CZ306166B6 - Self-boring hydraulically expandable rock bolt - Google Patents
Self-boring hydraulically expandable rock bolt Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306166B6 CZ306166B6 CZ2015-630A CZ2015630A CZ306166B6 CZ 306166 B6 CZ306166 B6 CZ 306166B6 CZ 2015630 A CZ2015630 A CZ 2015630A CZ 306166 B6 CZ306166 B6 CZ 306166B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- self
- rock bolt
- tapping
- drill bit
- hydraulically expandable
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 27
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 23
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 241000258957 Asteroidea Species 0.000 description 1
- 235000004035 Cryptotaenia japonica Nutrition 0.000 description 1
- 241000736305 Marsilea quadrifolia Species 0.000 description 1
- 102000007641 Trefoil Factors Human genes 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 235000015724 Trifolium pratense Nutrition 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Samozávrtný hydraulicky rozpínatelný horninový svorníkSelf-tapping hydraulically expandable rock bolt
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká konstrukčního řešení samozávrtného hydraulicky rozpínatelného výztužného, technologického, závěsného horninového svorníku, určeného k zpevňování horninového masívu, zejména při ražení tunelů, důlních chodeb a komor, jako jednoho z nejdůležitějších prvků výztuže tunelových a důlních děl, potažmo i jako závěsného prvku.The invention relates to a design solution for a self-drilling hydraulically expandable reinforcing, technological, suspension rock bolt, intended for strengthening a rock mass, especially in the excavation of tunnels, mine tunnels and chambers, as one of the most important reinforcement elements of tunnel and mine workings.
Dosavadní stav technikyPrior art
V současné době se pro zajišťování a zpevňování horninového prostředí, zejména při ražení tunelů, důlních chodeb a komor, používají různé typy horninových svorníků nebo kotev, jejichž konstrukce a materiálové provedení se liší v závislosti na druhu horniny. Mezi nejčastěji používané druhy patří hydraulicky rozpínatelné svorníky opatřené expanzním trubkovitým tělesem, jehož povrch je podélně v jedné nebo několika liniích zborcen. Expanzivní těleso je na obou koncích opatřeno koncovkami.At present, various types of rock bolts or anchors are used to secure and strengthen the rock environment, especially when excavating tunnels, mine tunnels and chambers, the construction and material design of which differ depending on the type of rock. The most commonly used types include hydraulically expandable bolts provided with an expansion tubular body, the surface of which is collapsed longitudinally in one or more lines. The expansion body is provided with terminals at both ends.
Příkladné provedení hydraulicky rozpínatelných svorníků pro vyztužování horninového masívu tvoří skupina takzvaných expanzivních, tj. rozpínatelných svorníků, které jsou vtlačovány do předem vyvrtaného otvoru a následně jsou upnuty tlakovým médiem. Upnutím, expanzí tělesa svorníku, je vyvozena třecí síla tělesa svorníku o stěnu vyvrtaného otvoru. Nejznámější používaná terminologie pro tuto skupinu hydraulicky upínatelných svorníků je H-TEX, SWELLEX nebo i BOLTEX. Princip výše uvedené skupiny expanzivních svorníků je znám ze spisu CZ 25706 (Ul), v němž je popsán rozpínatelný horninový svorník obsahující rozpínatelné trubkové těleso, jehož příčný průřez má zborcený tvar vytvářející na povrchu tělesa alespoň jeden podélný žlábek a které je na obou koncích zakončeno přechodovými prstencovými pouzdry, v nichž jsou nerozebíratelně zabudovány výtokový ventil a vtokový ventil. Řešení dle spisu CZ 20609 (Ul) popisuje horninovou expanzní kotvu s tělesem opatřeným hlubokými podélnými prolisy ve tvaru žlábků a uloženém v třecím pouzdru, tvořeném nejméně dvěma v sobě zasunutelnými trubkovými plášti pevně připojenými k trubkovým koncovkám tělesa. Rovněž je známo řešení svorníku dle spisu WO 2004/016 909 (Al), kde vtoková část, tj. plnicí objímka horninového svorníku, je opatřena jednocestným ventilem. Další řešení svorníku podobného typu je popsáno ve spisu WO 2012/083 317, kde uvnitř podélného liniového zborcení trubkového tělesa svorníku je umístěn třecí prvek ve tvaru pilového ozubeného listu. Nevýhodou známých hydraulicky rozpínatelných