PL168275B1

PL168275B1 - Injection-type drilling anchor with a conveying screw

Info

Publication number: PL168275B1
Application number: PL91296326A
Authority: PL
Inventors: Archibald Richter; Hans Mehesch
Original assignee: Bergwerksverband Gmbh
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1996-01-31
Also published as: EP0524226B1; EP0524226A1; DE9004176U1; DE59102441D1; WO1991015656A1

Abstract

1. Kotew wiertniczo-iniekcyjna ze slima- kiem transportowym do zabezpieczania chod- ników i wyrobisk podziemnych przez wstrzy- kiwanie na przyklad zywicy syntetycznej, zwlaszcza w górnictwie i przy budowie tuneli, która w zasadzie sklada sie z montowanej co najmniej z dwóch segmentów polaczonych mufami rury kotwowej, która wyposazona jest w przynajmniej jeden otwór iniekcyjny w stre- fie ostrza kotwi, a na koncu wystajacym z odwiertu - w demontowany element przyla- czeniowy, znamienna tym, ze wyposazono przynajmniej jeden segment (2) w przyspa- wany slimak transportowy (7), a segment (3) w uszczelniacz wydeciowy (8) i zawór zwrotny (17). P L 1 68275 B1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kotew wiertniczo-iniekcyjna do zabezpieczania chodników i wyrobisk podziemnych przez wstrzykiwanie na przykład żywicy syntetycznej, zwłaszcza w górnictwie i przy budowie tuneli, która w zasadzie składa się z montowanej co najmniej z dwóch segmentów połączonych mufami rury kotwowej, która wyposażona jest w przynajmniej jeden otwór iniekcyjny w strefie ostrza kotwi, a na końcu wystającym z odwiertu - w demontowany element przyłączeniowy.

Znane jest od dawna, zwłaszcza w górnictwie podziemnym, wspieranie chodników za pomocą obudowy kotwowej, żeby utrzymać spoistość górotworu i zabezpieczyć w ten sposób wyrobisko chodnikowe. W tym celu do odwiertu wprowadza się zwykle wkładki klejowe, które przy wkręcaniu drążka kotwowego ulegają rozpadowi i w wyniku wymieszania dwóch składników drążek ten jest przyklejony w odwiercie na całej długości. Podczas wykonywania takiego zakotwienia występują problemy wówczas, gdy górotwór jest już naruszony i nie można już wykonać odwiertów ani też wprowadzić do końca odwiertu wkładek klejowych i drążków kotwowych. Trudności tego typu nie można pokonać zwykłymi środkami, gdy iniekcja ma być wykonana w piasku lub żwirze, a więc w miękkich formacjach lub w luźnej skale plastycznej. W formacjach tego rodzaju odwierty ulegają zawaleniu przy wyciąganiu narzędzi wiertniczych, a więc są nieprzydatne do późniejszego zakotwienia i wstrzykiwania. W szczególności w górnictwie podziemnym występują trudności przy zakładaniu kotwi, gdy otwory muszą być wykonywane pionowo w dół, a do odprowadzania zwiercin woda jest mało przydatna a powietrze jest nieprzydatne.

168 275

Biorąc pod uwagę wymienione trudności przy zakładaniu zwykłych kotwi i wykonywaniu potrzebnych odwiertów, zadaniem wynalazku jest stworzenie kotwi wiertniczo-iniekcyjnej, która w szczególności za pomocą wiercenia bez udziału nieprzydatnego w wielu sytuacjach czynnika no^gi^ffdA ί vxzr\rlQ m nór JwA u/nmuznslócin o xxz nrnchr CTaoeAłm o 7w nwnr-antbu/yninrn funkcji wiercenia, wstrzykiwania i zakotwienia.

Zadanie to rozwiązuje się zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, że co najmniej jeden segment kotwi jest wyposażony w przyspawany ślimak transportowy i jeden segment jest wyposażony w uszczelniacz wydęciowy oraz zawór zwrotny.

