SE459599B - Foerfarande och anordning foer inmatning av gjutmaterial i ett borrhaal vid gjutbultning av berg - Google Patents

Description

459 599 »í-í-fi f t I 2 flyttar mattarörets kälke tvångssynkroniserats med driften å av en motor för gjutmaterialets matarpump. ' Nackdelen med ett dylikt matningsförfarande av gjutmaterial är emellertid att det ej är möjligt att pålitligt försäkra sig om att borrhålet verkligen blir fyllt med en önskad mängd gjutmaterial. I berget kan nämligen finnas krosspartier och sprickor, gjutmaterialet kan tränga in i vilka när gjutmaterial inmatas i hålet. När matarröret för gjutmaterial dras utåt, synkront med inmatningen av gjutmaterial, följer härav, att hålet fylls ofullständigt, emedan gjutmaterialet tränger in i de krossade partierna och sprickorna och i hålet ej blir kvar en tillräcklig mängd gjutmaterial för tillförlitlig fästning av bergbulten.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma ett förfarande, som eliminerar den ovannämnda nackdelen och garanterar en säker fyllning av borrhålet med gjutmaterial även då berget har krosspartier och sprickor- Detta upp- nås med ett förfarande enligt uppfinningen, vilket känne- tecknas därav, att matningsröret dras utåt i hålet i beroende av gjutmedlets fyllningstryck.

Uppfinningen är baserad på tanken, att matarrörets återgång eller återföring i borrhâlet baseras på den tryckstegring som förorsakas av gjutmaterialet, när det parti av hålet, som i varje enskilt fall skall fyllas, fyllts med gjutmedel. Med ett fyllningstryck avses i detta sammanhang sålunda det tryck, med vilket det i hålet befintliga gjutmaterial strävar att motverka in- matningen av mera gjutmaterial i hålet och att förskjuta matarröret utåt í hålet sedan gjutmaterialet fyllt ut- rymmet mellan den del av hålet, som skall fyllas med gjutmaterial, och matarrörets spets. Den del av hålet, kan variera i olika bultningsfall. Ifall bulten fästs i hålet endast med som skall fyllas med gjutmaterial, hjälp av gjutmaterial, börjar háldelen som skall fyllas från hàlets botten. Ifall på hàlets botten inmatas en 459 599 eller flera, ett accelerations- eller annat medel inne- hållande kapslar, börjar håldelen som skall fyllas från änden av den till hálets botten skjutna kapselns eller kapslarnas mot hålets mynning vända ände. Det är även möjligt, att en stabil fästning önskas endast vid bult- ens yttre ände, medan den inre änden lämnas fri. Härvid motsvarar hàldelen som skall fyllas endast bultens fästningslängd. Ifall hålet är helt, utövar gjutmaterialet ett utskjutande tryck mot matarröret så snart hålet fyllts från bottnen av håldelen som skall fyllas till matarrörets spets. Detta tryck utnyttjas enligt upp- finningen för förskjutning av matarröret utåt i hålet med samma hastighet som hålet fylls med gjutmaterial, anting- en tvångsdrivet genom att dra matarröret mekaniskt utåt i hålet eller automatiskt genom att tillåta fyllnings- trycket att skjuta matarröret utåt när hålet fylls. Ifall berget däremot har krossade partier eller sprickor, i vilka gjutmaterial rinner in och hålet därför ej fulls, uppstår det i borrhâlet ej ett dylikt, av gjutmaterial förorsakat fyllningstryck, och därför förflyttas matar- röret ej heller utåt i hålet. Först sedan sprickan eller det krossade partiet utfyllts med gjutmaterial, uppstår i hålet ett tillräckligt stort tryck för förskjutning av matarröret utåt och driften fortsätter på normalt sätt.

