SE451867B - Forfarande for takbultning av berg vid vilket en bergbult pressas in i ett borrhal som delvis fyllts med cementbruk och anordning for att infora cementbruket i borrhalet samt anordning for takbultningen - Google Patents

Description

451 867 2 2 sätt. En maskinskiftningsanordning 16 är monterad på matningsbalkens 14 bakre ände. När släden 15 är i sitt bakersta läge såsom visas i Fig 3 kan en bergborrmaskin 17, som visas i sitt operativa läge på släden 14, förflyttas från släden 15 till vänster i figuren och en bultsättningsmaskin 29 flyttas då_in till operativt läge på släden 15. Denna sidoförflyttning utföres medelst en hydraulcylinder 18.

Bultsättningsmaskinen kan inkludera en hydraulmotor så att den kan rotera bulten medan den tvingar in bulten i borrhâlet. Vid matningsbalkens 14 främre ände är en hållare 19 monterad för att vara pivoterbar kring en axel som är parallell med matningsbalken 14. Hållaren 19 uppbär en styrning 20 för ett borrstål 21, ett munstycke 22 och en styrning 23 för en bergbult 24 av det slag som visas i Fig 7. Ett magasin för bergbultar indikeras i Fig 2 genom hänvisningsbeteckningen 43. Bulten 24_innefattar ett armeringsjärn 53, en bricka 54 och en mutter 55. Borrstålsstyrningen 20, som visas i sitt operativa läge, kan svängas åt sidan medelst en hydraulcylinder 25 och munstycket 22 och styrningen 23 för bergbulten svänges då alternativt in i sina operativa lägen i linje med ett borrhål 26 borrat av borrmaskinen 17 och dess borrstål 21.

Den främsta delen av matningsbalken innefattar en stöddubb 27 av hårt gummi som är anordnad att pressas mot berget och ta stöd mot detta.

En slang 28 kopplar munstycket 22 till en anordning 30 för tillförsel av cementbruk. Denna anordning 30 är monterad på chassit 12.

Tillförselanordningen 30 för cementbruk innefattar en ram 31 monterad pâ chassit 12. Ramen 31 inkluderar en plåt 32 och styrningar 33 för att styra ett spjäll 34 på plåten 32. Spjället 34 uppbär en cementblandare 35 med ett koniskt hus 36 och en roterbar 'omrörare 37 som drives av en hydraulmotor 38 på husets 36 lock 38.

Huset 36 bildar en blandningskammare som också utgör förrådsbehållare.

Det koniska husets 36 bottenände är koaxiell med ett hål 39 i spjället 34. Omröraren 37 är lagrad i ett nav 40 som är monterat i 451' 867 hålet 39. Slangen 28 är kopplad till ett hål 41 i spjället 34. En cylinder 45 är upphängd i ett ok 46 som i sin tur är upphängt i två bultar 47, 48. Två korta hydraülcylindrar 49, 50 är anordnade som distansorgan mellan oket 46 och muttrar 51, 52 på bultarna 47, 48.

Cylindrarna 49, 50 är kopplade att.kontinuerligt belasta cylinderns 54 ändyta mot spjället 34 med en kraft som tillåter spjällets rörelse. Sedan kan cylindrarna 49, 50 styras att klämma cylindern 45 mot spjället 34 med en väsentligt högre kraft för att åstadkomma en tätning som motstår högt tryck. I stället för att använda cylindrarna 49, 50 för att applicera den ständiga kraften på' cylindern 45 kan man koppla fjädrar mellan ramen 31 och oket 46 och använda cylindrarna 49, 50 enbart för klämningen. _ En kolv 60 är glidbar i en cylinder 45. Den har en ringformig kolvstâng 61 som glider på en kolv 62. Kolvens 62 kolvstång 59 är fixerad till ramen 31. En ringformig kammare 57 under kolven 60 spolas med vatten som tillföres genom en tillförselledning 58.

