CN102037213B - 具有单独台车的自动化钻凿和锚杆设定设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于设定岩石锚杆的设备(1)，其包括位于台车支撑装置(2)上的钻凿台车(3)。设备(1)配备有位于台车支撑装置(2)的上部件(23)和下部件(22)之间的枢转机构(7)，台车支撑装置(2)借助于枢转机构(7)能在钻凿位置和锚杆设定位置之间移动。台车支撑装置(2)也配备有被独立驱动的锚杆设定台车(5)，锚杆设定台车(5)相对于钻凿台车(3)而言尺寸较小并且偏置大约90°。

Description

具有单独台车的自动化钻凿和锚杆设定设备

技术领域

本发明涉及一种用于设定岩石锚杆(Felsanker)的设备，其具有设置在台车支撑装置上的钻凿台车(Bohrlafette)。

背景技术

这种设备在隧道、采矿或地下工程(Tiefbau)中在安全结构中使用。锚杆在此承担诸如拉伸元件等多种功能，以在固定结构拱的环境中改善山脉的支承作用或防止石头横向移动。通常形式为以一个步骤或以三个步骤的锚固(das Ankern)。在一个步骤锚固下，用粘合剂填充的自钻式锚杆在仅一个操作步骤中就放置于岩石中。这种自钻式锚杆除了高价之外的缺点在于，冲击钻凿不可能利用这种技术。在三个步骤的方法中，首先单独地形成钻孔。然后，将粘合剂手动地推入钻孔中；最后，当先移除钻杆之后，将锚杆手动地放置于钻凿台车上。在第三步骤中，借助于钻凿进给(Bohrvorschub)将锚杆杆体(Ankerstange)推入钻孔中。在借助于钻凿马达同时转动钻杆的情况下，先前推入的粘合剂搅动并分散于钻孔中。在此手动操作在不安全区域内经常并尽可能地发生。这种技术可通过利用结合的钻凿和锚杆设定设备(Ankersetzgeraeten)显著改善，结合的钻凿和锚杆设定设备既具有用于产生孔的钻凿/冲击单元(Schlagwerk)以及还有用于设定锚杆的锚杆设定单元。例如从EP 0 470 061中已知这种设备。在该文献中，具有滑动装置(Schlitten)的钻凿/冲击单元通过台车进给，并且在完成孔之后返回移动。然后，以臂部移动并且锚杆设定单元在滑动装置上横向移动的形式进行转换，使得锚杆与钻孔对齐。同时，钻凿/冲击单元横向移动到其停止位置中。然后，在台车上朝岩石进给具有锚杆设定单元的滑动装置，以能够设定锚杆。在完成后锚杆设定单元返回移动，并且可开始新的操作循环。借助于这种设备，已经可以实现节省较大的重量，并且取得较大的钻凿进步。然而，缺点是设备在钻凿操作和锚杆设定操作之间转换时一直相对较高的手动和机器花费，以及特别对于在狭窄条件下使用的尤其太大和笨重的设备。在此方面根据US 2003/0066665的钻凿和锚杆设定设备也证明是不利的。在此，可以说钻凿和锚杆设定单元在同样底座上(gleichberechtigt)偏置180°彼此设置。然而，在钻凿位置和锚杆设定位置之间的转换仅繁琐地可以实现，并且也出现与部件尺寸相关的其它缺点。因此用于锚杆设定的部件必须具有相应大的尺寸，考虑到制造和操作成本并也考虑到狭窄场所条件，在其中使用这种设备是有问题的。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种用于设定岩石锚杆的特别紧凑的设备，其借助于最小化的部件操纵。