Uppfinningen avser även en apparat för genom- förande av det nämnda förfarandet och denna apparat kännetecknas av innehållet i patentkravet 3- Apparaten enligt uppfinningen är baserad pà tanken att springan mellan matarröret och borrhálets vägg är tillräckligt liten för att en inträngning av gjutmaterial mellan matarröret och berget ej är möjlig utan att förorsaka nämnda tryckverkan. Storleken av denna springa beror mycket på gjutmaterialet som används och dess viskositet, varför diametern av matarrörets spets, på vilken gjutmaterialets fyllníngstryck huvudsak- ligen verkar, kan vara betydligt mycket mindre än borr- hàlets diameter. 459 599 Avkänningen av gjutmaterialets fyllningstryck och dess utnyttjande för återföring av matarröret, kan tekniskt genomföras på ett flertal olika sätt, framgår av följande beskrivning. vilket Uppfinningen beskrivs nedan mera i detalj under hänvisning till närslutna ritningar, där figurerna IA-1? visar schematískt olika arbetssteg vid inmatning av gjutmaterial och bultning i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen, figurerna 2 och 3 visar i sidovy och ândvy en med en uppfinningsenlig mataranordning för gjutmaterial försedd bergbultningsanordning, figur 4 visar en fördelaktig utföringsform matarrör i sidovy, av ett figur 5 visar en fördelaktig utföringsform av drivanordning i sidovy, en figur 6 visar ett snitt utmed linjen VI-VI figur 4, figur 7 visar en fördelaktig utföringsform stödanordning i sidovy, av en figurerna 8 och 9 visar ett snitt utmed linjen VIII-VIII resp. IX-IX i figur 7, figur 10 visar ett första manövreringsschema för mataranordningen för gjutmaterial, figur 11 visar ett andra manövreringsschema för mataranordningen, figur 12 visar ett tredje manövreringsschema för mataranordningen.

Figurerna IA-1G i ritningarna åskådliggör olika arbetssteg i förfarandet enligt uppfinningen.

Enligt figur 1A inskjuts i ett i berget borrat hål 1 ett matarrör 2. Matarröret kan bestå av en böjlig slang eller ett styvt rör. Matarröret ínskjuts till bottnen av hålet som skall utfyllas och genom matarröret pumpas gjutmaterial 3, figur IB, in í borrhálet, vilket material tränger in i sprickor, som eventuellt förekommer i berget. 459 599 När sprickorna och utrymmet mellan hálets botten och matarrörets spets utfyllts med gjutmaterial och matar- röret fortsättningsvis inmatar gjutmaterial i hålet, strävar gjutmaterialet att tränga in i springan mellan matarröret och berget. Emedan denna springa är mycket liten, är det svårt för gjutmaterialet att tränga in, varför gjutmaterialet förorsakar i hålet ett på matar~ rörets spets verkande fyllningstryck TP, figur 1C. Pâ grund av detta tryck förskjuts matarröret utåt i hålet på ett senare beskrivet sätt, samtidigt som matarröret matar gjutmaterial in i hålet. När matarrörets spets når nya sprickor eller ett krosspartí 1b, tränger gjut- material in i det krossade partiet, varvid gjutmaterial- trycket i hålet sjunker och utskjutningen av matarröret avstannar, figur 1D. När det krossade partiet utfyllts med gjutmaterial och gjutmaterialet åter utövar ett fyllningstryck TP på matarrörets spets, börjar matar- röret åter förskjutas utåt i hålet med samma hastighet som hålet fylls med gjutmaterial, figur 1E. Inmatningen av gjutmaterial avbryts, när en tillräcklig mängd gjut- material föreligger för utfyllning'av spríngan mellan bulten och berget över en önskad längd, vid behov över bultens hela längd, varefter matarröret avlägsnas ur hålet, figur 1F. En bergbult 4 inskjuts i hålet så djupt, att bultens bultbricka berör bergytan, varvid gjutmate- ríalet utfyller springan mellan bulten och berget och efter stelnandet fäster bulten i berget, figur 1G. För att bulten skall kvarhàllas i hålet innan gjutmaterialet stelnar, har nàgotslags lämpligt làselement anordnats i bulten.

Huvuddelarna i den i figurerna 2 och 3 visade bergbultningsanordningen är en borranordning 5, en bult- matningsanordning 6, en bultkassett 7 och en matningsan- ordning 8 för gjutmaterial. Delarna 5-7 är i och för sig kända, varför deras konstruktion och funktion ej beskrivs närmare i detta sammanhang. 459 599 Mataranordningen 8 omfattar ett matarrör 2, en drivanordning 9 och en stödanordning 10.

Matarröret 2 som visas i figur 4 omfattar ett styvt rör 11, i vars ena ände fästs ett munstycke 12 och andra ände en böjlig slang 13, i vars fria ände fästs en kopplingshylsa 14, med vilken slangen ansluts till en pump 32, figur 10, för pumpning av gjutmaterial in i matarröret.