En tillförselledning 63 för hydraulfluidum leder till en cylinderkammare 64 för att åstadkomma kolvens 60 rörelse uppåt i ett arbetsslag och en tillförselledning 65 leder till en cylinderkammare 66 för att åstadkomma kolvens 60 nedåtrörelse i ett returslag.

En hydraulcylinder 69 är kopplad mellan ramen 31 och spjället 34 och den är anordnad att förflytta spjället 34 mellan tre fixerade lägen.

I spjällets 34 högra ändläge visat i Fig 4 är cementblandaren 35 koaxiell med cylindern 45. I ett mellanläge är hålet 41 koaxiellt med cylinder 46. I spjällets vänstra ändläge är blandarens 35 koniska hus 36 öppet mot ett häl 67 i plattan 32. En slang 68 leder från hålet 67 till marken.

En bultsättningssekvens skall nu beskrivas.

Innan det första hålet på ett skift eller efter en paus borras blandas cementbruk i blandaren 35. Vanligen används ett bruk som innehåller enbart en hydraulisk cement exempelvis portlandcement och g4s1 se? 4 vatten men ibland används ett cementbruk med fin sand. Spjället 34 förflyttas först till sitt mellanläge i vilket hålet 41 är koaxiellt med cylindern och plåten 32 bildar då en botten på cementblandaren 35. Blandaren 35 fylls med torr cement eller torrt cementbruk och en förutbestämd mängd vatten tillsättes.

Hydraulmotorn 38 startas så att omröraren 37 blandar bruket. f! Spjället 34 flyttas till sitt läge i Fig 4 så att bruket fyller * cylindern 45 när kolven 60 förflyttas nedåt från sitt översta läge genom att hydraulolja tillförs till kammaren 66 genom ledningen 65.

Det nedåtriktade returslaget kan justeras medelst en axiellt förflyttbar givare som indikeras med hänvisningsbeteckningen 70 så att deplacementspumpens 45, 60 effektiva cylindervolym kan förbestämmas och en förutbestämd mängd bruk tillföras till cylindern 45. Spjället 34 förflyttas igen till vänster i Fig 4 så att det bildar ett cylinderhuvud som är försett med ett utlopp 41. Sedan påverkas kolven 60 av hydraulolja som tillförs till kammaren 64 genom kanalen 65 till att utföra ett uppåtriktat arbetsslag, dvs att trycka ut bruk från cylindern 45 till slangen 28. Trycket i cylindern 45 kan exempelvis vara 10 Megapascal och trycket i munstycket 22 kan då vara 1 Megapascal. Cylindrarna 49, 50 påverkas till att klämma fast cylindern 45 mot spjället 34 samtidigt som cylinderkammaren 66 trycksättes så att en god tätning åstadkommas mellan cylindern 45 och spjället 34. Sekvensen repeteras till dess slangen 28 har fyllts med bruk så att bruket ejekteras från munstycket 22 när kolven 60 utför ett arbetsslag.

Bultningsoperationen kan nu börja. Matningsbalken 14 är således positionerad och pressad mot berget och borrmaskinen 17 borrar ett hål i berget. Under borrningen fylles cylindern 45 med bruk och spjället 34 flyttas till sitt mellanläge i vilket det bildar cylinderns 45 huvud såsom beskrives ovan. När hålet har borrats påverkas hydraulcylindern 25 till att positionera munstycket 22 i linje med borrhålet 26. Munstycket 22 är då beläget vid borrhålsmynningen. Det är nära mynningen men på ett visst avstånd från mynningen såsom visas i Fig 4. Det kan t.ex. vara beläget några * få centimeter från borrhålsmynningen eller några få decimeter från den. Sedan påverkas kolven 60 till att pressa sin förutbestämda 5 a 451 867 volym av bruk in i slangen 28 så att en motsvarande mängd bruk ejekteras ut ur munstycket 22 som en stråle som når borrhålets botten. Munstyckets diameter bör mjukt avta såsom visas i Fig 4 för att åstadkomma en stråle och inte en spray. Munstyckets 22 utloppsdiameter bör vara mindre än hälften eller mindre än en tredjedel av borrhålets diameter. Som exempel kan borrhålet ha en diameter av 40 mm, bulten en diameter av 30 mm ocn munstycket en utloppsdiameter av 8 mm. Den ejekterade mängden bruk behöver inte fullständigt fylla hålet. Den bör beräknas till att fylla utrymmet mellan bulten och borrhålet när bulten har insatts. Volymen av en ejekterad bruksmängd kommer således att vanligen vara omkring hälften av borrhâlets volym. Cylindern 45 och kolven 60 är lämpligen utformade till att åstadkomma en tillräcklig volym bruk i borrhålet med ett enda skott. Det är emellertid också möjligt att göra dem _ mindre och att skjuta mer än en gång. Vanligen tillsätter operatören torr cement och vatten till huset 36 när bultmagasinet 43 är tomt.

