JPH0341639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一般に、(a)地盤構造ボア中に摩擦
岩盤安定装置を挿入するおよび／または固定する
方法、特に、閉端形地盤構造ボア中で、ボアの表
面から摩擦岩盤安定装置の外表面を隔離する方
法、および(b)摩擦岩盤安定装置、特に、化学的に
腐食されない、したがつて、耐食性であるところ
の安定装置に関するものである。

多くの鉱山環境で生じかつ比較的短期間で安定
装置の一般的劣化を引起こしうるところの水、化
学物質等から、摩擦岩盤安定装置の表面を保護す
ることを必要とする多くの場合がある。また、典
型的には地盤構造ボアの表面は不規則で粗く、そ
の結果として安定装置の挿入に摩擦的に抵抗す
る。摩擦装置をボア表面から遮蔽または隔離しか
つ滑らかな低摩擦表面を安定装置に提供すること
により、前記摩擦抵抗は顕著に低減されうる。

したがつて、この発明の一目的は、地盤構造ボ
アから摩擦岩盤安定装置の外表面を保護または隔
離する新規な方法を開示することである。

この発明の別の目的は、新規な耐食性摩擦岩盤
安定装置を開示することである。

特に、この発明の一目的は、ボアの表面の少な
くとも一部分と安定装置との間にライニングを配
置する工程を含むところの、閉端形地盤構造ボア
中で、ボアの表面から摩擦岩盤安定装置の外表面
を隔離する方法を開示することである。

この発明の別の目的は、地盤構造を安定にする
ための摩擦岩盤安定装置を提供することであり、
この安定装置は、地盤構造中に形成されたボアに
受入れられかつ地盤構造の移動に前記ボアの内部
から抵抗する細長い要素を含み、前記要素はその
ような地盤構造ボアの表面に対して地盤安定力を
加える機構を含んでおり、かつそのような地盤構
造ボアの表面から前記要素の外表面を隔離するた
めに前記外表面を包囲する機構を具備し、前記力
を加える機構がそのような地盤構造ボアの表面と
協同し、前記被覆機構を前記要素の前記外表面に
押しつけて密着させる機構を備えている。

この発明の他の目的ならびにその新規な特徴
は、添付図面と関連する以下の説明を参照するこ
とによつてさらに明らかになるであろう。

図示のように、この発明によつて構成された方
法に係る、滑らかな表面の、低摩擦ライニング１
０は最初に地盤構造ボア１２中へ自由に置かれ、
それにより、(a)ボア１２中への安定装置１４の挿
入を容易にし、(b)安定装置をボア１２の粗表面か
ら隔離しかつ(c)安定装置１４を腐食から保護す
る。次に、明らかに、本発明の別形実施態様にお
いては、保護ライニングは安定装置１４に固定す
ることもでき、かくして後者は製造場所から出荷
される。しかしながら、典型的には安定装置は出
荷中に、鉱山環境において、およびボアへの挿入
時に荒つぽい取扱いを受ける。その結果として、
その上に固定されたライニングまたはコーテイン
グが摩損、剥離等をこうむる。本発明の方法の好
適な実施においては簡単な、分離したライニング
１０が使用され、このライニングは地盤構造ボア
の場所において安定装置１４に結合される。

第１，２図は、特に、ライニング１０とボア１
２との自由な滑動可能な係合を明示している。こ
の自由嵌合のゆえに、ライニング１０はその端縁
がオーバーラツプさせられ、それにより、安定装
置１４が挿入されるとき、ライニングは安定装置
の外表面を完全に包囲しかつ膨張してボアと係合
する。

第３図は、安定装置１４がボア１２に押込まれ
たまたはボア内で膨張させられた（マンドレル等
によつて）後、ボア１２内で得られる情況を示し
ている。ライニング１０は、この実施態様ではプ
ラスチツクであり、ボア壁の割れ目やすき間１６
に押込まれ、かつ狭い空間１８から押出されてい
る。ライニングの外表面は事実上、ボア１２の壁
の粗くなつた不規則性に実質的に順応し、したが
つて、安定装置が強制的に挿入されるかまたは半
径方向外方に膨張させられるとき、ボア１２の壁
に強固に保持される。しかしながら、ライニング
１０の内表面は滑らかな状態を維持し、安定装置
１４をボア１２の中へ容易にすべり込ませること
ができるようにする。

明らかに、安定装置１４がボア直径よりも小さ
い自由直径を有し、安定装置が挿入後膨張させら
れる（マンドレル等によつて）べき場合には、ラ
イニング１０は安定装置の挿入前に安定装置を包
囲してもよく、したがつてライニング１０と安定
装置は１つの挿入工程で共にボアに入ることがで
きる。