Matarröret har till sin diameter dimensíonerats så i förhàllandetillborrhàlets diameter, att inträng- ningen av gjutmaterial genom en springa mellan matar- röret och berget förutsätter ett större tryck än gjut- materialets matningstryck. Härvid förorsakar en konti- nuerlig inmatning av gjutmaterial i borrhàlet en med matníngstrycket proportionell, slangen utåt i hålet skjut- ande kraft på slangens ände, när utrymmet mellan botten av håldelen som skall utfyllas och matarrörets spets helt fyllts med gjutmaterial.

I stället för ett styvt rör 11, är det möjligt att använda även i början av matarröret en böjlig slang. Till slangänden kan anslutas ett separat matarhuvud, som kan bytas ut när det nedslitíts. Särskilt vid användning av en böjlig slang styr matarhuvudet slangen, när den in- skjuts i hålet.

Drivanordningen 9 som visas i figurerna 5 och 6 omfattar två stomdelar 15,16, vilka fjädrande fästs vid varandra med bultar 17. I vardera stomdelen har roter- bart lagrats tvâ rullor 18 resp. 19 med parallella axlar på ett avstånd från varandra. Rullorna ligger parvis mittemot varandra och är försedda med ett periferispår så, att vartdera rullparet bildar en mellanliggande drag- ränna 20 för röret 11. Dragrännan är dimensíonerad sä, att rullorna anligger från motsatta sidor mot röret.

De i den nedre stomdelen lagrade rullorna 19 är försedda med kedjehjul 21, runt vilka en kedja 22 löper.

Denna kedja löper även över ett i den nedre stomdelen v 'r 459 599 lagrat dubbelkedjehjul 23, runt vars andra kedjehjul en drivkedja 24 löper, som drivs av en i figur 10 visad rotationsmotor 29. Rotationsmotorn roterar sålunda genom förmedling av kedjorna de i den nedre stomdelen lagrade rullorna 19.

Drivanordningen 9 är monterad på bultningsanord- ningens stomme 25.

Den i figurerna 7-9 visade stödanordningen 10 omfattar en i bultningsanordningens stomme 25 fäst, med stommen parallell stödbalk 26. På den mot stommen 25 vända sidan av stödbalken har med inbördes mellanrum fästs U-formade styröglor 27. Styröglorna år till stor- leken sådana, att matarröret kan glida genom öglorna.

Stödbalken är härvid uppburen av drivanordningen 9 så, att styröglorna är belägna koaxiellt med drivanordningens dragrännor 20. Styröglornas mellanrum har valts så, att vid användning av en böjlig slang såsom matarrör, mot- står slangen matningskraften utan att knäckas. Vid an- vändning av ett styvt rör sàsom matarrör, åtminstone över den av stödanordningen styrda sträckan, räcker det med en styrögla, som placeras vid stödbalkens främre ände.

Tack vare den visade konstruktionen kan matarröret 2 bringas att röra sig i förhållande tíllstödbalken i styröglorna, när drivanordningens rullor 19 roteras medelst rotationsmotorn. Matarröret kan sålunda mekaniskt inskjut- as i ett borrat nål för inmatning av gjutmaterial och under matningen av gjutmaterial dragas utåt i hålet.

Figur 10 visar en styrkrets för automatisering av mataranordningens drift.

När spaken i en styrventil 28 i drivanordningen 9 skjuts framåt, strömmar tryckolja in i drivanordningens vštskemotor 29, som genom förmedling av kedjorna börjar rotera drullorna 19 så, att de skjuter in matarröret 2 i hålet 1. När matarröret nått hålets botten, àterställs styrventilen till dess utgångsläge så, att rotations- motorn stannar. 459 599 Då spaken hos gjutmaterialmatarpumpens styrventil påverkas, strömmar tryckolja in i en vätskemotor 31, vilken roterar pumpen 32 så, att den börjar pumpa gjut- material in i matarröret 2. Tryckoljakretsen hos motorn 31 är via enmängdregleríngsventil33, en tryckreducerings- ventil 37 och en omkastbar motventil 34 förbunden med vätskemotorn 29 for drivanordningen 9. Ventílen 37 är sådan, att den tillåter en vätskeströmning ända tills vätsketrycket i motorn 29'stiger till ett värde, där drivanordníngen 9 ej ännu ensam återställer matarröret i hålet, varvid vätska strömmar genom ventilen endast så mycket, att trycket hålls vid ifrågavarande värde. När gjutmaterialet pumpas in i borrhálet med ett bestämt mat- ningstryck SP, fyller gjutmaterialet eventuella sprickor och krossade partier samt utrymmet mellan borrhálets botten och matarrörets spets. Emedan gjutmaterialet, till följd av matarrörets nämnda dimensionering, ej kan tränga ut genom springan mellan matarröret och berget, förorsakar gjutmaterialet i hålet ett bestämt fyllnings- tryck TP, vilket medför en skjutkraft i matarröret, var- vid matarröret àterförs i hålet genom samverkan av skjut- kraften och drívanordníngens dragkraft. Mängden av gjut- materíal som skall inmatas kan regleras på olika sätt, beroende på om bulten önskas gjuten över hela dess längd eller endast vid inre änden. När ventilens 37 tryckgräns inställts lämpligt, ställer sig matníngstrycket på ett sådant värde, att matarröret förskjuts utåt i hålet i exakt samma takt som gjutmaterialet fyller hålet.

