PL168194B1 - Kotew wiertniczo-iniekcyjna PL - Google Patents

Abstract

1. Kotew wiertniczo-iniekcyjna do zabezpieczania chodników i wyrobisk podziemnych przez wstrzyki- wanie na przyklad zywicy syntetycznej, zwlaszcza w górnictwie i przy budowie tuneli, która sklada sie z montowanej co najmniej z dwóch segmentów i pola- czonych mufami rury kotwowej, która na koncu od strony dna odwiertu ma koronke wiertnicza, a takze otwory pluczkowe i iniekcyjne, i która wyposazona jest w zamkniecie odwiertu oraz w demontowany lacznik na koncu wystajacym z odwiertu, znamienna tym, ze uksztaltowany jako swider segment (3), który jest wyposazony w przylacze w postaci lacznika wiert- niczego (12), moze byc wymieniany na segment (13) uksztaltowany jako rura kotwowa (1), przy czym seg- ment (13) jest wyposazony w zamkniecie odwiertu i zawór zwrotny. Fig. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kotew wiertniczo-iniekcyjna do zabezpieczania chodników i wyrobisk przez wstrzykiwanie na przykład żywicy syntetycznej, zwłaszcza w górnictwie i przy budowie tuneli, która składa się z rury kotwowej montowanej z co najmniej dwóch segmentów połączonych ze sobą złączkami mufowymi, przy czym rura ta na końcu od strony dna odwiertu ma koronkę wiertniczą, a także otwory płuczkowe i iniekcyjne, oraz wyposażona jest w zamknięcie odwiertu i w demontowany łącznik na końcu wystającym z odwiertu.

Znane jest od dawna, zwłaszcza w górnictwie podziemnym, podpieranie chodników za pomocą obudowy kotwowej, żeby utrzymać spoistość górotworu i zabezpieczyć wyrobisko. W tym celu do odwiertu wprowadza się zwykle wkładki klejowe, które przy wkręcaniu drążka kotwowego ulegają rozpadowi , a w wyniku wymieszania dwóch składników drążek ten jest przyklejany na całej długości w odwiercie. Podczas wykonywania takiego zakotwienia występują problemy wówczas, gdy górotwór jest już rozluźniony i nie można już wykonać odwiertów ani też wprowadzić później wkładek klejowych i drążków kotwowych do końca odwiertu.

Trudności tego typu unika się poprzez zastosowanie kotwi wiertniczych, które składają się z rury kotowej, na której końcu umieszczona jest przyspawana lub nakładana, tak zwana tracona koronka wiertnicza. Rurę kotwową wykorzystuje się najpierw jako żerdź wiertniczą, a następnie jako kotew, przy czyn po odwierceniu ładuje się rurę kotwową zaprawą lepikową /przykładowo/, żeby wypełnić wnękę pierścieniową i szczeliny istniejące w górotworze.

Szczególna korzyść wynikająca z zastosowania tego rodzaju kotwi wiertniczych polega na tym, ze rury kotwowe można wydłużać składając z segmentów łączonych mufami, dzięki czemu mogą być wprowadzane z ciasnych chodników. Kotwie wiertnicze wprowadza się za pomocą wiertarek obrotowych lub udarowych.

168 194

W przypadku wykorzystania kotwi wiertniczych z traconymi koronkami wiertniczymi istotną wadą jest trudność dostatecznego uszczelnienia odwiertu, zwłaszcza przy wstrzykiwaniu dwuskładnikowej żywicy syntetycznej przy stosunkowo dużym ciśnieniu.

Do wstrzykiwania zaprawy cementowej wykorzystuje się nakręcane na żerdź wiertniczą zamknięcia odwiertowe, które są zupełnie nieprzydatne dla ciśnień przewidzianych przy wstrzykiwaniu spienionych żywic syntetycznych.

Według DE-G 89 06 126 znana jest ponadto rura iniekcyjna, która przeznaczona jest do spajania wzruszonych stref górotworu przez wstrzykiwanie środków utwardzających, zwłaszcza w ścianie, na obrzezach ściany i w dyslokacjach geologicznych. Celem uszczelnienia odwiertu zakłada się na rurę iniekcyjną zamknięcia odwiertowe w postaci tak zwanych uszczelniaczy wydęciowych. Dzięki umieszczeniu odpowiednich zaworów zwrotnych następuje najpierw wydęcie uszczelniaczy pod ciśnieniem iniekcji w ten sposób, ze uzyskuje się szczelne przyleganie do ścianki odwiertu, po czym może być dokonane właściwe wstrzyknięcie. Wychodząc od opisanego stanu techniki zadanie wynalazku polega na stworzeniu kotwi wiertniczo-iniekcyjnej, która dzięki wyposażeniu w traconą koronkę wiertniczą i możliwości wydłużania o odpowiednie segmenty nadaje się do wykorzystania zarówno jako żerdź wiertnicza jak i rura kotwowa, przy czym po zastosowaniu wiertarek obrotowych lub udarowych eliminuje się trudności z wprowadzaniem drążków kotowych, zwłaszcza w łamliwym górotworze, i która pozwala wykorzystać wtłaczane pod wysokim ciśnieniem żywice syntetyczne, przy czym możliwe jest całkowite uszczelnienie odwiertu .

