SE526971C2

SE526971C2 - Jointable self drilling mounting bolt

Info

Publication number: SE526971C2
Application number: SE0302995A
Authority: SE
Inventors: Fredrik Oeberg; Morgan Kanflod
Original assignee: Atlas Copco Rock Drills Ab
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2005-11-29
Also published as: SE0302995D0; SE0302995L; WO2005047651A1

Abstract

The invention relates to a jointed self-drilling rock bolt (2) comprising at least two sections (4,6,32) joined together, where at least one of the sections (4,6,32) comprises an expandable part (10,26,36), and where the rock bolt (2) is self-drilling, the sections (4,6,32) are threaded together, and expanding fluid (40) for expanding the expandable part (10,26,36) is conveyed through at least one fluid passage (62,63,70,72) within a joint (58,59,60) between two sections (4,6,32) independent of the relative angle of rotation between the respective sections (4,6,32).

Description

20 25 30 f “1 IG (j\ \__f: x ...m nom insidan av den expanderbara delen och till borrkroneenhe- ten. 20 25 30 f “1 IG (j \ \ __ f: x ... m through the inside of the expandable part and to the drill bit unit.

En nackdel med en bergbult av slaget nämnt ovan är att långa bergbultar ej kan installeras i ett stycke i gruvor med låga tak eller i trånga tunnlar om längden av bergbulten överskri- der höjden hos gruvan eller bredden hos tunneln. I några fall kan berget ha en sådan låg kvalitet att bergbultarna som krävs för att tillräckligt förstärka berget är så långa att borrig- gen ej kan hantera bergbultarna i ett stycke.A disadvantage of a rock bolt of the type mentioned above is that long rock bolts cannot be installed in one piece in mines with low roofs or in narrow tunnels if the length of the rock bolt exceeds the height of the mine or the width of the tunnel. In some cases, the rock may be of such low quality that the rock bolts required to sufficiently reinforce the rock are so long that the drilling rig cannot handle the rock bolts in one piece.

En annan nackdel med bergbulten nämnd ovan är att båda ändre- gionerna hos nämnda expanderbara del ej kan utsättas för stora axiella krafter under slagborrningsoperationen beroende på konstruktionerna av skarvarna mellan nämnda ändregioner och hållaren för borrkronan respektive anslutningsstàngen, varvid nämnda spolvattentillförselrör måste vara tillräckligt kraf- tigt för att motstå förekommande stora axiella borrkrafter.Another disadvantage of the rock bolt mentioned above is that both end regions of said expandable part cannot be subjected to large axial forces during the percussion drilling operation due to the constructions of the joints between said end regions and the holder for the drill bit and connecting rod, respectively. to withstand large axial drilling forces.

Samanfattning av uppfinningen Det är ett syfte för denna uppfinning att lösa problemet med att installera långa bergbultar i trånga utrymmen, genom att anordna en skarvbar självborrande bergbult innefattande flera sektioner sammanfogade med varandra, företrädesvis ihopgängade med varandra, där åtminstone en sektion innefattar en expan- derbar del.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of this invention to solve the problem of installing long rock bolts in narrow spaces, by arranging a spliceable self-drilling rock bolt comprising several sections joined together, preferably joined together, where at least one section comprises an expandable part.

Det är vidare ett syfte för uppfinningen att lösa problemet med att leverera spolvàtska till borrkronan, och expansions- vätska till de delar som skall expanderas.It is a further object of the invention to solve the problem of supplying flushing fluid to the drill bit, and expansion fluid to the parts to be expanded.

Det är också ett syfte för denna uppfinning att lösa problemet med att förbättra den axiella stabiliteten hos bergbulten ge- nom att anordna en skarvbar sjâlvborrande bergbult där de axi- ella krafterna under en slagborrningsoperation kan fortplanta 72477.8e.dOC; 2005-03-04 10 15 20 25 5L6 9271 sig i en väsentligen axiell riktning inom varje sektion hos bergbulten, och där skarvarna mellan olika sektioner i berg- bulten är starkare än sektionerna i den axiella riktningen.It is also an object of this invention to solve the problem of improving the axial stability of the rock bolt by providing a spliceable self-drilling rock bolt where the axial forces during a percussion drilling operation can propagate 72477.8e.dOC; 2005-03-04 10 15 20 25 5L6 9271 in a substantially axial direction within each section of the rock bolt, and where the joints between different sections in the rock bolt are stronger than the sections in the axial direction.

Genom att anordna en självborrande bergbult innefattande särdragen i det oberoende patentkravet 1 är det möjligt att sätta in lànga bergbultar från smala utrymmen i berg genom att foga samman sektioner av bergbulten under borroperationen. Det är vidare möjligt att sätta in långa bergbultar i berg använ- dande korta matningsanordningar.By arranging a self-drilling rock bolt comprising the features of the independent claim 1, it is possible to insert long rock bolts from narrow spaces in rock by joining sections of the rock bolt during the drilling operation. It is also possible to insert long rock bolts into the rock using short feeding devices.