Med mängdregleríngsventilen 33 kan matarrörets största återföringshastighet inställas.

Mängden av gjutmaterial som skall inmatas kan íhställas t.ex. medelst en i figuren visad tryckackumula- tor 35 och en motständsventil 36, varvid i tryckackumula- torn inmatas en på förhand bestämd mängd tryckolja per tidsenhet via en strypning i ventilen 36. När oljan strömmar in i ackumulatorn, stiger ackumulatortrycket på 1 459 599 motsvarande sätt. När trycket i ackumulatorn stigit till ett på förhand bestämt värde, återgår styrventilen 30 till sitt utgångsläge så, att matarpumpen 32 och vätske- motorn 29 stannar. Genom att reglera strömníngsmängden av oljansom skall inmatas i ackumulatorn medelst venti- lens 36 strypning, kan gjutmaterialets inmatningstid och sålunda även matningsmängd bestämmas på förhand. På motsvarande sätt kan inställningen självfallet utföras genom att reglera trycket som medför styrventilens 30 àterställning.

När spaken hos drivanordníngens styrventíl 28 skjuts bakåt, fortsätter vätskemotorn 29 roteringen av rullorna 19 så, att de förskjuter matarröret till helt utdraget utgångsläge. Återställningen av styrventilerna kan även anord- nas med hjälp av en, av matarröret pà ett bestämt ställe avgiven tryckimpuls. Det är även möjligt att anordna driften medelst en elektrisk impuls vid användning av en magnetventil, t.ex. med hjälp av en volymströmräknare.

Anordningens drift kan även helt automatiseras, varvid maskinskötaren endast startar matningsfunktíonen och anordningen genomför matningen steg för steg och slutligen återgår till utgångsläget.

Styrningen för övergång från ett steg till följande steg kan erhållas bl.a. fràn matarrörets längs- gående rörelser eller hydraultrycket i dess matarmotor samt vid mätning av mängden inmatat gjutmaterial på tidigare visade sätt.

I styrkretsen som visas i figur 11 är matarrörets drivanordning 9 försedd med en fjäderavlastad tryck- vätskecylinder 39, vars kolv monterats att förskjuta drivanordningens dragrullor 19 mellan ett dragande läge och ett frigörande läge. Cylindern 39 är via den nämnda tryckdrívna riktventilen 37 ansluten till matarmotorns 31 tryckkrets.

Styrkretsen fungerar på följande sätt: 459 599 Matarröret inskjuts i hålet medelst förskjutníngs- motorn 29 och gjutmaterial matas genom matarröret på ovan beskrivet sätt. När utrymmet mellan hålets botten och matarrörets spets fyllts med gjutmaterial, förorsakar gjutmaterialets fyllningstryck TP en höjning av trycket i matarmotorns 31 krets, varvid tryckvätska kan tränga via ventilen 37 in i cylindern 39. Härigenom skjuter cylínderkolven drivanordníngens dragrullor bort från be- röring med matarröret så, att matarröret kan röra sig axiellt i förhållande till drivanordningen och sålunda förskjutas utåt i hålet genom inverkan av det av gjut- materialet på matarröret utövade fyllningstrycket TP. På grund av matarrörets rörelse sjunker gjutmaterialstryck- et i hålet , varvid trycket i matarmotorns 31 krets sjunk- er på motsvarande sätt och trycket i cylindern sjunker.

Därför stannar drivanordningens dragrullor åter matar- röret på dess plats.