该任务如此解决，台车支撑装置具有在尺寸上相比于钻凿台车减小的、偏置大约90°并且被独立驱动的锚杆设定台车。

根据本发明的设备由此可以说(gewissermassen)具有主台车和辅助台车。尽管主台车负责钻凿功能并且以证实地方式庞大地被构造且具有诸如转动和/或冲击单元以及滑动装置的相应大尺寸的部件，但锚杆设定台车及其部件构造为相对较小并专用构造成仅用于锚杆设定操作。在此钻凿和锚杆设定设备具有可在不同路径上以不同速度被驱动的不同驱动器。甚至驱动器的类型可以不同。如果必要，诸如供应管的各个部件和附件可彼此分开构造。所有这些此外引起，钻凿位置和锚杆设定位置之间的枢转角可相对较小，使得提供了同样特别紧凑的、易控制的(wendiges)并可在多种条件下使用的设备。此外，当使用注射式锚杆(Injektionsankers)或具有整体粘附技术的锚杆时，无需在危险区域内进行手动操作。

在此方面也可以理解地如下建议，根据该建议，设备配备有枢转机构，通过枢转机构台车支撑装置能在钻凿位置和锚杆设定位置之间移动。这种枢转机构涉及例如横向于钻凿轴线定向的液压缸。通过其在仅需要最小场所下钻凿和锚杆设定台车在它们的各自停车位置和位于钻凿轴线上的位置之间来回枢转。

本发明的一个特定变型如此设置，即台车支撑装置两个部件地构造，且枢转机构设置在台车支撑装置的上部件和下部件之间。上部件特别地包括钻凿和锚杆设定台车，而下部件包括连接到车辆的连接装置或台车调整器(Lafettenanstellung)以及固定到山脉的固定装置。在台车支撑装置的上部件和下部件之间设置该枢转机构，枢转机构容许台车支撑装置的上部件绕平行于钻凿轴线设置的轴线的可枢转性。

在此关联中，建议在台车支撑装置的下部件的前端部处设置销(Dorn)。该销沿工作面(Ortsbrust)的方向向前突伸超出实际设备。在此相对较小构造的台车驶向钻凿位置。通过销保证了可将相应接触压力施加到工作面上，使得在钻凿和后续枢转中为了锚杆设定台车固定/保持在工作面上。

除此之外对于钻凿方法如此设置，即台车支撑装置的下部件配备有台车调整器。在此台车调整器特别地涉及液压缸和用于台车支撑装置的线性位移的相应的导引件，以将台车更容易地固定到工作面。

另外，通过将台车支撑装置的上部件通过滑动导引件固定到台车上，可改进根据本发明的台车支撑装置的操纵。由此台车借助于液压缸可移动并因此可伸缩地构造，通过这根据本发明的设备可引入更长的钻杆和/或锚杆。

本发明的一个特别符合目的的实施方式如此设置，即锚杆设定台车在台车支撑装置上侧部地凸缘安装(angeflanscht)。由于这种台车支撑装置的庞大体积，因此在此总归存在提供锚杆设定台车的足够场所。这些台车具有双T形轮廓或U形轮廓，使得它们以合适的方式彼此连接。

已指出，本发明的主要优点是所见到的设备以及特别是负责锚杆设定的设备部分的紧凑性。这也由此表达出锚杆设定台车尺寸设为钻凿台车的大约50％至75％。这引起了在场所方面的节省，但也尤其在驱动器构造方面的节省。例如，可提供用于钻凿和锚杆设定的独立机构，这些独立机构可以实现不同速度并且如果必要具有不同类型的驱动器。除了对于设备较小的枢转角之外，由于用于锚杆设定操作的相对较小构造的进给部件(Vorschubaggregate)本身也提供在台车上的附加段路径，使得可实现更大的锚杆长度。为此必要的更深钻孔附加地通过台车支撑装置的伸缩实施成为可能。

在这方面，锚杆设定台车的滑动装置比钻凿台车的滑动装置的尺寸小也符合目的。由此也可获得附加场所，该附加场所然后在锚杆设定时可支配或者可用于可能的锚杆库(Ankermagazin)。最后，用于锚杆设定所必需的力也比在例如关联到附加冲击机构的钻凿时的情况下小得多。因此，在此可节省场所。如果也为锚杆设定装置选择了节省场所的驱动器，则可进一步增强该效果。

