SE465171B - Foerfarande foer uttagning av bergrum - Google Patents

Description

15 20 25 50 å» 465 171 Beskrivning av föreliggande uppfinning Det har nu överraskande visat sig möjligt att kunna lösa ovan- nämnda problem genom föreliggande uppfinning som karaktäriseras av, att man från ett eller flera schakt/tunnlar, företrädesvis anordnade radiellt från en blivande sfärs centrum borrar från ett första avstånd en första serie radiellt utåt riktade hål; att man från ett andra, längre ut från centrum beläget avstånd borrar en andra serie radiellt utåt riktade hål, vilka hål sträcker sig utanför den första seriens hål; att man från ett tredje, ytterli- gare längre ut beläget avstånd borrar en tredje serie radiellt utåt riktade hål, vilka hål sträcker sig utanför den andra seri- ens hål; radiellt utåt intill förvaringsutrymmets begränsning; att den att eventuellt ytterligare serier av hål uttages riktade första seriens hål laddas i hela sin längd; att varje ytterligare series hål laddas i den del som ligger utanför en tidigare series håls laddningsområde, varvid laddningarna kommer att upptaga kon- sekutiva ringformade laddningsområden vilka täcker det blivande sfäriska utrymmets form, och att sprängning genomföras av varje ringformat område för sig med början inifrån och ut eller vice VEPSB .

Enligt en föredragen utföringsform av förfarandet sker borrning förbi jektering av dessa förbiborrade delar sker före en utsprängning den sektor som skall framtagas, varefter armering och in- av den sfäriska ytan. Hur långt förbiborrning skall ske beror på behovet av förstärkning av berget runt rummet.

En föredragen utföringsform enligt uppfinningen för framställning av ett kupolformat tak karaktäriseras av, att man eventuellt ut- tager arbets-och transporttunnlar anordnade runt det blivande ut- rymmet; att man uttager ett vertikalt schakt från det cylindriska utrymmets övre del, att man från en första nivå borrar en första serie radiellt utåt riktade hål; lägen nivå borrar en andra serie radiellt utåt nedåt riktade hål, att man från en andra högre be- vilka hål sträcker sig utanför den första seriens hål; att man från en tredje, ytterligare högre nivå borrar en tredje serie ra- diellt utåt, nedåt riktade hål, vilka hål sträcker sig utanför 10 15 20 25 30 35 3 g. 465 171 den andra seriens hål; att eventuellt ytterligare serier av häl uttages rikatde radiellt utåt, nedåt intill förvaringsutrymmets vertikala begränsning; att den första seriens hål Laddas i hela sin Längd; att varje ytterligare series hål laddas i den del som ligger utanför en tidigare series hâls laddningsomrâde, varvid- laddningarna kommer att upptaga konsekutiva ringformade ladd- ningsomrâden vilka täcker det blivande kupolformade takets form, och att sprängning genomföres av varje ringformat omrâde för sig med början inifrän och ut, eller vice versa.

Ytterligare karaktäristika framgår av hithörande patentkrav.

Genom föreliggande uppfinning kan mycket stora väsentligen sfä- riska rum eller andra utrymmen med kupolformat tak åstadkommas med en diameter av 100 m eller mer.

Genom att anbringa tre väsentligen vinkelrätt varandra korsande tunnlar eller schakt kan en sfär på detta sätt uttagas, eller kan det ske genom en kombination av sådana tunnlar/schakt och arbets- och produktionstunnlar som leder in mot utrymmet och/eller genom att anordna tunnlar runt det blivande rummet.

Normalt uttages inte en hel sfär utan den undre delen utformas cylindrisk och/eller konisk beroende på användningssätt.

Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritning utan att därför vara begränsad enbart där- till.