I styrkretsen som visas i figur 12 har den i figur visade ventilen 37 ersatts med en solenoidventil 40, vilken kopplats till en tryckomkopplare 41, vilken medelst en ledning 42 anslutits att detektera gjutmate- rialets matningstryck i matarröret 2. När hålet fyllts med gjutmaterial och trycket i matarröret därför stiger högre än det normala matningstrycket, avger tryckomkopp- laren en impuls till ventilen 40, vilken öppnar vägen för tryckvâtska till matarrörets förskjutningsmotor 29. För- skjutningsmotorn drar matarröret utåt i hålet, varvid gjutmaterialets matningstryck i matarröret åter sjunker och förorsakar genom förmedling av tryckomkopplaren 41 en lägesändringsimpuls i ventilen 40 så, att förskjutnings- motorn 29 stannar. Matarröret rör sig på detta sätt steg- vis utåt i hålet, tills hålet fyllts över en önskad längd och mattarröret avlägsnas helt ur hålet genom att påverka styrventilen 28.

Rítningarna och den därtill anslutna beskrivningen är endast avsedda att åskådliggöra uppfinningens tanke. 459 599 11 I detalj kan förfarandet och anordningen enligt uppfin- ningen varíera inom ramen för patentkraven.

Claims (4)

459 z ! 599 10 15 20 25 30 35 12 Patentkrav:

1. Förfarande för inmatning av ett gjutmedel i ett borrhâl vid gjntbultning av berg, enligt vilket förfarande - i hålet (1) inskjuts ett matningsrör (2) väsent- ligen till bottnen av den del av hålet, som skall fyllas genom matningshålet med gjutmedel, - gjutmedel (3) inmatas i hålet (1) börjande från bottnen av delen som skall fyllas, - varvid matningsröret (2) återförs utåt genom in- verkan av fyllningstrycket (TP), som i hålet förorsakas av det mellan bottnen och matningsrörets ände inmatade gjutmedlet, - matningen av gjutmedel slutas, då en tillräcklig mängd därav finns för att fylla springan mellan hålets vägg och en i hålet inskjutbar bergbult (4) över en önskad längd, och - matningsröret avlägsnas från hålet, k ä n n e t e c k n a t därav, utåt i hålet (1) i ber tryck (TP). I att matningsröret (2) dras oende av gjutmedlets (3) fyllnings-

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att matningsröret (2) dras med vä- sentligen samma hastighet som gjutmedlet (3) fyller hålet, då gjutmedlets fyllningstryck (TP) översti ger ett i förväg bestämt inställt värde.

3. Apparat för inmatning av ett gjutmedel i ett borr- hål vid gjutbultning av berg, omfattande ~ ett matningsrör (2), som är inskjutbart i hålet (1) väsentligen över hela längden av den del av hålet, som skall fyllas med gjutmedel genom matningsröret, - en drivanordning (9) för inskjutning av matnings- rörët i hålet och utdragning ur hålet, och - matningsdon (32) för inmatning av gjutmedel (3) genom matningsröret i hålet, 10 15 20 459 599 13 - varvid matningsröret (2) har åtminstone vid sin spets en sådan storlek i förhållande till hålet (1), att en inträngning av gjutmedel (3) genom springan mellan hålet och matningsrörets spets kräver ett tryck, som är större än matningstrycket (SP), med vilket gjutmedel in- matas i hålet, k ä n n e t e c k n a d därav, att apparaten har ett känselorgan (37; 41), som avkänner matningstrycket hos gjutmedlets (3) matningsdon (32) och startar drivanord- ningen (9) för utdragning av matningsröret (2), då mat- ningstrycket överstiger ett i förväg bestämt inställt värde (SP).

4. Apparat enligt patentkravet 3, som är försedd med tryckmediedrivna utdragningsdon (19) för matnings- röret (2) och matningsdon (32) för gjutmedel (3), k ä n n e t e c k n a d därav, att tryckmediekretsen för drivmotorn (29) för matningsrörets (2) utdragnings- don (19) är förbunden med tryckmediekretsen för driv- motorn (31) för gjutmedlets (3) matningsdon (32) genom förmedling av en känselorganet (37) bildande tryckredu- ceringsventil sà, att ventilen släpper tryckmedium till kretsen för utdragningsdonens drivmotor (29), då trycket i kretsen för matningsdonens drivmotor (31) överstiger det inställda värdet (SP) för gjutmedlets matningstryck.