svorníků je jejich relativně zdlouhavá instalace do horninového masívu, kdy se nejdříve, tj. v prvním kroku, vrtnou tyčí vyvrtá otvor pro tento svorník a poté, tj. ve druhém kroku, se svorník vtláčí do vyvrtaného otvoru a až následně, tj. ve třetím kroku, se daný svorník rozpíná pomocí plnicí hlavy a tlakového média.An exemplary embodiment of hydraulically expandable bolts for the reinforcement of a rock mass consists of a group of so-called expansive, i.e. expandable bolts, which are pressed into a pre-drilled hole and subsequently clamped with a pressure medium. By clamping, by expanding the bolt body, the frictional force of the bolt body against the wall of the drilled hole is induced. The best known terminology used for this group of hydraulically clampable bolts is H-TEX, SWELLEX or even BOLTEX. The principle of the above group of expansion bolts is known from CZ 25706 (U1), which describes an expandable rock bolt comprising an expandable tubular body, the cross-section of which has a collapsed shape forming at least one longitudinal groove on the surface of the body and terminated at both ends by transition annular housings in which the outlet valve and the inlet valve are inseparably integrated. The solution according to CZ 20609 (U1) describes a rock expansion anchor with a body provided with deep longitudinal recesses in the shape of grooves and housed in a friction sleeve formed by at least two tubular jackets which can be inserted into one another and firmly connected to the tubular ends of the body. A bolt solution is also known according to WO 2004/016 909 (A1), where the inlet part, i.e. the filling sleeve of the rock bolt, is provided with a one-way valve. Another solution of a bolt of a similar type is described in WO 2012/083 317, where a friction element in the form of a saw blade is located inside the longitudinal linear collapse of the tubular body of the bolt. The disadvantage of the known hydraulically expandable bolts is their relatively lengthy installation in the rock mass, when first, ie in the first step, a hole for this bolt is drilled with a drill rod and then, ie in the second step, the bolt is pressed into the drilled hole and only subsequently. i.e. in the third step, the bolt is expanded by means of a filling head and a pressure medium.
Je známo řešení dle spisu AU 2006/317 519, dle kterého se v jediném kroku zároveň vrtá otvor i vtláčí svorník do právě vrtaného otvoru. U daného samozávrtného horninového svorníku se však nejedná o princip hydraulického rozpínání svorníku, nýbrž o injektáž například tekutou cementovou směsí nebo tekutou dvousložkovou pryskyřicí. To však znamená velkou časovou náročnost při zavádění injektáže a rovněž při její vytvrzování. Další řešení svorníku je patrné ze spisu EP 1 468 167 (Bl), kde je horninový svorník tvořen vrtnou kolonou, tj. klasickou trubkou, ke které jsou připevněny hydraulicky roztažitelné prvky, přičemž na jejím konci je připevněna vrtací korunka. Konečně je známo konstrukční řešení hydraulické samozávrtné horninové kotvy dle spisu DE 4 024 869 (Al), které popisuje hydraulicky rozpínatelný svorník tvaru zborceného trubkového tělesa s ukončením na obou koncích přechodovými trubkovými pouzdry, přičemž navíc na jednom svém konci má tento svorník vrtací korunku pevně spojenou s koncovým trubkovým pouzdrem.A solution is known according to the document AU 2006/317 519, according to which in a single step a hole is drilled and a bolt is pressed into the hole just drilled. However, a given self-tapping rock bolt is not a principle of hydraulic expansion of the bolt, but an injection of, for example, a liquid cement mixture or a liquid two-component resin. However, this means a great time required for the introduction of the grouting and also for its curing. Another solution of the bolt can be seen in EP 1 468 167 (B1), where the rock bolt is formed by a drilling column, i.e. a conventional tube, to which hydraulically expandable elements are attached, at the end of which a drill bit is attached. Finally, a design solution for a hydraulic self-tapping rock bolt is known from DE 4 024 869 (A1), which describes a hydraulically expandable bolt in the shape of a collapsed tubular body terminated at both ends by transition pipe sleeves, this bolt also having a drill bit firmly connected at one end. with end tube housing.