FIG. 1 visar en vertikal genomskärning genom ett väsentligen ver- tikalt cylindriskt utrymme; FIG. 2 visar utföringsformen enligt FIG. 1 sedd från ovan; FIG. 3 en vertikal genomskärning genom ett väsentligen sfä- visar rriskt utrymme; visar FIG. 4 utföringsformen enligt FIG. 3, varvid en annorlunda uttagningsgâng anges; 10 15 20 25 50 55 'I 465 171 FIG. 5 visar en vertikal genomskärning genom en ytterligare utfö- ringsform med väsentligen sfäriskt utrymme; FIG. 6 visar en horisontell genomskärning genom en ytterligare utföringsform; samt FIG. 7 visar en vertikal genomskärning av utföringsformen enligt FIG. 5 med angivande av utsprängningsordningen för de inre delarna av bergrummet Med 1 betecknas ett tänkt utrymme i en bergsformation, vilket ut- rymme enl. FIG. 1 omfattar en väsentligen cylindrisk del 2 och ett kupolformat tak. Det kupolformade taket uttages från ett centralt anordnat schakt 3 genom att mnan från en första nivå 4 belägen i det blivande takets 5 översta del borrar en väsentligen horisontell krans av radiella hål 6, vilka täcker en cirkulär sektor närmast schaktet och fortsätter eventuellt förbi slutpunk- ten för taksektionen om berget runt rummet behöver förstärkas.

Den del som borras förbi taksektionens slutpunkt armeras och in- jekteras med ett hydrauliskt bindemedel. Från en andra nivå 7 borras en andra krans av radiella hål 8, varvid den andra nivån 7 ligger över den första nivån 4 och varvid hålen 8, vilka täcker en ringformad sektor utanför den cirkulära sektorn, är något vinklade utåt-nedåt. Hålen 8 tangerar härvid slutpunkten på den del av hålen 6, som skall bilda taksektion för hålen 6 och fort- sätter nedåt-utåt ett ytterligare stycke så långt som hålen 8 skall bilda taksektion och fortsätter ned-utåt ytterligare så långt som bestämmes av förstärkningsbehovet av taket. Därefter borras från en tredje ytterligare högre nivå 9 en ytterligare krans av radiella hål 10, varvid dessa är ytterligare något yt- terligare vinklade nedåt. Hålen 10 tangerar slutpunkten för hålen 8 för den del av hålen 8 som skall bilda taksektion av hålen 8 och fortsätter nedåt-utåt för den del av hålen 10 som skall bilda taksektion och fortsätter nedåt-utåt så långt som hålen 10 och fortsätter ytterligare så långt som bestämmes av förstärk- ningsbehovet. Hålen 10 täcker en ytterligare ringformad sektor utanför föregående ringformade sektor. På ännu en högre nivå 11 borras en ytterligare krans av radiella hål 12, varvid dessa är yttterligare något vinklade nedåt. Hålen 12 tangerar slutpunkten 10 15 20 25 30 35 5 _ f för hålen 10 på den del som skall bilda taksektion för hålen 10 och fortsätter nedåt-utåt så långt som hålen 12 skall bilda tak- sektion och fortsätter ned-utåt ytterligare så långt som bestäm- mes av förstärkningsbehovet av taket. Hålen 12 täcker en ytterli- gare ringformad sektor. Vinkeln för borrhålen 12 visavi horison- talplanet är nu c:a 450. Borrhålen 6, 8, 10, och 12 täcker nu en kvartssfär. För utsprängning av av takformen laddas nu hålen 6 helt, hålen 8 i den del som ligger utanför hålen 6 och fylls där- efter med sand fram till schaktet för att förhindra att denna del av hålen spricker sönder vid sprängningen; hålen 10 laddas i den del som ligger utanför hålen 8, varvid delarna mot schaktet fyl- les med sand; samt laddas hålen 12 i den del som ligger utanför hålen 10 och resten av hålen 12 fylles med sand på samma sätt som de övriga hålen, med sand. Huvuddelen av utrymmet 1 har tidigare uttagits med konventionell brytning, såsom pallbrytning nedifrån och upp (magasinsprängning). Genom att spränga laddningarna i hå- len 6, 8, 10 och 12 inifrån och utåt från centrum eller vice ver- sa erhålles en i det närmaste kupolform på taket. Genom att hålen endast är laddade i den del som ligger i den del som skall forma- /bilda taket och försiktig sprängning tillämpas kommer en kupol- form att erhållas. Ju tätare och ju fler nivåer man utnyttjar ju mer sfärisk blir den slutliga ytan. Hålen 6, 8, 10 och 12 kan därefter tömmas på sand och utnyttjas för armering och injekte- ring med hydrauliskt bindemedel av takområdet. Kabel kan också dragas från en punkt i schaktet och ned genom ett hål och sedan ledas i retur genom ett annat hål varefter kabeln spännes för uppspänning av taket innan borrhålen injekteras och fylls med hydrauliskt bindemedel (betong).