Sedan kommer bruket att vara färdigt att användas när opratören har återfyllt magasinet 43.

I stället för att ha munstycket utanför borrhålet såsom beskrivits kan man ha munstycket inuti borrhålet. Det bör då inte föras in alltför långt eftersom det måste vara utanför den del av hålet som skall fyllas med bruk. Det bör således vara beläget utanför borrhålets axiella mittpunkt. En fördel med att ha munstycket inuti borrhålet är att det kan vara utformat att bli styrt av borrhålet och därigenom i linje med borrhålet. Att ha munstycket i borrhålet kommer emellertid att komplicera användningen. Det är lättare att förflytta munstycket enbart sidledes såsom visat.

Det är vanligen oundvikligt att strålen slår i borrhålsväggen innan den när hålets botten. Det har emellertid visat sig att strålen fyller borrhålet från botten om dess ejektionshastighet är större än omkring 4 m/s. Hastigheten bör således vara åtminstone 6 m/s och kan lämpligen vara mellan 8 och 15 m/s.

När en sats bruk har levererats till borrhålet pâverkas bultsättningsmaskinen till att pressa upp en bult i borrhålet till 451 se? 6 dess bultens bricka kommer i kontakt med berget. När bruket har härdat kan muttern 55 efterdragas.

Det är risk att läckande cement kommer att hårdna på utrustningen och göra den oanvändbar. Eftersom hydraulisk cement användes kan detta problem lösas helt enkelt genom att man sprutar vatten på vitala delar kontinuerligt eller med korta intervaller under användningen. För detta ändamål finns ett flertal sprutmunstycken på riggen som ger en spridd stråle. Vissa vitala munstycken har markerats på ritningarna. Det finns ett munstycke 72 för att spruta på hållaren 19 och dess styrningar 20, 23 och injektionsmunstycke' 22. Vattnet från munstycket 72 kommer också att väta bultarna när dessa insättes. När en strâle bruk utskjutes genom munstycket 22 bör naturligtvis vattnet till munstycket 72 vara avstängt. Två sprutmunstycken 73, 74 är anordnade att spruta på spjället 34 och ett sprutmunstycke 75 är anordnat att spruta in i huset 36 när locket 42 hálles öppet. När användningen avbryts för en längre period kan huset 36 rengöras när spjället 34 är i sitt vänstra ändläge i vilket huset 36 är öppet till dräneringsslangen 68. Sedan när det rengjorda huset förflyttas tillbaka till sitt läge visat i Fig 4 kan vatten tillföras till huset 36 och kolven 60 kan köras fram och tillbaka för att rengöra cylindern 45.

I den ovanstående beskrivningen av en föredragen utföringsform av uppfinningen har delar som inte är vitala för förståendet av uppfinningen inte beskrivits i detalj. Magasinet 42 och dess funktion har t.ex. inte beskrivits närmare. Spjällets 34, kolvens 60 och cylindrarnas 49, 50 rörelser styrs lämpligen automatiskt liksom indexeringen av hâllaren 19 och växlingen av maskiner på släden 15.

