SE417742B

SE417742B - DEVICE FOR BULT DRILLING DEVICE

Info

Publication number: SE417742B
Application number: SE7901616A
Authority: SE
Inventors: Skelleftea T Thorsell
Original assignee: Linden Alimak Ab
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1981-04-06
Also published as: NO800480L; DE3005484A1; SE7901616L; JPS55117000A; AU5577980A; GB2043748B; GB2043748A; FI800508A; FR2449778A1

Description

.vaø161s#a bultborrningsaggregat, vilka möjliggör en förhållandevis snabb insättning av ett mindre antal förankringsbultar i snabb följd efter varandra i ett gruvorttak. .vaø161s # a bolt drilling assembly, which enables a relatively fast insertion of a small number of anchoring bolts in quick succession in a mine roof.

En nackdel med användningen av patroner är den förhållande- vis höga kostnaden, förorsakad naturligtvis av att de erfordrar särskild tillverkning. De för patronernas hantering och transport nödvändiga organen i ett bultborrningsaggregat sätter även en naturlig gräns för hur långt man kan gå i fråga om mekanisering, och eventuellt automatisering, av de arbetsmoment som skall utföras av aggregatet. __ Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett plastinmatningssystem för användning vid bultborrningsaggre- gat, med vilket kostnaderna för plasten reduceras i jämförelse med de vid konventionella bultborrningsaggregat med patroninmat- ning. p Ett annat syfte är att ett dylikt plastinmatningssystem skall möjliggöra helautomatisering av de arbetsmoment som måste utföras med bultborrningsaggregatet vid isättning av ett antal förankringsbultar. _ Dessa syften har uppnåtts genom att enligt uppfinningen plastinmatningsanordningen innefattar två rörledningar för-sepa- rat men samtidigt tillförsel av plast och härdare till borrhålet, anslutna till ett plastmagasin resp. ett härdarmagasin via var sin pump. 7 Uppfinningen skall nu beskrivas närmare nedan med hänvis- ning till ett på bifogade ritningar visat utföringsexempel, var- vid _ fig. l i sidovy schematiskt visar ett fordon, som uppbär ett bultborrningsaggregat, fig. 2, 3 och 4 i sidovy, planvy resp. ändvy delvis sche- matiskt visar bultborrningsaggregatet, fig. 5 i sidovy visar en i aggregatet enligt fig. 2 - 4 ingående plastinsprutningsanordning, fig. 6 visar ett anslutningsschema för plastinsprutnings- anordningen enligt fig. 5, samt fig. 7 i sidovy och delvis i axiellt snitt visar en plast- pump för plastinsprutningsanordningen. 7901616-8 Fordonskombinationen enligt fig. l och 2 har en dragdel med en förar- och manöverhytt 2 samt en pâhängs- eller släpdel 4.A disadvantage of the use of cartridges is the relatively high cost, caused of course by the fact that they require special manufacturing. The means necessary for the handling and transport of the cartridges in a bolt drilling unit also set a natural limit for how far one can go in terms of mechanization, and possibly automation, of the work steps to be performed by the unit. An object of the present invention is to provide a plastic feed system for use with bolt drilling assemblies, with which the cost of the plastic is reduced compared to those with conventional bolt drilling assemblies with cartridge feed. Another object is that such a plastic feed system should enable complete automation of the work steps that must be performed with the bolt drilling unit when inserting a number of anchoring bolts. These objects have been achieved in that according to the invention the plastic feeding device comprises two pipelines pre-separated but at the same time supply of plastic and hardener to the borehole, connected to a plastic magazine resp. a hardener magazine via each pump. The invention will now be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 in side view schematically shows a vehicle carrying a bolt drilling assembly, Figs. 2, 3 and 4 in side view, plan view and end view shows partly diagrammatically the bolt drilling assembly, Fig. 5 in side view shows a plastic injection device included in the assembly according to Figs. 2-4, Fig. 6 shows a connection diagram for the plastic injection device according to Fig. 5, and Fig. 7 in side view and partly in axial section shows a plastic pump for the plastic injection device. 7901616-8 The vehicle combination according to Figs. 1 and 2 has a towing part with a driver and control cab 2 and a trailer or trailer part 4.