I FIG. 2 visas att det väsentligen cylindriska utrymmet är deka- gonalt utformat med 5 hörnschakt. Dessa schakt kan också utnytt- jas för uppspänning av taket med hjälp av kabel eller bara för förspänning av taket med kabel eller annan armering varvid hål bergmassan kan borras från dessa schakt. Eventuella sprickzoner i därvid också injekteras via dessa borrhål. 10 15 20 25 30 55 465 171 FIG. 3 visar ett väsentligen sfäriskt utrymme. Utrymmets sfäriska del har uttagits på sätt som beskrives ovan dels från centrum- schaktet 3, dels från fyra horisontella schakt (dvs två vinkel- rätt korsande schakt) 13, 14, 15 och 16. Härvid borras radiella hâl från tunnlarna 13, 14 15 och 16 med början närmast intill väggen, och därefter på ökande avstånd från sfärens centrum så att slutänden av de hål som borras från det borrställe som ligger längst ut i schaktet möter slutänden på resbektive hål från in- tilliggande schakt. Grundstrukturen uttages från ett system av ringtunnlar, varav en 17 går i spiralform från marknivån ned till utrymmets bottenplan 18, en övre ringtunnel 19 förbinder de olika schakten för produktionsborrning och uppspänning av taket. För uttagning av huvuddelen av utrymmet 1 tar man sig via spiraltun- neln 17 ned till utlastningsorten 18 den blivande bottennivån, varefter konventionell brytning genomföres såsom t.ex. beskrives i SE-C-8404728-1 (4S2,785). Därefter sker sprängning i de uttagna hålen 6, 8, 10, och 12 och motsvarande från schakten 13, 14, 15 och 16.

FIG. 4 visar snitt A-A i FIG. 6 och visar uttagning av bergrum- mets sfäriska profil sker från de olika tunnlarna anordnade kring rummet, nämligen från en övre ringtunnel 21 och från cirkulära till-och frånträdestunnlar 20 och 22 samt från centrumschaktet 3.

Härvid borras från centrumschaktet 3 på sätt som anges ovan. Från ringtunneln 21 borras med ett visst angivet avstånd mellan borr- hålen och med viss vinkel fram till slutpunkten för ett tidigare hål samt vidare till bildning av en borrhålssektor. Genom att ändra vinkeln på borrhålen och variation av platsen kan flera borrhålssektorer uttagas från ringtunneln. Genom förflyttning av startpunkten för borrhålen i till-och frånträdestunnlarna 20 och 22 kan borrhålssektorerna förskjutas utåt för anpassning till den sfäriska profilen och därvid för anläggning av olika borrhålssek- torer. 10 15 20 25 30 35 465 171 FIG. 5 visar en ytterligare utföringsform enligt föreliggande uppfinning för borrning av takkupolen i snitt B-B i FIG. 6 med början inifrån centrumschaktet 3 och ringtunneln 22. Här har ock- så genomförts borrning förbi takkonturen och ut i kringliggande berg. I dessa förbiborrade delar armeras och injekteras, varige- nom hela berget runt utrymmet 1 förstärkes. Denna armering och injektering skall ske innan den sfäriska profilen spränges ut för uppnående av maximal hållfasthet. Kabelbultning kan ske från den utlagda tunneln 21 och ringtunneln 17 och centralschaktet 3. I figuren har visats utnyttjande av produktionsschakt placerade i en cirkel runt centrumschaktet 3, vilka produktionsschakt kan ut- göra basen för borrning och användes vid produktionsborrning för uttagning av rummet.

