PL125315B1 - Expansion bolt for anchoring in rocky formations - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sruba rozprezna do kotwienia górotworu.Znane sa sruby rozprezne do osadzania w otworach wykonanych w formacjach skalnych, majace krótka tuleje zamocowana do konca sruby. W tulei, o przekroju kolowym, umieszcza sie niewielka porcje materialu wybuchowego, rozprezajaca tuleje w wyniku detonacji. Sruby takie nie zapewniaja wlasciwego zakotwienia we wszystkich formacjach skalnych, a ponadto nie sa zbyt bezpieczne w uzyciu.Sruba wedlug wynalazku przed rozprezeniem ma dlugosc obwodowa w przekroju poprze¬ cznym przekraczajaca dlugosc obwodu tulei o przekroju kolowym, o srednicy równej najwiek¬ szemu rozmiarowi poprzecznemu sruby w przekroju poprzecznym. Tulejama zamkniety koniec, w którym wlot polaczony jest z zewnetrznym zródlem cieczy pod wysokim cisnieniem. Przed rozpre¬ zeniem zewnetrzna powierzchnia tulei zawiera luk kolowy o kacie przekraczajacym 180°, oraz wglebienie wzdluzne usytuowane naprzeciw luku kolowego, siegajace poza ognisko luku kolo¬ wego. Tuleja ma wglebienie wzdluzne, które rozszerza sie do wewnatrz i ma lekko zakrzywione dno. Na koncach tulei znajduja sie tuleje wzmacniajace zapobiegajace rozprezaniu konców tej tulei.Korzystnie koniec tulei jest zamkniety przy pomocy spoin. Tulejewzmacniajace sa przymoco¬ wane do tulei przy pomocy spoin.Korzystnie sruba posiada plytke blokowana przez tuleje wzmacniajace. Tulejajest zamknieta z obu konców i posiada tuleje wzmacniajace przynajmniej na jednym koncu, otwór wykonany promieniowo w tulejach wzmacniajacych w kierunku tulei formujacy wlot, do którego moze byc podlaczone zródlo cieczy wysokiego cisnienia, dzieki czemu sruba ulega plastycznej deformacji.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia srube rozprezna w przekroju osiowym, fig. 2—srube w widoku w kierunku strzalek 2-2 zaznaczonych na fig. 1, fig. 3 — srube w przekroju patrzac w kierunku strzalek 3-3 zaznaczonych na fig. 1 i 6, fig. 4 — srube w kierunku strzalek 4-4 zaznaczonych na fig. 1, fig. 5-* srube osadzona w otworze, w przekroju poprzecznym, fig. 6 — przyklad wykonania sruby rozpre¬ znej w przekroju osiowym, fig. 7 — srube w widoku w kierunku strzalki 7-7 zaznaczonej na fig. 6, fig. 8,9 — koncówki sruby, w widoku z boku, fig. 10 — srube w widoku w kierunku strzalek 10-10 zaznaczonych na fig. 9, fig. 11, 12, 13 — cykl wykonania zamknietej koncówki sruby, fig. 14, 15,2 125 315 16 —koncówki sruby w kolejnych przykladach wykonania, w przekroju wzdluznym, fig. 17, 18 — koncówke sruby w kolejnym przykladzie wykonania przed i po rozprezeniu sruby, fig. 19 — srube w przekroju poprzecznym wzdluz linii 19-19 zaznaczonej na fig. 17, fig. 20 —srube w przekroju poprzecznym wzdluz linii 20-20 zaznaczonej na fig. 18, fig. 21,22 — cykl laczenia dwóch srub rozpreznych w otworze.Sruba przedstawiona na fig. 1 zawiera tuleje 11 o zarysie przedstawionym na fig. 3. Obrzeze tulei tworzy luk kolowy 12 o ogniskowej 15 i promieniu r, majacy kat srodkowy a przekraczajacy 180°. W niniejszym rozwiazaniu kat srodkowy a przekracza 270°. W wyniku przeciagania, walco¬ wania lub zawijania formuje sie wglebienie obejmujace dwa lekko zakrzywione segmenty 16,17 oraz segment denny 18. Trzy segmenty 16,17,18 tworza korzystnie luki kolowe (fig. 3). Segmenty zewnetrzne 16,17 sa wygiete o ponad 180°, zas segment denny 18 siega poza ogniskowa 15, od luku kolowego 12 tulei. Dwa zewnetrzne segmenty 16,17 tulei stykaja sie ze soba lub leza tuz obok siebie.Srednica luku kolowego 12 stanowi najwiekszy rozmiar tulei 11.Na obu koncach 21,22 tulei 11 znajduja sie tuleje wzmacniajace 19,20, zas dno 22 tulei 11 po przebiciu zostaje uszczelnione za pomoca spoiny 23. Na koncu 21 tulei 11 umieszcza sie lacznik rurowy 24, a nastepnie przebija sie koniec tulei i uszczelnia spoine 25. Sruba gotowa do osadzenia w otworze jest pokazana