Den senare uppbär bl.a. ett upprättstâende stativ 6 för ett hydraulbomarrangemang 8. Hydraulbomarrangemanget 8 uppbär i änden ett bultborrningsaggregat 10. Bultborrningsaggregatet l0 är medelst hydraulbommen 8 svängbart både i sidled och i vertikal- led. Dessutom är en vridrörelse av bultborrningsaggregatet runt hydraulbommens längsaxel möjlig.The latter receives i.a. an upright frame 6 for a hydraulic boom arrangement 8. The hydraulic boom arrangement 8 supports at the end a bolt drilling assembly 10. The bolt drilling assembly 10 is pivotable both laterally and vertically by means of the hydraulic boom 8. In addition, a rotational movement of the bolt drilling assembly around the longitudinal axis of the hydraulic boom is possible.

Bultborrningsaggregatet uppbärs av en ram l2 som i sin tur svängbart uppbärs av hydraulbommen 8 kring en tväraxel 14.The bolt drilling assembly is supported by a frame 12 which in turn is pivotally supported by the hydraulic boom 8 about a transverse axis 14.

Svängningsrörelsen åstadkommes medelst en hydraulcylinder 16, vilken verkar mellan ramen 12 och ett ändaggregat 18 på hydraul- bomen, som innehåller en vridmotor för åstadkommande av den ovan- nämnda vridrörelsen kring hydraulbommens längsaxel. Ändaggregatet 18 fästs vid hydraulbommens ände medelst en fästfläns 20.The pivoting movement is effected by means of a hydraulic cylinder 16, which acts between the frame 12 and an end assembly 18 on the hydraulic boom, which contains a rotary motor for producing the above-mentioned rotational movement about the longitudinal axis of the hydraulic boom. The end assembly 18 is attached to the end of the hydraulic boom by means of an attachment flange 20.

Ramen 12 uppbär två axelstöd 22, som mellan sig uppbär en i figurerna ej synlig axel. På denna axel är en cylinder 24 vridbart anordnad. Vid cylindern 24 är en bärplatta 26 fästad medelst bärflänsar 28. Pâ ömse sidor om cylindern 24 uppbär bär- plattan 26 ett vridfäste 30 för änden hos en kolvstång 32 förande till en i ett cylinderpar 34, 36 ingående hydraulcylinder 34.The frame 12 carries two shaft supports 22, which between them carry a shaft not visible in the figures. On this shaft a cylinder 24 is rotatably arranged. At the cylinder 24 a support plate 26 is fastened by means of support flanges 28. On either side of the cylinder 24 the support plate 26 supports a pivot bracket 30 for the end of a piston rod 32 leading to a hydraulic cylinder 34 included in a pair of cylinders 34, 36.

Den ur cylindern 36 utträdande kolvstången 38 uppbäres i änden av ett fäste 40, som är stelt fästat vid ramen 12.The piston rod 38 emerging from the cylinder 36 is supported at the end by a bracket 40, which is rigidly attached to the frame 12.

Man inser att medelst dubbelcylindrarna 34, 36 på var sida om ramen 12 cylindern 24 kan vridas kring sin axel och däri- genom fästplattan 26 lutas sidledes.It will be appreciated that by means of the double cylinders 34, 36 on each side of the frame 12 the cylinder 24 can be rotated about its axis and thereby the mounting plate 26 is inclined laterally.

På bärplattan 26 är parallellt med cylindern 24 matar- balkar 42 och 44 för en bergborrmaskin 46 resp. en bultroterings- anordning 48 fast monterade. Mellan borrmaskin- och bultrotations- enheterna 42, 46 resp. 44, 48 sträcker sig en nedan närmare be- skriven plastinmatningsanordning 50, som mynnar vid S2.On the support plate 26, parallel to the cylinder 24, are feed beams 42 and 44 for a rock drilling machine 46 and 46, respectively. a bolt rotating device 48 fixedly mounted. Between the drilling machine and bolt rotation units 42, 46 resp. 44, 48 extends a plastic feeding device 50 described in more detail below, which opens at S2.