Vidare föredragna särdrag innefattas i de beroende patentkra- Tleïl.Further preferred features are included in the dependent claims.

Genom att anordna en självborrande bergbult innefattande särdragen i de beroende patentkraven, levereras spolvätska utan svårighet till borrkroneenheten, och axiella krafter un- der en slagborrningsoperation kan fortplanta sig i en väsent- ligen axiell riktning genom nämnda sektioner således förbätt- rande den axiella stabiliteten hos bergbulten då bergbulten kan motstå stora axiella krafter utan att kollapsa.By arranging a self-drilling rock bolt comprising the features of the dependent claims, flushing fluid is delivered to the drill bit unit without difficulty, and axial forces during a percussion drilling operation can propagate in a substantially axial direction through said sections thus improving the axial stability of the rock bolt then the rock bolt can withstand large axial forces without collapsing.

Figurförteckning Uppfinningen beskrivs nu med hjälp av ett föredraget icke be- gränsande exempel med hänvisning till de bilagda ritningarna, vari: Figur 1 visar ett längsgående snitt av en skarvbar själv- borrande bergbult enligt en utföringsform av uppfinningen.List of figures The invention is now described with the aid of a preferred non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a longitudinal section of a spliceable self-drilling rock bolt according to an embodiment of the invention.

Figur 2 visar ett längsgående snitt av en skarv i en skarvbar självborrande bergbult.Figure 2 shows a longitudinal section of a joint in a jointable self-drilling rock bolt.

Figur 3 visar ett tvärsnitt av en skarvbar självborrande berg- bult längs linjen III-III i figur 1. 72477.Se.d0C; 2005-03-04 10 15 20 25 30 Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 1 visar ett längsgående snitt av en skarvbar själv- borrande bergbult 2 enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 3 shows a cross section of a spliceable self-drilling rock bolt along the line III-III in Figure 1. 72477.Se.d0C; Detailed Description of Preferred Embodiments Figure 1 shows a longitudinal section of a spliceable self-drilling rock bolt 2 according to an embodiment of the invention.

Den självborrande bergbulten 2 innefattar åtminstone tvà sek- tioner, en främre sektion 4 och en bakre sektion 6, företrä- desvis sammanfogade med gängor eller pà annat sätt anslutna samman, där åtminstone en sektion innefattar en expanderbar del.The self-drilling rock bolt 2 comprises at least two sections, a front section 4 and a rear section 6, preferably joined by threads or otherwise connected together, where at least one section comprises an expandable part.

I denna utföringsform, innefattar nämnda främre sektion 4 åt- minstone tre huvuddelar: för det första, en borrkroneenhet 8; för det andra, en mellanliggande expanderbar del 10 avsedd att expanderas efter det att bergbulten 2 har helt och hàllet satts in i läge inuti ett berg 12 för att låsa nämnda bergbult 2 mekaniskt till den inre radiella ytan 14 hos ett häl 16 bor- rat i berget 12; och för det tredje, en anslutningsdel 18 av- sedd för att ansluta den bakre änden 17 av den främre sektio- nen 4 hos bergbulten 2 till en främre ände av en annan sektion hos nämnda bergbult 2. Borrkroneenheten 8 kan innefatta en borrkrona 20 avsedd att användas för att borra ett hål 16 i ett berg 12, eller en hållare 22 för en borrkrona 20 respekti- ve en borrkrona 20.In this embodiment, said front section 4 comprises at least three main parts: first, a drill bit assembly 8; second, an intermediate expandable member 10 intended to be expanded after the rock bolt 2 has been fully inserted into position within a rock 12 to mechanically lock said rock bolt 2 to the inner radial surface 14 of a heel 16 drilled in berget 12; and third, a connecting portion 18 intended to connect the rear end 17 of the front section 4 of the rock bolt 2 to a front end of another section of said rock bolt 2. The drill bit assembly 8 may comprise a drill bit 20 intended to can be used to drill a hole 16 in a rock 12, or a holder 22 for a drill bit 20 and a drill bit 20, respectively.

Nämnda bakre sektion 6 innefattar också àtminstone tre huvud- delar: för det första, en anslutningsdel 24 avsedd för att an- sluta den främre änden 25 av den bakre sektionen 6 hos berg- bulten 2 till en bakre ände av en annan sektion hos nämnda bergbult 2; för det andra, en mellanliggande del 26; och för det tredje, en anslutningsdel 28 avsedd för att ansluta den bakre änden 27 av den bakre sektionen 6 hos bergbulten 2 till en borranordning 30. Nämnda mellanliggande del 26 kan vara en expanderbar del av samma slag som i den främre sektionen 4 hos bergbulten 2, men den kan också vara en icke expanderbar del avsedd att transportera spolvätska, slagkraft, rotation re- 72477 . Se.d0C; 2005-03-04 10 15 20 25 30 U'l spektive expansionsvätska, fràn borranordningen 30 eller en annan vätskekälla till den främre sektionen 4 hos bergbulten 2.Said rear section 6 also comprises at least three main parts: first, a connecting part 24 intended to connect the front end 25 of the rear section 6 of the rock bolt 2 to a rear end of another section of said rock bolt 2; second, an intermediate portion 26; and thirdly, a connecting part 28 intended to connect the rear end 27 of the rear section 6 of the rock bolt 2 to a drilling device 30. Said intermediate part 26 may be an expandable part of the same kind as in the front section 4 of the rock bolt 2 , but it can also be a non-expandable part intended to transport flushing fluid, impact force, rotation re- 72477. Se.d0C; 2005-03-04 10 15 20 25 30 U'l specific expansion fluid, from the drilling device 30 or another source of fluid to the front section 4 of the rock bolt 2.