na fig. 1 i 3.Figura 5 przedstawia srube zakotwiona w otworze 26, po rozprezeniu jej w kierunku scianki otworu. Srube umieszcza sie luzno w otworze 26, poniewaz jej srednica jest mniejsza od srednicy otworu. Tuleje 11 rozpreza sie za pomoca cieczy, korzystnie wody, doprowadzonej podcisnieniem rzedu od 1 do 5 x 107 Pa. Woda jest doprowadzana do zródla zewnetrznego przez lacznik 24. Tuleje wzmacniajace 19,20 zapobiegaja rozprezaniu konców 21,22 tulei 11, chroniac przed zniszczeniem spoiny 23,25.Gdy tuleja 11 jest wykonana ze stali niskostopowej i ma cienka scianke mozliwe jest stosowa¬ nie cisnien ponizej 1 x 107Pa, natomiast przy tulejach grubszych, wykonanych ze stali twardszej, moze byc konieczne uzycie cisnien przekraczajacych 5 x 107Pa.Po poddaniu sruby dzialaniu cisnienia zewnetrzny luk kolowy 12 tulei 11 wygina sie do zetkniecia z otworem, zas segmenty 16, 17, 18 wywijaja sie w kierunku na zewnatrz. Dlugosc obwodu tulei 11 nie ulega zmianie przed i po rozprezeniu sie sruby, co zmniejsza niebezpieczenstwo pekniecia tulei. Poniewaz pozostalosc segmentów 16,17,18 jest stosunkowo duza (patrz fig. 5) scianki 27,28 wywiniete do wewnatrz tulei sa w przyblizeniu równolegle. Cisnienie dziala na scianki 27, 28 sciskajac wglebienie pomiedzy nimi. Po zmniejszeniu cisnienia wystepuje wiec sila reakcji rozszerzajaca wglebienie pomiedzy sciankami 27, 28 zwiekszajac tarcie pomiedzy sruba i scianka otworu.Przyklad wykonania sruby rozpreznej wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 6 ma odmienne koncówki. Dwie plytki czolowe 31,32 sa przyspawane do tulei 11, zas lacznik rurowy 24 jest przyspawany do zewnetrznej plytki czolowej 31. Mozliwe jest równiez polaczenie gwintowe pomiedzy plytka czolowa 31 i lacznikiem 24. Zaleta takiego rozwiazania polega na tym, ze wkrecany lacznik mozna zastapic hakiem lub oprawa mieszczaca przewody, po zakotwieniu sruby.W rozwiazaniu wedlug fig. 8 sruba zawiera tuleje 11, która w przciwienstwie do rozwiazania wedlug fig. 1 ma wglebienia rozciagajace sie na czesci jej dlugosci oraz kolowa koncówke 34, o srednicy wiekszej od srednicy otworu. Na koncu tulei 11 jest przyspawana plytka czolowa 35 majaca gwintowany otwór 36, przez który przechodzi lacznik rurowy. Fig. 9 przedstawia dolna koncówke sruby, wykonana zgodnie z fig. 11 — 13. Koncówke tulei 11 splaszcza sie i zagina przed wykonaniem wglebienia wzdluznego. Takwiec w przykladzie wykonania wynalazku wedlug fig. 8, 9 stosuje sie tuleje o przekroju kolowym, której nadaje sie zarys przekroju poprzecznego wedlug fig. 3. Natomiast w rozwiazaniu wedlug fig. 1,6 stosuje sie tuleje o zarysie przekroju poprzecznego wedlug fig. 3.Zgodnie z fig. 14tuleja wzmacniajaca 19 sruby jest gwintowana na calej dlugosci, umozliwiajac docisniecie plytki 41 do formacji skalnej za pomoca nakretki 42. Tuleje19 mocuje sie korzystnie do tulei 11 przez przyspawanie do tulei 11 lub plytki czolowej 31.Zgodnie z fig. 15 plytka 43 jest przyspawana do konca tulei 11. Wodapod wysokim cisnieniem jest doprowadzona do tulei przez otwór 44 w plytce 43.125315 3 Zgodnie z fig. 16 w tulei 19 jest wykonany otwór 45, przez który jest doprowadzana woda rozprezajaca srube. Plytka 46 jest luzno osadzona w tulei 11 przed zamontowaniem tulei wzmacnia¬ jacej 19. Po osadzeniu sruby w otworze plytka 46 opierajaca sie o formacje skalna jest blokowana przez tuleje 19.Plytki 43, 46 wedlug fig. 15, 16 nie moga byc dokrecane po osadzeniu w otworze. Takie dokrecanie nie jest konieczne poniwaz po rozprezeniu sruby nastepuje jej rozprezanie w polowie dlugosci, powodujace zakleszczenie sruby oraz zmniejszenie jej dlugosci o kilka milimetrów.