Bultborrningsaggregatets funktion i drift skall endast beskrivas i korthet här. Ett hål borras först medelst bergborren 46. Detta hål fylls med en snabbt härdande plast via anordningen 50, varpå slutligen en bergbult roteras in i det plastfyllda hålet medelst anordningen 48. En centreringsanordning 54 är monterad i framänden på ramen 12. Medelst centreringsanordningen 54 ._ '7901616-8 centreras vart och ett av de tre ovan beskrivna arbetsmomenten utefter en axel S6. Grovinställningen utefter denna axel av borr- stål,plastinmatningsanordning resp. bergbult sker genom tippning av bärplattan 26,sidledes medelst paret av dubbelcylindrar 34, 36. Borrmaskinen 46, bultrotationsanordningen 48 samt plastinmat- ningsanordningen 50 drivs framåt i arbetsriktningen 56 via centre- ringsanordningen 54 medelst var sin i fig. 2 - 4 ej närmare visad, konventionell ändlös drivkedja på vid exempelvis bergborrmaskiner konventionellt sätt.The function of the bolt drilling unit in operation shall only be briefly described here. A hole is first drilled by means of the rock drill 46. This hole is filled with a fast curing plastic via the device 50, whereupon finally a rock bolt is rotated into the plastic-filled hole by means of the device 48. A centering device 54 is mounted at the front of the frame 12. By means of the centering device 54. 7901616-8, each of the three operations described above is centered along an axis S6. The coarse adjustment along this shaft of drill steel, plastic feed device resp. rock bolts are made by tilting the support plate 26, laterally by means of the pair of double cylinders 34, 36. The drilling machine 46, the bolt rotation device 48 and the plastic feeding device 50 are driven forward in the working direction 56 via the centering device 54 by means not shown in Figs. 2-4. conventional endless drive chain in a conventional manner, for example in rock drilling machines.

På samma sida som matarbalken 44 är ett allmänt vid 60 antytt bnltmagasin anordnat.On the same side as the feed beam 44, a general storage magazine indicated at 60 is arranged.

I de samtidigt inlämnade patentansökningarna 79 01618-4 0Ch /-79-Ûl6l7'5 beskrivs centreringsanordningen 54 resp. bultmagasinet 60 samt deras funktion närmare.In the co-pending patent applications 79 01618-4 0Ch / -79-Ûl6l7'5 the centering device 54 resp. bolt magazine 60 and their function in more detail.

Plastinmatningsanordningen 50 innefattar en matningsbalk 62, vilken bl.a. medelst en fästfläns 64 är förenad med matar- balkarna 42 och 44. Intill fästflänsen 64 är ett hus 66 för en hydraulmotor av rotationstyp fästat vid balken 62. Hydraulmotorn .driver ett vid 68 antytt kedjehjul, som driver en kedja 70, som är utritad mera i detalj endast över ett kort avsnitt av sin bana.The plastic feeding device 50 comprises a feeding beam 62, which i.a. by means of a mounting flange 64 is connected to the feed beams 42 and 44. Adjacent the mounting flange 64 is a housing 66 for a rotary type hydraulic motor attached to the beam 62. The hydraulic motor drives a sprocket indicated at 68, which drives a chain 70, which is further drawn in detail only over a short section of its course.

Kedjan 70 löper även över ett i närheten av balkens 62 andra ände fästat kedjehjul 72 och bildar tillsammans med en på balken 62 glidbar släde 74, en ändlös slinga.The chain 70 also runs over a sprocket 72 attached near the other end of the beam 62 and forms, together with a slide 74 slidable on the beam 62, an endless loop.

Släden 74 uppbär ena änden av ett dubbelrör av väsentligen samma längd som matningsbalken 62. Detta dubbelrör består av ett yttre rör 76 och ett koaxiellt däri anordnat inre rör 78.The carriage 74 carries one end of a double tube of substantially the same length as the feed beam 62. This double tube consists of an outer tube 76 and a coaxial inner tube 78 arranged therein.