Det är uppenbart att förbiborrning och påföljande armering och injektering kan ske i samtliga utföringsformer ovan.

FIG. 6 visar ett ovalt tvärsnitt D-D av ett utrymme enligt före- liggande uppfinning. Ringtunneln 22 omsluter härvid rummet och härifrån sker borrning av väggkonturen.

FIG. 7 visar ett tvärsnitt av utföringsformen enligt FIG. 5 vari uttagningen av det inre utrymmet markerats med olika romerska siffror. Sålunda borras från bottenorten och spränges först sek- tionerna I och II, varefter borras från centrumschaktet ut i den centrala kroppen III, varefter denna utspränges och bergmassorna bortforslas genom en bottentunnel och spiraltunneln 17 eller upp- tages genom ett vertikalschakt som t.ex. vid konventionell gruv- drift. Därefter borras och utspränges den del av taket som befin- ner sig över III, liksom uppspänning med kabel av taket därefter sker, varvid armering och injektering i förbiborrningszonen skett före utsprängning av profilen. Därefter uttages zon IV, en cirku- lär ringzon, takprofilen uttages över denna zon efter armering och injektering, samt kabelbultning sker. Sammaledes förfares med zon V. Borrning i zonerna IV och V kan sker från produktionschak- ten 23 och 24, vilka kan vara flera än två och är placerade i en cirkel med sex eller åtta eller fler, beroende på den slutliga 465 171 diametern hos utrymmet. Dessa produktíonsschakt år förbundna med en övre ringtunnel, såsom den nämnda tunneln 21 i FIG. 4 ovan, varifrån borrning kan ske utifrân för erhâttande av den sfåriska ytan. ÅI

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV.

1. Förfarande för uttagning och tillredning av bergrum, och då väsentligen sfäriska bergrum eller bergrum med sfäriskt formade delar, såsom kupolformade tak, vilka bergrum är avsedda som t.ex. skyddsrum eller för förvaring av fasta eller flytande produkter eller för anordnande av produktionsanläggningar, kånnetecknat av, att man från ett eller flera schakt/tunnlar (3, 13, 14, 15, 16), företrädesvis anordnade radiellt från en blivande sfärs eller delsfårs centrum borrar från ett första avstånd (4) en första serie radiellt utåt riktade hål (6): att man från ett andra, längre ut från centrum beläget avstånd (7) borrar en andra serie radiellt utåt riktade hål (8), vilka hål (8) sträcker sig utanför den första seriens hål (6); att man från ett tredje, ytterligare längre ut beläget avstånd (9) borrar en tredje serie radiellt utåt riktade hål (10), vilka hål (10) sträcker sig utanför den andra seriens hål (8); att eventuellt ytterligare serier av hål (12) från ytterligare längre ut från centrum anordnade avstånd (11) uttages riktade radiellt utåt intill förvaringsutrymmets (1) begränsning; att den första seriens hål (6) laddas i hela sin längd; att varje ytterligare series hål (8,10,12) laddas i den del som ligger utanför en tidigare series håls (6,8,10) ladd- ningsområde intill tangeringspunkten för nästa ytterligare serie hål (10,12), varvid laddningarna kommer att upptaga konsekutiva ringformade laddningsområden vilka täcker det blivande sfäriska utrymmets form, och att sprängning genomföres av varje ringformat område för sig med början utifrån och in eller vice versa.