Den självborrande bergbulten 2 kan vidare innefatta en eller flera mellanliggande sektioner 32, där nämnda mellanliggande sektion(er) också innefattar åtminstone tre huvuddelar: för det första, en anslutningsdel 34 avsedd för att ansluta den främre änden 35 av den mellanliggande sektionen 32 hos berg- bulten 2 till en bakre ände (t ex 17) av en annan sektion (t ex 4) hos nämnda bergbult 2; för det andra, en mellanliggande del 36; och för det tredje, en anslutningsdel 38 avsedd för att ansluta den bakre änden 37 av den mellanliggande sektionen 32 hos bergbulten 2 till den främre änden (t ex 25) av en an- nan sektion (t ex 6) hos nämnda bergbult 2. Nämnda mellanlig- gande del 36 kan vara en expanderbar del av samma slag som i den främre sektionen 4 hos bergbulten 2, men den kan också vara en icke expanderbar del avsedd att transportera expan- sionsvätska 40, och i några utföringsformer också spolvätska 42 från borranordningen 30 eller en annan vätskekälla till den främre sektionen 4 hos bergbulten 2.The self-drilling rock bolt 2 may further comprise one or more intermediate sections 32, said intermediate section (s) also comprising at least three main parts: first, a connecting part 34 intended to connect the front end 35 of the intermediate section 32 of the rock section 2. the bolt 2 to a rear end (e.g. 17) of another section (e.g. 4) of said rock bolt 2; second, an intermediate portion 36; and third, a connecting portion 38 for connecting the rear end 37 of the intermediate section 32 of the rock bolt 2 to the front end (e.g. 25) of another section (e.g. 6) of said rock bolt 2. intermediate part 36 may be an expandable part of the same kind as in the front section 4 of the rock bolt 2, but it may also be a non-expandable part intended to transport expansion liquid 40, and in some embodiments also flushing liquid 42 from the drilling device 30 or another source of fluid to the front section 4 of the rock bolt 2.

I den följande beskrivningen av den föredragna utföringsformen av uppfinningen, innefattar borrkroneenheten 8 en hållare 22 för en borrkrona 20 respektive en borrkrona 20, där den främre änden 11 av nämnda mellanliggande expanderbara del 10 hos nämnda främre sektion 4 hos bergbulten 2 är fogad till hàlla- ren 22.In the following description of the preferred embodiment of the invention, the drill bit unit 8 comprises a holder 22 for a drill bit 20 and a drill bit 20, respectively, where the front end 11 of said intermediate expandable part 10 of said front section 4 of the rock bolt 2 is attached to the holder. ren 22.

För att kunna transportera spolvätska 42, vanligtvis vatten 42, fràn nämnda borranordning 30, eller någon annan vätskekäl- la, till hàllaren 22 för borrkronan 20, och därifrån vidare rätt genom borrkronan 20, innefattar företrädesvis var och en av sektionerna 4; 6; 32 i bergbulten 2 också en fjärde del be- 72477. se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 Kna 071 stående av ett spolvätsketillförselrör 44; 46; 48 beläget längs rotationsaxeln X hos bergbulten 2. Nämnda vätsketillför- selrör 44; 46; 48 bildar, tillsammans med en bakre öppning 50 i anslutningsdelen 28 avsedd för att ansluta den bakre änden 27 av den bakre sektionen 6 hos bergbulten 2 till en borran- ordning 30 och en främre öppning 52 i borrkronan 20, en kanal för borrvätska 42 sträckande sig från nämnda anslutningsdels 28 yta till nämnda borrkronas 20 yta när bergbulten 2 är i sitt ihopmonterade tillstånd såsom visat i figur 1.In order to be able to transport flushing fluid 42, usually water 42, from said drilling device 30, or some other source of liquid, to the holder 22 for the drill bit 20, and thence further straight through the drill bit 20, preferably each of the sections 4 comprises; 6; 32 in the rock bolt 2 also a fourth part be- 72477. se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 Kna 071 standing by a flushing liquid supply pipe 44; 46; 48 located along the axis of rotation X of the rock bolt 2. Said liquid supply pipe 44; 46; 48 forms, together with a rear opening 50 in the connecting part 28 intended to connect the rear end 27 of the rear section 6 of the rock bolt 2 to a drilling device 30 and a front opening 52 in the drill bit 20, a channel for drilling fluid 42 extending from the surface of said connecting part 28 to the surface of said drill bit 20 when the rock bolt 2 is in its assembled condition as shown in figure 1.

