DE3146587C2

DE3146587C2 - Gebirksanker

Info

Publication number: DE3146587C2
Application number: DE3146587A
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: 1984-11-08
Also published as: GB2110275B; DE3146587A1; FR2516975A1; GB2110275A

Abstract

Gebirgsanker werden mit einer über die gesamte Länge in das Bohrloch eingeklebten Ankerstange oder mit einem als Spreizelement ausgebildeten Ankerkopf, der im Bohrlochtiefstein befestigt ist, und einer am Bohrlochmund angeordneten Ankerplatte als Ausbauelemente, insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau, verwendet. In niedrigen Strecken, beispielsweise in Aufhauen mit einer Streckenhöhe zwischen 70 und 130 cm können Ankerstangen von mehreren Metern nicht in Hangende eingebracht werden. Um in Strecken mit niedrigen Höhen dennoch Anker verwenden zu können, ist der Anker als ein in zentraler Position ein dünnwandiges Stahlrohr (2) aufnehmendes Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen (1) geringen Querschnitts ausgebildet, wobei die Enden (9, 10, 11, 12) des Bündels durch die Ankerplatte (5) hindurchgeführt, an deren Unterseite mit der Ankerplatte (5) verschweißt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker mit einem über die gesamte Länge in das Bohrloch einklebbaren, aus einem Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen geringen Querschnittes und einem darin zentral angeordneten, dünnwandigen Stahlrohr bestehenden Zugglied, welches eine am Bohrlochmund angeordnete Ankerplatte durchgreift, insbesondere zur Verwendung als Ausbauelement in geringmächtigen Grubenbauen, z. B. Aufhauen.

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

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

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

Neben derartigen flexiblen Kabelankern sind unter anderem nach der deutschen Auslegeschrift 20 41 526 und dem deutschen Gebrauchsmuster 73 30 721 Gebirgsanker bekannt, die aus mehreren, vorzugsweise stabförmigen Einzelelementen bestehen, zwischen denen jeweils zentral angeordnet eine Zuführungsleitung vorgesehen ist. Die Stahlstäbe nach der deutschen Auslegeschrift 20 41 526 sind mit rohrförmigen Umhüllungen versehen und im Bereich der freien Spannlänge ohne Zuhilfenahme eines Spreizkörpers aufgefächert. Die Verankerung erfolgt über einen in die Strecke hineinragenden Ankerkopf, gegen welchen sich die Verankerungsmutlern der einzelnen Stäbe abstützen. Der wesentliche, derartigen Ankern anhaftende Nachteil besteht darin, daß die Verankerung jeweils in die Strecke hineinragt, den Streckenabschnitt stark einengt und somit diese Gebirgsanker nicht in niedrigbauenden Strecken bzw. Grubenbauen einsetzbar sind. Der Einsatz eines solchen Ankerausbaus kann jedoch dann von besonderer Bedeutung sein, wenn in niedrigen Grubenbauen der übliche Streckenausbau, bestehend aus Kappen und Stempeln, den Streckenquerschnitt zu sehr einengt. Diese Einengung ist dann gegeben, wenn die Mächtigkeit in den Grubenbauen, beispielsweise in einem Aufhauen, nur zwischen 70 und 130 cm ausmacht. Geht man davon aus, daß in einem solchen Aufhauen der für die spätere Strebeinrichtung erforderliche Schildausbau transportiert werden muß, so erweist es sich als unbedingt erforderlich, einen Ausbau, beispielsweise einen Ankerausbau, zu wählen, der den größtmöglichen freien Streckenquerschnitt gewährleistet.