Zadanie to rozwiązuje się zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, że ukształtowany jako świder segment, który jest wyposażony w przyłącze mające postać łącznika wiertniczego, może być wymieniany na segment ukształtowany w postaci rury kotwowej, przy czym segment ten wyposażono w zamknięcie odwiertu. Podczas użytkowania kotwi wiertniczo-iniekcyjnej jest oczywiste, że po dokonaniu wstrzyknięcia nakręca się na koniec kotwy czaszę, wykorzystując nakrętkę stanowiącą odpowiedni element oporowy.

Kotew wiertniczo-iniekcyjną można ustawić na każdą potrzebną długość za pomocą kilku segmentów i odpowiednich złączek mufowych, przy czym w złączce ostatniego segmentu mającego zamknięcie odwiertu w postaci uszczelniacza wydęciowego przewidziano zawór zwrotny w formie płytki bezpieczeństwa. W tym celu wewnątrz złączek mufowych wyposażonych w gwint wewnętrzy przewidziano progi oporowe, które w połączeniu z wkręcaną końcówką segmentu są ukształtowane z myślą o umocowaniu płytki bezpieczeństwa. Segment obarczony funkcją wiercenia może być wymieniony na segment rury kotowej mający uszczelniacz wydęciowy, przy czym ten ostatni segment ma na końcu gwint do zamocowania głowicy iniekcyjnej lub dla nakrętki czaszy. Poza tym na końcówce wyposażonej w gwint wprawiono drugi zawór zwrotny.

Uszczelniacz wydęciowy ukształtowano w znany sposób jako rękaw opasujący segment rury kotowej i obciśnięty na końcach obejmami, co umożliwia jego wydęcie, przy czym między drążkiem kotowym i komorą wydęciową wbudowano zawór zwrotny eliminujący przepływ zwrotny z tej komory. Korzyść wynikająca z kotwi olertniczo-iniekcyjnej według wynalazku polega w szczególności na tym, że najpierw przy wykonywaniu odwiertu drążek kotwowy działający jako świder umożliwia dostateczny transport zwiercin dzięki płukaniu wodą lub powietrzem, a potem działając jako kotew pozwala uniknąć zniszczenia wykonanego odwiertu, które mogłoby powstać przy wyciąganiu całej żerdzi przy łamliwym minerale lub górotworze. Dzięki możliwości wymiany ostatniego segmentu całej zerdzi wiertniczej mającej postać świdra lub kotwi zapewnione jest pełne i niezawodne uszczelnienie danego odwiertu, co pozwala zaoszczędzić wstrzykiwany materiał.

Wynalazek objaśniono niżej na przykładzie jego realizacji przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schematycznie przykład wykonania kotwi wiertniczo-iniekcyjne j, która ukształtowana jest zgodnie z wynalazkiem do wykonania odwiertu i fig. 2 - przedstawia również schematycznie i w przekroju przykład wykonania kotwi wiertniczo-iniekcyjnej ukształtowanej z myślą o późniejszym wstrzykiwaniu i zakotwianiu, z uwzględnieniem zamknięcia odwiertu.

160 194

Kotew wiertniczo-iniekcyjna według przykładu wykonania pokazanego na fig. 1 składa się w zasadzie z rury kotwowej 1, która zmontowana jest z segmentów 2 i 3 połączonych złączką mnUową 7. Na końcu od strony dna odwiertu segment 2 jest wyposażony w traconą koronkę wiertniczą 4 oraz ma ponadto otwory płuczkowe i iniekcyjne 5 i 6. Segmenty 2 mogą mieć ścianki gładkie lub też profilowane, przy czym to drugie ukształtowanie daje później lepszą przyczepność. Złączka mufowa 7 jest wyposażona w gwint wewnętrzny 8 i ma progi oporowe 9 między końcami segmentów 2 i 3. Segment 3 na końcu wystającym z wylotu odwiertu wyposażono w nakręcany na gwint 11, przedstawiony schematycznie łącznik wiertniczy 12. W takim ukształtowaniu, albo przy podziale na dalsze segmenty, wykorzystuje się rurę kotwową 1 najpierw do wykonania odwiertu .