Expansionsvätskan 40 transporteras företrädesvis från en väts- kekälla 56, via ett rör 55 och genom ett inlopp 54 i anslut- ningsdelen 28 avsedd för att ansluta den bakre änden 27 av den bakre sektionen 6 hos bergbulten 2 till en borranordning 30, genom de mellanliggande delarna 26, 36, 10, därigenom nàende de av de mellanliggande delarna 26, 36, 10 som skall expande- ras efter det att bergbulten 2 har helt och hållet satts in i läge inuti ett berg 12 för att låsa nämnda bergbult 2 meka- niskt till den interna radiella ytan 14 hos ett hål 16 borrat i berget 12. Skarvar 58, 60 innefattande åtminstone en vätske- passage 62, 64, 66; 68, 70, 72 är anordnade mellan nämnda mel- lanliggande delar 26, 36, 10 för att expansionsvätskan 40 ska kunna flöda genom skarvarna 58, 60.The expansion liquid 40 is preferably transported from a source of liquid 56, via a pipe 55 and through an inlet 54 in the connecting part 28 intended to connect the rear end 27 of the rear section 6 of the rock bolt 2 to a drilling device 30, through the intermediate parts 26, 36, 10, thereby reaching those of the intermediate parts 26, 36, 10 to be expanded after the rock bolt 2 has been fully inserted into position inside a rock 12 to mechanically lock said rock bolt 2 to the internal radial surface 14 of a hole 16 drilled in the rock 12. Joints 58, 60 including at least one fluid passage 62, 64, 66; 68, 70, 72 are arranged between said intermediate parts 26, 36, 10 so that the expansion liquid 40 can flow through the joints 58, 60.

Figur 2 visar ett längsgående snitt av en skarv 59 i en skarv- bar självborrande bergbult 2.Figure 2 shows a longitudinal section of a joint 59 in a jointable self-drilling rock bolt 2.

I den följande beskrivningen beskrivs en utföringsform med en- dast två sektioner 4, 6 och således endast en skarv 59, men det skall förstås att det kan finnas vilket som helst antal skarvar, dvs en 59, två 58, 60 (se t ex figur 1), eller fler, beroende på den önskade längden av bergbulten 2 och det önska- de antalet sektioner 4, 6, 32. Alla skarvarna 58, 59, 60 har en liknande konstruktion. 72477 .se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 V) -e _..\.The following description describes an embodiment with only two sections 4, 6 and thus only one joint 59, but it should be understood that there can be any number of joints, ie a 59, two 58, 60 (see e.g. figure 1), or more, depending on the desired length of the rock bolt 2 and the desired number of sections 4, 6, 32. All the joints 58, 59, 60 have a similar construction. 72477 .se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 V) -e _ .. \.

Figur 2 visar således ett längsgående snitt av en skarv 59 i en skarvbar självborrande bergbult 2, där en främre sektion 4 och en bakre sektion 6 hos bergbulten 2 är sammanfogade. Såsom har tidigare beskrivits har den främre sektionen 4 en mellan- liggande del 10, som kan vara eller inte vara expanderbar, av- sedd för att transportera expansionsvätska 40, och också en anslutningsdel 18 avsedd för att ansluta den bakre änden 17 hos den främre sektionen 4 till en främre ände hos en annan sektion, i denna utföringsform den främre änden 25 hos den bakre sektionen 6. Såsom har tidigare beskrivits har den bakre sektionen 6 en mellanliggande del 26, som kan vara eller inte vara expanderbar, avsedd för att transportera expansionsvätska 40, och också en anslutningsdel 24 avsedd för att ansluta den främre änden 25 hos den bakre sektionen 6 till en bakre änden hos en annan sektion, i denna utföringsform den bakre änden 17 hos den främre sektionen 4. De två anslutningsdelarna 18, 24 nämnda ovan är företrädesvis ihopgängade.Figure 2 thus shows a longitudinal section of a joint 59 in a spliceable self-drilling rock bolt 2, where a front section 4 and a rear section 6 of the rock bolt 2 are joined. As previously described, the front section 4 has an intermediate part 10, which may or may not be expandable, intended for transporting expansion liquid 40, and also a connecting part 18 intended for connecting the rear end 17 of the front section 4 to a front end of another section, in this embodiment the front end 25 of the rear section 6. As previously described, the rear section 6 has an intermediate part 26, which may or may not be expandable, intended for transporting expansion liquid 40, and also a connecting part 24 intended to connect the front end 25 of the rear section 6 to a rear end of another section, in this embodiment the rear end 17 of the front section 4. The two connecting parts 18, 24 mentioned above are preferably joined together.