Vid den vid släden 74 belägna änden har rören 76 och 78 separata, uppåtkrökta inlopp med anslutningsorgan 80 resp. 82 för böjliga tillförselledningar 84 resp. 86. Vid dubbelrörets andra ände utträder det inre röret 78 ett kort stycke utanför det yttre röret 76 och hålls koaxiellt relativt detta av stag 88. Vid samma ände styrs det yttre röret 76 i ett cylinderformigt hölje 90, som är fästat vid balkens 62 motsvarande ände. nöljet so innehåller utefter hela sin längd elektriska uppvärmningsspiraler.At the end located at the slide 74, the tubes 76 and 78 have separate, upwardly curved inlets with connecting means 80 and 80, respectively. 82 for flexible supply lines 84 resp. 86. At the other end of the double tube, the inner tube 78 projects a short distance outside the outer tube 76 and is held coaxially relative thereto by struts 88. At the same end, the outer tube 76 is guided in a cylindrical housing 90, which is attached to the corresponding end of the beam 62. . the needle so along its entire length contains electric heating coils.

Via ledningen 84 är röret 76 avsett att tillföras en plast från en behållare 92 via en kolvpump 94. Röret 78 tillföres en härdare för plasten via ledningen 86 från en behållare 96 7901616-8 medelst en skruvpump 97. Plasten och härdaren kan vara av för ändamålet känd typ, som vid blandning snabbt hårdnar, och behöver därför ej beskrivas närmare här.Via line 84 the pipe 76 is intended to be supplied with a plastic from a container 92 via a piston pump 94. The pipe 78 is supplied with a hardener for the plastic via the line 86 from a container 96 by means of a screw pump 97. The plastic and the hardener may be off for the purpose known type, which hardens rapidly on mixing, and therefore does not need to be described in more detail here.

Pumpen 94 drivs av en nedan närmare beskriven hydraulmotor 98, medan pumpen 97 drivs av en hydraulmotor 99. Fig, 6 visar även ett hydraulschema för de båda hydraulmotorerna.The pump 94 is driven by a hydraulic motor 98 described in more detail below, while the pump 97 is driven by a hydraulic motor 99. Fig. 6 also shows a hydraulic diagram for the two hydraulic motors.

I fig. l antyds placeringen av behållaren 92 och pumpen 94 på släpvagnen 4.Fig. 1 indicates the location of the container 92 and the pump 94 on the trailer 4.

Pumpen 94 har ett från behållarens 92 botten ledande inloppsrör 100, som via en backventil leder till en cylindrisk kammare 102 i en cylinder 103. Backventilen innefattar en mot inloppsriktningen fjäderförspänd och slutande ventilkropp 104.The pump 94 has an inlet pipe 100 leading from the bottom of the container 92, which via a non-return valve leads to a cylindrical chamber 102 in a cylinder 103. The non-return valve comprises a spring body 104 which is spring-biased and closes towards the inlet direction.

En hydraulcylinder 106 är koaxiellt fästad vid änden av cylindern 103. Cylindern 106 har vid ändarna hydraulvätskeinlopp 108 resp. 110 med ingångsanslutningar 112 resp. 114 vid cylinderns ände. Cylindrarna 103 och 106 innehåller var sin kolv 116 resp. 118, vilka är förenade medelst en gemensam kolvstång 120, som passerar från den ena kammaren till den andra via en tätande genomföring 122. In i den fria änden av cylindern 106 sträcker sig genom en tätande genomföring en axiellt ställbar stång 124.A hydraulic cylinder 106 is coaxially attached to the end of the cylinder 103. The cylinder 106 has at the ends hydraulic fluid inlet 108 resp. 110 with input connections 112 resp. 114 at the end of the cylinder. The cylinders 103 and 106 each contain piston 116 and 116, respectively. 118, which are connected by means of a common piston rod 120, which passes from one chamber to the other via a sealing bushing 122. Into the free end of the cylinder 106 extends through a sealing bushing an axially adjustable rod 124.

I och för den axiella inställningen är stången 124 med en gängad änddel 126 förd genom en relativt cylindern 106 fast mutter 128.For the axial adjustment, the rod 124 with a threaded end portion 126 is passed through a relative nut 128 fixed to the cylinder 106.

En låsmutter är betecknad med 130.A locknut is denoted by 130.

