JPH0260840B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 扁円形横断面と地下層内においてゆるまない
ようにそれ自身を安定させるための十分な長さと
を有する管状軸を含んでいて、該管状軸は、横断
方向へ該管状軸を圧迫する大きさを有する孔内へ
駆入可能であり、上記扁円形横断面は、上記地下
層内の孔の壁と摩擦係合するための環状に離隔し
た周縁部分及び上記孔の上記壁から半径方向に離
隔している環状に離隔した周縁部分を備えてお
り、上記孔の上記壁との摩擦係合が上記壁に係合
しない周縁部分の半径方向外側へのたわみによつ
て受容される上記壁に係合する部分の半径方向内
側へのたわみをもたらすように、上記各周縁部分
は上記管状軸の長さの大部分に亘り周方向の力を
伝達し得るように一体的に連結されている、非固
結地下層内に安定して装着可能な扁円形摩擦式岩
盤安定装置。

２ 上記管状軸はテーパつきの前端部を有する楕
円形の円筒を含んでいる請求の範囲１に記載の扁
円形摩擦式岩盤安定装置。

３ 上記テーパつきの前端部はドーム状になつて
いる請求の範囲２に記載の扁円形摩擦式岩盤安定
装置。

４ 上記管状軸は螺旋形のリブを有している請求
の範囲１に記載の扁円形摩擦式岩盤安定装置。

５ 上記管状軸は上記管状軸の最小厚を定める上
記扁円形横断面の弦と平行である所定の横断方向
において波状をなしている請求の範囲１に記載の
扁円形摩擦式岩盤安定装置。

６ 上記管状軸は張り出し後尾端部を有してい
る、請求の範囲２に記載の扁円形摩擦式岩盤安定
装置。

７ 上記管状軸はこの軸の一端部に隣接する小さ
くなつた後尾部分を有しており、またこの後尾部
分は前記扁円形横断面を有する部分よりも少ない
摩擦を生じるような大きさにつくられていて、上
記軸を前記孔内へ完全に駆入するのに要する力は
上記後尾部分によつて減少される、請求の範囲１
に記載の扁円形摩擦式岩盤安定装置。

８ 上記管状の軸の上記張り出し端部内に同軸に
装着された環をさらに含み、この環は上記管状軸
の内径よりも小さい内径を有しており、また上記
環は上記管状軸を補強するとともにこの軸に対し
て突き当て表面を与える、請求の範囲６に記載の
扁円形摩擦式岩盤安定装置。

９ 上記管状軸は少なくとも一つの平坦な表面を
有しており、この表面は工具によつて把持し且つ
ねじることを可能ならしめる大きさにつくられて
いる、請求の範囲６に記載の扁円形摩擦式岩盤安
定装置。

１０ 上記張り出し端部は外方へ拡開する部分と
これにつづく後方向の部分とを有しており、上記
張り出し端部はその内側表面に上記拡開する部分
と上記後方向の部分との交差点に溶接ビードを含
んでいる、請求の範囲６に記載の扁円形摩擦式岩
盤安定装置。

明細書 この発明は鉱坑の天井岩盤などの安定ないし支
持装置、とくに摩擦式安定装置型の鉱抗天井支持
体に関する。

鉱抗の天井岩盤の安定ないし支持に適する公知
の装置は３つの基本形式：(1)機械的天井ボルト、
(2)樹脂またはセメント詰めした補強用の棒または
強化棒、或いは(3)摩擦式岩盤安定装置、のうちの
いずれか１つに属するものとして認識されうる。
これらの形式の鉱坑天井の支持装置のすべてのも
のにおいて、鉱坑の天井岩盤層はその中に縦方向
の孔を掘削することによつて最初に準備される。
これら各種の形式の装置のいずれも鉱坑の天井の
下表面に係合するための支持板を利用しており、
この支持板にはそれを貫通して上記孔と整合する
ように延びる窓を有している。かかる支持装置は
もともと鉱坑の天井岩盤層を支持するために利用
されるものではあるが、それらはリブ式安定化、
傾斜安定化、トンネル支持、タイバツク工法
（tie−backs）およびタイダウン工法（tie−
downs）など他の層を支持する場合にも均等に適
応できる。

機械的鉱坑の天井ボルト装置の構成部品は細長
いボルトとこのボルトのねじ付き端部にねじ係合
する拡開シエルナツト（shell−nut）組立体とを
含む。その設置は上記拡開シエルナツト組立体を
拡開していない状態にしておいて鉱坑の天井ボル
ト組立体を上記孔内に上方へ向けて挿入すること
によつて完了する。ボルトが孔内へ上方に全部延
入されたときに、ボルトは回転されてそれによつ
てナツトがシエルを拡開して孔の壁の上端部に半
径方向かつ外方向へ係合される。次いでボルトは
拡開された固定シエルと上記ボルトの頭部が係合
している支持板との間に適当に緊張されうるわけ
である。特許文献における機械的天井ボルトの一
例は米国特許第2753750号に見られる。