Společnou nevýhodou obou výše uvedených známých konstrukcí hydraulicky rozpínatelných samozávrtných horninových svorníků je značně nejasné řešení principu jejich expanze, tj. rozpínavosti, po prvotním zavrtání svorníku do vrtu. Též není jednoznačně dané, zda plnicí adaptér pro plnění svorníku vodou nebo emulzí je jedním komplexním celkem určeným také pro vrtání svorníku, nebo se jedná o dva samostatné elementy, tj. zvlášť adaptér pro vrtání a zvlášť adaptér pro plnění. Rovněž není zřejmé, zda u těchto dvou známých řešení hydraulických samozávrtných svorníků je možnost jejich využití jako jedinečných a velice efektivních kotvících prvků například na uchycení závěsu pro důlní závěsné dráhy. Konečně není jasné, zda výše zmíněné řešení obdobných hydraulických svorníků obsahuje doplňující konstrukční prvek pro zabezpečení i mechanického zajištění svorníku ve vývrtu a tím zvýšení bezpečnosti jeho ukotvení.A common disadvantage of the two above-mentioned known constructions of hydraulically expandable self-tapping rock bolts is a rather unclear solution of the principle of their expansion, ie expandability, after the initial drilling of the bolt into the borehole. It is also not clear whether the filling adapter for filling the bolt with water or emulsion is one complex unit also intended for drilling the bolt, or whether it is two separate elements, i.e. a drilling adapter separately and a filling adapter separately. It is also not clear whether these two known solutions of hydraulic self-tapping bolts have the possibility of using them as unique and very effective anchoring elements, for example for attaching a hinge for mine suspension tracks. Finally, it is not clear whether the above-mentioned solution of similar hydraulic bolts contains an additional structural element for securing and mechanically securing the bolt in the bore and thus increasing the safety of its anchoring.
Úkolem představovaného vynálezu je úprava konstrukce hydraulicky rozpínatelného samozávrtného horninového svorníku zajišťující jeho dokonalou funkčnost a zvýšení bezpečnosti jeho ukotvení, a to zejména s ohledem na efektivní instalaci svorníku do horninového masívu, kdy se v jedné kompletní operaci slučují tři instalační kroky, tj. vrtání otvoru pro svorník, vtláčení svorníku do vyvrtaného otvoru a rozpínaní svorníku ve vyvrtaném otvoru.The object of the present invention is to modify the construction of a hydraulically expandable self-tapping rock bolt ensuring its perfect functionality and increasing the safety of its anchoring, especially with regard to efficient bolt installation into a rock mass, combining three installation steps in one complete operation, i.e. drilling a hole for bolt, pushing the bolt into the drilled hole and expanding the bolt in the drilled hole.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Stanoveného cíle je dosaženo vynálezem, kterým je samozávrtný hydraulicky rozpínatelný horninový svorník tvořený trubkovým tělesem, jehož příčný průřez má zborcený tvar, a k jehož horní části je připevněna vrtná korunka opatřená břitovým členem a k jehož spodní části je připevněno plnicí hrdlo, kde podstata vynálezu spočívá v tom že jednak k hornímu čelu tělesa je nerozebíratelně připevněna převlečná objímka překrývající horní část tělesa a opatřená ve své spodní části po obvodu rozmístěnými štěrbinovými průřezy vedenými souběžně s podélnou osou tělesa, jednak je ve vrtné korunce vytvořen uzavírací ventil opatřený alespoň jedním výpustným kanálem a jednak je vnější povrch plnicího hrdla vytvarován pro rozebíratelné připojení vrtací hlavy.The object is achieved by the invention, which is a self-tapping hydraulically expandable rock bolt formed by a tubular body, the cross-section of which has a collapsed shape, to the upper part of which a drill bit provided with a cutting member is attached and to the lower part of which a filling neck is attached. on the one hand a cover sleeve is inseparably attached to the upper face of the body covering the upper part of the body and provided in its lower part with circumferential slotted cross-sections running parallel to the longitudinal axis of the body, on the other hand a shut-off valve provided with at least one discharge channel is formed in the drill bit and the surface of the filler neck is shaped for detachable connection of the drill head.
Ve výhodném provedení je uzavírací ventil vrtné korunky opatřen sedlem, nad nímž je pomocí propustné membrány zafixována uzavírací kulička, přičemž břitový člen vrtné korunky je opatřen alespoň jedním výpustným kanálem, s výhodou buď dvěma příčně vedenými výpustnými kanály anebo jedním výpustným kanálem orientovaným ve směru podélné osy svorníku, přičemž pod uzavírací kuličkou uzavíracího ventiluje pro zamezení jejího vypadnutí uložena průchodní uzávěra.In a preferred embodiment, the drill bit shut-off valve is provided with a seat, above which a shut-off ball is fixed by means of a permeable membrane, the drill bit cutting member being provided with at least one outlet channel, preferably either two transversely guided outlet channels or one outlet channel oriented in the longitudinal axis direction. bolt, while a pass-through closure is placed under the closing ball of the closing valve to prevent it from falling out.
Také je výhodné, když na tělese je v jeho spodní části volně suvně uložena krycí podložka, která má s výhodou sférický tvar neboje tvořena plochou deskou čtvercového tvaru.It is also advantageous if a cover pad, which preferably has a spherical shape or is formed by a flat square-shaped plate, is slidably mounted on the body in its lower part.