在此伴随以下建议，即锚杆设定台车的锚杆设定单元尺寸设为比钻凿台车的转动和/或冲击单元小。锚杆设定台车的更紧凑实施要求用于移动锚杆设定单元的较小滑动装置以及还有较小构造的锚杆设定单元本身。

尽管设置为钻凿台车具有作为驱动器的液压缸，但附加地如此考虑，即锚杆设定台车具有作为自身独立驱动器的带有电缆驱动器(Seilantrieb)的液压缸和/或带有链驱动器(Kettenantrieb)的马达。在此可根据需要并且考虑到速度和力的要求选择相应部件。在此链驱动器的特性在于相对较低的成本。

由于整个台车支撑装置必须在钻凿位置和锚杆设定位置之间来回枢转，如果钻凿台车和锚杆设定台车配备有用于钻杆或锚杆的独立导引件，以在转换(Umrüsten)中不损失任何非必需时间，也是有意义的。由于钻杆在锚杆设定期间在独立台车中定位保持，因此可不考虑用于钻杆枢转出的钻杆导引件的专门枢转液压。另外，通常一个导引件也足以用于锚杆设定操作，该导引件将定位在台车的前端部处，而首先对于钻凿操作提供背撑(Lünette)是符合目的的，其如果必要可以半速行进。

本发明的另一实施方式如此设置，即该设备配备有用于锚杆导杆的能拆除的、夹具状的导引装置，该导引装置根据使用情形在台车支撑装置/台车的可枢转部分上或在固定销上固定。如果根据要求(在拔出钻杆时钻孔塌陷)将注射锚杆用作具有失去钻头的钻杆，两个导引件之一必须能够液压地打开和关闭，并且作为所谓的夹具装置(保持钻杆/钻锚杆(Bohrankerstange))在端部处钻进的锚杆杆体在钻孔外侧固定。为了使已钻进的锚杆在注射夹钳(Injektionszange)向内枢转时固定保持，夹具装置必须优选地在台车支撑装置的下部件的销上固定。夹具和销优选地对于两种使用情况设置有相应的固定可能性，使得根据使用情形而定，变动可在几分钟内发生。

为了在夹具转换时必须不延伸夹具缸的液压供应，在两种使用情形下夹具到台车端部具有相同位置是有利的。由于锚杆不应该观察为从钻孔出来太远，因此夹具上的位置使得它必要时可以不夹持锚杆。为此锚杆杆体必须在分离之前借助于钻凿机(Bohrhammer)返回拉回大约100mm。为了避免这，缩短销是意义的。为达销的长度是可调的，优选地销两个部分地构造。螺纹连接的前面销部分包括两个不同长度，其中根据要求而定，较短的长度指向工作面，较长的长度进入承载夹具的螺纹连接部分中或者相反。在此相关联地也可设想到伸缩构造的销。

本发明的另一实施方式设为，钻凿台车和/或锚杆设定台车由U型轮廓组装成例如螺纹连接成。因此，台车构造成相对紧凑并且以组合部件原理方式可变地组装。以合适方式的连接是可能的。

这适用于例如涉及用于滑动装置的导引件或进给部件。因此建议，棱形导引轮廓(Prismenführungsprofil)焊接到或螺纹连接到钻凿台车和/或锚杆设定台车上。这些棱形装置可由耐磨金属制成，并用于导引滑动装置或进给部件。

由于在该区域内由钻凿碎糊(Bohrkleinpaste)引起的较高动态负载和磨料磨损(Abriebverschleiβ)，建议在此棱形导引轮廓配备有固定安装的轮廓块体和能松开地固定到该轮廓块体的至少一个轮廓板。这些轮廓板涉及重量相对较小的传统磨损部件，这些轮廓板在相应使用和磨损之后可以以相对较小花费更换。具有相应重量的实际块体相反不再需要被替换，这关联到相当大的成本节省。