Tego rodzaju kotew wiertniczo-iniekcyjną, jako zespół złożony z kilku segmentów, można wwiercić w skałę lub grunt. Wysokość gwintu lub przekrój ślimaka transportowego są większe niż przekrój nie wydętego uszczelniacza. W ten sposób zwierciny przemieszczane ślimakiem transportowym mogą być wyprowadzane poprzez zamknięcie odwiertu. Ślimak transportowy zapewnia całkowite wyprowadzenie zwiercin, a więc nie ma utrudnień w późniejszym klejeniu kotwi wiertniczo-iniekcyjnej. Ślimak transportowy nadaje szczególną przyczepność i wytrzymałość miejsca klejonego na odcinku kotwi wiertniczo-iniekcyjnej.

Zgodnie z wynalazkiem odcinek kotwowy będący częścią kotwi wiertniczo-iniekcyjnej jest ukształtowany w sposób dający możliwość dowolnego przedłużania za pomocą złączek mułowych i odpowiedniej ilości segmentów. Tego rodzaju kotew wiertniczo-iniekcyjną znajduje szerokie zastosowanie. W górnictwie jest ona wykorzystywana w przypadku kruchego górotworu lub do wykonywania otworów pionowych. Nadaje się także do zakotwiania lub umacniania ścian kanałów w gruncie piaszczystym lub żwirowym za pomocą materiałów iniekcyjnych, gdy woda ma tylko nieznaczny wpływ na ich utwardzanie. Może być też wykorzystywana przy zakotwianiu ścianek szczelnych lub szczelinowych. Poza tym jest ona przydatna do dyblowania warstw skalnych, gdy nie dają się umocnić na litej skale przez stosowane normalnie zakotwianie. Zamiast wymiennej, dwu- lub wieloskrzydełkowej koronki wiertniczej wystarczy na przykład zaopatrzyć segment ze ślimakiem transportowym w pojedyncze ostrze, które spełnia swoje zadanie przy wierceniu w piasku lub żwirze.

W zależności od miejscowych warunków odpowiedni segment wyposażony w ślimak transportowy można też zaopatrzyć na jego końcu w koronkę wiertniczą, na przykład dwu- lub trzyskrzydełkową koronkę wiertniczą.

W ramach wynalazku jest też możliwość usytuowania zamknięcia odwiertu w postaci uszczelniacza wydęciowego w dowolnym miejscu odwiertu dzięki zastosowaniu zwykłych złączek mufowych.

Korzyść wynikająca z zastosowania kotwi wiertniczo-iniekcyjnej według wynalazku polega w zasadzie na tym, że zapewniając realizację funkcji odwiercania i zakotwiania znaleziono rozwiązanie, które umożliwia wielostronne wykorzystanie wiercenia, zwłaszcza w kruchych i stosunkowo miękkich formacjach skalnych.

Przykład realizacji wynalazku przedstawiono na rysunku pokazując schematycznie kotew wiertniczo-iniekcyjną w widoku z boku, a niżej objaśniono szczegółowo ten przykład.

W pokazanym schematycznie i w częściowym przekroju przykładzie wykonania kotwi wiertniczo-iniekcyjnej oznaczono przez 1 rurę kotwową, która składa się z wyposażonego w ślimak transportowy 7 segmentu 2 oraz segmentu 3, który jest zaopatrzony w zamknięcie odwiertu w postaci uszczelniacza wydęciowego 8. Segmenty 2 i 3 są połączone ze sobą złączką mufową 4. Ślimak transportowy 7, przyspawany do segmentu 2, ma większy przekrój lub większą wysokość niż uszczelniacz wydęciowy 8 w stanie nie rozszerzonym, co umożliwia odprowadzanie zwiercin przez uszczelniacz wydęciowy 8.

W przedstawionym na rysunku przykładzie wykonania zaznaczono na ostrym końcu 6 segmentu 2 dowolną koronkę wiertniczą 15. Poza tym na końcu 6 przewidziano otwór iniekcyjny 5 umożliwiający przepływ czynnika wstrzykiwanego do rury kotwowej 1.