Další podstatou vynálezu je sestava vrtací hlavy a samozávrtného hydraulicky rozpínatelného horninového svorníku, jehož plnicí hrdlo je opatřeno na vnějším povrchu vnějším závitem, přičemž vrtací hlava sestává ze vzájemně pevně spojených připojovací objímky, opatřené vnitřním závitem rozměrově odpovídajícím vnějšímu závitu plnicího hrdla, ze středového vymezovacího nákružku a z nosného tělesa tvarově uzpůsobeného pro nasazení pohonného agregátu, kde styková plocha mezi vnitřní dutinou připojovací objímky a vymezovacím nákružkem je opatřena těsněním pro zamezení úniku proplachové vody přes závitové spojení vrtací hlavy a plnicího hrdla.Another aspect of the invention is an assembly of a drilling head and a self-tapping hydraulically expandable rock bolt, the filling neck of which is provided on the outer surface with an external thread, the drilling head consisting of interconnected connecting sleeves provided with an internal thread dimensionally corresponding to the external thread of the filling neck, a central delimiting collar and from a support body shaped to accommodate the drive unit, wherein the contact surface between the inner cavity of the connecting sleeve and the delimiting collar is provided with a seal to prevent flushing water from escaping through the threaded connection of the drilling head and the filling neck.
Také je podstatou vynálezu sestava vrtací hlavy a samozávrtného hydraulicky rozpínatelného horninového svorníku, jehož plnicí hrdlo je tvořeno trubkou, jejíž konec je opatřen tvarovanou přírubou, s výhodou ve tvaru šestihranu, přičemž vrtací hlava sestává z připojovací objímky opatřené vnitřním vybráním tvarově korespondujícím s obvodovým tvarem plnicího hrdla, ze středového vymezovacího nákružku a z nosného tělesa tvarově uzpůsobeného pro nasazení pohonného agregátu, kde styková plocha mezi vnitřní dutinou připojovací objímky a vymezovacím nákružkem je opatřena těsněním pro zamezení úniku proplachové a tlakové vody přes spojení vrtací hlavy a plnicího hrdla.The invention also relates to an assembly of a drilling head and a self-tapping hydraulically expandable rock bolt, the filling neck of which is formed by a tube whose end is provided with a shaped flange, preferably hexagonal, the drilling head consisting of a connecting sleeve provided with an inner recess corresponding in shape to the circumferential shape of the filling. from the central delimiting collar and from a support body shaped to accommodate the drive unit, wherein the contact surface between the inner cavity of the connecting sleeve and the delimiting collar is provided with a seal to prevent leakage of flushing and pressurized water through the connection of the drill head and filler neck.
-2CZ 306166 B6-2EN 306166 B6
Předkládaným vynálezem se dosahuje nového a vyššího účinku v tom, že novou konstrukční úpravou se snižuje časová náročnost na instalaci horninového svorníku při zachování jeho dokonalé funkčnosti a zvýšení bezpečnosti jeho ukotvení. Další výhodou proti známým provedením svorníků je značná úspora proplachové a tlakové vody, jejíž přívod je regulován a dokonale utěsněn jak v oblasti nasazení vrtací hlavy, tak ve vrtací korunce pomocí speciálního ventilu.The present invention achieves a new and higher effect in that the new design reduces the time required to install the rock bolt while maintaining its perfect functionality and increasing the safety of its anchoring. Another advantage over known bolt designs is the considerable saving of flushing and pressurized water, the supply of which is regulated and perfectly sealed both in the area of the drill head and in the drill bit by means of a special valve.