2. Förfarande enligt krav 1 för uttagning och tillredning av ku- polformade tak i anläggningar för t.ex. skyddrum eller för för- varing av fasta eller flytande material i berg eller för anord- nande av produktionsanläggningar däri, vilken anläggning omfattar ett väsentligen vertikalt, cylindriskt utrymme, vars inre bildar förvaringsutrymme för materialet, kånnetecknat av, att man utta- ger ett vertikalt schakt (3) från det cylindriska utrymmets (1) övre del, att man från en första nivå (4) borrar en första serie radiellt utåt riktade hål (6); att man från en andra högre belä- gen nivå (7) borrar en andra serie radiellt utåt nedåt riktade 10 15 20 25 50 Ifi hål villzal hål (8) sträcker sig utanför den första seriens hål (6); att man från en tredje, ytterligare högre nivå (9) bor- rar en tredje serie radiellt utåt, nedåt riktade hål (10), vilka hål (10) sträcker sig utanför den andra seriens hål (8); att eventuellt ytterligare serier av hål (12) från ytterligare högre nivåer (11) uttages riktade radiellt utåt, nedåt intill förva- ringsutrymmets (1) vertikala begränsning; att den första seriens hål (6) laddas i hela sin längd; att varje ytterligare series hål (8,10,12) laddas i den del som ligger utanför en tidigare series håls (6,8,10) laddningsområde intill tangeringspunkten för nästa series hål (10,12), varvid laddningarna kommer att upptaga konse- kutiva ringformade laddningsområden vilka täcker det blivande ku- polformade takets (5) form, och att sprängning genomföres av var- je ringformat område för sig med början utifrån och in eller vice VEPSê.

3. Förfarande enligt krav 1, kânnetecknat av, att hålen (6,8,10, 12) i varje serie borras fram till den blivande sfäriskt formade begränsningsytan.

4. Förfarande enligt krav 1-3, kânnetecknat av, att en påföljande series hål (8,10,12) borras så att de tangerar stoppunkten för en tidigare series hål (6,8,10), varvid fortsättningen av den seri- ens hål (8,10,12) efter laddning och sprängning bildar konturen i en ringformad sektion.

5. Förfarande enligt krav 1-4, kânnetecknat av, att hålen efter laddning fylles med sand i den del som inte skall sprängas.

6. Förfarande enligt krav 1-4, kânnetecknat av, att den yttersta seriens hål (12) laddas i den del som skall bilda takkontur; att de inre hålen (6, 8, 10) fylles med sand före utsrprängning av det yttre hålet (12), det yttre hålet (12) spränges, varefter vart och ett av de inre hålen (6, 8 10) utspränges efter hand. ~l'l 10 15 20 25 30 N

7. Förfarande enligt krav 1-6, kännetecknat av, att varje del av varje hål (6,8,10,12) som ej laddats och sprängts armeras och in- jekteras med ett hydrauliskt bindemedel till uppnâende av en ho- mogen bergmassa.

8. Förfarande enligt krav 1, kânnetecknat av, att det kupolforma- de taket efter utsprängning uppsbännes och/eller förspännes genom inplacering av kablar i de borrade hålen och uppspänning av kab- larna till nämnda schakt, varefter borrhâlen med sina kablar in- jekteras med ett hydrauliskt bindemedel.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av, att taket ytterli- gare förspännes med kabel dragen genom ytterligare anordnade borrhâl (30), eventuellt från en ytterligare position (17,20,21, 22) utanför den sfäriskt formade begränsningsytan.

10. Förfarande enligt ett eller flera av föregående krav, känne- tecknat av, att borrning sker förbi den blivande konturen ut i kringliggande bergmassa, varvid denna del av borrhâlen (6, 8, 10, 12) armeras och injekteras för förstärkning av kringliggande berg om så erfordras.

11. Förfarande enligt krav 10, kånnetecknat av, att armering och injektering sker före utsprångning av den blivande konturen.

12. Förfarande enligt ett eller flera av krav 1-11, kännetecknat av, att borrning sker sker frân utanför rummet (1) belägna tunn- lar (17,2D,21,22) till bildning av rummets (1) kontur. 465 1711