充填された強化棒装置はその構成部品として細
長い補強用の棒と、普通にはソーセージ形状をし
た適当数の樹脂またはセメントカートリツジとを
含む。充填された強化棒装置の設置はさく岩され
た孔内に補強用の棒の長手方向の全長を完全に充
填するのに必要な上記した数の樹脂カートリツジ
を挿入することによつて達成される。次いで強化
用の棒は孔内へ上方向に挿入されて、それによつ
てカートリツジが破裂させられるのである。樹脂
が混合を要する形式のものである場合には、補強
用の棒は混合作業を容易にするために回転されて
よい。混合作業が完了したならば、充填物は所定
の時間をかけて硬化されるわけであるが、その時
間の最小限度のものは普通30秒である。このよう
にしてでき上がつた設備は、鉱坑の天井層を保持
する能力は孔の壁と強化用の棒の外縁との間の接
着作用にのみ依存する点において完全に受動的な
ものである。

従来から機械的天井ボルト装置と充填された強
化装置とによつて達成されるそれぞれの保持作用
を組み合せるための努力が行なわれてきた。たと
えば、米国特許第2829502号には機械的天井ボル
トと併用される充填用のカートリツジが記載され
ており、その中において充填用材料は拡開式シエ
ルナツト組立体に対して包囲関係で孔の上端部内
に閉じ込められるわけである。特許第3635217号
においては、天井ボルトの主要部と孔の壁との間
の環状空間内に充填物が設けられていて拡開式シ
エルナツト組立体の半径方向かつ外方向の把持作
用の他に天井ボルトの長手方向の全長に亘つて接
着作用が与えられるようにした機械的鉱坑の天井
ボルトが提供されている。

機械的天井ボルト装置および充填された強化棒
装置は、前者が後者よりもさらに広範に用いられ
てはいるがともに現在の商業用の用途のほとんど
全般を形成するものである。

第３の形式の装置は比較的近時の商業用の利用
に供されている。本願の商業用に提供される摩擦
式岩盤安定装置は米国特許第4126004号に開示さ
れている。同特許には米国特許第3922867号およ
び同第4012913号に含まれている前記した特許の
開示に係る改良が開示されている。以前の特許に
開示されている岩盤安定装置は上記後者の特許で
は一般に環状の複数の本体を含み、それらは長手
方向にスリツトが設けられていてこれらの本体は
周面上の圧迫に屈してそれらがより小さな大きさ
の孔内へ圧入され得るようにしたことを特徴とす
るものである。この改良型の特許は、上記の以前
の各特許に開示されているこれらの完全にスリツ
トの設けられている安定装置が安定装置の駆動装
置によつて構体の内孔内へ圧入される場合、とく
にその安定装置が内孔支持体と軸方向に整合され
ていないときおよび／またはその駆動装置もまた
安定装置の被駆動端部に関して傾斜している場合
に安定装置の横断面寸法の減少を受け入れるよう
に設けられているスリツトが拡開して安定装置が
彎曲して朝顔形になる場合には、作用不全となる
傾向を有することを示している。この改良特許の
発明の要点はスプリツト式の環状部材の下端部を
環状に剛固化することにある。その結果、完全に
スプリツト式の安定装置について認められた作用
不全の傾向は減少されるわけである。

これらの商業用の摩擦式岩盤安定装置は細長い
スプリツト式の環状部材の長手方向のほぼ全長に
亘つて孔の壁に積極的に保持係合するという点で
有利である。しかし、この把持作用の効率はスプ
リツト式の環状部材を孔内に上方へ挿入する際に
遭遇する困難と直接的な関係を持つ。細長いスプ
リツト式の部材を孔内へ挿入するのにより多くの
力が必要とされればされる程、同特許に認められ
ている形式の作用不全が起こる可能性が多くなる
のである。スプリツト式の環状部材の下端部を剛
固化する特許第4126004号の改良の効果は、頂部
において最も大きくかつ底部において最も少なく
しかもその両者の間で漸次変化する可変性の弾性
をその部材に与えることにある。このことは、細
長いスプツト式部材の大部分が孔内に支持されて
いる場合に挿入の終りにあたつて挿入に対する最
も大きな抵抗をきたすことである。それにもかか
わらず、これらの状況のもとで最終的な挿入によ
る進入を行なうためには相当な力が必要となり、
かかる過度の力を与える必要性はそれ自体危険な
ことなのである。摩擦式の岩盤安定装置には上述
した形式の作用不全に抵抗しかつ挿入を達成する
に必要な過度の力を減少するとともに孔の壁と共
に依然として効率的な把持作用を維持する必要な
剛性を与える改良を必要とするものである。

この発明の一目的はこれらのニーズを満足させ
る改良を提供することにある。この発明の原理に
従えば、この目的は弾性的たわみを受け入れるた
めのスプリツト式構造を設けることを無くすると
ともに、その代りに扁円形の断面形状を利用する
ことによつて達成され、その扁円形の横断面形状
は孔の壁に摩擦係合するための環状に隔置された
周縁部分と孔の壁から半径方向に隔置された環状
に隔置された周縁部分とを与え、しかも上記の壁
に係合する部分の外側の壁に係合する表面は、孔
の壁との相互の摩擦係合によつて壁に係合する部
分の半径方向かつ内方向のたわみをもたらし、そ
のたわみが壁に係合しない部分の半径方向かつ外
方向のたわみによつて受け入れられるような形状
になつているのである。