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Konkrétní příklady provedení vynálezu jsou schematicky znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1 je pohled na základní provedení samozávrtného svorníku s plnicím hrdlem opatřeným na vnějším povrchu oblým závitem, obr. 2 je pohled na samozávrtný svorník z obr. 1 s nasazenou vrtací hlavou zobrazenou v řezu, obr. 3 je pohled na samozávrtný svorník z obr. 1 s našroubovaným závěsem, obr. 4 je pohled na alternativní provedení samozávrtného svorníku při nahrazení sférické krycí podložky pouzdrem a při použití jiného typu závěsu, obr. 5 je pohled na alternativní provedení samozávrtného svorníku s plnicím hrdlem opatřeným tvarovanou přírubou, obr. 6 je pohled na samozávrtný svorník z obr. 5 v částečném řezu v horní části, obr. 7 je pohled na samozávrtný svorník z obr. 5 opatřený nasazenou vrtací hlavou zobrazenou v řezu po zavrtání v hornině a po hydraulickém rozepnutí tělesa, obr. 8 je axonometrický pohled na vrtnou korunku opatřenou uzavíracím ventilem s protržitelnou membránou, obr. 9 je podélný řez vrtnou korunkou z obr. 8, obr. 10 je podélný řez alternativním provedením vrtné korunky opatřené pružinovým uzavíracím ventilem, obr. 11 je podélný řez jiným alternativním řešením vrtné korunky s výtokem uzavíracího ventilu v ose svorníku, obr. 12 je axonometrický pohled na objímku tělesa opatřenou ve spodní části po obvodu rozmístěnými podélnými průřezy, obr. 13 je axonometrický pohled na trubkové plnicí hrdlo opatřené přírubou, obr. 14 je axonometrický pohled na podélný řez vrtací hlavou pro samozávrtné svorníky jejichž plnicí hrdlo je opatřeno povrchovým závitem a obr. 15 je axonometrický pohled na podélný řez vrtací hlavou pro samozávrtné svorníky jejichž plnicí hrdlo je opatřeno tvarovanou přírubou.Specific embodiments of the invention are schematically illustrated in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a view of a basic embodiment of a self-tapping bolt with a filler neck provided with a round thread on the outer surface, Fig. 2 is a view of the self-tapping bolt of Fig. 1 with the drill head shown. Fig. 3 is a view of the self-tapping bolt of Fig. 1 with a screwed-in hinge; Fig. 4 is a view of an alternative embodiment of the self-tapping bolt when replacing the spherical cover washer with a sleeve and using another type of hinge; of a bolt with a filling neck provided with a shaped flange, Fig. 6 is a view of the self-tapping bolt of Fig. 5 in partial section in the upper part, Fig. 7 is a view of the self-tapping bolt of Fig. 5 provided with a fitted drilling head shown in section after drilling in rock and after hydraulic opening of the body, Fig. 8 is an axonometric view of a drill bit provided with a shut-off valve with a rupturable diaphragm, Fig. 9 Fig. 11 is a longitudinal section of the drill bit of Fig. 8, Fig. 10 is a longitudinal section of an alternative embodiment of a drill bit provided with a spring shut-off valve, Fig. 11 is a longitudinal section of another alternative drill bit solution with a shut-off valve outlet in the bolt axis; Fig. 12 is an axonometric view. Fig. 13 is an axonometric view of a tubular filler neck provided with a flange, Fig. 14 is an axonometric view of a longitudinal section of a drilling head for self-drilling bolts whose filling neck is provided with a surface thread, and Figs. 15 is an axonometric view of a longitudinal section of a drilling head for self-tapping bolts whose filling neck is provided with a shaped flange.
Výkresy, které znázorňují vynález, a následně popsané příklady konkrétního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.The drawings which illustrate the invention and the examples of specific embodiments described below in no way limit the scope of protection given in the definition, but merely clarify the essence of the invention.
-3CZ 306166 B6-3GB 306166 B6
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Horninový svorník podle vynálezu je v základním provedení podle obr. 1 tvořen rozpínatelným trubkovým tělesem 1, jehož příčný průřez má zborcený tvar, například tzv. C-profil, trojlístek, čtyřlístek, šestilístek, hvězdice s různým počtem cípů, slza apod., vytvářejícím na povrchu podélné žlábky 11, patrné z obr. 3. Na obou koncích je těleso 1 zakončeno standardními a neznázoměnými přechodovými prstencovými pouzdry ve tvaru mezikruží. K čelu horního pouzdra jsou nerozebíratelně připevněny, s výhodou přivařeny, jednak převlečná objímka 2 překrývající horní prstencové pouzdro a opatřená ve spodní části po obvodu rozmístěnými štěrbinovými průřezy 21 vedenými souběžně s podélnou osou tělesa 1, a jednak vrtná korunka 3. Vrtná korunka 3 podle obr. 8 a obr. 9 sestává z pevně spojených břitového členu 31, opatřeného dvěma břity 311, a z uzavíracího ventilu 32, který je opatřen sedlem 321, nad nímž je pomocí speciální propustné membrány 322 zafixována uzavírací kulička 323, přičemž břitový člen 31 vrtné korunky 3 je opatřen