DE3434020A1

DE3434020A1 - Nachgiebiger gebirgsanker

Info

Publication number: DE3434020A1
Application number: DE19843434020
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 4350 Recklinghausen Lubojatsky
Original assignee: Kloeckner Becorit GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1984-09-15
Filing date: 1984-09-15
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3434020C2

Description

Nachgiebiger Gebirgsanker
Die Erfindung betrifft einen nachgiebigen Gebirgsanker, mit einem im Bohrlochtiefsten des Ankerbohrloches festlegbaren Ankerkopf, einem dehnbaren Ankerschaft, der aus einem Bündel von Stahlstäben oder Stahldrähten besteht, und einer am Bohrlochmund anliegenden, verspannbaren Ankerplatte.
Bei einem nach dem Stande der Technik (DE-GM 83 16 554) bekannten Gebirgsanker der genannten Art bestehen die Stahlstäbe bzw. die Stahldrähte des Ankerschaftes aus einem Material mit oberhalb der Streckgrenze großer Dehnbarkeit und flacher Dehnungskennlinie, beispielsweise einem austenitischen Stahl mit bestimmten, die Dehnbarkeit begünstigenden Legierungsbestandteilen. Die Dehnbarkeit eines solchen Ankerschaftes reicht indessen nicht aus, die im un- tertägigen Bergbau oder im Tunnelbau auftretenden Gebirgsbewegungen aufzufangen. Hierzu wären Dehnungen erforderlich, die ein solches Material nicht hergibt.
Für Gebirgsanker mit der gewünschten Belastungscharakteristik existieren bereits verschiedene Vorschläge.
So ist es aus der DE-OS 29 27 953 bekannt, den Ankerschaft zweiteilig aus einer Ankerstange und einem Ankerrohr auszubilden, die ineinander gesteckt sind, wobei der Zwischenraum zwischen der Ankerstange und dem Ankerrohr mit einem Scherbelag ausgefüllt wird. Beim Verschieben der Ankerstange gegen das Rohr wird ein Schernocken durch diesen Scherbelag gezogen, so daß über den gesamten Verschiebeweg hohe Scherkräfte aufgebracht werden müssen.
Aus der DE-OS 30 47 709 ist es bekannt, die Ankerstange eines Gebirgsankers durch einen Ziehring zu ziehen, um auf diese Weise über einen großen Weg gleichmäßig große Kräfte aufnehmen zu können. Eine ähnliche Lösung beinhaltet das DE-GM 83 17 269. Nach dieser Lösung wird über den Verschiebeweg eine verformbare Hülse aufgeweitet.
Die DE-OS 32 37 091 sieht vor, den am Bohrlochmund über die Ankerplatte hinausstehenden Abschnitt der Ankerstange plastisch zu verformen. Ein älterer, nicht vorveröffentlicher Vorschlag sieht schließlich vor, am aus dem Bohrlochmund herausragenden Ende des Ankerschaftes ein Reibungsschloß nach Art eines Klemmringstempels vorzusehen.
Die zuletzt benannten vorbekannten Lösungen haben den Nachteil, daß entweder im Längenbereich des Bohrloches starre Rohre und Stangen oder außerhalb des Bohrloches umfangreiche Vorrichtungen mit großem Raumbedarf benötigt werden. Starre Rohre und Stangen im Längenbereich des Bohrloches behindern den Einbau des Gebirgsankers aus beengten Grubenräumen heraus und haben darüberhinaus den Nachteil, daß sie sich den beim Absenken des Gebirges häufig auftretenden Parallelverschiebungen der Gebirgsschichten nicht anpassen können. Umfangreiche Vorrichtungen außerhalb des Bohrloches beengen die ohnehin engen Grubenräume in nicht vertretbarem Maße.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den nachgiebigen Gebirgsanker der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß er über einen großen Dehnungsweg eine flache Belastungskennlinie hat, aus beengten Grubenräumen heraus in das Ankerbohrloch ein führbar ist und außerhalb des Ankerbohrloches möglichst wenig Raum benötigt.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem nachgiebigen Gebirgsanker der eingangs genannten Art vor, daß die Stahlstäbe oder die Stahldrähte derart verdreht oder geflochten angeordnet sind, daß sie sich bei Zugspannung des Ankerschaftes unter Längung des Ankerschaftes aneinander annähern, und daß zwischen den Stahldrähten oder Stahlstäben Material angeordnet ist, welches unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebig ist.
Wird der Gebirgsanker gemäß der Erfindung auf Zug beansprucht, so verlängert sich dessen Ankerschaft, wobei sich die Stahlstäbe oder Stahldrähte des Anker- schaftes aneinander annähern und das zwischen ihnen befindliche plastische Material verdrängen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Stahlstäbe oder Stahldrähte nach Art eines Drahtseiles schraubenlinienförmig um eine Seele angeordnet sind, die aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material besteht.
Gegebenenfalls können zusätzlich zwischen benachbarten schraubenlinienförmig gewundenen Stahlstäben oder Stahldrähten Einlagen aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material angeordnet sein.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, daß die Stahlstäbe oder Stahldrähte nach Art eines Seilstrumpfes geflochten angeordnet sind, wobei im Innenraum des Seilstrumpfes ein Seele aus unter Druckspannung plastisch nachgiebigem Material angeordnet ist.
Im Inneren der Seele kann vorteilhalft ein biegsames Zuführungsröhrchen für Klebstoff angeordnet sein. Auf diese Weise ist es möglich, über den Anker den Klebstoff ins Bohrlochtiefste einzubringen.
