KR20090019769A - 유연성 락 볼트 - Google Patents

Abstract

유연성 락 볼트(10)는 암반 표면의 구멍 내로 삽입되도록 배열되며, 상기 락 볼트(10)는 강성 금속 바(bar)로 형성되는 축(12)을 가지며, 상기 축(12)은 제 1 단부(16) 및 제 2 단부(18)를 가지며, 상기 축(12)은 상기 제 1 단부(16)에 인접하는 상대적으로 넓은 부분(20) 및 상기 상대적으로 넓은 부분(20)에 인접하는 상대적으로 좁은 부분(22)을 갖는다. 길이방향 구멍(15)을 갖는 앵커 부재(14)는 상기 상대적으로 좁은 부분(22)에서 상기 축(12) 둘레에 장착되며 상기 상대적으로 넓은 부분(20)에 인접한다. 상기 길이방향 구멍(15)은 적어도 일부에서 상기 상대적으로 넓은 부분(20) 보다 작은 치수를 갖는다. 상기 축(12)은 상기 앵커 부재(14)로부터 상기 축(12)의 상기 제 1 단부(16)까지 연장하는 재킷(36) 내에 봉해지며, 상기 재킷(36)은 시추공(11) 내의 수지(44)의 컨테이너를 파열하여 그의 내용물을 내보내도록 배열되는 단부를 갖는다.

유연성, 암반, 볼트, 앵커, 재킷, 수지, 컨테이너, 파열

Description

유연성 락 볼트{A YIELDING ROCK BOLT}

본 발명은 유연성 락 볼트(yielding rock bolt)에 관한 것이다.

본 발명은 유연성 락 볼트(yielding rock bolt)에 관한 것이다.

본 발명의 일 관점에 따라, 암반 표면의 구멍 내로 삽입되도록 배열되는 유연성 락 볼트가 제공되며, 상기 락 볼트는 강성 금속 바(bar)로 형성되는 축을 가지며, 상기 축은 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 상기 축은 상기 제 1 단부에 인접하는 상대적으로 넓은 부분 및 상기 상대적으로 넓은 부분에 인접하는 상대적으로 좁은 부분을 가지며, 앵커 부재는 상기 상대적으로 좁은 부분에서 상기 축 둘레에 장착되며 상기 상대적으로 넓은 부분에 인접하는 길이방향 구멍(bore)을 가지며, 상기 길이방향 구멍은 적어도 일부에서 상기 상대적으로 넓은 부분보다 작은 치수를 갖되, 상기 축은 상기 앵커 부재로부터 상기 축의 제 1 단부까지 연장하는 재킷(jacket) 내에 봉해지며, 상기 재킷은 시추공(bore hole) 내의 수지 컨테이너를 파열하여 그의 내용물을 내보내도록 배열되는 단부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 예시적으로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유연성 락 볼트의 사시도이다.

도 2는 시추공 내에 위치되는 도 1의 락 볼트의 길이방향 단면도이다.

도면을 참조하면, 축(12) 및 상기 축(12) 둘레에 장착되는 앵커 부재(14)를 포함하는 유연성 락 볼트(10)가 도시되어 있다. 상기 축(12)은 강성 금속 바 형태를 갖는다. 상기 앵커 부재(14)는 도 2에 도시된 바와 같은 길이방향 구멍(15)을 갖는다. 상기 구멍(15)은 상기 축(12)을 수용한다.

상기 축(12)은 제 1 단부(16) 및 제 2 단부(18)를 갖는다. 또한, 상기 축(12)은 상기 제 1 단부(16)에 인접하는 상대적으로 넓은 부분(20) 및 상기 넓은 부분(20)에 인접하는 상대적으로 좁은 부분(22)을 갖는다. 상기 앵커 부재(14)는 상기 좁은 부분(22)에서 상기 넓은 부분(20)에 인접하여 위치된다.

또한, 상기 축(12)은 그의 제 2 단부(18)에 인접하는 박리 외피(24)를 구비한다. 상기 박리 외피(24)는 플라스틱 물질과 같은 적절한 물질로 형성될 수 있다. 상기 락 볼트(10)는 또한 상기 축(12)의 상기 제 2 단부(18)에 인접하는 암반 표면 결합 플레이트(26)를 구비한다. 상기 축(12)은 상기 제 2 단부(18)에 형성되는 나선 부분을 갖는다.

상기 플레이트(26)는 상기 축(12)의 상기 나선 부분 위에 끼워진다. 그 후, 와셔(28)가 상기 제 2 단부(18) 위에 놓여지고, 나선 너트(30)가 상기 단부(18)와 나사 결합하여 상기 플레이트(26) 및 상기 와셔(28)를 제자리에 유지한다.