Claims (1)

1. 451 867 Patentkrav: l. g Förfarande för takbultning vid vilket ett hål borras i berget, en sats oförpackat cementbruk införes i borrhàlet (Eb) och en bergbult (84) pressas in i borrhàlet (26), k ä n n e t e c k n a t a v att satsen med bruk ejekteras fràn ett munstycke (É3) vid borrha- lets (26) mynning med sådan hastighet att den bildar en strále som -när borrhàlets botten. E. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att en förutbestämd mängd bruk tvingas in i en bruksfylld ledning (28), som är kopplad till sagda munstycke (EE), så att en motsvaran- de mängd ejekteras ut ur munstycket som-sagda sats av bruk. 3. Förfarande enligt patentkrav E, k ä n n e t e c k n a t a v att bruket bade doseras och tvingas in i ledningen (BE) medelst en deplacementspump. 4. Förfarande enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k_n a t a v att en pump (#5, 60) användes, som har en fram- och àtergàende kolv (60) varvid pumpens effektiva cylindervolym användes för att dosera bruket. 5. Förfarande enligt nagot av föregående patentkrav, k å n n e t e c k n a t a v stràlen eiekteras ut ur munstycket (22) med en hastighet av minimum 4 m/s och företrädesvis minimum e. m/s. 6. Fërfarande enligt nagot av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att vatten spolas pà bulten (2#) medan denna pressas in i hålet. 451 867 QÖ 7.1* Anordning för att införa cementbruk i ett burrhál i enlighet med metoden enligt något av kraven 1-6, innefattande en förråde- anordning (35) för oförpackat bruk, en ledning (28) för att föra bruket från förràdsanurdningen (35) till borrhálet (Eb) och organ (ÅS, 60) för att pressa bruket genom ledningen (EB), k ä n n e t e c k n a d a v , att ett munstycke (EE) är anordnat vid sagda lednings (EB) ände och sagda organ (ë5, 60) för att pressa bruket genom ledningen (88) innefattar en deplacementspump (45, 60) anordnad att utöva ett så hëgt tryck pà bruket att detta ejekteras som en stràle från mun- Vstycket (EE). B. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda pump (A5, 60) innefattar en väsentligen vertikal cylinder (#5) med en fram- och átergáende kolv (60) och organ är anordnade att alternativt positionera ett första cylinderhuvud (34), som är försett med ett uttag (41) till sagda ledningen (28), och ett andra cylinderhuvud (34), som är försett med ett brukstillopp (39), i operativt läge pa cylindern. 9. Anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda fërsta och andra cylinderhuvuden (34) är sidledes glidbara tillsammans och sagda förràdsanordning (35) är monterad på sagda andra cylinderhuvud (34). 10. Takbultningsaggregat för utförande av förfarandet enligt något av kraven 1-6 innefattande ett chassis (12), en bom (13) svângbart monterad pà chassit, ett aggregat (14) pivoterbart anord- nat pâ bommens yttre ände och innefattande en bergborrmaskin (17), organ EE för att införa cementbruk i borrhàlet och en bultsâttnings- d) anordning (29), varvid bergborrmaskinen (17), sagda organ (EE) och bultsättningsanordningen (E9) är förflyttbara i sekvens till sina operativa lägen på aggregatet (14), k ä n n e t e c k n a t a v 451 867 att sagda organ för att införa det hàrdnande mediet i borrhàlet, ïnnefattar ett munstycke (EE), som har sitt operativa läge vid mynningen av ett borrhàl (86) borrat av bergborrmaskinen (17) och är ' kopplat till en deplacementspump (hä, 60) monterad pà chaseit (12) och att ett förradsorgan (35) för :ementbruk är monterat pà chassit (12) och anordnat att mata pumpen (45, 60), varvid pumpen (45, 60) I är anordnad att utöva sa högt tryck pá bruket att bruket ejekteras som en stràle fràn munstycket (EE).