Na fig. 2 przedstawiono przykład wykonania kotwi wiertniczo-iniekcyjnej, w której potrzebny początkowo do wykonania odwiertu segment 3 wymieniono na segment 13. Segment 13 na końcu wystającym z odwiertu wyposażono w gwint 20 do zamocowania głowicy iniekcyjnej oraz w zawór zwrotny 19. Poza tym segment 13 wyposażono w tak zwany uszczelniacz wydęciowy 14 do uszczelnienia odwiertu. Uszczelniacz 14 składa się w zasadzie z rękawa 21, który zamocowany jest nieprzesuwnie na segmencie 13 za pomocą obejm zaciskowych 17, 18. Do papełniania komyry wydęciowej rękawa 21 przewidziano w segmencie 13 otwory 15, które są uszczelnione mankietem 16 działającym jak zawór zwrotny. Na przednim końcu segmentu 13, w złączce mufowej 7, założono płytkę bezpieczeństwa 10 pękającą pod nadmiernym ciśnieniem, która umocowana jest w swoim położeniu między progiem 9 i końcem segmentu 2 lub 13. Otwory 5, 6 spełniające rolę otworów płuczkowych przy wykonywaniu odwiertu służą teraz jako otwory łeiekcyjea.

Przy wprowadzaniu kotwi wiertnłczo-inłekcyjeej kanał wewnętrzny rury kotwowej 1 przy wykonywaniu odwiertu w skale służy najpierw jako kanał płuczkowy, żeby za pomocą płuczki odprowadzać z odwiertu zwierciny przez wnękę pierścieniową.

Po wwierceniu złożonej z kilku segmentów 2 rury kotwowej 1 wyciąga się ją z odwiertu tylko na tyle, żeby odłączyć ostatni segment 3 na złączce mufowej i zastąpić go segmentem 13, który wyposażony jest w uszczelniacz wydęciowy 14 i w przyłącze głowicy ^iekcyjnej. Podczas wstrzykiwania służąca jako zawór zwrotny płytka bezpieczeństwa 10 umożliwia wydęcie uszczelniacza 14 w taki sposób, że uzyskuje się szczelne, wszechstronne przyleganie do ścianki odwiertu. Pod wpływem rosnącego nadal ciśnienia iniekcji ulega zniszczeniu płytka 10 i następuje wstrzykiwanie materiału do wnęki pierścieniowej lub do szczelin w górotworze. Po zakończeniu wstrzykiwania nakręca się czaszę na wystający z wylotu odwiertu koniec rury kotwowej

160 194

160 194

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz

Cena 1,50 zł

Claims (6)

Zastrzeżenia patentowe

1. Kotew wiertniczo-iniekcyjna do zabezpieczania chodników i wyrobisk podziemnych przez wstrzykiwanie na przykład żywicy syntetycznej, zwłaszcza w górnictwie i przy budowie tuneli, która składa się z montowanej co najmniej z dwóch segmentów i połączonych mufami rury kotwowej, która na końcu od strony dna odwiertu ma koronkę wiertniczą, a także otwory płuczkowe i iniekcyjne, i która wyposażona jest w zamknięcie odwiertu oraz w demontowany łącznik na końcu wystającym z odwiertu, znamienna tym, że ukształtowany jako świder segment /3/, kto'ry jest wyposażony w przyłącze w postaci łącznika wiertniczego /12/, może być wymieniany na segment /13/ ukształtowany jako rura kotwowa /1/, przy czym segment /13/ jest wyposażony w zamknięcie odwiertu i zawór zwrotny.

2. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawór zwrotny ma postać płytki bezpieczeństwa /10/ pękającej pod nadmiernym ciśnieniem.

3. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że zamknięcie odwiertu jest ukształtowane w postaci uszczelniacza wydęciowego /14/.

4. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że segment /13/ na obu końcach wyposażony jest w zawory zwrotne /10, 18/.

5. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 4, znamienna tym, że zawór zwrotny /10/ jest ukształtowany jako płytka bezpieczeństwa pękająca pod nadmiernym ciśnieniem

6. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że łącząca ze sobą segmenty /2, 3; 2, 13/ złączka mufowa /7/ jest wyposażona w próg oporowy /9/ ujmujący końce segmentów /2, 3; 2, 13/, i że próg oporowy /9/ jest ukształtowany z myślą o zamocowaniu zaworu zwrotnego /10/.

* * *