关于将这些板在轮廓块体的固定如此设置，即轮廓板涉及为角板(abgewinkelte Bleche)，这些角板在它们的倾角部分(Abwinklung)的区域中可固定到轮廓块体上。为此块体具有相应凹槽(Ausnehmungen)，且轮廓板具有连结板(Stege)，通过此方式轮廓板可固定到块体，或者相反。

本发明的特征特别在于允许了一种用于设定岩石锚杆的设备，其中钻凿和锚杆设定单元可彼此完全独立地使用，而无需任何特别的转换花费和中间步骤。这伴随着相当大的时间以及还有重量和空间节省。当使用注射锚杆或具有整体粘附技术的锚杆时，就可在危险区域内实施全部的锚固过程，无需进行必需执行的手动操作，例如***粘合剂匣(Klebepatrone)或放入锚杆导杆。该设备可独自通过在钻凿和锚杆设定位置之间致动枢转机构实施完整的钻凿/锚杆设定循环。钻凿和锚杆设定台车在此具有独立的驱动器，这些驱动器可在类型和速度方面不同地构造。仅考虑到两个驱动器之一所必需的部件，例如管，也需要仅分配到该一个单元，使得设备不太复杂地构造。管导引件以及还有中间杆导引件(背撑)可以以半速前行。诸如钻凿和锚杆设定设备的伸缩构造的附加机构也无限制地可设想到。枢转角大约45°是有利较小的，使得结果在于钻凿位置和锚杆设定位置之间转换时不会产生任何限制。

附图说明

从所附附图的以下详述中将清楚本发明主题的其它细节和优点，附图示出带有为此必需的细节和各部分的实施方式的一个优选示例。图中：

图1示出位于钻凿位置的设备；

图2示出位于枢转位置的设备；

图3示出局部剖视的侧视图的设备；

图4示出后视图中的设备；

图5示出贯穿位于钻凿位置的设备的剖视图；

图6示出位于枢转位置的图4的剖视图；

图7示出滑动装置的详图；

图8示出具有拆卸的轮廓板的轮廓块；

图9示出具有安装的导引装置的设备的前端视图；

图10示出导引装置；以及

图11示出贯穿该设备的另一剖视图。

具体实施方式

图1示出用于设定岩石锚杆的设备1以及与本发明有关的单元和部件。这些首先是台车支撑装置2，台车支撑装置2作用为接纳钻凿台车3和锚杆设定台车5。可清楚看到，钻凿台车3比锚杆设定台车5体积大得多地构造。两个台车设置成彼此偏置90°，使得钻凿台车3在图1所示的位置中位于钻凿轴线14中，而锚杆设定台车5在钻凿台车3侧部地定位。具有此处不可见的液压缸的枢转机构7位于回撤位置中。如果钻凿台车3的钻凿滑动装置4以转动和/或冲击单元的形式沿设备1的前端部15的方向移动，则可施加形成钻孔所必需的相应大的力。在此位于设备1前端部15处的导引件12以及位于设备1中间的背撑11作用为导引钻杆55。通过大体积的液压缸8驱动钻凿台车3，借助于液压缸8可施加相应大的力。根据本发明的台车支撑装置2可伸缩地构造，为此此处未示出的液压缸位于台车支撑装置2的下侧。在设备1的前端部15处可看到销21。该销是枢转机构7的部件，枢转机构7就其而言定位在台车支撑装置2的上部件23和下部件22之间。参考标号45标示为诸如车辆的基座装置上的连接装置。销21如此定位，使得在台车支撑装置2枢转时排除移动。在销21以相应压力在工作面上靠近之后，台车才驶向钻凿位置。然后，台车支撑装置2的上部件可绕轴线46枢转。