Cylindern 103 har i närheten av sin ingângsände en radiellt utstående utloppsstuts 132 innehållande en backventil med en mot utloppsriktningen slutande och fjäderförspänd ventilkropp 134.The cylinder 103 has near its inlet end a radially projecting outlet spout 132 containing a non-return valve with a valve body 134 closing and spring-biased towards the outlet direction.

I drift, när plast skall inmatas i ett borrhâl, matas dubbelröret 76, 78 framåt via instyrningsanordningen 54 in till botten av borrhålet, varpå pumparna 94 och 97 sätts i drift under samtidig utdragning av dubbelröret 76, 78 i borrhâlet. Pumpen 94 verkar så att med hjälp av hydraulmotorns 98 kolv 118 dras kolven 116 till höger i fig. 7, varvid ett sug alstras som lyfter ventilkroppen 104 från sitt säte och sluter ventilkroppen 134 mot dess säte. En sats av plasten i behållaren 92 dras därigenom via inloppsventilen in i cylinderkammaren 102. Mängden bestäms av hydraulkolvens 118 utslag, som i sin tur är fastställt genom det av stångens 126 ände bildade anslaget. Utmatningen av den 79101616-8 i cylindern 102 indragna mängden ohärdad plast påbörjas samtidigt som utdragandet av dubbelröret 76, 78 ur borrhålet påbörjas.In operation, when plastic is to be fed into a borehole, the double pipe 76, 78 is fed forward via the guide device 54 into the bottom of the borehole, whereupon the pumps 94 and 97 are put into operation while simultaneously pulling out the double pipe 76, 78 in the borehole. The pump 94 operates so that by means of the piston 118 of the hydraulic motor 98, the piston 116 is pulled to the right in Fig. 7, whereby a suction is generated which lifts the valve body 104 from its seat and closes the valve body 134 towards its seat. A batch of the plastic in the container 92 is thereby drawn via the inlet valve into the cylinder chamber 102. The amount is determined by the stroke of the hydraulic piston 118, which in turn is determined by the stop formed by the end of the rod 126. The discharge of the amount of uncured plastic drawn into the cylinder 102 begins at the same time as the extraction of the double pipe 76, 78 from the borehole begins.

Utmatningen sker genom att kolven 116 medelst hydraulmotorn 98 förs åt vänster i fig. 7, varvid ventilkroppen l04 pressas mot sitt säte och ventilkroppen 134 öppnas från sitt.The discharge takes place by the piston 116 by means of the hydraulic motor 98 being moved to the left in Fig. 7, whereby the valve body 104 is pressed against its seat and the valve body 134 is opened from its.

Driften av de båda pumparnas 94 och 97 hydraulmotorer 98 och 99 synkroniseras så att plast och härdare utmatas samtidigt ur dubbel- f§@gg76, 78. Likaså sker en samtidig synkronisering härmed av driften av hydraulmotorn för matningen av släden 74. I drift är vidare rören 76, 78 fyllda med plast resp. hårdare även mellan- plastinmatningsmomenten, vilket innebär att man erhåller en för- värmning av denna fyllning medelst de i cylindern 90 befintliga uppvärmningsspiralerna, innan nästa plastinmatningsmoment skall ske, dvs. under bultisättningen vid det redan plastfyllda hålet och borrningen av nästföljande hål. Härdningstiden hos en del av plastfyllningen närmast borrhålets botten har därför kunnat nedbringas avsevärt så att förankringsbulten fastnar omedelbart efter införandet. Vid bultens införande roteras den samtidigt så att en blandning av plast och härdare äger rum. Eventuellt kan bulten under kort tid efterroteras, vilken tid kan bestämmas av ett tidrelä. ~ Hydraulkretsarna hos de tre i plastinmatningsanordningen ingående hydraulmotorerna 66, 98, 99 kan såsom ovan nämnts sam- mankopplas för att vid behov medge synkronisering och/eller sam- ordning av deras drift. Likaså kan dessa hydraulkretsar i sin tur ingå i ett större hydraulsystem, som innefattar alla de i bultborrningsaggregatet ingående hydrauliska drivenheternas hydraulkretsar för samordning och/eller synkronisering av borr- maskinens, plastinmatningsanordningens och bultinföringsanord- ningens manövrer. Detta kan i sin tur styras med hjälp av på de olika rörliga elementen anordnade, beröringsfria sensorer, t.ex. av induktiv typ, som påverkar ventiler i hydraulsystemet.The operation of the hydraulic motors 98 and 99 of the two pumps 94 and 97 is synchronized so that plastic and hardener are discharged simultaneously from double-f§ @ gg76, 78. Similarly, a simultaneous synchronization herewith takes place with the operation of the hydraulic motor for feeding the carriage 74. In operation, further pipes 76, 78 filled with plastic resp. harder also the intermediate plastic feed-in moments, which means that a preheating of this filling is obtained by means of the heating spirals present in the cylinder 90, before the next plastic feed-in moment is to take place, ie. during the bolting at the already plastic-filled hole and the drilling of the next hole. The curing time of a part of the plastic filling closest to the bottom of the borehole has therefore been able to be reduced considerably so that the anchoring bolt gets stuck immediately after insertion. When the bolt is inserted, it is rotated at the same time so that a mixture of plastic and hardener takes place. Optionally, the bolt can be post-rotated for a short time, which time can be determined by a time relay. The hydraulic circuits of the three hydraulic motors 66, 98, 99 included in the plastic feed device can, as mentioned above, be interconnected to allow synchronization and / or coordination of their operation if necessary. Likewise, these hydraulic circuits can in turn be part of a larger hydraulic system, which includes all the hydraulic circuits of the hydraulic drive units included in the bolt drilling unit for coordinating and / or synchronizing the operations of the drilling machine, plastic feed device and bolt insertion device. This in turn can be controlled by means of contactless sensors arranged on the various moving elements, e.g. of inductive type, which affects valves in the hydraulic system.