この発明はまた摩擦式岩盤安定装置の設置の際
の困難を減少すると共にその設置が行なわれたあ
とでその支持特性を向上させるために硬化可能な
粘性充填材が用いられる摩擦式岩盤安定装置型の
天井支持装置の改良に関するものである。従来、
充填材は機械的天井ボルトへ加えられる場合のご
とく支持装置の設置後において用いられるかまた
は充填された強化棒のように設置以前に用いられ
ていた。何れの場合においても、充填材はさく岩
された孔内にボルトまたは強化棒を接着または固
着させる単なる手段としての役目を果たしてき
た。かかる接着作用は現存のスプリツトＣ型のご
とき安定装置の外縁が完全に孔の壁に係合すると
思われるのでかかるスプリツトＣ型の摩擦ボルト
安定装置にはこれまで用いられていなかつたので
ある。

この発明の重要な一面は、硬化可能な粘性充填
材はそれの支持能力の向上の他に摩擦式岩盤安定
装置型の天井支持体の設置において高度に有利な
機能を与えることができるという発見である。先
に示したように、公知の摩擦式岩盤安定装置にお
ける固有の問題点のうちの１つは、把持作用の効
率は摩擦式岩盤安定装置を天井層内へ挿入するの
に費やされるエネルギの関数であるという点なの
である。充填材を利用することによつて、挿入を
行なうのに必要とされるエネルギと挿入後におけ
る保持作用との関係は大いに向上されうるのであ
る。かかる向上は２つの点において達成される。
まず第一に、細長い軸の挿入の際に孔の壁とその
細長い軸の外縁との間に粘状の充填材を設けるこ
とによつて、挿入に抵抗を与えるこれら２つの間
の摩擦はこの粘性充填材の潤滑作用によつて大い
に減少されて、挿入を行なうための力またはエネ
ルギの必要を減少するわけである。挿入後におい
ては、充填材の粘性はそれが硬化するにつれて変
化し、通常は軸の外縁と孔の壁との摩擦係合によ
つて与えられる保持作用が充填材の接着作用によ
つて与えられる付加的固着化によつて向上される
ことになる。

この発明の上記の一面が上に示したような従来
技術において知られているスプリツトＣ形式のも
のを含む如何なる形式の摩擦式岩盤安定装置に対
しても適用可能であるが、この発明の上記一面は
この発明の改良型の構造のものに用いられた場合
に特別な利点がある。

潤滑作用を得るためには、充填材をその粘状に
おいて孔の壁に塗布して挿入が行なわれる際にそ
の充填材が粘状であることが必要である。したが
つて、充填材を孔の壁に塗布するのは挿入が進む
につれて孔内の安定器の上方に新しく用意された
充填材を供給することが最も良い方法である。孔
の壁へ充填材をこのように塗布することは、この
発明の扁円横断面の中空軸構造体によつて簡易化
されるのである、それは軸構造体の扁円横断面形
状は装置の設置の際に粘性充填材を取り扱う限ら
れた空隙を固有に形成するところの隔置された壁
に係合しない部分を与えるわけである。この発明
の軸構造体の外縁部における隔置された壁に係合
する部分と係合しない部分とを与えることは、孔
の壁と軸構造体の外縁部との間にすでに与えられ
ている充填材が挿入の進行とともに変位されるこ
とができて挿入が行なわれるにつれて潤滑作用を
繰り返して更新することになり、それはたとえば
真直な卵形の断面を有する軸構造体を回転させる
かまたは螺旋形の扁円形状を有する軸構造体を直
線状に挿入することによつて行なわれるわけであ
る。このように潤滑作用の繰り返しの更新を行な
うことは連続して完全な周縁表面の摩擦係合が維
持される場合に比べて挿入の摩擦力に有意な減少
に比べてさらに大きな有意な減少が達成できるの
である。最終的設置の点からみると、この構造体
を用いれば、軸構造体の壁に係合する周縁部はほ
ぼ同一な有意な摩擦把持作用を与え、他方これま
では積極的に摩擦保持作用に入らなかつた壁に係
合しない部分は今や一旦硬化した充填材の接着作
用によつて受動的な保持作用を与えることができ
るのである。この作用は充填材を入れた強化棒支
持装置によつて与えられる作用とは、与えられる
ところの付加的二重の保持作用においてのみなら
ず、接着作用を達成するのに用いられる充填材の
使用量においてたとえば１：８の比のごとく有意
な減少がもたらされるというふうに有意に相違が
あるわけである。すなわち、この発明の軸構造体
の壁に係合しない部分と孔の壁との間の放射線方
向の空間の充填は強化棒の接触しない外周縁と孔
の内壁との間の環状空間全部を充填するのに必要
な充填材の量の約1/8で済むわけである。