För att kunna transportera spolvätska 42, vanligtvis vatten 42, från nämnda borranordning 30, eller någon annan vätskekäl- la 30, till hållaren 22 för borrkronan 20 och därifrån vidare rätt genom borrkronan 20, innefattar var och en av sektionerna 4; 6 företrädesvis också ett spolvåtsketillförselrör 44; 46 beläget längs rotationsaxeln X hos bergbulten 2, för att sepa- rera spolvätskan 42 från expansionsvätskan 40.In order to be able to transport flushing fluid 42, usually water 42, from said drilling device 30, or some other source of fluid 30, to the holder 22 for the drill bit 20 and thence further straight through the drill bit 20, each of the sections 4 comprises; 6 preferably also a flushing liquid supply pipe 44; 46 located along the axis of rotation X of the rock bolt 2, to separate the flushing fluid 42 from the expansion fluid 40.

Expansionsvätskan 40 transporteras från det inre av den mel- lanliggande delen 26 i den bakre sektionen 6, genom åtminstone en vätskepassage 62, 63, 70, 72 anordnad inuti skarven 59, och till det inre hos den mellanliggande delen 10 i den främre sektionen 4. Vätskepassagen innefattar företrädesvis en första del 62 i formen av åtminstone ett hål 62 i anslutningsdelen 24 vid den främre änden 25 hos den bakre sektionen 6, en andra del 63 i formen av åtminstone ett spår 63 i gängan 65 i nämnda 72477. se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 anslutningsdel 24, en tredje del 70 i formen av en ringformig kanal 70 i anslutningsdelen 18 vid den bakre änden 17 hos den främre sektionen 4, och en fjärde del 72 i formen av åtminsto- ne ett hål 72 i anslutningsdelen 18 vid den bakre änden 17 hos den främre sektionen 4. Det är också möjligt att anordna det åtminstone ena spåret i gängan i anslutningsdelen 18 vid den bakre änden 17 hos den främre sektionen 4, och den ringformiga kanalen i anslutningsdelen 24 vid den främre änden 25 hos den bakre sektionen 6. Genom att man har en ringformig kanal 70 är det ej nödvändigt att rikta in hålen 62, 72 med spåret 63 för att hålla vätskepassagen öppen, dvs vätskepassagen kommer att hållas öppen oberoende av den relativa rotationsvinkeln mellan de respektive anslutningsdelarna 18, 24, dvs de respektive sektionerna 4, 6, nämnda ovan. Ringformiga tätningar är anord- nade vid varje ände av gängan 65 för att stoppa läckage från skarven 59.The expansion liquid 40 is transported from the interior of the intermediate part 26 in the rear section 6, through at least one liquid passage 62, 63, 70, 72 arranged inside the joint 59, and to the interior of the intermediate part 10 in the front section 4. The liquid passage preferably comprises a first part 62 in the form of at least one hole 62 in the connecting part 24 at the front end 25 of the rear section 6, a second part 63 in the form of at least one groove 63 in the thread 65 in said 72477. se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 connecting part 24, a third part 70 in the form of an annular channel 70 in the connecting part 18 at the rear end 17 of the front section 4, and a fourth part 72 in the form of at least one holes 72 in the connecting part 18 at the rear end 17 of the front section 4. It is also possible to arrange the at least one groove in the thread in the connecting part 18 at the rear end 17 of the front section 4, and the annular channel in the connecting part 24 at the front end 25 of the rear section 6. By having an annular channel 70 it is not necessary to align the holes 62, 72 with the groove 63 to keep the liquid passage open, i.e. the liquid passage will be kept open regardless of the relative angle of rotation between the respective connecting parts 18, 24, i.e. the respective sections 4, 6, mentioned above. Annular seals are provided at each end of the thread 65 to stop leakage from the joint 59.

