DE3146587A1

DE3146587A1 - Gebirksanker

Info

Publication number: DE3146587A1
Application number: DE19813146587
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 4300 Essen Götze; Peter Dipl.-Ing. Stephan
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1983-06-30
Also published as: FR2516975A1; GB2110275B; GB2110275A; DE3146587C2

Description

Gebirgsanker

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker, insbesondere zur Verwendung als Ausbauelement, mit einer über die gesamte Länge in das Bohrloch eingeklebten Ankerstange und einer am Bohrlochmund angeordneten Ankerplatte.

Die im Untertagebergbau verwendeten Gebirgsanker dienen allgemein, aufgrund ihrer Dübel- und Vorspannwirkung, der Hohlraumsicherung.

Neben den Gebirgsankern der eingangs genannten Gattung, die auf ihre gesamte Länge in das Bohrloch eingeklebt werden, sind Gebirgsanker bekannt, die aus einer Ankerstange bestehen, an deren einem Ende ein Ankerkopf befestigt ist, der als Spreizelement ausgebildet im Ankerbohrlochtiefsten gegen die Bohrlochwandung verspannbar ist oder der dort einklebbar ist und an deren anderen Ende am Bohrlochmund eine Ankerplatte angeordnet ist,die z. B. mit einer Schraubenmutter gegen das Gebirge verspannbar ist.

Darüber hinaus sind aus Drahtseil bestehende sogenannte Kabelanker bekannt, die ebenfalls in mindestens teilweise eingeklebter Form am Bohrlochmund mit einer Ankerplatte verspannt werden.

Alle diese Gebirgsanker sind in untertägigen Hohlräumen als alleiniger Ausbau oder zumindest als Ausbauergänzung in Abhängigkeit der Hohlraumgröße einzusetzen.

Ein derartiger Ankerausbau kann dann von besonderer Bedeutung sein, wenn der übliche Streckenausbau, bestehend aus Kappen und Stempeln, den Streckenquerschnitt zu sehr einengt» Eine solche Einengung ist insbesondere beim Auffahren von Aufhauen in geringmächtigen Flözen, beispielsweise mit Mächtigkeiten zwischen 70 und 130 cm, gegeben.

Geht man davon aus, daß in derartigen Aufhauen der für die spätere Strebeinrichtung erforderliche Schildausbau transportiert werden muß, so erweist es sich als unbedingt erforderlich, einen Ausbau zu wählen, der den größstmöglichen freien Streckenquerschnitt gewährleistet.

Für Aufhauen mit einer Streckenhöhe zwischen 70 und 130 cm kommt der herkömmliche Ausbau, bestehend aus Kappen und Hydraulikstempeln nicht mehr in Frage. Die Verwendung von Gebirgsankern, wie sie eingangs genannt sind, muß deshalb ausgeschlossen werden, da die bekannten Gebirgsanker, welcher Art auch immer, ausgehend von den geringen Streckenhöhen und geringen Streckenbreiten und der für die erforderliche Tragfähigkeit benötigbaren Länge von beispielsweise 6 m nicht ins Hangende in tragfähiger Form eingebracht werden können. Darüber hinaus behindern die unterhalb der Ankerplatten angeordneten, die Vorspannvorrichtung tragenden Enden, den lichten Streckenquerschnitt in nicht unerheblichem Maße.

In Anbetracht dieser Schwierigkeiten hinsichtlich eines Ausbaus,

insbesondere für ein Aufhauen innerhalb geringmächtiger Flöze hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt einen Gebirgsanker zu schaffen, der unter Berücksichtigung der engen Raumverhältnisse auf einfache Weise vorgefertigt und von Hand in das Gebirge einzubringen ist, der eine ausreichende Tragfähigkeit bei der zu erwartenden starken Konvergenz aufweist, und der andererseits am Streckenquerschnitt in keiner Weise eingeengt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anker als ein in zentraler Position ein dünnwandiges Stahlrohr aufnehmendes Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen geringen Querschnitts ausgebildet ist, wobei die Enden des Bündels durch die Ankerplatte hindurchgeführt, an deren Unterseite mit der Ankerplatte verschweißt sind.