dvěma příčně vedenými výpustnými kanály 312 sloužícími k odvodu proplachovacího média z vrtné korunky 3. Na tělese 1 je v jeho spodní části volně suvně uložena sférická krycí podložka 4 a k spodnímu koncovému prstencovému pouzdruje připevněno, s výhodou přivařeno, plnicí hrdlo 5 opatřené na vnějším povrchu oblým vnějším závitem 51 umožňujícím rozebíratelné připevnění vrtací hlavy 6, jak je znázorněno na obr. 2. Vrtací hlava 6, detailně znázorněná v podélném řezu na obr. 14, sestává ze vzájemně pevně spojených připojovací objímky 61 opatřené vnitřním závitem 611 rozměrově odpovídajícím vnějšímu závitu 51 plnicího hrdla 5, ze středového vymezovacího nákružku 62 a z nosného tělesa 63 tvarově uzpůsobeného pro nasazení na neznázorněný pohonný agregát, například vrtačku. Styková plocha mezi vnitřní dutinou připojovací objímky 61 a vymezovacím nákružkem 62 je opatřena těsněním 64 zamezujícím úniku proplachové vody přes závitové spojení vrtací hlavy 6 a plnicího hrdla 5. Jak je patrné z obr. 3 a obr. 4, vnější závit 51 plnicího hrdla 5 slouží zároveň pro našroubování různých typů standardních závěsů 7 pro závěsné dráhy opatřených oky, háky, svěrkami, šrouby apod.In the basic embodiment according to FIG. 1, the rock bolt according to the invention is formed by an expandable tubular body 1, the cross-section of which has a collapsed shape, for example a so-called C-profile, trefoil, four-leaf clover, six-leaf clover, starfish with different numbers of points, tears, etc. surface of the longitudinal groove 11, seen in Fig. 3. At both ends, the body 1 is terminated by standard and not shown transition ring sleeves in the shape of an annulus. Attached to the face of the upper sleeve are non-removably attached, preferably welded, on the one hand a sleeve 2 overlying the upper annular sleeve and provided in the lower part circumferentially spaced slot cross-sections 21 running parallel to the longitudinal axis of the body 1, and on the other hand a drill bit 3. 8 and 9 consists of a rigidly connected cutting edge member 31 provided with two cutting edges 311 and a shut-off valve 32 which is provided with a seat 321, above which a closing ball 323 is fixed by means of a special permeable diaphragm 322, the cutting edge member 31 of the drill bit 3 is provided with two transversely guided outlet channels 312 serving to drain the flushing medium from the drill bit 3. A spherical cover washer 4 is slidably slidably mounted on the body 1 in its lower part and a filling neck 5 provided on the outer end is attached to the lower end ring housing. surface with a rounded external thread 51 allowing detachable attachment of the drilling head 6, as shown in o 2. The drilling head 6, shown in detail in longitudinal section in FIG. 14, consists of mutually firmly connected connecting sleeves 61 provided with an internal thread 611 dimensionally corresponding to the external thread 51 of the filler neck 5, a central delimiting collar 62 and a support body 63 shaped for use on a power unit (not shown), such as a drill. The contact surface between the inner cavity of the connecting sleeve 61 and the delimiting collar 62 is provided with a seal 64 preventing flushing water from escaping through the threaded connection of the drilling head 6 and the filling neck 5. As can be seen from Fig. 3 and Fig. 4, the outer thread 51 of the filling neck 5 serves. at the same time for screwing on various types of standard hinges 7 for suspension tracks provided with eyes, hooks, clamps, screws, etc.
Popsané provedení není jediným možným příkladem konstrukce horninového svorníku, ale vrtná korunka 3 může mít různý tvar a různý počet břitů 311, jak je vyobrazeno na obr. 10, přičemž propustná membrána 322 uzavíracího ventilu 32 může být nahrazena pružinkou 324. Výpustné kanály 312 nemusí být dva směrované příčně, ale stačí jeden orientovaný ve směru podélné osy svorníku, jak je znázorněno na obr. 11, kde je vrtná korunka 3 vytvořenajako celek zahrnující jak břitový člen 31, tak uzavírací ventil 32, přičemž pod uzavírací kuličkou 323 je uložena průchodní uzávěra 325. Krycí podložka 4 nemusí mít sférický tvar, ale může být tvořena plochou deskou čtvercového tvaru nebo může být dle potřeby a použití svorníku jinak tvarována. Použití krycí podložky 4 není bezpodmínečně nutné pro správnou funkci