또한, 상기 축(12)은 상대적으로 단단한 물질로 형성되는 용접된 원형부(32) 와 같은 상기 제 1 단부(16)에 인접하는 증가된 치수의 넓은 부분을 구비할 것임을 알 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 앵커 부재(14)는 상기 단부(16)와 대면하는 그의 단부에서 원주 단차(34)를 구비한다. 또한, 재킷 부재(36)는 상기 앵커 부재(14)와 상기 제 1 단부(16) 사이의 상기 축(12) 둘레에 장착된다. 상기 재킷 부재(36)는 대략 원형 단면으로된 벽(38)을 갖는다. 상기 벽(38)은 상기 단부(16)로부터 멀리 떨어진 상기 재킷 부재(36)의 개방 단부(40)를 규정한다. 상기 개방 단부(40)는 상기 앵커 부재(14)의 상기 단차(34)와 결합한다.

상기 단부(16)에 인접하는, 상기 재킷 부재(36)의 상기 벽(38)의 반대쪽 단부(41)는 상기 축(12)과 결합하도록 내향 돌출한다. 또한, 상기 벽(38)의 상기 단부(41)는 복수의 외향 연장 핀(fin)들(42)을 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 앵커 부재(14) 및 상기 단부(16) 사이에는, 상기 재킷 부재(36)가 상기 축(12)으로부터 이격된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 락 볼트(10)는, 사용 중에, 상기 단부(16)부터 맨 먼저 상기 시추공(11) 안에 삽입된다. 그 전에, 경화성 수지 물질의 가요성(flexible) 컨테이너(44)가 그의 가장 안쪽의 단부에서 상기 시추공(11) 안에 삽입된다.

작동 중에, 상기 시추공(11) 내로 삽입되는 과정에서, 상기 락 볼트(10)는 회전 장치의 공지된 방식에 의한 상기 너트(30)와의 결합에 의해 축 회전하게 되고, 이는 또한 상기 재킷(36)이 축 회전하도록 한다. 상기 핀들(42)은 상기 컨테이너(44)와의 결합 상태로 이동한다. 상기 재킷(36) 및 상기 핀들(42)의 회전은 상기 핀들(42)이 상기 컨테이너(44)를 파열하여 그의 내용물을 내보내도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 재킷(36)은 상기 시추공(11) 내에서 그 둘레에 단지 작은 공차로 헐겁게 끼워 맞춤 되는 것이 바람직하다. 상기 락 볼트(10)가 상기 시추공(11) 내로 계속 삽입됨에 따라, 상기 수지는 상기 락 볼트(10)의 측면을 따라 상기 시추공(11)의 외측 단부를 향해 옮겨진다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 벽(38)의 외면은 어느 정도 거친 것이 바람직하다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 나선 형태로 형성될 수 있으며, 물론, 다른 형태의 거친 구조도 가능하다. 상기 벽(38)의 외면의 거친 구조, 특히, 상기 나선 형상은 상기 락 볼트(10)가 삽입되고 축 방향으로 회전됨에 따라 상기 시추공(11)의 외측 단부를 향해 흐르는 상기 수지의 경향에 대항한다. 따라서, 상기 회전하는 벽(38)은 상기 수지를 상기 시추공(11)의 내측으로 가압한다. 그 결과, 상기 시추공(11)을 따른 이동 과정 중에, 상기 수지는 완전히 혼합된다. 이는 상기 락 볼트(10)의 상기 앵커 부재(14) 및 상기 시추공(11) 사이의 수지 결합을 보다 예측 가능하고 견고하게 한다.

상기 앵커 부재(14)는 계류 중인 호주 특허 출원 제 20032087766 호에 개시된 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 특허 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 인용된다.

도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 앵커 부재(14)는 각 단부에서 상대적으로 좁은 중앙 구멍(15) 및 상대적으로 넓은 구멍(15)을 갖는다.

상기 앵커 부재(14)는 열처리를 통해 경화된 41/40 스틸과 같은 열처리 강으 로 제조될 수 있다. 또한, 상기 앵커 부재(14)의 상기 구멍(15)은 질화 처리되어 상기 앵커 부재(14) 및 상기 축(12) 사이의 분자 용접(molecular welding)을 방지한다.

본 발명의 락 볼트(10)는 호주 특허 출원 제 2003287766 호의 도 3 내지 도 6에 관련되어 설명된 기술로 제조되는 것이 바람직하다.

초기에, 상기 축(12)은 거의 균일한 두께로 형성된다. 또한, 상기 축(12) 둘레에 장착되는 상기 앵커 부재(14)는 그의 길이 전체에 걸쳐 거의 균일한 단면의 길이방향 구멍을 갖는다.