Die Ausbildung des Gebirgsankers gestattet es, daß der Anker mit der Ankerplatte einen Winkel bildet, wobei dieser Winkel abhängig ist von der Höhe und Breite des Aufhauens sowie der Länge des Ankers. Bei der Anwendung des Gebirgsankers in einem Aufhauen mit einer Flözmächtigkeit von 70 bis 130 cm hat der Winkel eine Größe von ca. 50 °. Über die Ankerlänge verteilt sitzen auf dem Anker in Abstand Zentriersterne aus Federstahlblech, die den Anker beim Einbringen in das Bohrloch halten, andererseits auch den Anker im Bohrloch derartig zentrieren, daß eine gleichmäßige Verklebung gewährleistet wird.

Die Art der Verbindung der Ankerstangen mit der Ankerplatte gewährleistet einen größstmöglichen Streckenquerschnitt, so daß der Strebausbau nicht an den Ankerköpfen hängenbleiben kann, wodurch zum einen der Ausbau gefährdet und zum anderen die Schildkappen beschädigt werden können.

Die bündelartig und parallel zueinander verlaufenden Ankerstangen geringen Querschnitts ermöglichen eine große Flexibilität der Ankerstange und erleichtern das Einbringen ohne maschinellen Aufwand. Die Flexibilität und die große Ankerlänge der erfindungsgemäßen Ankerstangen verhindern jedoch die Verwendung von Kleberpatronen im Bohrlochtiefsten .

Aus diesem Grund erfolgt die Injektion eines Zweikomponentenklebers durch eine in der Ankerplatte vorgesehene Injektionsöffnung in den die Ankerstangen umgebenden Ringspalt, wobei das in zentraler Position zwischen den Ankerstangen vorgesehene dünnwandige Stahlrohr als Entlüftungsleitung vorgesehen ist.

Zur Abdichtung des Bohrlochmundes ist zwischen Ankerplatte und Gebirge eine mehrere Zentimeter starke Dichtung, beispielsweise aus Schaumstoff angeordnet. Da die erfindungsgemäßen Gebirgsanker, deren Enden auf der Unterseite der Ankerplatte verschweißt sind, über Tage vorgefertigt werden, ist ihre untertägige Handhabung mit einer großen Sicherheit beim Einbau verbunden.

Die einzelnen Ankerstangen sind aus einem zähen hochfesten, speziell für Anker entwickelten, Stahl RM 90 hergestellt, der eine Bruchspannung von 700 N/mm bei einer Gesamtdehnung von 22% aufweist. Die große Dehnbarkeit wird durch die ungewöhnlich hohe GIeichmaßdehnung erreicht. Die Bruchlast des erfindungsgemäßen Gebirgsanker beträgt 262KN.

Ein Äusführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Bohrloch, in welchem der erfindungsgemäße Gebirgsanker eingebracht ist,

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Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ankerplatte, und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Bohrloch nach den Linien I-I

Der Gebirgsanker besteht erfindungsgemäß aus einem Bündel parallel zueinander angeordneter Ankerstangen 1 geringen Querschnitts. Die Zahl der Ankerstangen 1 beträgt in dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel vier, ist jedoch variierbar.

In zentraler Lage von den Ankerstangen 1 umgeben, ist ein Stahlrohr 2 vorgesehen. Die zu einem Bündel zusammengefaßten ein Stahlrohr 2 aufnehmenden Ankerstangen 1 werden durch Zentrierringe 15 zusammgehalten, und von Hand in unkomplizierter Weise in das fertige Bohrloch 3 eingeführt.

Die Enden 9, 10, 11 und 12 werden an der Unterseite 6 der Ankerplatte 5 umgebogen und durch Schweißen befestigt. Die Schweißnähte sind mit der Position 13 versehen. Da der Winkel <=<, zwischen dem eingebrachten Bohrloch 3 und dem Hangenden abhängig ist von der Breite und Höhe des Aufhauens sowie der Länge der Ankerstangen, können die Anker d.h. die Verbindung der Ankerstangen 1 mit den Ankerplatten 5 Übertage vorgefertigt werden.