Wewnątrz złączki mufowej 4 przewidziano obwodowe iub promieniowo ukierunkowane progi oporowe 14, które służą do umocowania pękającej płytki bezpieczeństwa 13 względem wkręcanego w złączkę mufową 4 końca segmentu 2. Płytka 13 stanowi przykład wykonania zaworu zwrotnego.

Na końcu 16 segmentu 3 przewidziano gwint zewnętrzny 18, który służy do zamocowania łącznika wiertniczego głowicy iniekcyjnej i nakrętki czaszy. Ponadto wewnątrz końca 16 segmentu 3 umieszczono zawór zwrotny 17.

168 275

Uszczelniacz wydęciowy 8 jest wykonany z elastycznego, opasującego segment materiału w postaci mankietu, który przytrzymywany jest nieprzesuwnie na segmencie 3 za pomocą obejm zaciskowych 11 i 12.

Po wywierceniu odwiertu odbywa cię proces wstrzykiwania przy czym najpierw płytka bezpieczeństwa 13 działająca jako zawór zwrotny wywołuje wzrost ciśnienia czynnika wstrzykiwanego, w wyniku czego następuje otwarcie otworu 9 i odpowiedniego mankietu 10 oraz wydęcie uszczelniacza 8, aż do jego przylgnięcia do ścianki odwiertu. Podczas narastania ciśnienia pęka płytka 13 i mankiet 10 działa jako zawór zwrotny, przy czym rozpoczyna się proces wstrzykiwania.

W razie umieszczenia kilku kolejnych, połączonych złączkami mufowymi 4 segmentów 2 ze ślimakami transportowymi 7 można przewidzieć dalsze otwory iniekcyjne rozmieszczone na długości tych segmentów.

Na końcu 16 segmentu 3 przewidziano zawór zwrotny 17, żeby nie dopuścić do odpływu czynnika wstrzykiwanego przez kotew wiertniczo-iniekcyjną.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kotew wiertniczo-iniekcyjna ze ślimakiem transportowym do zabezpieczania chodników i wyrobisk podziemnych przez wstrzykiwanie na przykład żywicy syntetycznej, zwłaszcza w górnictwie i przy budowie tuneli, która w zasadzie składa się z montowanej co najmniej z dwóch segmentów połączonych mufami rury kotwowej, która wyposażona jest w przynajmniej jeden otwór iniekcyjny w strefie ostrza kotwi, a na końcu wystającym z odwiertu - w demontowany element przyłączeniowy, znamienna tym, że wyposażono przynajmniej jeden segment (2) w przyspawany ślimak transportowy (7), a segment (3) w uszczelniacz wydęciowy (8) i zawór zwrotny (17).
2. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że ślimak transportowy (7) ma większy przekrój niż nie wydęty uszczelniacz (8).
3. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawór zwrotny (17) ma postać pękającej płytki bezpieczeństwa i jest umieszczony wewnątrz złączki mufowej (4) łączącej segmenty (2, 3).
4. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że umieszczony od strony dna odwiertu, mający ślimak transportowy (7) segment (2) może być zaopatrzony w ostrze.
5. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 4, znamienna tym, że umieszczony od strony dna odwiertu, mający ślimak transportowy (7) segment (2) może być zaopatrzony w koronkę wiertniczną (15).
6. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że można przewidzieć kilka łączonych ze sobą mufami (4) segmentów (2) z przyspawanym ślimakiem transportowym (7).
7. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że obok otworu iniekcyjnego (5) rozmieszczono w strefie ostrego końca (6) dalsze otwory iniekcyjne rozłożone na długości segmentów (2) wyposażonych w ślimak transportowy (7).
8. Kotew wiertniczo-iniekcyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że mający uszczelniacz wydęciowy (8) segment (3) na końcu (16) wystającym z odwiertu jest wyposażony w zawór zwrotny (17) i gwint zewnętrzny (18) do alternatywnego zamocowania łącznika wiertniczego, głowicy iniekcyjnej i nakrętki czaszy.