Det är möjligt att låta spolvätskan 42 använda de mellanlig- gande delarna 26, 36, 10 som ett rör på samma sätt som expan- sionsvätskan 40. I detta fall måste något organ för att stänga av vätskeöppningen i borrkroneenheten 8 anordnas. Annars kom- mer expanderande av de av de mellanliggande delarna 26, 36, 10 som skall expanderas att vara svårt då expansionsvätskan 40 kommer att kontinuerligt fortsätta att läcka ut genom öppning- en 52 i borrkroneenheten 8 således görande det svårt att bygga upp ett föredraget expansionstryck i expansionsvätskan 40 be- lägen inuti de av de mellanliggande delarna 26, 36, 10 som skall expanderas. Trycket i spolvätskan 42 är mycket lägre än de i expansionsvätskan 40. Således, kan avstängandet av nämnda öppning t ex utföras genom att använda en tryck- eller rota- tionskontrollerad ventil (ej visad) i öppningen 52 vilken ven- til stänger när trycket i expansionsvätskan 40 överskrider ett tröskelvärde. Således, när expansionsvätskan 40 transporteras 72477 . se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 med ett högt tryck in i öppningen, stänger nämnda ventil såle- des expanderande väggarna hos de av de mellanliggande delarna 26, 36, 10 som ska expanderas tills de kommer i kontakt med den radiella ytan 14 inuti borrhålet 16. Expansionsvätskan 40 och spolvätskan 42 kan vara samma vätska såsom vatten matad från samma vätskekälla och genom samma öppning 50, 54 eller två olika vätskor såsom flytande betong och vatten matade från två olika vätskekällor.It is possible to let the flushing liquid 42 use the intermediate parts 26, 36, 10 as a pipe in the same way as the expansion liquid 40. In this case, some means for closing the liquid opening in the drill bit unit 8 must be provided. Otherwise, expansion of the intermediate portions 26, 36, 10 to be expanded will be difficult as the expansion fluid 40 will continuously continue to leak through the opening 52 in the drill bit assembly 8 thus making it difficult to build up a preferred expansion pressure. in the expansion fluid 40 located within those of the intermediate portions 26, 36, 10 to be expanded. The pressure in the flushing liquid 42 is much lower than that in the expansion liquid 40. Thus, the closing of said opening can be effected, for example, by using a pressure or rotation-controlled valve (not shown) in the opening 52 which valve closes when the pressure in the expansion liquid 40 exceeds a threshold value. Thus, when the expansion fluid 40 is transported 72477. se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 with a high pressure into the opening, said valve thus closes the expanding walls of those of the intermediate parts 26, 36, 10 which are to be expanded until they come into contact with the radial surface 14. inside the borehole 16. The expansion fluid 40 and the flushing fluid 42 may be the same fluid as water fed from the same fluid source and through the same orifice 50, 54 or two different fluids such as liquid concrete and water fed from two different fluid sources.

Problemet med att förbättra den axiella stabiliteten hos berg- bulten 2 löses enligt uppfinningen genom att anordna en skarv- bar självborrande bergbult 2 där de tre huvuddelarna 8, 10, 18; 24, 26, 28; 34, 36, 38 i en sektion 4, 6, 32 hos bergbul- ten 2 är inriktade och sammanfogade pà ett sätt som tillåter de axiella krafterna F under en slagborrningsoperation att fortplanta sig i en väsentligen axiell riktning A genom nämnda tre huvuddelar 8, 10, 18; 24, 26, 28; 34, 36, 38, således max- imerande stabiliteten hos nämnda sektioner 4, 6, 32, och där skarvarna 58, 59, 60 mellan sektionerna 4, 6, 32 är anordnade att vara starkare än nämnda sektioner 4, 6, 32 i den axiella riktningen A.The problem of improving the axial stability of the rock bolt 2 is solved according to the invention by arranging a spliceable self-drilling rock bolt 2 where the three main parts 8, 10, 18; 24, 26, 28; 34, 36, 38 in a section 4, 6, 32 of the rock bolt 2 are aligned and joined in a manner which allows the axial forces F during a percussion drilling operation to propagate in a substantially axial direction A through said three main parts 8, 10. , 18; 24, 26, 28; 34, 36, 38, thus maximizing the stability of said sections 4, 6, 32, and where the joints 58, 59, 60 between sections 4, 6, 32 are arranged to be stronger than said sections 4, 6, 32 in the axial direction A.

I den följande beskrivningen beskrivs en sektion, den främre sektionen 4, men alla sektionerna 4, 6, 32 har en liknande konstruktion avseende sammanfogandet av de tre huvuddelarna 8, 10, 18; 24, 26, 28; 34, 36, 38 inom varje sektion 4, 6, 32.The following description describes a section, the front section 4, but all the sections 4, 6, 32 have a similar construction regarding the joining of the three main parts 8, 10, 18; 24, 26, 28; 34, 36, 38 within each section 4, 6, 32.

Såsom kan ses i figur 1, är den mellanliggande expanderbara delen 10 fogad vid en första ände till en anslutningsdel 18 och vid den andra ände till en hållare 22 för en borrkrona 20.As can be seen in Figure 1, the intermediate expandable part 10 is joined at a first end to a connecting part 18 and at the second end to a holder 22 for a drill bit 20.