Die Zentrierringe 15 werden durch Schweißpunkte 16 auf den Anker- . stangen 1 gehalten.

Die Ausführung der Ankerstangen 1 in einem geringeren Querschnitt erlauben das Umbiegen unterhalb der Ankerplatte 5· Das Umbiegen wird erleichtert dadurch, daß die Durchführungsöffnung 8, nach unten hin trompetenartig erweitert, und abgerundet ausgebildet ist. Auf diese Weise wird ein scharfkantiges Abknicken der einzelnen Ankerstangen 1 verhindert. Zur Abdichtung des Ringraumes 4 im Bereich des Bohrlochmundes wird zwischen das Gebirge und die Ankerplatte 5 eine mehrere

Zentimeter, beispielsweise 5 cm dicke Schaumstoffdichtung 14 eingebracht.. Über die Injektionsöffnung 7 wird mittels einer besonderen Injektionsvorrichtung der Zweikomponentenkleber in den Ringraum 4 eingeleietet, wobei der Ringraum 4 über das Stahlrohr 2 entlüftet wird.

Die besondere gespreizte Anordnung der Enden 9, 10 und 11 bzw. 12, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, ist nur als ein Ausführungsbeispiel für eine tragfähige Anbringung der Enden 9-12 mit der Ankerplatte 5 gedacht.

Für eine zweckmäßige Befestigung der Enden 9-12 mit der Ankerplatte 5, sind andere Anordnungen denkbar, wobei die Fläche der Ankerplatte 5 nicht überragt werden darf.

1	Ankerstangen
2	Stahlrohr
3	Bohrloch
4	Ringraum
5	Ankerplatte
6	Unterseite
7	Inj ektxonsöffnung
8	Durchführungsö ffnung
9, 10, 11, 12	Enden
13	Schwe iß nähte
OC	. Winkel
14	Dichtung
15	Zentrierringen
16	Schweißpunkte

Claims

Patentansprüche:

1. Gebirgsanker, insbesondere zur Verwendung als Ausbauelement mit einer über die gesamte Länge in das Bohrloch eingeklebten Ankerstange, und einer am Bohrlochmund angeordneten Ankerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker als ein in zentraler Position, ein dünnwandiges Stahlrohr (2) aufnehmendes Bündel, parallel zueinander geführter Ankerstangen (1) geringen Querschnitts ausgebildet ist, wobei die Enden (9, 10, 11, 12) des Bündels durch die Ankerplatte (5) hindurchgeführt an deren Unterseite mit der Ankerplatte (5) verschweißt sind.

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Stahlrohr (2) umgebende Bündel aus mindestens vier Ankerstangen (1) besteht.

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3. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (2) durch die Ankerplatte (5) und eine Ankerstange

(1) hindurchgeführt, im Streckenhohlraum endend als Entlüftungsrohr ausgebildet ist.

4. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ankerplatte (5) in geringem Abstand zu der Durchführungsöffnung (8) eine Injektionsöffnung (7) vorgesehen ist.

5. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungsöffnung (8) zum Streckenhohlraum hin trompetenartig erweitert abgerundet ausgebildet ist.

6. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (9, 10, 11, 12) der Ankerstangen (1) auf der Unterseite (6) der Ankerplatte (5) in gespreizter Anordnung durch Verschweißen befestigt sind, wobei mindestens drei Enden (9, 10, 11) mit den Ankerstangen (1) im Bohrloch (3) einen stumpfen Winkel und ein Ende (12) einen spitzen Winkel bilden.

7. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gebirgsschicht und Ankerplatte (5) eine die ringförmig die Ankerstangen (1) umgebende Öffnung mit Ausnahme der Injektionsöffnung (7) abdichtende Dichtung (14), beispielsweise aus Schaumstoff, angeordnet ist.

8. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstangen (1) über die gesamte Länge mit mehreren sternartigen Zentrierringen (15) aus Federstahl umgeben sind.

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?.."■ Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstangen (1) aus einem zähen, hochfesten Material, beispieslweise Stahl RM 90, hergestellt sind.