따른 록 볼트(7)는 단지 암반에서 돌출하는 가장 바깥쪽 부품으로 사용되는 한편, 통상적으로 결합되는 확장가능한 록 드릴이 암반(12)에서 가장 멀리에 사용된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 볼트에서의 응력집중을 최소화시키도록 향상된 매달기 위한 록 볼트를 제공하며, 암반 내로 이동할 때 작업을 단순화시키는 매다는 장치를 제공하게 된다.

Claims (9)

1. 연결유니트를 구비하고서 암반의 구멍에 삽입되는, 압력매개체에 의해 확장가능한 록 볼트에 있어서,

   상기 연결유니트는 록 볼트에 연결가능한 매다는 부재(16)는 물론 록 볼트(7)를 확장시키는 확장수단(10)과 분리가능하게 상호작용하는 수단(11)을 구비하며,

   상기 연결유니트는 상기 구멍에 삽입될 수 있는 외부 크기를 갖도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결유니트는 록 볼트(7)에 고정된 연결슬리이브(8)를 구비하는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
3. 제2항에 있어서, 상기 연결슬리이브(8)는 록 플레이트(14)가 접하는 플랜지(13)와 같은 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결유니트는 용접에 의해 록 볼트(7)에 고정되는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확장수단(10)은 연결유니트 에 삽입될 수 있는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결유니트는 이 연결유니트의 안착부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지슬리이브(9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 록 볼트(7')는 제2의 록 볼트(7")에 연결되기 위해 내부에 연결돌출부(17)와 관통채널을 갖추는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매다는 부재(16)는 장착러그나, 단일한 갈고리, 이중 갈고리, 걸쇠, 또는 이들의 조합 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 확장가능한 록 볼트.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 확장가능한 록 볼트와, 이 록 볼트(7)의 연결유니트와 상호작용하는 매다는 부재(16) 및 확장수단(10)을 구비하는 록 볼팅 시스템.

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