この発明の上述および他の諸目的は以下の詳細
な記載および添付の請求の範囲からさらに明らか
になるはずである。

この発明は図示的な実施態様が示されている添
付の図面を参照することによつて最も良く理解さ
れうるであろう。

図面において： 第１図は、この発明による管状の軸の側面図で
ある； 第２図は、第１図の２−２線沿いの断面図であ
る； 第３図は、この発明に係る別態様の管状軸の側
面図である； 第４図は、第３図の４−４線沿いの断面図であ
る； 第５図は、この発明に係る別態様の管状軸の側
面図である； 第６図は、第５図の６−６線沿いの断面図であ
る； 第７図は、この発明に係る別態様の管状軸の側
面図である； 第８図は、第７図の８−８線沿いの断面図であ
る； 第９図は、第１図の管状軸が設置されているも
のを示すその管状軸の後尾端部の詳細な断面図で
ある； 第１０図は、第１図の軸を設置するときに用い
られる部材の平面図である； 第１１図は、第９図のものの別態様である後尾
端部の詳細な断面図である； 第１２図は、第９図のものの別態様である後尾
端部の詳細な断面図である； 第１３図は、公知の天井ボルトとともに設置さ
れているものが示されているところの第１図の軸
の断面図である； 第１４図は、公知の天井ボルトとともに設置さ
れているものが示されているところの第１１図の
軸の断面図である； 第１５図は、第１図に示されている軸と同様な
軸の上下方向の断面図であつて、その軸はそれと
ともに具現化されたこの発明の充填材の改良を有
する場合であつて、軸は鉱坑天井層内にさく岩さ
れた縦方向の孔内における初期の挿入段階におい
て示されている； 第１６図は、第１５図の１６−１６線沿いの拡
大部分断面図である；および 第１７図は、この発明の原理を具現化する充填
材の改良の別形式のものであつて第１５図と同様
な図である。

第１図および第２図を参照すると、管状軸１０
の形状の軸構造体は第２図に図示されている扁円
横断面を有するものが示されている。第２図の断
面は本質的に楕円形状であるが、そのかわりに卵
形や多角型や凸型その他の形状のものを用いて良
いことは予見されるところである。第２図の断面
の周縁は凸型にして設置を容易にすることが好ま
しい。もしも軸が一部重ね合わされたシート・メ
タルで形成されているならば、それは局部的に凹
部を形成するところの稜を有するであろう。軸１
０は尖つていない半球ドーム形状の前端部１２と
を張り出した後尾端部１４とを有する。端部１２
は開口１６を有する。各端部１２及び１４には各
種のテーパ形状および張り出し形状のものが用い
られて良いことは理解されるはずである。軸１０
はその大部分が均一な楕円形の円筒体であるが、
ある種の実施態様においては軸は背部に向けてや
や収斂している。この特徴は初期の挿入力を上げ
るが最終挿入力を緩和するものである。また別態
様として、軸１０は前面方向にやや収斂した楕円
形状の円筒体であつても良い。この後者の特徴は
地層が遷移する傾向のある場合に表面付近におい
てさらに大きな把持作用を与えるものである。

軸１０が地下の層内へ安定に装着される場合に
おけるそれらの実施態様に対しては、軸はこの課
題を行なうのに１フート（約0.3ｍ）よりも大き
な長さを有するべきである。たとえばある種の実
施態様のものにおいては、管状軸の全体の長さは
約５フイート（約1.5ｍ）である。さらに、この
実施態様に対しては、管状軸は大径が1.38インチ
（約3.5cm）および小径が1.12インチ（約2.8cm）の
楕円形状の断面を有していたわけである。軸は壁
厚が0.075インチ（約0.2cm）の鋼性のものであつ
た。装置の特定の適用が意図される場合にもよる
が、上述のもののかわりに別な肉厚、長さおよび
径を用い得ることは理解されるはずである。上述
のこの実施態様は内径が1.280インチ（約3.3cm）
の孔に挿入される設計になつていた。これはその
大径を減少しかつその小径を拡大することによつ
て軸１０が圧縮されねばならないところの締りば
めのものである。従つて、軸１０の断面はどちら
かといえば円形に近く形成されることになる。軸
１０の壁は、この軸１０がそれの孔へ駆入される
際に弾性のない屈状を起こすように設計されるこ
とが好ましい。軸が減少した直径方向の断面を有
する（以下に記述される）実施態様のものについ
ては、その断面は応力のかかり方を少なくして単
に弾性変形のみを経験するようにしてよい。

第３図および第４図を参照すると、第４図に示
される楕円形の横断面２２を有する別態様の軸２
０が図示されている。第３図に示される外表面は
本質的には、楕円形状が軸２０の長手方向の軸沿
いに漸次下がつて行くにつれて楕円形状を均一に
回転することによつて形成される。このようにし
て形成された形状はたとえば線２４のような螺旋
状の線によつて示唆されるような螺旋形状のリブ
を有するものとみられる。この実施態様において
もまた、軸２０はテーパ形状の、半球形の前端部
２６と張り出しの端部２８を有する。ドーム形状
の端部２６には口部３０が開口している。第４図
を参照すると、楕円形状の断面２２は円形部位３
２に囲まれている、何となればこの部位は横断面
２２を超えて楕円形状の回転によつて形成される
からである。