svorníku, ale tato může být pro určité případy použití nahrazena pouzdrem 8, jak je znázorněno na obr. 4. Rovněž plnicí hrdlo 5 nemusí být upraveno pro závitové spojení s vrtací hlavou 6, ale může být řešeno ve formě trubky 55, jejíž konec je opatřen tvarovanou přírubou 56, například ve tvaru šestihranu, jak je znázorněno na obr. 5, obr. 6 a obr. 13. Svorníky s takto upravenými plnicími hrdly 5 jsou určeny pro použití ve spojení s vrtacími hlavami 6, jejichž připojovací objímky 61 jsou opatřeny vnitřními vybráními 612 tvarově korespondujícími s obvodovým tvarem plnicích hrdel 51, jak je patrné z obr. 15.The described embodiment is not the only possible example of a rock bolt construction, but the drill bit 3 may have a different shape and a different number of blades 311, as shown in Fig. 10, and the permeable diaphragm 322 of the shut-off valve 32 may be replaced by a spring 324. The discharge channels 312 need not be two directed transversely, but one oriented in the direction of the longitudinal axis of the bolt is sufficient, as shown in Fig. 11, where the drill bit 3 is formed as a whole comprising both the cutting member 31 and the shut-off valve 32, the through-valve 325 being placed below the shut-off ball 323. The cover washer 4 does not have to have a spherical shape, but can be formed by a flat plate of a square shape or can be shaped differently according to the need and use of the bolt. The use of a cover washer 4 is not absolutely necessary for the correct function of the bolt, but this can be replaced by a sleeve 8 for certain applications, as shown in Fig. 4. Also the filling neck 5 does not have to be adapted for threaded connection to the drill head 6, but can be solved in the form of a tube 55, the end of which is provided with a shaped flange 56, for example in the shape of a hexagon, as shown in Fig. 5, Fig. 6 and Fig. 13. Bolts with thus prepared filler necks 5 are intended for use in connection with drill bits. heads 6, the connecting sleeves 61 of which are provided with internal recesses 612 corresponding in shape to the circumferential shape of the filling necks 51, as can be seen from FIG. 15.
Při použití horninového svorníku se na jeho plnicí hrdlo 5 nasadí vrtací hlava 6 a tato sestava se připojí na zdroj proplachového média. Poté se svorník přiloží vrcholovou částí své vrtné korunky 3 ke zvolenému místu horninového podloží a působením tlačné síly ve směru jeho podélné osy se zavrtá do určené hloubky, přičemž jsou břity 311 jeho břitového členu 31 omývány proplachovou vodou přiváděnou z plnicího hrdla 5 přes těleso 1 a uzavírací ventil 32 do výpustných kanálů 312 břitového členu 31_. Po ukončení vývrtu 9 se svorník odpojí od zdroje proplachové vody a přepne se na neznázorněný zdroj vysokotlakého hydraulického média. Po následném přivedení tlakového média do vnitřní dutiny tělesa 1 je prolomena membrána 322 uzavíracího ventilu 32 a uzavírací kulička 323 uzavře sedlo 321 ventilu 32. Těleso 1 svorníku přitom příčně expanduje, čímž dojde k vyplnění vývrtu 9 v hornině, přičemž se volné konce převlečné objímky 2 opatřené štěrbinovými průřezy 21 roztáhnou do stran a zaříznou do stěn vývrtu 9, jak je znázorněno na obr. 7.When using a rock bolt, a drilling head 6 is mounted on its filling neck 5 and this assembly is connected to a source of flushing medium. Then the bolt is applied with the top part of its drill bit 3 to the selected place of the bedrock and drilled to a specified depth by the action of a compressive force in the direction of its longitudinal axis, the edges 311 of its cutting member 31 being washed by rinsing water supplied from the filler neck 5 via the body 1 and shut-off valve 32 into the discharge channels 312 of the cutting member 31. At the end of the bore 9, the bolt is disconnected from the source of flushing water and switched to a source of high-pressure hydraulic medium (not shown). After the pressure medium has been introduced into the inner cavity of the body 1, the diaphragm 322 of the shut-off valve 32 is broken and the shut-off ball 323 closes the seat 321 of the valve 32. The bolt body 1 expands transversely, filling the bore 9 in the rock, the free ends of the sleeve 2 provided with slit cross-sections 21, they extend to the sides and cut into the walls of the bore 9, as shown in Fig. 7.