与此相比较，台车支撑装置2在图2中的枢转出位置中被示出。液压缸17伸出，使得借助于枢转机构7，台车支撑装置2的上部件23相对于下部固定的部件22绕轴线46枢转出并呈现倾斜位置，在该位置可使用锚杆设定台车5和具有锚杆设定单元10的滑动装置6。可从图2中清楚看到，由于具有滑动装置6和锚杆设定单元10的较小构造的锚杆设定台车5在此可提供附加场所。换言之，用于在锚杆设定台车5上将滑动装置6移动到设备1的前端部15的路径比用于钻杆及其进给的路径长得多。这伴随着简单的要求，即在锚杆设定时必需施加更小的力和扭矩，使得为此所必需的部件可相应较小地被构造。这也适用于位于锚杆设定台车5的前端部处的导引件13，其中，此外为了锚杆设定仅需要这一个导引件13。参考标号18标示在台车支撑装置2的下侧16上的液压缸，液压缸18与导引件19形成台车调整器，在台车调整器后端20处定位有枢转机构7，并且台车支撑装置2可借助于枢转机构7沿线性方向移动。

在侧视图中图3示出带有已***钻杆55的设备1，该设备1由下部的固定部件22和上部的可枢转安装的部件23构成。具有销21、液压缸18以及导引件19的台车调整器的功能在此特别示出。另一液压缸56位于台车支撑装置2后端部处，液压缸56负责钻凿台车3的可伸缩性，以在需要时可增大钻凿长度。

在图4中以正视图示出台车支撑装置2。位于顶部处的是具有U型轮廓构造的钻凿台车3，其具有转动和/或冲击单元9。此外可看到滑动装置4。液压缸8作用为用于在台车支撑装置2上移动钻凿台车3的驱动器。从其侧部锚杆设定台车5偏置90°地凸缘安装到台车支撑装置2上，锚杆设定台车5可有利地具有不同的、更廉价并且更简单构造的以链24的形式的驱动器。在这种实施方式的示例中，锚杆设定台车5与钻凿台车3的宽度之比是大约70％。锚杆设定台车5的滑动装置6和锚杆设定单元10也构造比钻凿台车3上的滑动装置4和转动和/或冲击单元9相应地更小。这里钻凿台车3具有带有镜像设置第二轮廓27的U型第一轮廓26。在U型轮廓26、27上固定棱形轮廓32、33、34、35，棱形轮廓32、33、34、35作用为用于由液压缸引导以及移动滑动装置4。轮廓32、33、34、35具有块体28、29、30、31。对于锚杆设定台车5，固定到其上的棱形轮廓为参考标号36和37，而相应的导引块体为参考标号38和39。

在后视剖视图中，图5和6示出作为图4中的变型的根据本发明的设备。例如，图4示出位于钻凿位置的设备，该设备具有在钻凿轴线14中的钻凿台车3。钻凿台车3可借助于液压缸8在台车支撑装置2上移动。在偏置90°的位置中，在台车支撑装置2上侧部地定位锚杆设定台车5。台车支撑装置2通过将位于台车支撑装置2下方的液压缸17或枢转机构7在图5所示的位置中绕枢转点25伸出而枢转，如角α所标示。

在图6中示出的附图中枢转机构7或液压缸17伸出。台车支撑装置2呈现在大约50°的倾斜位置，如图角β所标示。具有滑动装置6和锚杆设定单元10的锚杆设定台车5现在可以使用。

图7示出具有竖向连结板47、48的滑动装置4，导引块体28、29借助于各种螺钉49、50、51、52固定到竖向连结板47、48。然而，这样由于V形板40、41固定到其内侧53、54，因此它们并不暴露导致磨损。V形板40、41在相应磨损之后可考虑地容易替换。

