SE543815C2 - Adaptivt och momentant beläggande av skyddande barriärer på ett bergförstärkningselement - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande för att på bergförstärkningselement, så som berg- och kabelbultar, i direkt anslutning till dess installation i bergmassan, belägga dessa med en momentant funktionsduglig beläggning i syfte att göra valfria zoner på de nämnda förstärkningselementen skyddade från kontakt med ingjutningsmassa och således medförande att det i bergmassan ingjutna förstärkningselementet i de belagda zonerna kan deformeras plastiskt genom sträckning då dessa utsätts för krafter från de höga bergspänningarna.

Description

_1_ Adaptivt och momentant beläggande av skyddande barriärer på ett bergförstärkningselement Beskrivning Föreliggande uppfinning avser en metod för att belägga ett bergförstärkningselement så somt.ex. berg- och kabelbultar med en direktskyddande barriär på valfria positioner längs efterförstärkningselementet i direkt anslutning till densammas installation i borrhålet ibergmassan.

Vid underjordsbrytning förstärks bergmassan med olika för ändamålet passandemetoder. En vanlig sådan innefattar ingjutning av olika bergförstärkningselement som tillexempel berg- eller kabelbultar i bergmassan för att med dessa avlasta bergmassan genomatt absorbera de energier verkandes på bergmassan som de höga bergspänningarnaorsakar. Enligt normalt förfarande borras ett hål i bergmassan som sedan injekteras med ettingjutningsmedium (vanligen cement) varefter förstärkningselementet installeras i borrhålet.Efter stelning av ingjutningsmedium erhålls för förstärkningselementet fullständig lastbärandekapacitet. Denna process sker av en operatör med endera handhållen utrustning eller sommest vanligt med ett bergbultningsaggregat som utför hela cykeln med borrning, injekteringoch inmatning av förstärkningselementet, i det av ingjutningsmassa, fyllda borrhålet.

Generellt finns två kategorier av bergförstärkning som arbetar efter att avlastabergmassan endera statiskt eller dynamiskt. Statisk bergförstärkning innebär främst attkonventionella berg- eller kabelbultar gjuts in i bergmassan på sådant sätt att de helt ochhållet täcks av gjutmassan. På grund av förstärkningselementets fullständiga anliggning motgjutmassan samt dess konstruktion så blir berg- eller kabelbulten så hårt fixerad att den ejkan nyttja sina fördelaktiga och fullständiga materialegenskaper i form av töjning. Denna typav förstärkning passar främst i bergrum som inte utsätts för omfattande bergdeformationerpga. höga bergspänningar. Vanliga statiska bergbultar är oftast huvudsakligen tillverkade avarmeringsstål av kamtyp. Kabelbultarna består av kardeler i formen av stålstänger som ärtvinnade runt varandra, oftast 7st till antalet. Denna typ av vajer sitter oftast på en rulle somett tillbehör till kabelaggregatet. Eftersom kabelbulten med fördel kan användas i mycketlängre borrhål än vad vanliga bergbultar kan så har oftast kabelbultningsaggregatet enavklippande funktion så att valfri längd kan väljas utifrån längden på borrhålen.

Dynamisk bergförstärkning med för ändamålet avsedda berg- eller kabelbultar skeroftast genom att förstärkningselementet på vissa utvalda ställen innehar en funktion som _2_ stänger ute ingjutningsmassans vidhäftning vid förstärkningselementet på vissa ställen. Idessa specifika zoner kan förstärkningselementet, som oftast består av stål, töja sig fritt ifrångjutmassans fasthållande funktion. En vanlig och enkel lösning är att förstärkningselementethar specifika zoner av, mot gjutmassan, exponerat men slätt stål, eller någon skyddandebarriär med en slät yta som därmed ej får vidhäftning, samtidigt som de i övrigt finns delarlängs efter förstärkningselementet som sitter fast förankrade.

Zonerna som ej är förankrade i gjutmassan erhåller dynamiska egenskaper sommöjliggör ökad dissipation (energiabsorberande kapacitet). Dissipationen utrycks i att det är ide specifika dynamiska zonerna på förstärkningselementet som stålmaterialet tillåts sträckasig i takt med att bergmassan deformerar sig och frigör enorma krafter och energier mothålrum i berget. Sträckningen av stålet är det kraftupptagande arbete som det dynamiska förstärkningselementet utför för att absorbera dessa energier från de höga bergspänningarna.

Detta kan liknas vid en stötdämpare som tar upp krafter.

Plötsliga seismiska händelser i bergmassan kan därmed med hjälp av förstärkningenkontrolleras på ett helt annat sätt än om fullständigt ingjuten (statisk) förstärkning används.

Några vanliga typer av produkter för dynamisk bergförstärkning är t.ex. s.k.Dynamisk Kirunabult (SE 535 627 C2) eller D-bult (SE 532 203 C2) som fungerar efterinnannämnda principer. För kabelbult (vajer) är utbudet mer begränsat, men det finns vissaaktörer som tillhandahåller kabelbult med fasta och förutbestämda dynamiska zoner. Envanlig lösning är att dessa är överdragna av något slangmaterial med slät yta.