第５図および第６図を参照すると、楕円形状の
横断面４２を有する別態様の軸４０が図示されて
いる。軸４０は一定の楕円形状の横断面である
が、軸の長手方向の軸沿いに横断方向に遷移する
断面を有している。しかしこの遷移は一方向のみ
においてである。この実施態様においては、遷移
は楕円形状の横断面４２の短軸に平行である。こ
のように、軸４０がその長手方向の軸線を中心と
して90度回転されると、この軸の側面形状は第１
図の軸と同一に現われることが理解される。ここ
でも軸４０はドーム形状の前端部４４と張り出し
形状の外端部４６を有している。

第７図および第８図を参照すると、ドーム形状
の前端部５３および、その中点において、第２図
に図示されたものと同一の楕円形状の横断面とを
有する管状の軸５０が示されている。線８−８に
おける部分はここでは中央部に隣接した後尾の円
筒状部分として参照される。本質的には、下方の
横断面５２は平坦になつた対向表面５４および５
６を除いては円形になつている。ある種の実施態
様のものにおいては、これらの平坦化された表面
は削除されるかまたは平坦な表面の数を増大させ
て六角形その他の多角形状を与えることが理解さ
れるはずである。ここで重要なことは下方横断面
５２の外周縁は軸５０の中央部５８の周縁よりも
小さいことである。この特徴によつて軸は孔内へ
容易に挿入されるのであるが、それは変形の横断
面５２による摩擦力が比較的に小さいからであ
る。従つて、軸５０の最後の１フート（約0.3ｍ）
そこらを駆入するのに必要な力は有意に増大しな
いわけである。このようにして張り出し端部５１
が彎曲または破砕する傾向が減少されるのであ
る。

第９図を参照すると、第１図の軸の後尾端部の
詳細な横断方向の断面図が示されている。軸１０
は本質的には増大した直径を有する円筒上の元口
であるところの張り出し端部１４を有する。軸１
０は層６０内の円形の孔内に埋設されているもの
が示されている。窓の付いた板６２は張り出し端
部１４の前方の軸１０を取り囲んでいるものが示
されている。

この実施態様に用いられている環６４は軸１０
の張り出し端部１４内に同軸に嵌合されている窓
の付いた円筒状の円盤である。環６４は軸１０を
層６０内へ座置させるための駆動力を与えるため
の表面を提供する。さらに、張り出し端部１４の
内方の側壁に行き亘らせるようにすることによつ
て、環６４は張り出し端部１４の彎曲ないし破砕
を防止する補強を提供する。

端部１４に隣接する軸１０の部分が楕円形の円
筒であるところのそれらの実施態様については、
板６２内に楕円形の窓を設けることが好ましい。
しかし、多くの実施態様のものについてはそれの
代りに円形の窓が用いられることは予側されるわ
けである。この窓は楕円形の円筒の大径に適合す
る内径を有するものである。

第９図の軸はその前部のドーム形端部および板
６２の窓を層６０の孔と整合させることによつて
容易に設置される。そのあとで、空気ハンマーま
たは同様な装置が押し円盤６４にあてがわれ、そ
れによつて軸１０が第９図に図示する位置に至る
まで軸１０を層６０内へ駆入するわけである。層
６０内の孔は軸１０の押力が加えられていない大
径よりも小さいことが理解されるはずである。従
つて、軸１０はその全長沿いに圧迫されて層６０
内に確乎に保持されるわけである。この摩擦特性
は層が発破をかけられたりまたは自然の遷位によ
つて遷位する場合に重要なのである。このような
条件のもとでは軸１０は彎曲したりひどく変形す
ることがある。しかし、軸はその全長沿いに摩擦
力をかけるので緩むようにはならないのである。

ある場合には、上述の楕円形状は設置場所にお
いて形成されることは予見されるところである。
この形状作りはたとえば第１０図に示す板のよう
な型板部材を用いて行なうことができる。型板部
材７０は楕円形状の開口７２を有している。従つ
て、円筒状の管は部材７０内に圧入してこの管を
変形させることができる。このように変形する
と、管は上述の軸と同様に作用する。

第１１図を参照すると、内方の押し円盤の代わ
りに溶接ビード７４が含まれている以外には第９
図の装置と同一な別態様の装置が図示されてい
る。ビード７４は張り出し端部１４の外方に拡が
りかつ後方に向いた部分によつて形成された内側
の隅に挿入されている。このビード７４は剪断力
を内方へ移動させる筋交のような作用をするの
で、これらの剪断力は軸１０の壁沿いに中心方向
に作用するから、剪断平面の寸法を増大させるこ
とになる。またビード７４は張り出し端部１４を
補強してその端部がそれの形状を維持して破砕し
たり板６２がスリツプして逃げることがなくな
る。

第１２図を参照すると、別態様の管状軸８０が
図示されている。軸８０は張り出し端部の代りに
環状のひだ８２が設けられている以外には第１図
の軸と同様な形状を有している。ひだ８２へは保
持用のリング８４が嵌合されていて板６２を層６
０に対して適正位置に保持する。ひだ８２は軸８
０の壁厚の好ましくは半分に等しい深さを有して
いるが、この深さに限られるものではない。第１
２図の装置内の剪断部位はひだ８２の床が軸１０
の内径と外径との中間にあるときに最大となるも
のである。