这也在图8中图示出。在倾角部分44的区域内，板40具有连结板43，连结板43对应于导引块体28内的开口42构造，并借助于开口42可固定。

图9示出处于所谓的一个步骤锚杆设定操作的设备1的前端部15，其具有置于接纳件61上的导引装置59，该导引装置具有长度可调的销21、60。通过夹具57可固定锚杆杆体62，即使当锚杆杆体62从钻孔仅拧出来一段。

图10示出能拆卸的导引装置59。钻进的锚杆应该同样在注射夹钳枢转进时固定保持，因此导引装置59在台车支撑装置2的下部件22的销上固定。夹具57到台车的端部15处的位置在此在两种使用情形下相同。销21、60由两个具有不同长度的销部63和64构成，板65用于固定目的。

最后，图11以另一剖面示出台车支撑装置2，其中重点在于导引装置59的示出上。导引装置59以90°旋转安装。为此接纳件以及销均螺纹连接到实际销的位置上或者以可比较的方式被固定。

Claims (18)

1.一种用于设定岩石锚杆的设备(1)，具有设置在台车支撑装置(2)上的钻凿台车(3)，

其特征在于，

所述台车支撑装置(2)具有在尺寸上相比于钻凿台车(3)减小的、偏置大约90°并且被独立驱动的锚杆设定台车(5)，以及

所述锚杆设定台车(5)尺寸设为所述钻凿台车(3)的大约50％至75％。

2.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述设备(1)配备有枢转机构(7)，所述台车支撑装置(2)借助于所述枢转机构(7)能在钻凿位置和锚杆设定位置之间移动。

3.如权利要求2所述的设备，

其特征在于，

所述枢转机构(7)设置在所述台车支撑装置(2)的上部件(23)和下部件(22)之间。

4.如权利要求3所述的设备，

其特征在于，

销(21)设置在所述台车支撑装置(2)的下部件(22)的前端部(15)处。

5.如权利要求3所述的设备，

其特征在于，

所述台车支撑装置(2)的下部件(22)配备有台车调整器(18)。

6.如权利要求3所述的设备，

其特征在于，

所述台车支撑装置(2)的上部件(23)可伸缩地构造。

7.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

在锚杆设定台车上将滑动装置移动到设备的前端部的路径比用于钻杆及其进给的路径长得多。

8.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述锚杆设定台车(5)的滑动装置(6)尺寸设为比所述钻凿台车(3)的滑动装置(4)小。

9.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述锚杆设定台车(5)的锚杆设定单元(10)尺寸设为比所述钻凿台车(3)的转动和/或冲击单元(9)小。

10.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述钻凿台车(3)具有作为驱动器的带有电缆驱动器的液压缸(8)。

11.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述锚杆设定台车(5)具有作为驱动器的带有电缆驱动器的液压缸和/或带有链驱动器的马达。

12.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述钻凿台车(3)和所述锚杆设定台车(5)配备有用于钻杆或锚杆的独立的导引件(11、12或13)。

13.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述设备(1)配备有用于锚杆杆体(62)的可拆卸的导引装置(59)。

14.如权利要求4所述的设备，

其特征在于，

所述销(21、60)的长度是可调的。

15.如权利要求1所述的设备，

其特征在于，

所述钻凿台车(3)和/或所述锚杆设定台车(5)具有U形轮廓。

16.如权利要求15所述的设备，

其特征在于，

棱形导引轮廓(32-35)焊接或螺纹连接到所述钻凿台车(3)和/或所述锚杆设定台车(5)上。

17.如权利要求16所述的设备，

其特征在于，

所述导引轮廓(32-35)配备有固定安装的轮廓块体(28-31)以及至少一个能松开地固定到所述轮廓块体(28-31)上的轮廓板(40、41)。

18.如权利要求17所述的设备，

其特征在于，

所述轮廓板(40、41)涉及为角板，其在它们的倾角部分(44)的区域中可固定到所述轮廓块体(28-31)。