* Zmniejszenie dlugosci sruby powoduje docisniecie do formacji skalnej stykajacej sie z nia plytki.W rozwiazaniu wedlug fig. 17 gwintowany kolek 47 osadzony na koncu sruby rozpreznej pozostaje na swoim miejscu w czasie rozprezania sruby. W wyniku rozprezania sruby kolek 47 ulega zakleszczeniu. Mozna go wykorzystac do podwieszania przewodów prowadzonych w chod¬ niku kopalni.Sruba rozprezna po zaopatrzeniu wr krawedz tnaca sluzy do wiercenia otworu, w którym zostaje nastepnie osadzona. Podczas wiercenia pluczke doprowadza sie przez wglebienie wzdluzne w tulei 11 (fig. 3).Figury 21, 22 pokazuja sposób laczenia krótkich srub rozpreznych w celu utworzenia sruby o wiekszej dlugosci. Srube 38 o konstrukcji przedstawionej na fig. 1 lub 6 osadza sie w otworze. Najej koncu znajduje sie tuleja laczaca 39. Po rozprezeniu sruby 38 tuleja 39 zakleszcza sie na niej pod wplywem tarcia. Po zakotwieniu sruby 38 do otworu wprowadza sie kolejna srube 40, wchodzaca w tuleje 39. Po rozprezeniu sruby 40 zostaje ona zamocowana do tulei 39 pod wplywem tarcia. Sruby 38, 40 wraz z tuleja 39 tworza dluga srube rozprezna.Sruby przedstawione na rysunku ulegaja zakotwieniu pod wplywem sil tarcia, w przyblizeniu na calej dlugosci sruby. Sruby wykonuje sie korzystnie ze stali niskostopowej aby mogly dostoso¬ wac sie do nieregularnosci ksztaltu otworu, przykladowo do otworu o zarysie srubowym. Niewiel¬ kie odchylki ksztaltu w kierunku zarysu srubowego otworu polepszaja zakotwienie sruby rozpreznej w otworze.Rozprezenie sruby jest realizowane za pomoca cieczy pod cisnieniem doprowadzanej ze zródla zewnetrznego. W rozwiazaniu alternatywnym mozliwe jest zastosowanie materialów wybucho¬ wych umieszczonych wewnatrz sruby. Gdy sruba ma postac tulei zaopatrzonej w wiele wglebien wzdluznych rozprezanie sruby realizuje sie mechanicznie za pomoca trzpienia wciskanego w tuleje.Sruba rozprezna wedlug wynalazku jest stosowana do podtrzymywania pokladów. Mozliwe jest równiez wykorzystanie jej w przypadku koniecznosci zakotwienia stosunkowo krótkiej sruby do prznoszenia obciazenia zewnetrznego.Zastrzezenia patentowe 1. Sruba rozprezna do kotwienia górotworu, znamienna tym, ze przed rozprezeniem ma dlugosc obwodowa w przekroju poprzecznym przekraczajaca dlugosc obwodu tulei (11) o prze¬ kroju kolowym, o srednicy równej najwiekszemu rozmiarowi poprzecznemu sruby w przekroju poprzecznym. 2. Sruba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze tuleja (11) ma zamkniety koniec (21), w którym wlot (24) polaczony jest z zewnetrznym zródlem cieczy pod wysokim cisnieniem. 3. Sruba wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze przed rozprezeniem zewnetrzna powierzchnia tulei (11) zawiera luk kolowy (12) o kacie przekraczajacym 180°, oraz wglebienie wzdluzne (16,17, 18), usytuowane naprzeciw luku kolowgo (12), siegajace poza ognisko luku kolowego (12). 4. Sruba wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze tuleja (11) ma wglebienie wzdluzne (16,17,18), które rozszerza sie do wewnatrz i ma lekko zakrzywione dno. 5. Sruba wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze na koncach (21,22) tulei (11) znajduja sie tuleje wzmacniajace (19, 20) zapobiegajace rozprezaniu konców tej tulei. 6. Sruba wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze koniec tulei (11) jest zamkniety przy pomocy spoin.4 125315 7. Sruba wedlug zastrz. 6, znamienna tym, ze tuleje wzmacniajace (19, 20) sa przymocowane do tulei (11) przy pomocy spoin. 8. Sruba wedlug zastrz. 7, znamienna tym, ze posiada plytke (46) blokowana przez tuleje wzmacniajaca (19). 9. Sruba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze tuleja (11)jest zamknieta z obu konców i posiada tuleje wzmacniajace (19) przynajmniej na jednym koncu oraz posiada otwór (45) wykonany promieniowo w tulejach wzmacniajacych (19) w kierunku tulei (11) formujacy wlot, do któregojest podlaczone zródlo cieczy wysokiego cisnienia dzieki czemu sruba ulega plastycznej deformacji.Fig.1125315 Fig.5 Fig.9 Fig. 11 Fig.12125315 Fig 15 «-nI Fig 16 r1 1 I 'Z43 rP 45 -<6 zl 20-J F/g. 2/ Fig.22 Prtcownit Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL PL PL