第１３図を参照すると、第１図の軸１０は層６
０内の孔内に設置されているものが示されてい
る。上述のものと同様に、天井板６２は軸１０の
張り出し端部１４によつて層６０に圧接されてい
る。この実施例においては、ドーム形の端部１２
は内方へ彎曲した片９０を有しているが、他の実
施例ではかかる片すなわちタブを含んでいない。

軸１０内に同軸に従来型の天井ボルト９２が装
着されていて、それはドーム形状の端部１２を超
えて延びている。ボルト９２はその前端部に作来
型のアンカー（図示せず）を有している。ボルト
９２の後尾端部はボルト頭部９４内へ形成されて
いる。ボルト頭部９４は保持部材９６を軸１０の
張り出し端部１４内へ圧接している。保持部材９
６はこの実施態様においては大きなフランジの形
状になつている。

第１３図の設備はアンカー（図示せず）をボル
ト９２の端部に位置させるとともに保持部材９６
を頭部９４と張り出し端部１４との間のボルト９
２の上に位置させてボルト９２を軸１０内へ挿入
することによつて設置される。第１３図の組み合
せ体は層６０の孔内へ挿入される。この装置は保
持部材９６に対して空気ハンマーその他の適当な
工具を使用して駆入される。天井板６２が層６０
へ確乎に保持されると、ボルト頭部９４は回転さ
れてそれのアンカーを座置させるとともにボルト
９２を緊張下におく。

このように組み立てられると、板６２は２つの
機構：軸１０の摩擦力およびボルト９２の固定
力、によつて保持されるのである。これら２つの
機構は直交する圧縮力を発生する。軸１０は層に
対して横断方向の圧迫を生じまたボルト９２は長
手方向の圧迫を生じる。上述の組み合せ体の一利
点はこの組み合せ体の有効長が軸１０を座置させ
るのに必要な駆動力における対応する増大を要す
ることなく有意に増大できるのである。

ある種の実施態様については第１３図の設備に
適当に窓を設けて公知の樹脂またはセメントを注
入可能としてそれらが孔内においてボルト９２を
取り囲んで固着させることもまた予見されるとこ
ろである。

第１４図を参照すると、軸１０のドーム形の端
部１２内においてボルト頭部９４が保持部材９８
をタブ９０に対して保持する以外には第１３図と
同様な設置が示されている。この特定の実施態様
のものは第１１図においてすでに記述した補強用
の溶接ビードを用いている。第１４図の設備は第
１３図のそれと同様に設置される。しかし、代替
的に駆動ハンマーを張り出し端部１４（第１４
図）および保持部材９８に対してあてがうことが
好都合である。そのあとでボルト９２は緊張下に
おかれ、そしてそのアンカーは適当な工具によつ
てボルト頭部９４を回転することによつてセツト
される。

上述の好ましい実施態様については各種の変形
態様を用い得ることが理解されるはずである。た
とえば、異なつた応用を可能にするために各種の
寸法はそれらを変更してもよい。また、所望の強
さ、重量、保持能力などを与えるために代替材料
が用いられて良い。さらに、付加的摩擦力を与え
るために各表面は粗面ないしひだをつけて良い。
さらにまた、軸の横断面は楕円形状、卵形、多角
形その他の扁円形状のもので良い。また、ある種
の実施態様のものについては、張り出し端部の表
面は平坦化させて六角プリズムにしてそれがボル
ト頭部として軸をその孔内へ駆入し捩るために用
いることが可能であることは予見されるところで
ある。また第１４図に示されるごとくアンカー装
置を含む実施態様においては、軸は円形を含む各
種の断面を有して良い。

第１５〜１７図はこの発明の方法の面に従うと
ころの軸構造体と充填材との組み合わせおよび軸
構造体に充填材を用いる手順を図示する。この方
法は粘状で供給されかつ塗布できてしかも硬化可
能であつて孔の壁と細長い軸構造体との間に接着
作用を与える公知の充填材の何れをも利用するこ
とを意図したものである。従つて、ここに用いら
れる例示的充填材は典型的な充填材の詰められた
強化棒の設備の構成部品として商標名FASLOC
のもとにデユポン社により製造されかつ販売さ
れているポリエステル樹脂である。強化棒の設置
に用いられた場合にFASLOC樹脂は迅速硬化を
達成する目的のために原位置において触媒と混合
される。強化棒は孔の内部では他に固着手段を有
しないので硬化がある程度起こるまで設置におけ
る１ステツプとして孔内に外方から保持されなけ
ればならないので、強化棒設置の際には迅速な硬
化が必要とされるのである。このような設置時間
は強化棒装置の１つの不利な点と見なされうる。
設置されると孔内においてこの発明の軸構造体の
摩擦固着が行なわれるので、迅速硬化しない触媒
を用いることが可能になる。さらに、設置の際に
最も望ましい潤滑特性を与えしかも樹脂または充
填材が硬化する迅速性を考慮する必要のない樹脂
その他の充填材を用いることが可能である。
FASLOC樹脂および触媒はそれらが強化棒に対
するセメント材として成功を証明されているので
この発明の方法に用いられる例示的な充填材とし
てみなされる。