Med hjälp av ett programverk är det möjligt att helt automatisera den successiva isättningen av de förankringsbultar som ryms i magasinet 60, i det visade exemplet sex stycken, jfr. även patent- ansökningen 79 01617-6. - Under dessa automati- serade operationer kan betjäningspersonal befinna sig skyddad iWith the help of a software, it is possible to completely automate the successive insertion of the anchoring bolts that fit in the magazine 60, in the example shown six pieces, cf. also patent application 79 01617-6. - During these automated operations, service personnel may be protected in

Claims

7901616-8 cab 2 at a distance from the work area. The detailed design of the hydraulic control system briefly indicated above with position sensors and software will be appreciated by a person skilled in the art. P a t e n t k r a v.

Device for bolt drilling assemblies with a plastic feeding device (50) for feeding plastic into a borehole, characterized in that the plastic feeding device comprises two pipelines (76,78) for separate but simultaneous supply of plastic and hardener to the borehole, connected to a plastic magazine (92) resp. a hardener magazine (96) via separate pumps (94 and 98, respectively). in

Device according to claim 1, characterized by a device (90) for preheating the pipelines (76,78) and their contents before feeding into the borehole.

Device according to claim 2, characterized in that the pipelines (76,78) are arranged to be feedable in their longitudinal direction on a feed beam (62), on the front end of which the preheating device is fixedly mounted in the form of a heating means provided with heating means. guide sleeve (90) for the pipelines.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pipelines consist of two tubes (76,78) arranged coaxially with one another, the inner tube (78), the front end of which projects slightly out of the outer tube ( 76) is connected to the hardener magazine (96), while the space between the tubes is connected to the plastic magazine (92).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic feed pump (94) consists of a piston pump, the piston (116) of which has a common piston rod (100) with a piston (118) in a hydraulic cylinder (106) for operation of the plastic pump piston. v9e161s-se

Device according to claim 3, characterized in that a hydraulic motor (66) arranged for feeding the pipelines (76,78), and each one a hydraulic drive motor (98,99) for the plastic feed and hardener feed pumps (94,97), is in - connected in a common hydraulic control circuit for coordination and synchronization of the operation of the three motors.,

7. Device according to claim 6, 7, characterized in that hydraulic motors for operating additional working means included in the bolt drilling assembly, such as rock drilling machine (46) and bolt feed and rotating device (60), are likewise included in the common hydraulic control circuit, wherein non-contact sensors for sensing the positions of the movable E members included in the unit control valves in the common hydraulic circuit. '