DD256538A1 - Vorrichtung zur kontrolle der wirksamkeit von rohrankern - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern, die nach Einbringung in das Innere eines Rohrankers, der zur Sicherung von Gesteinsschichten in einem Bohrloch eingesetzt ist, unmittelbar am Ort des Entstehens sowohl Verformungen der Gesteinsschichten als auch Beanspruchungen der Ausbaueinheit sichtbar macht und Gefahrensituationen signalisiert. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Vorrichtung ist für den Einsatz im Bergbau unter Tage bestimmt, wo in Grubenräumen zur Firstsicherung Rohranker eingebracht werden und das Gebirge aus Gesteinsschichten besteht, die im Ergebnis abbaudynamischer Wirkungen eine Aufblätterung und/oder gegenseitige Verschiebungen erfahren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Anzeichen für die beginnende Zerstörung des einen Grubenraum umgebenden Gebirges als Folge abbaudynamischer Wirkungen sind die Aufblätterung der Gesteinsschichten und/oder deren Verschiebung gegeneinander, die zu einer Beanspruchung des zur Sicherung des Grubenraumes eingebrachten Ausbaues führen.

Um das Auftreten von Gefährdungen frühzeitig zu erkennen, ist es erforderlich, diese Veränderungen im Gebirge von Beginn an sichtbar zu machen. Unter den Bedingungen der Verwendung von Rohrankern besteht die Gefährdung darin, daß als Folge der Aufblätterung eine axiale Verschiebung des Rohrankers im Bohrloch erfolgt und im Ergebnis der Verschiebung der Gesteinsschichten gegeneinander eine Beanspruchung auf Abscherung eintritt.

Gemäß DE-OS 3211822 ist ein Extensometer bekannt, mit dem die Aufblätterung der Gebirgsschichten gemessen wird. Dazu ist es jedoch erforderlich, gesonderte Meßbohrlöcher herzustellen und in diesen die Extensometer zum Einsatz zu bringen.

Bestimmendes Merkmal dieser technischen Lösung ist die Befestigung des vorderen Endes der Meßstrecke durch mechanische Verspreizung an der Bohrlochwandung im Bohrlochtiefsten. Bei Eintreten von Aufblätterungen verlagert sich die Kontur des Grubenraumes in Richtung auf das aus dem Bohrloch herausragende Ende des Meßstabes und bewirkt dadurch eine Anzeige dieser Veränderung.

Diese Lösung gestattet nicht das Erkennen von eintretenden Verschiebungen der Gesteinsschichten gegeneinander. Um das zu erreichen, wäre nach dem bekannten Stand der Technik ein Beobachtungsbohrloch notwendig, das noch zusätzlich anzuordnen und zur Aufnahme entsprechender Vorrichtungen bestimmt wäre, mit denen die erforderlichen Beobachtungen vorgenommen werden können.

Nachteile diesertechnischen Lösungen bestehen in jedem Falle darin, daß gesonderte Meß- und/oder Beobachtungsbohrlöcher hergestellt werden müssen, in denen dann die bekannten Meßvorrichtungen angeordnet werden. Das stellt einen erheblichen zusätzlichen Aufwand neben der Einbringung des Ausbaues selbst dar. Dieser Stand der Technik erlaubt nur eine Bestimmung der Aufblätterung und/oder der gegenseitigen Verschiebung der Gesteinsschichten an örtlich unterschiedlichen Stellen und in einem Abstand von dem der Kontrolle unterliegenden tragenden Rohranker. Damit ist nur eine indirekte Beurteilung der Wirksamkeit dieses Ausbaues möglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, mit derzusätzlicher Bohraufwand vermieden wird und die eine Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern mit geringerem technischem Aufwand und zugleich besserer Bewertbarkeit erreicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe, unter Nutzung der Ausbildung von Rohrankern geometrische Veränderungen im Verband der ein Bohrloch umgebenden Gesteinsschichten direkt am Entstehungsort festzustellen, insgesamt meßtechnisch zu erfassen und für eine Kontrolle der Wirksamkeit des Rohrankerausbaues erkennbar zu machen.

Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem Halteteil, das durch Verspannung gegen die innere Wandung an einem im Gebirge gesetzten Rohranker angebracht und von dem das Meßteil aufgenommen und geführt wird. Das Meßteil besteht zum einen aus einem rohrförmigen Meßgestänge, das zentrisch durch das Halteteil geführt wird und durch eine Feder axial beweglich mit dem Halteteil so zusammenwirkt, daß es ungeachtet von Bewegungen des Rohrankers ständig an der Bohrlochsohle anliegt. Zum anderen besteht das Meßteil aus einem das Meßgestänge lose umgebenden Verformkörper, der bei radialer Verformung eine axiale Ausdehnung erfährt, einerseits am Halteteil abgestützt und an seinem freien Ende mit einem innerhalb des Meßgestänges nach außen geführten Meßelement verbunden ist, wobei sich diese Verbindungsstellen im Bereich von schlitzförmigen Durchbrüchen zum Innenhohlraum des Meßgestänges befinden.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert. Die dazugehörende Zeichnung zeigt die Vorrichtung unter den Bedingungen des Einsatzes im Inneren eines in einem Bohrloch im Gebirge eingebrachten Rohrankers. In einem aus Schichten bestehenden Gesteinsverband ist ein Bohrloch eingebracht, in das ein Rohranker 1 eingesetzt ist. In diesen ist eine Grundplatte 2 mit einem Verspreizrohr 3 mittels einer Hohlschraube 4 und einem Konusteil 5 verspannt. Die Öffnung in der Hohlschraube 4 ist zur Durchführung eines Meßgestänges 6 bestimmt. An diesem rohrförmig ausgebildeten Meßgestänge 6 ist unterhalb der Hohlschraube 4 eine in bestimmten Positionen feststellbare Buchse 7 befestigt, an der eine Kontaktscheibe 18 zur Aufblätterungsanzeige angeordnet ist. Der untere Abschnitt der Grundplatte 2 ist mit einer Hülse 9 verschraubt, die eine Meßbasis 10 trägt. In den Abschnitt zwischen der Buchse 7 am Meßgestänge 6 und der Meßbasis 10 an der Hülse 9 ist eine Druckfeder 8 eingesetzt, die das Meßgestänge 6 mit der Buchse 7 und der an ihr befestigten Kontaktscheibe 18 bei sich bietender Möglichkeit in der Öffnung der Hohlschraube 4 axial bewegen kann. An der Meßbasis 10 sind im Inneren der Hülse 9 und außerhalb derselben Kontaktstellen 19 angeordnet. Im Inneren des Rohrankerabschnittes oberhalb des Konusteils 5 ist ein als Federkorb ausgebildeter Verformkörper 12 eingebracht, der das Meßgestänge 6 lose umschließt und im Bereich von Längsschlitzen 14 in der Wandung des Meßgestänges 6 mit einem Meßwertübertragungselement 13 verbunden ist, das im Inneren des Meßgestänges 6 nach außen geführt ist. Eine Druckfeder 11 bewirkt über einen als Joch ausgebildeten, am Meßwertübertragungselement 13 unter Vorspannung mittels Haltescheibe 17 befestigten Kontakthalter 16 ein Anlegen des Verformkörpers 12 an die Innenwandung des Rohrankers 1.An den Jochen des Kontakthalters 16 sind Kontaktstellen 20 für die Schichtenverschiebungsanzeige angeordnet.

Die Vorrichtung wird, wenn der Rohranker 1 gesetzt ist, insgesamt in das Innere des Rohrankers 1 eingebracht und dort mittels der Hohlschraube 4 und des Konusteiles 5 verspannt. Nach Einstellen der Buchse 7 wird die Druckfeder 8 eingelegt und die Hülse 9 an die Grundplatte 2 aufgeschraubt. Dadurch erhält die Druckfeder 8 eine Vorspannung, die das Meßgestänge 6 über die Buchse 7 an die Bohrlochsohle 15 andrückt.