この発明の方法を実施するにあたつて、第１５
図において参照符号１００で示されるたとえば
FASLOC樹脂のごとき硬化可能な粘性充填材を
軸構造体が挿入される孔の壁を覆いかつ軸構造体
の壁に係合しない部分と孔の壁との間の空隙を充
填するに足る分量だけ投入される。硬化可能な充
填材１００のこの分量のものは第１５図において
参照符号１０２で示されている開放可能な容器内
に粘状のままで入れられている。図示のように、
容器はたとえばMYLAR のごときプラスチツ
ク膜で作られた袋の形状をしている。容器１０２
に入れられている硬化可能な粘性の充填材のこの
分量のものは標準FASLOC実施態様に従つて破
裂可能な膜によつて互いに分離されている樹脂成
分および触媒成分の双方を含んでいる。これらの
成分の混合はいくつかの異なつた方法で達成され
得る。たとえば、混合は公知の技法に従つて可撓
性の容器の手動による〓ね作用によつて達成され
うる。

第１５図に示される実施態様においては、中に
粘性の硬化可能な充填材１００が含まれている容
器１０２はこれらが上述のように混合されるので
あるが、その容器は上述の各実施態様に従つて構
成されうる軸構造体１０４の先の先端部内に位置
付けされる。図示のごとく、軸構造体１０４は卵
形の扁円横断面構造を有していてシート・メタル
の一片を所望の扁円卵形横断面形状になるように
曲げるとともにシームを符号１０６で示すように
連続した溶接で与えて形成される。連続したシー
ム溶接１０６が好ましいが、連続溶接の代りにス
ポツト溶接を提供することはこの発明の意図内に
属するものであることは理解されるであろう。第
１６図に示すように、溶接された継ぎ目は扁円横
断面形状の長軸線と整合する位置に設けられる。
この位置は好ましいけれども、他の位置、たとえ
ば短軸線または長軸線と短軸線との間の所望の位
置沿いにシームを設けてもよいことが理解される
であろう。

また、軸構造体はシート鋼以外の材料、たとえ
ばフアイバーグラス強化樹脂成形、押出し成形な
どで形成されてもよい。

第１５図および第１６図に示される実施態様に
おいては、軸構造体１０４の先端部すなわち上端
部は符号１０８で示されるように開いたドーム形
状に形成されていて、この開いたドーム形の端部
の下方の隔離した位置に内方の環状フランジ１１
０が設けられている。フランジ１１０はドライバ
１１２に対する打表面を与え、この打表面によつ
て挿入を達成するのに必要な衝撃力が軸構造体１
０４の後端部でなくそれの先端部へ与えられるこ
とを可能にし、それによつて設置の力は、軸構造
体の下端部へ衝撃が与えられる場合のように圧迫
中でなく緊張下において軸構造体の壁に係合する
部分へ伝達されるわけである。

ドライバ１１２は図示のごとくその上端部に隣
接して肩部１１４が設けられている。このドライ
バ１１２の減少した横断面直径を有する上端部分
は軸構造体１０４の上端部１０８内において容器
１０２と係合するように働いて容器１０２を軸構
造体１０４の孔内への挿入が開始されるにつれて
容器１０２を破裂または破砕させる。このように
開放された充填材１００は開いたドーム１０８内
を上方へ圧送されて外方へ孔内へ圧入されて、そ
こでドームの外部を超えて下方に孔の壁へ向けて
流れるのである。ドライバによつて軸構造体１０
４の挿入が進行するにつれて粘性の充填材はそれ
によつてさく岩された孔の壁に塗布される。全長
を通じて均一な扁円横断面（すなわち螺旋形状な
どでないもの）を有する軸構造体１０４を用いる
ことによつて、この軸構造体はそれの上方への挿
入運動中に孔内で回転されることが望ましい、そ
れはかかる回転運動が軸構造体の周縁の隔置され
た壁に係合する部分によつて係合されるとともに
それの壁に係合しない部分から隔離されていると
ころの孔の壁内における角度をつけた位置を変え
る効果を有するからである。このように、充填材
が壁に係合しない周縁部分の隔置によつて比較的
に肉厚となつている角度のある位置から係合ない
しは摩擦接触が行なわれる壁の部分へと粘性の充
填材が漸次移動するのである。充填材の潤滑効果
はこのように軸構造体の孔内へ上方に向かう上下
方向の移動を容易にするのに大いに役立つのであ
る。