En begränsning med befintlig teknik är att den ej med enkelhet kan görasanpassningsbar efter bergmassans beskaffenhet. Vid underjordsbrytning är det praxis attbergmekaniska undersökningar utförs innan berget förstärks för att således tillgodogöra siginformation om hur bergförstärkningen skall utföras. Information som erhålls från t.ex.sprickkartering anger hur sprickor i berget förhåller sig.

Idag saknas det förstärkningsmetoder av adaptivt slag som skulle kunna göra att dedynamiska zonerna väljs till att vara t.ex. där sprickorna uppträder, eftersom det är vidsådana zoner som förskjutning av bergmassan förväntas ske. Sådana metoder måste ocksådirekt bergförstärkningselementens installation i bergmassan. vara momentant effektiva och kunna användas i samband med Föreliggande uppfinning löser dock detta genom att vid den påbörjade inmatningen avbergförstärkningselementet i borrhålet så appliceras momentant en beläggning påbergförstärkningselementet. Denna beläggning kan appliceras på valfria ställen i bergförstärkningselementets längdriktning och de belagda zonernas längd kan även de vara _3_ valfria. Beläggningen kan endera penslas, sprayas, eller som en kombination av bådainnannämnda eller på något annat lämpligt sätt appliceras på bergförstärkningselementet isyfte att täcka önskvärda delar av densamma. Denna applicering kan endera ske för hand aven mänsklig operatör eller med någon form av lämplig mekanisk anordning belägen påbergförstärkningsaggregatet som kontrolleras på önskvärt sätt. Beläggningen kan i förstahand bestå av ett uppvärmt vax, bivax, endera naturligt eller syntetiserat sådant eller enkemikalie med motsvarande egenskaper som vid beläggningen av förstärkningselementetmomentant stelnar och därmed erhåller full funktion innan förstärkningselementets införandei borrhålet. Beläggningen kan också appliceras i dess naturliga form utan uppvärmning ommöjligt.

Ovanbeskrivna förfarande gör bergförstärkningselementen momentant dynamiskavart som helst i dess längdriktning och med fördel på ett snabbt och kostnadseffektivt sättadaptiva bergmassans struktur genom att de belagda (dynamiska) zonerna väljs attpositioneras där vetskap om deformationer finns i bergmassan. Förstärkningsmetoden blirdärmed mer träffsäker och kan avlasta bergmassan på ett helt annat sätt än vad förstärkningmed godtyckligt placerade dynamiska zoner kan göra. En annan fördel med att kunna görat.ex. kabelbultar dynamiska längre in i bergmassan är att en avsevärd avlastning på det yttrebelägna berget sker och verkningsgraden av en valvbyggande effekt längre in i bergmassanökan

Claims (1)

1. Förfarande för beläggning av ett bergförstärkningselement av bergbult- ellerkabelbultstyp avsedda för insättning och ingjutning med gjutmassa i ett borrhál k ä n n e te c k n a t av att förstärkningselementet adaptivt och momentant vid dessdirekta installation i borrhàlet beläggs med avsedd beläggning utmedförstärkningselementets radiella och axiella längdriktning i valfria positioner ochlängder således medförande att det i borrhållet installerade förstärkningselementet ide belagda zonerna erhåller en skyddande barriär mot ingjutningsmassan vilketresulterar i att förstärkningselementet i sagda zoner tillåts att fullständigt deformeras då vidhäftning mot ingjutningsmassan härvid saknas. Förfarande enligt kravet 1, varvid den skyddande barriären uppstår genombeläggning av vax, så som bivax eller syntetiserat vax i antingen fast, stelnad, avsvalnad, uppvärmd eller flytande form som fastnar på bergförstärkningselementet. Förfarande enligt kravet 1-2, varvid beläggningen kan bestå av någon annan förändamålet lämplig kemikalie eller lösning med vaxliknande egenskaper beskrivet i patentkrav 2 och som är formbart och vattenavstötande. Förfarande enligt kravet 1-3, varvid beläggningen appliceras antingen kontinuerligteller diskontinuerligt runt förstärkningselementets tvärsnitt medelst sprayning, pensling eller på annat lämpligt sätt. Förfarande enligt kravet 1-4, varvid de belagda zonerna är avpassade efter ettförväntat bergdeformationsmönster utmed borrhàlet för att därmed fördelaförstärkningselementets töjningsdeformation jämnare med töjningsdeformationen i bergmassan. Förfarande enligt kraven 1-5, varvid den momentant beläggande funktionen kanappliceras på samtliga lämpliga bergbultar, kabelbultar, vajrar eller liknandeförstärkningselement avsedda att gjutas in i bergmassan och som lämpligen kan erhålla fördelaktiga egenskaper av att bli belagda enligt föreskrivet förfarande. Förfarande enligt kraven 1-6 som kan utföras utav samtligabergförstärkningsaggregat, bergförstärkningsriggar eller av motsvarande handhållen utrustning. . Användande av metod av det slag som anges i patentkravet 1 vid förstärkning av bergmassan.