Ausgehend von derartigen Ausbauschwierigkeiten hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen relativ einfach zu fertigenden Bündelanker zu schaffen, der sich insbesondere für das Einbringen relativ langer Gebirgsanker in relativ geringmächtigen Grubenbauen, insbesondere in Aufhauen, eignet, und der den freien Querschnitt des Grubenbaus mit seinen aus dem Bohrloch 5-5 herausstehenden Enden sowenig wie möglich einengt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ankerplatte bereits von der Einführung des Gebirgsankers in das Bohrloch mit dem Zugglied verbunden ist wobei die die Ankerplatte durchfassenden Enden der Ankerstangen umgebogen und mit der Anker plattenunterseite verschweißt sind und die Ankerplatte schiefwinklig zur Längsachse des Zuggliedes verläuft.

Die erfindungsgemäßc Ausbildung des Gebirgsankers sieht vor, daß das Zugglied des Ankers mit der Ankerplatte einen Winkel bildet, wobei dieser Winkel abhängig ist von der Höhe und Breite des Aufhauens sowie der Länge des Ankers. Beim Einsatz eines solchen Gcbirgsankers in einem Aufhauen mit einer Flözmäcb-

tigkeit von beispielsweise 70 bis 130 cm hat der Winkel z. B. eine Größe von ca. 50°. Ober 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 größtmöglichen Strekkenquerschnitt, so daß der Strebausbau nicht an den Ankerköpfen hängenbleiben kann, wodurch zum einen der Ausbau gefährdet und zum anderen die Schildkappen beim Transport 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 in an sich bekannter Weise 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 der Gebirgsschicht und der Ankerplatte eine die das Zugglied ringförmig umgebende öffnung mit Ausnahme der Injektionsöffnung abdichtende 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 Stahl hergestellt, der eine Bruchspannung von 700 N/mm² bei einer Gesamtdehnung von 22% aufweist. Die Bruchlast des erfindungsgemäßen Gebirgsanker soll 262 KN betragen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

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

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Ankerplatte, und

F i g. 3 einen Schnitt durch das Bohrloch nach den Linien 1-1.

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

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 zusammengehalten, 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 λ zwischen dem eingebrachten Bohrloch 3 und de'Ti Hangenden abhängig ist von der Breite und Höhe des Ai'fhauens sowie der Länge der Ankerstangen, kön'ien d'e Anker, d. h. die Verbindung der Ankerstangen \ mit den Ankerplatten 5, Übertage voreefertiet werdet.

Die Zentrierringe 15 werden durch Schweißpunkte 16 auf den Ankerstangen 1 gehalten.

Die Ausführung der Ankerstangen 1 in einem geringeren Querschnitt erlaubt 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

to 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 lnjektionsöffnung 7 wird mittels einer besonderen Injektionsvorrichtung der Zweikomponentenkleber in den Ringraum 4 eingeleitet, \tobei 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 F i g. 2 dargestellt sind, ist nur als ein Ausführungsbeispiel für eine tragfähige Anbringung der Enden 9—12 mit der Ankerplatte 5 gedacht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gebirgsanker mit einem über die gesamte Länge in das Bohrloch einklebbaren, aus einem Bündel parallel zueinander geführter Ankerstangen geringen Querschnittes und einem darin zentral angeordneten dünnwandigen Stahlrohr bestehenden Zugglied, welches eine am Bohrlochmund angeordnete Ankerplatte durchgreift insbesondere zur Verwendung als Ausbauelement in geringmächtigen Grubenbauen, ζ. B. Aufhauen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (5) bereits vor der Einführung des Gebirgsanker in das Bohrloch mit dem Zugglied verbunden ist wobei die die Ankerplatte (5) durchfassenden Enden (9 bis 12) der Ankerstangen (1) umgebogen und mit der Anserplattenuruerseite (6) verschweißt sind und die Ankerplatte (5) schiefwinklig zur Längsachse des Zuggliedes verläuft

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

3. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Stahlrohr (2) durch die Ankerplatte (S) 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) für das Zugglied eine Injektionsöffnung (7) vorgesehen ist.

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

6. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Enden (9, 10, U, 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 der Längsachse des Zuggliedes 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 das Zugglied ringförmig 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.