軸構造体１０４が孔内に完全に挿入されると、
軸構造体の周縁部における孔の壁に摩擦接触する
ところの壁に係合する部分は充填材の欠如した場
合にこれらの部分が与えるところの固着と本質的
に同等のものを与えるものである。さらに、充填
材を与えることがない場合には固着機能に関する
限りは受動的であるところの軸構造体の壁に係合
しない部分は今や設置が完全に達成された後でひ
とたび硬化が行なわれた充填材の接着作用によつ
て固着化するのである。このように、上述の態様
で充填材を用いれば、さく岩された孔内へ軸構造
体を設置するのに必要なエネルギは減少されると
ともに、同時に充填材の接着作用は設備全体の固
着を大幅に向上させるのである。のみならず、こ
れらの利点は匹敵しうる従来型の充填材の入つた
強化棒の設置の際に必要な分量のほぼ1/8の充填
材を用いることによつて達成されるのである。

上述の設置は軸構造体の上端部内において設置
以前に硬化可能な粘性充填材を予め混合すること
に関して記述されているが、かかる混合は各成分
がたとえば筋のついたリブなどによつて上方の開
口を経由して外方へ押されるときにそれらの成分
の混合または旋回運動を与えることによつて軸構
造体内へ容器が置かれたあとで行なわれてもよい
ことは理解されるであろう。このようにして、混
合は軸構造体の上端から外方へ孔内に向けて充填
材を移動させることによつて達成されるのであ
る。

環状フランジ１１０はそれの容器の両端部の中
間において容器１０２の周縁と係合するように位
置付けされることが認められるであろう。環状フ
ランジ１１０の全体を容器の下方に位置付けする
とともに充填材がドライバと接触するのを避ける
目的で容器の下方に軸構造体の内周縁に係合する
とともにドライバの端部と係合することによつて
上方へ移動されるピストン状の容器破裂用の円盤
を設けることは意図の範囲内である。

第１７図は孔内へ軸構造体１０４を挿入する準
備として孔の下端部内へ硬化可能な粘性充填材の
位置付けを遂行する別な手順を図示する。この実
施例においては、硬化可能な粘性充填材が含まれ
ている別個の容器１１６が設けられている。この
容器には開放用の片１１８が設けられている。従
前のもののごとく、容器１１６はプラスチツク膜
で作られた袋形状になつていて、樹脂および触媒
を含むその内容物は好ましくは当初において破裂
可能な膜によつて分離された状態で中に含まれて
いて〓ね作用による手動混合がさく岩された孔内
への挿入に先立つて容器１１６内で遂行されうる
ようになつている。第１７図から、容器１１６が
孔の下端部内に係合されると、開放用の片１１８
は下方へ延在して鉱坑の天井層の下表面と係合す
るところの支持板１２２内に形成された開口１２
０へ延入することができることは認められるであ
ろう。充填材は軸構造体の外方にあるので、軸部
材の上方外部にキヤツプ部材１２４を設けて開い
たドーム形の形状体１０８を覆うことが好まし
い。軸構造体が上方へ向けて孔内へ係合すると、
容器１１６は軸構造体が上方へ移動するにつれて
キヤツプ１２４によつて係合されることが認めら
れるであろう。開放用の片１１８は上方への移動
に対して保持されているので、容器は上方へ移動
して開放用の片から分離して硬化可能な粘性充填
材を軸構造体の上端部の上方の孔内へ開放する。
このようにして、軸構造体の上方への移動が進む
につれて、充填材は孔の壁へ塗布されるとともに
設置の際には同じ潤滑作用が提供され、設置後に
おいては同じ接着作用が与えられるわけである。

硬化可能な粘性充填材が孔の壁へ塗布されて摩
擦式岩盤安定装置形式の天井支持装置の挿入に対
して潤滑作用を提供するとともに、その後かかる
装置に対して接着作用を与えるところの充填材装
入方法に関するこの発明の原理は、上述の特許に
開示された公知のスプリツト式環状部材装置を含
めて天井支持装置の何れの形式の摩擦式岩盤安定
装置のものにも適用可能であることは理解される
であろう。しかし、これらの充填材装入の原理
は、従来技術のスプリツト式軸構造における全部
の周縁が接触しているものと比較して軸構造体の
外周縁部における隔置された壁に係合する部分と
壁に係合しない部分とが設けられているので、こ
の発明の摩擦式岩盤安定装置に具現されている扁
円の非スプリツト形式の軸形状を用いればとくに
効果があるものである。先に示したように、壁に
係合しない部分は設置の際に充填材を受け入れそ
して卵形の横断面をもつ真直な軸構造体に対して
回転作用が与えられるかまたは卵形の横断面をも
つ螺旋形状のものに直線的な上向運動が与えられ
る場合には、壁に係合しない空隙に捕捉された充
填材は直ちに接触することになる表面への潤滑作
用を与える手段として利用できるのである。のみ
ならず、設置が完遂されたあとでは、摩擦係合に
関する限り受動的であるところの壁に係合しない
部分は摩擦係合に付加的な接着係合に入るわけで
ある。

以上のことから、この発明の諸目的は完全かつ
効果的に遂行されたことが判るであろう。しか
し、上述の好ましい特定の実施態様はこの発明の
機能的かつ構造的原理を表示する目的のために示
されかつ記述されたものであつてかかる原理から
逸脱することなく変更され得るものである。した
がつて、この発明は以下の請求の範囲の精神およ
び範儔内におけるすべての変形態様を含むもので
ある。