Claims (9)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sruba rozprezna do kotwienia górotworu, znamienna tym, ze przed rozprezeniem ma dlugosc obwodowa w przekroju poprzecznym przekraczajaca dlugosc obwodu tulei (11) o prze¬ kroju kolowym, o srednicy równej najwiekszemu rozmiarowi poprzecznemu sruby w przekroju poprzecznym.

2. Sruba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze tuleja (11) ma zamkniety koniec (21), w którym wlot (24) polaczony jest z zewnetrznym zródlem cieczy pod wysokim cisnieniem.

3. Sruba wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze przed rozprezeniem zewnetrzna powierzchnia tulei (11) zawiera luk kolowy (12) o kacie przekraczajacym 180°, oraz wglebienie wzdluzne (16,17, 18), usytuowane naprzeciw luku kolowgo (12), siegajace poza ognisko luku kolowego (12).

4. Sruba wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze tuleja (11) ma wglebienie wzdluzne (16,17,18), które rozszerza sie do wewnatrz i ma lekko zakrzywione dno.

5. Sruba wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze na koncach (21,22) tulei (11) znajduja sie tuleje wzmacniajace (19, 20) zapobiegajace rozprezaniu konców tej tulei.

6. Sruba wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze koniec tulei (11) jest zamkniety przy pomocy spoin.4 125315

7. Sruba wedlug zastrz. 6, znamienna tym, ze tuleje wzmacniajace (19, 20) sa przymocowane do tulei (11) przy pomocy spoin.

8. Sruba wedlug zastrz. 7, znamienna tym, ze posiada plytke (46) blokowana przez tuleje wzmacniajaca (19).

9. Sruba wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze tuleja (11)jest zamknieta z obu konców i posiada tuleje wzmacniajace (19) przynajmniej na jednym koncu oraz posiada otwór (45) wykonany promieniowo w tulejach wzmacniajacych (19) w kierunku tulei (11) formujacy wlot, do któregojest podlaczone zródlo cieczy wysokiego cisnienia dzieki czemu sruba ulega plastycznej deformacji. Fig.1125315 Fig.5 Fig.9 Fig. 11 Fig.12125315 Fig 15 «-nI Fig 16 r1 1 I 'Z43 rP 45 -<6 zl 20-J F/g. 2/ Fig.22 Prtcownit Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL PL PL