-4CZ 306166 B6-4CZ 306166 B6
Tím je svorník duplicitně zajištěn rovněž mechanicky ve svém vývrtu 9 a je zvýšena bezpečnost jeho ukotvení.As a result, the bolt is also mechanically secured in duplicate in its bore 9 and the safety of its anchoring is increased.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Samozávrtný hydraulicky rozpínatelný horninový svorník podle vynálezu je určen jak pro zajišťování a zpevňování soudržnosti horninového masivu, zejména při ražení tunelů, důlních chodeb a komor, tak pro stabilizaci skalních stěn, svahů a hrází formou injektáže, s předpokládaným využitím v dolech na těžbu rud a uhlí nebo při různých aplikacích ve stavebnictví.The self-tapping hydraulically expandable rock bolt according to the invention is intended both for ensuring and strengthening the cohesion of the rock mass, especially when excavating tunnels, mine tunnels and chambers, and for stabilizing rock walls, slopes and dams by grouting, with intended use in ore and coal mining mines. or in various applications in construction.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-630A CZ2015630A3 (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Self-boring hydraulic expandable rock bolt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-630A CZ2015630A3 (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Self-boring hydraulic expandable rock bolt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306166B6 true CZ306166B6 (en) | 2016-08-31 |
| CZ2015630A3 CZ2015630A3 (en) | 2016-08-31 |
Family
ID=56885606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-630A CZ2015630A3 (en) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Self-boring hydraulic expandable rock bolt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2015630A3 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019033133A1 (en) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | Theodore Daniel Swemmer | Self drilling expansion friction bolt |
| CN107310060B (en) * | 2017-08-23 | 2019-03-12 | 鲁东大学 | A kind of water drilling aperture bracket |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4103498A (en) * | 1976-07-24 | 1978-08-01 | Diehl | Plugs for bores in rocks or the like |
| JPH07166545A (en) * | 1993-12-14 | 1995-06-27 | Japan Found Eng Co Ltd | Drilling device |
| DE4445626A1 (en) * | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Willich F Berg Bautechnik | Drill anchor for underground mining and tunnelling |
| WO2004016909A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | John Paul Mckelvey | Rock bolt |
| WO2005047653A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-26 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Modular rock bolt system |
| DE102005022585A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Friedr. Ischebeck Gmbh | Boring header for ventilation lance, has connector opening and discharge opening, where fluid channel provided between connector opening and discharge opening runs through drill bit and boring shaft |
| CN202851029U (en) * | 2012-09-04 | 2013-04-03 | 高原 | Injection-type self-drilling hollow resin anchor bar |
-
2015
- 2015-09-16 CZ CZ2015-630A patent/CZ2015630A3/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4103498A (en) * | 1976-07-24 | 1978-08-01 | Diehl | Plugs for bores in rocks or the like |
| JPH07166545A (en) * | 1993-12-14 | 1995-06-27 | Japan Found Eng Co Ltd | Drilling device |
| DE4445626A1 (en) * | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Willich F Berg Bautechnik | Drill anchor for underground mining and tunnelling |
| WO2004016909A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | John Paul Mckelvey | Rock bolt |
| WO2005047653A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-26 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Modular rock bolt system |
| DE102005022585A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Friedr. Ischebeck Gmbh | Boring header for ventilation lance, has connector opening and discharge opening, where fluid channel provided between connector opening and discharge opening runs through drill bit and boring shaft |
| CN202851029U (en) * | 2012-09-04 | 2013-04-03 | 高原 | Injection-type self-drilling hollow resin anchor bar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2015630A3 (en) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3201413B2 (en) | How to install injection pipes and ground anchors | |
| CN110410123B (en) | Novel high-strength anchor rod supporting equipment for coal mine | |
| CN108301857B (en) | Rock anchor | |
| WO2005073510A1 (en) | Expandable injection bolt and grouting method using same | |
| CN109356630B (en) | Self-advancing hollow grouting anchor rod capable of monitoring water pressure and use method | |
| CN109026068B (en) | Shield tunnel wall rear grouting auxiliary mechanism and grouting method | |
| CN105672940A (en) | Integral grouting and water blocking and plugging device | |
| CZ306166B6 (en) | Self-boring hydraulically expandable rock bolt | |
| KR200416528Y1 (en) | Cement mortar type rock bolt | |
| KR101160707B1 (en) | Method and device for installing a self-drilling expandable rock bolt and a self-drilling expandable rock bolt | |
| AU2017272324A1 (en) | A combination tool for installing and tensioning a cable bolt | |
| KR101115783B1 (en) | Method for direct boring and grouting using duplicate pipe | |
| KR20140132996A (en) | Injection and grouting grouting solution construction method | |
| PL168194B1 (en) | Injection type drilling anchor | |
| CS276967B6 (en) | Method of a rock consolidation and apparatus for making the same | |
| US5350024A (en) | Drill pipe | |
| EP3577279B1 (en) | Injection tool and a method for injection | |
| LU502974B1 (en) | Anchor rod and application method thereof | |
| KR200449724Y1 (en) | Rock bolt for underground hole | |
| AU2012261576A1 (en) | Rock bolt and rock bolt component | |
| CZ306774B6 (en) | An expandable rock bolt with a clamping indicator | |
| CN110331999A (en) | A kind of automatic decompression type grouted anchor bar | |
| CZ28797U1 (en) | Self-boring hydraulically expandable rock bolt | |
| CN212250089U (en) | Novel impulse type grouting anchor rod | |
| JP6430358B2 (en) | Injection-type rock bolt, and method of reinforcing groundwork using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230916 |