Nämnda anslutningsdel 18 ligger an mot den första axiella änd- ytan 9 hos nämnda expanderbara del 10 därigenom bildande en första kontaktregion 5, och nämnda hållare 22 för borrkronan 20 ligger an mot den andra axiella ändytan 11 hos nämnda ex- 72477.se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 m m: (:\ \.. - a _. .X panderbara del 10 därigenom bildande en andra kontaktregion 15. Nämnda expanderbara del 10, nämnda första kontaktregion 5 och nämnda andra kontaktregion 15 har alla tvärsnitt som åt- minstone delvis överlappar varandra när sett axiellt längs nämnda bergbult 2, därigenom tillåtande axiella krafter under en slagborrningsoperation att fortplanta sig i en väsentligen axiell riktning från nämnda anslutningsdel 18 via nämnda ex- panderbara del 10 in i nämnda hållare 22 för borrkronan 20, således förbättrande den axiella stabiliteten hos bergbulten 2. Nämnda expanderbara del 10 är företrädesvis fogad till nämnda anslutningsdel 18 respektive nämnda hàllare 22 för nämnda borrkrona 20, genom svetsning, men det är också möjligt att använda en annan hopfogningsmetod, t ex lödning eller en adhesiv om den resulterande skarven blir tillräckligt stark.Said connecting part 18 abuts against the first axial end surface 9 of said expandable part 10 thereby forming a first contact region 5, and said holder 22 for the drill bit 20 abuts against the second axial end surface 11 of said ex- 72477.se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 mm: (: \ \ .. - a _. .X pandeable part 10 thereby forming a second contact region 15. Said expandable part 10, said first contact region 5 and said second contact region 15 all have cross-sections which at least partially overlap each other when seen axially along said rock bolt 2, thereby allowing axial forces during a percussion drilling operation to propagate in a substantially axial direction from said connecting part 18 via said expandable part 10 into said holder 22 for the drill bit 20 Thus expanding the axial stability of the rock bolt 2. Said expandable part 10 is preferably attached to said connecting part 18 and said holder 22 for said drill bit 20, by welding, but it is also possible to use another joining method, e.g. soldering or an adhesive if the resulting joint becomes strong enough.

Svetsmetoder som kan användas innefattar, men är ej begränsade till, motståndssvetsning, friktionssvetsning och elektronstrå- lesvetsning.Welding methods that can be used include, but are not limited to, resistance welding, friction welding and electron beam welding.

Figur 3 visar ett tvärsnitt av den självborrande bergbulten 2 längs linjen III-III i figur 1. Bàde den yttre periferin 25 och den inre periferin 27 hos en av de mellanliggande delarna 26 hos nämnda bergbult 2 har ett symmetriskt tvärsnitt bildan- de en korsliknande form med en inre kanal 45 också med en korsliknande form såsom visat i figur 3. Väggtjocklekarna mel- lan den inre periferin 27 och den yttre periferin 25 är före- trädesvis lika genom hela nämnda tvärsnitt. Nämnda expanderba- ra del bildar således en rörliknande anordning företrädesvis med utrymme för ett spolvätsketillförselrör 46 i centrum. Alla de mellanliggande delarna 26, 36, 10 har en liknande konstruk- tion avseende tvärsnittet.Figure 3 shows a cross-section of the self-drilling rock bolt 2 along the line III-III in Figure 1. Both the outer periphery 25 and the inner periphery 27 of one of the intermediate parts 26 of said rock bolt 2 have a symmetrical cross-section forming a cross-like shape. with an inner channel 45 also with a cross-like shape as shown in figure 3. The wall thicknesses between the inner periphery 27 and the outer periphery 25 are preferably equal throughout the entire said cross section. Said expandable part thus forms a pipe-like device, preferably with space for a flushing liquid supply pipe 46 in the center. All the intermediate parts 26, 36, 10 have a similar construction with respect to the cross section.

Symmetriska tvärsnitt för den mellanliggande delen 26, 36, 10 hos bergbulten 2 andra än den visade i figur 3 är också möjli- ga att använda företrädesvis med utrymme för ett spolvätske- 72477. se.doc; 2005-03-04 10 ll tillförselrör 46, 48, 44 beläget längs rotationsaxeln X hos den mellanliggande bergbultdelen 26, 36, 10. Fastän symmetris- ka tvärsnitt föredras, är icke symmetriska tvärsnitt också möjliga att använda, företrädesvis med utrymme för ett spolvätsketillförselrör 46, 48, 44 beläget längs rotationsaxeln X hos den mellanliggande bergbultdelen 26, 36, 10. Beroende pà den för förhöjda stabiliteten hos den mellanliggande bergbultdelen 26, 36, 10, är det också möjligt att anordna nämnda spolvätsketillförselrör 46, 48, 44 radiellt förskjutet från nämnda rotationsaxel X men ett sådant arrangemang resulterar i en mer komplicerad och dyrare utföring av uppfinningen. 724vv.se.doc; zoos-03-04Symmetrical cross-sections of the intermediate part 26, 36, 10 of the rock bolt 2 other than that shown in Figure 3 are also possible to use, preferably with space for a flushing fluid; 2005-03-04 10 ll supply pipe 46, 48, 44 located along the axis of rotation X of the intermediate rock bolt part 26, 36, 10. Although symmetrical cross-sections are preferred, non-symmetrical cross-sections are also possible to use, preferably with space for a flushing liquid supply pipe 46 , 48, 44 located along the axis of rotation X of the intermediate rock bolt part 26, 36, 10. Due to the increased stability of the intermediate rock bolt part 26, 36, 10, it is also possible to arrange said flushing liquid supply pipe 46, 48, 44 radially offset from said axis of rotation X but such an arrangement results in a more complicated and more expensive embodiment of the invention. 724vv.se.doc; zoos-03-04

Claims

10 15 20 25 (X1 _ 26 971 12 Patent claim

A spliceable rock bolt comprising at least two sections (4, 6, 32) joined together, wherein at least one of the sections (4, 6, 32) comprises an expandable part (10, 26, 36) characterized in that the rock bolt (2) is self-drilling, - the sections (4, 6, 32) are joined, and that - a joint (58, 59, 60) is arranged between two sections (4, 6, 32), said joint (58, 59, 60) having at least one fluid passage (62, 63, 70, 72) for transporting expansion fluid (40) to expand the expandable member (10, 26, 36) regardless of the relative angle of rotation between the respective sections (4 , 6, 32).