Die Erfindung macht sich die bei Drahtseilen unerwünschte Eigenschaft zunutze, sich bei starker Spannung in Längsrichtung zu dehnen und radial zusammenzuziehen. Dadurch, daß gemäß der Erfindung zwischen den Stahlstäben oder Stahldrähten unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebiges Material angeordnet wird, wird dieser sonst unerwünschte Effekt geziehlt ausgenutzt, um eine große Dehnung mit flacher Kennlinie zu ermöglichen.
Bei nach dem Stande der Technik (Glückauf 1978, Seiten 705 bis 708) bekannten Seilstrümpfen wird die radiale Einschnürung bei Zugbelastung solcher Seilstrümpfe dazu verwendet, die Enden von Förderseilen beim Seilwechsel fest miteinander zu verbinden. Wenn man gemäß der Erfindung in einen solchen Seilstrumpf eine Seele aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material einlegt, ergibt sich ebenfalls ein Ankerschaft, der über einen großen Weg mit flach verlaufender Kennlinie dehnbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt durch einen Gebirgsanker gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1; Fig. 3 eine Seitenansicht und einen teilweisen Schnitt durch einen Gebirgsanker gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
In der Zeichnung ist das Ankerbohrloch mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Im Bohrlochtiefsten des Ankerbohrloches befindet sich der Ankerkopf 2 des Gebirgsankers. Dieser Ankerkopf 2 ist mittels eines Dichtringes 3 gegen das Gebirge abgedichtet. Oberhalb des Dichtringes 3 ist der Raum zwischen dem Gebirge und dem Ankerkopf 2 mit Klebstoff 4 ausgegossen.
An den Ankerkopf 2 schließt sich der Ankerschaft 5 an, der sich über den gesamten Längenbereich des An- kerbohrloches 1 erstreckt. Am aus dem Ankerbohrloch 1 herausragenden Ende 6 ist der Gebirgsanker mit einem Klemmring 7 versehen, welcher mittels geeigneter Hilfsmittel am Ende 6 des Gebirgsankers festklemmbar ist und eine Ankerplatte 8 gegen das Gebirge im. Bereich des Bohrlochmundes anpreßt.
Beim Gebirgsanker gemäß Fig. 1 besteht der Ankerschaft 5 aus schraubenlinienförmig angeordneten Stahldrähten bzw. Stahlstäben 9, die um eine Seele 10 herum angeordnet sind. Die Seele 10 besteht aus unter Druck plastisch nachgiebigem Material, beispielsweise aus einem Kunststoff mit solchen Eigenschaften. Weiterhin sind zwischen den benachbarten Stahldrähten bzw. Stahlstäben 9 Einlagen 11 aus einem unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material angeordnet. Im inneren der Seele 10 kann zusätzlich noch ein biegsames Röhrchen 12 vorgesehen sein, welches der Klebstoffzufuhr zum Bohrlochtiefsten dient. Der in diesem Röhrchen nach dem Klebevorgang verbleibende Klebstoff ergänzt die Seele 10 zu einem Vollkörper, so daß das Material der Seele bei Druckbelastung nicht nach innen ausweichen kann. Das unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebige Material der Seele 10 und der Einlagen 11 drückt sich bei Zugbelastung des Ankerschaftes 5 radial nach außen zwischen den Stahldrähten bzw. Stahlstäben 9 heraus, so daß der Gebirgsanker über einen großen Dehnungsweg einen etwa gleichmäßig großen Dehnungswiderstand hat.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2, so daß für die Einzelteile dort die gleichen Bezugszeichen verwendet werden konnten. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Stahldrähte 9 des Ankerschaftes 5 nach Art eines Seilstrumpfes geflochten angeordnet und umgeben eine Seele 10 aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material. Dieser Seilstrumpf zieht sich bei Belastungen in axialer Richtung radial zusammen und übt auf dieser Weise auf die Seele 10 Druckkräfte aus. Diesen Druckkräften weicht die Seele 10 durch eine entsprechende plastische Umformung aus.
Insgesamt ergibt sich also auch hier über einen großen Dehnungsweg ein großer Dehnungswiderstand.
- Ansprüche - - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Nachgiebiger Gebirgsanker, mit einem im Bohrlochtiefsten des Ankerbohrloches festlegbaren Ankerkopf, einem dehnbaren Ankerschaft, der aus einem Bündel von Stahlstäben oder Stahldrähten besteht, und einer am Bohrlochmund anliegenden, verspannbaren Ankerplatte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stahlstäbe oder Stahldrähte ( 9 ) derart verdreht oder geflochten angeordnet sind, daß sie sich bei Zugbelastung des Ankerschaftes ( 5 ) unter Längung des Ankerschaftes ( 5 ) einander annähern, und daß zwischen den Stahlstäben oder Stahldrähten ( 9 ) Material angeordnet ist, welches unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebig ist.
2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlstäbe oder Stahldrähte ( 9 ) nach Art eines Drahtseiles schraubenlinienförmig um eine Seele ( 10 ) angeordnet sind, die aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material besteht.
3. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten, schraubenlinienförmig gewundenen Stahlstäben oder Stahldrähten ( 9 ) Einlagen ( 11 ) aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material angeordnet sind.
4. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlstäbe oder Stahldrähte ( 9 ) nach Art eines Seilstrumpfes geflochten angeordnet sind, wobei im Innenraum des Seilstrumpfes eine Seele ( 10 ) aus unter Druckeinwirkung plastisch nachgiebigem Material angeordnet ist.
5. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum der Seele ( 10 ) ein biegsames Zuführungsröhrchen ( 12 ) für Klebstoff angeordnet ist.