Bei Aufblätterung der Gesteinsschichten vergrößert sich die Länge des Bohrloches, und es erfolgt ein axiales Rutschen des Rohrankers 1 im Bohrloch zum Bohrlochmund zu. Ungeachtet dessen wird weiterhin das Meßgestänge 6 zur Bohrlochsohle 15 gedrückt, wodurch sich der Abstand der Kontaktscheibe 18 zu den inneren Kontaktstellen 19 an der Meßbasis 10 so lange verringert, bis ein eingestellter Weg zurückgelegt ist und sie sich berühren. Damit wird ein Signal ausgelöst, das das Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes für die Aufblätterung und somit eine Gefährdung anzeigt.

Bei einer seitlichen Verschiebung der Gesteinsschichten gegeneinander erfolgt durch Einbeulung der Wandung des Rohrankers 1 eine radiale Beanspruchung des an ihr anliegenden Verformkörpers 12 und dadurch eine axiale Bewegung des Meßwertübertragungelementes 13 im Inneren des Meßgestänges 6. Damit verändert sich der Abstand der Kontaktstellen 20 zu der äußeren Kontaktstelle 19 an der Meßbasis 10, bis es, wie bereits bei der Aufblätterung beschrieben, zu einer Signalgebung kommt.

Mitteis dieser Vorrichtung sind somit eine sichere und genaue Information über die im zu sichernden Gesteinsverband vonstatten gehenden Verformungsprozesse unmittelbar an der Entstehungsstelle sowie die ständige Kontrolle der Wirksamkeit der in diesem Gesteinsverband eingebrachten Rohranker unter Beachtung aller zur berücksichtigenden Faktoren gewährleistet.

Mit geringen Veränderungen konstruktiver Art kann die Vorrichtung gemäß Ihrem Wesen auch so ausgebildet sein, daß anstatt der Druckfeder 8 eine Zugfeder zum Einsatz kommt, die ebenfalls in der Lage ist, das Meßgestänge 6 unabhängig von Bewegungen des Rohrankers 1 im Bohrloch ständig zur Bohrlochsohle 15 zu drücken.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern, gekennzeichnet

— durch eine Grundplatte (2), ein Verspreizrohr (3), eine Hohlschraube (4) und ein mit ihr zusammenwirkendes Konusteil (5) sowie einer unterhalb der Grundplatte (2) mit ihr verbundenen Hülse (9), die in ihrem Inneren und außerhalb von ihr Kontaktstellen (19) an einer Meßbasis (10) trägt;

— durch ein rohrförmiges Meßgestänge (6), das in der Öffnung der Hohlschraube (4) geführt ist, am oberhalb des Konusteils (5) befindlichen Abschnitt Längsschlitze (14) aufweist und unterhalb der Hohlschraube (4), aber oberhalb der Meßbasis (10), eine Buchse (7) und an dieser unterhalb der Meßbasis (10) eine Kontaktscheibe (18) trägt;

— durch einen Verformkörper (12), der oberhalb des Konusteils (5), sich an diesem abstützend, das Meßgestänge (6) lose umschließend, angeordnet ist und im Bereich der Längsschlitze (14) mit einem Meßwertübertragungselement (13) verbunden ist, das im Inneren des Meßgestänges (6) zum äußeren Ende desselben nach außen geführt ist und außerhalb des Meßgestänges (6) den äußeren Kontaktstellen (19) an der Meßbasis (10) zugewandte Kontaktstellen (20) aufweist,

— sowie durch eine Druckfeder (8), die zwischen der Buchse (7) und der Hülse (9) eingefügt ist.

2. Vorrichtung zur Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) an verschiedenen Stellen am Meßgestänge (6) feststellbar gestaltet ist.

3. Vorrichtung zur Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Buchse (7) und der Hülse (9) eine Druckfeder (8) angeordnet ist, die an beiden Stellen befestigt ist und Spannung aufweist, wenn bei eingebrachter Vorrichtung das Ende des Meßgestänges (6) an der Bohrlochsohle (15) anliegt.

4. Vorrichtung zur Kontrolle der Wirksamkeit von Rohrankern, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformkörper (12) so ausgebildet ist, daß er bei radialer Beanspruchung eine Längenveränderung erfährt.