상기 축(12) 및 상기 앵커 부재(14)는 한 쌍의 스웨이지(swage) 프레스 부재를 포함하는 스웨이지 프레스 내에 위치된다. 상기 스웨이지 프레스 부재들은 상대적으로 깊은 중간-부분들을 갖도록 구성된다.

작동 중에, 상기 스웨이지 프레스 부재들은 공지된 방식으로 서로 눌려져서 상기 앵커 부재(14) 및 상기 축(12)에 변형력을 가한다. 이는 상기 앵커 부재(14)가 상기 스웨이지 프레스 부재들에 대해 상보형인 그의 중간 부분 내에서 내향 변형하도록 한다.

상기 앵커 부재(14)의 변형은 상기 축(12)의 상보형 변형을 유발한다. 따라서, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 축(12)은 상기 앵커 부재(14)의 변형된 부분에 대응하는 형상의 내향 변형부를 갖는다.

암반의 이동이 상기 암반 표면의 일부의 파괴의 시작을 유발하는 경우, 상기 암반 표면의 이러한 부분은 상기 앵커 부재(14)에 고정되는 상기 락 볼트(10)에 의 해 제자리에 유지된다. 그러나, 이러한 이동은 상기 축(12)의 상기 넓은 부분(20)이 상기 앵커 부재(14)를 통해 당겨지도록 할 것이다. 따라서, 상기 락 볼트(10)는 상기 암반 표면이 이동함에 따라 구부러져 상기 암반 표면의 갑작스런 파괴 가능성을 예방한다. 이러한 이동에 있어서, 상기 앵커 부재(14)의 상기 길이방향 구멍(15)의 일부보다 큰 치수인 상기 축(12)의 상기 넓은 부분은 상기 앵커 부분(14)을 통해 밀려 나온다. 이는 상기 앵커 부재(14) 상에 예측 가능하며 거의 일정한 힘을 제공한다. 이러한 힘은 상기 정지부(32)가 상기 앵커 부재(14)와 결합할 때까지 계속되는바, 이 지점에서 상기 앵커 부재(14)에 가해지는 힘은 상기 정지부(32)가 상기 앵커 부재(14)를 통해 밀려나오지 않을 것이므로 상당히 증가된다. 따라서, 상기 축(12)은 상기 축(12)의 최대 인장 강도인 최대 부하에 놓이게 된다.

본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형예 및 수정예들이 본 발명의 범주 내에서 실시 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (11)

1. 암반 표면의 구멍에 삽입되도록 배열되는 유연성 락 볼트에 있어서,

   상기 락 볼트는 강성 금속 바(bar)로 형성되는 축을 가지며, 상기 축은 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 상기 축은 상기 제 1 단부에 인접하는 상대적으로 넓은 부분 및 상기 상대적으로 넓은 부분에 인접하는 상대적으로 좁은 부분을 가지며, 앵커 부재는 상기 상대적으로 좁은 부분에서 상기 축 둘레에 장착되며 상기 상대적으로 넓은 부분에 인접하는 길이방향 구멍(bore)을 가지며, 상기 길이방향 구멍은 적어도 일부에서 상기 상대적으로 넓은 부분보다 작은 치수를 갖되, 상기 축은 상기 앵커 부재로부터 상기 축의 제 1 단부까지 연장하는 재킷 내에 봉해지며, 상기 재킷은 시추공(bore hole) 내의 수지 컨테이너를 파열하여 그의 내용물을 내보내도록 배열되는 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재킷은 그의 길이의 대부분에 걸쳐 상기 축으로부터 이격되는 벽을 가지며, 상기 재킷은 상기 앵커 부재에 인접하는 개방 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 앵커 부재는 상기 재킷과 대면하는 원주 단차를 구비하며, 상기 재킷의 상기 인접 개방 단부는 상기 단차와 결합하는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 재킷의 상기 단부는 상기 제 2 단부와 인접하는 상기 축과 결합하는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 재킷의 상기 단부는 적어도 하나의 외부 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 재킷의 상기 단부는 복수의 외향 연장 외부 핀(fin)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 벽은 거친 외면을 갖는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 벽은 나선 형상을 구비함으로써 거칠게 되는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,

   박리 외피가 상기 제 1 단부에 인접하여 장착되고 상기 앵커 부재처럼 멀리 연장하는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
10. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 축의 상기 제 1 단부는 암반 표면 결합 플레이트에 장착되는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.
11. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 락 볼트는 사용 중에 그의 축 방향 회전을 위한 수단을 구비하여 상기 컨테이너의 파열을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 유연성 락 볼트.

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