A spliceable self-drilling rock bolt according to claim 1, characterized in that - the front section (4) comprises at least three main parts: first, a drill bit unit (8); second, an intermediate expandable member (10); and third, a connecting part (18) intended to connect the rear end (17) of the front section (4) of the rock bolt (2) to a front end of another section (6, 32) of said rock bolt (2) ), and that - the rear section (6) comprises at least three main parts: first, a connecting part (24) intended to connect the front end (25) of the rear section (6) of the rock bolt (2) to the rear end of another section (4, 32) of said rock bolt (2); second, an intermediate portion (26); and thirdly, a connecting part (28) intended for 72477.se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 (TI 2 971 13 ('j \ to connect the rear end (27) of the rear section (6) of the rock bolt (2) to a drilling device (30), and that - the the intermediate part (26) in the rear section (6) is an expandable part, or a non-expandable part intended only to transport flushing liquid (42) or expansion liquid (40) from the drilling device (30) or another source of liquid to the the front section (4) of the rock bolt (2).

A spliceable self-drilling rock bolt according to claim 2, characterized in that - the self-drilling rock bolt (2) further comprises one or more intermediate sections (32), said intermediate section (s) also comprising at least three main parts: for the first, a connecting part (34) intended to connect the front end (35) of the intermediate section (32) of the rock bolt (2) to a rear end (e.g. 17) of another section (e.g. 4) of said rock bolt (2); second, an intermediate portion (36); and thirdly, a connecting part (38) intended to connect the rear end (37) of the intermediate section (32) of the rock bolt (2) to a front end (e.g. 25) of another section (e.g. 6) of said rock bolt (2), and that - said intermediate part (36) is an expandable part, or a non-expandable part.

A spliceable self-drilling rock bolt according to claim 2 or 3, characterized in that the expansion fluid (40) is transported through the intermediate parts (26, 36, 10) of the sections (6, 32, 4) from a fluid source to those of the the intermediate parts (26, 36, 10) to be expanded via at least one joint (58, 60) within 72477. se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 comprising at least one liquid passage (62, 64, 66; 68, 70, 72) between said intermediate parts (26, 36, 10).

A spliceable self-drilling rock bolt according to claim 4, characterized in that when the rock bolt (2) is in its assembled condition, the flushing fluid (42) is transported from a liquid source to the drill bit assembly (8) through a channel formed by flushing fluid supply pipe ( 44; 46; 48) located in each of the sections (4: 6; 32) along the axis of rotation (X) of the rock bolt (2).

A spliceable self-drilling rock bolt according to claim 4, characterized in that the liquid passage (62, 64, 66; 68, 70, 72) comprises a first part (62; 68) in the form of at least one hole in the connecting part (24; 34) at the front end (25; 35) of a rear section (6; 32), a second part (63; 69) in the form of at least one groove in the thread (65; 71) in said connecting part (24; 34), a third part (64; 70) in the form of an annular channel in the connecting part (18; 38) at the rear end (17; 37) of a front section (4; 32), and a fourth part ( 72; 66) in the form of at least one hole in the later connecting part (18; 38) at the rear end (17, 37) of the front section (4; 32).

A spliceable self-drilling rock bolt according to any one of claims 2 to 6, characterized in that - the intermediate part (10; 26; 36) is joined at a first end to the third main part (18; 28; 38) and at a second end to the first main part (8; 24; 34), and that - said third main part (18; 28; 38) abuts against the first axial end surface (e.g. at 9) of said intermediate 72477. Be .dOC; 2005-03-04 10 15 20 (TI IJ Ü \ \ O ~ ¿15 de part (10; 26; 36) thereby forming a first contact region (e.g. at 5), and that - said first main part (8; 24; 34) abuts the second axial end surface (e.g. at 11) of said intermediate part (10; 26; 36) thereby forming a second contact region (e.g. at 15) and that - said intermediate portion (e.g. 10; 26; 36) said first contact region (e.g. at 5), and said second contact region (e.g. at 15) all have cross-sections which at least partially overlap each other when seen axially along said rock bolt (2), and that the joints (58, 59, 60) between the sections (4, 6, 32) are arranged to be stronger than said sections (4, 6, 32) in the axial direction (A) thereby allowing axial forces during a percussion drilling operation to propagate in a substantially axial direction thus improving the axial stability of the rock bolt (2).

A spliceable self-drilling rock bolt according to claim 7, characterized in that the intermediate part (10; 26; 36) is joined at a first end to the third main part (18; 28; 38) or at a second end to the first main part (8; 24; 34) by welding. 72477.se.doc, - 2005-03-04