安定装置１４は、中空であり、端がキヤツプを
かぶせられなければ、普通は鉱山水、メタンガス
等がその中心を通つて入りうるようになつてい
る。したがつて、この発明の教示は、第５図に示
されているように、ライニング１０の前端上にキ
ヤツプ２０を配置することである。安定装置１４
は、第６図に示されているように、単にライニン
グ１０の内表面上をすべつてボア１２に入り、前
端２１がボアの端の近くでライニング１０上にか
ぶせられたキヤツプ２０（第５図）で与えられた
待避所中へ移動する。ライニング１０が安定装置
１４に順応するために半径方向に膨張すると、キ
ヤツプ２０もまたそれに応じて伸張する。

普通、ボアが自由２２に出るとき、ボア１２の
開放端は軽度に広げられた口を生ずる。岩盤の断
片は入口端からはより容易に離脱し、幾分テーパ
のついた入口端を生ずる。典型的なオーバーサイ
ズの安定装置１４の「ひざ（Knee）」２６（すな
わち、テーパがついて細くなつた前端部分２１と
均一直径部分２７との間の部分）が、アンダーサ
イズボア１２を通り抜けるために収縮しながら、
摩擦的に通過しなければならないのはこの入口２
４である。本発明の付随的な教示は、ひざ２６に
直ぐ隣接して安定装置１４のまわりにバンド２８
を嵌合し（第７図）、入口２４を通過する安定装
置１４の移動を滑らかにすることである。バンド
２８が入口２４に出合うと、バンドは、おそらく
傾斜姿勢で（破線で示されているように）、入口
２４と係合してそこに強固に保持され、入口２４
用の滑らかなライニングを画定する。バンド２８
が安定装置１４と共にボア１２内へ移動しないよ
うにするために、バンドには地盤構造の面２２と
係合するための大きいフランジ３０が形成されて
いる。

上述した実施態様のさらに別の変態として、本
発明はまた、第８，９図に示されているように、
一体フランジ３０ａを有するライニング１０ａを
包含するものである。この場合にも上述した利益
が得られる。すなわち、ライニング１０ａの下端
はボア１２の入口２４（第７図）のライニングと
なり、フランジ３０ａはライニングが面２２から
上方へ移動するのを防止する。

上述したようにまたこの教示に照らして自明で
あるように、ライニング１０または１０ａはボア
１２内への安定装置１４の挿入を非常に容易にす
る。実際には、プラスチツクライニング１０と金
属安定装置１４間の摩擦係数が大きく低減され
る。次に、鉱山における岩盤力学および屋根支持
の最近の理論によれば、屋根岩盤に圧縮圧力をか
けて維持することが有益であることが示された。
これはしばしば屋根ボルトを包囲する圧力バルブ
（bulb）によつて例示されている。本発明の方法
のある最初の実験において、安定装置は打込まれ
て屋根ボアの中に強力にはめられた状態になつた
が、そのさいのスラスト荷重は軽度であつた（プ
ラスチツクライニング１０と金属安定装置１４間
の非常に低減された摩擦係数のゆえに）。これは
従来の装置よりも数倍高い地盤圧力を生じ、圧力
バルブの効果を屋根岩盤中へさらに拡張すること
になる。

低摩擦ライニング１０または１０ａによつて、
安定装置１４を隔離し、安定装置のボアへの挿入
を容易にし、かつそれを腐食から保護するという
前記教示はそれなりの犠性を払つている。しばし
ば、安定装置１４のはめこみ固定は信頼性のある
地盤安定化には十分でない。この可能な限界を克
服するために、この発明のさらに別の教示は、ラ
イニング１０または１０ａの内表面または内外表
面に、あるいは安定装置１４の外表面に接着剤パ
ツク３２（または接着性灯心材料、あるいはチキ
ソトロピツクまたはけん気性ペースト）の使用
（第３，６図）を開示することであり、それによ
り、アンダーサイズの安定装置１４がライニング
表面をすべつてボア１２に押し込まれるとき、パ
ツク３２が破裂し（または安定装置が灯心接着剤
を滲出させるかまたはペーストを活性化し）、接
着剤は軸方向および半径方向に広げられる。接着
剤（またはペースト）はライニング１０または１
０ａの内表面および安定装置１４の外表面に広が
り、設置中潤滑剤として作用して安定装置設置の
摩擦抵抗をさらに低減し、その後、硬化してライ
ニング１０または１０ａと安定装置１４を定位置
にロツクする。

ある種の接着剤、セメント、エポキシ、ペース
ト等は、それらの非常な有効性にもかかわらず、
非常に不快な匂いを持つている。清浄で新鮮な空
気がまれであるところの鉱山環境においては、そ
のような匂いは不当な苦しみになりうる。したが
つて、本発明の付随的実施態様として、接着剤ま
たはペースト担持ライニングをカバーで包むこと
が提案される。第１０図はこの実施態様を示し、
チキソトロピツクペースト３２ａを内表面上に固
着したライニング１０が薄い、柔順な、プラスチ
ツクバツグ３４で包まれている。バツグ３４は１
つだけの開端を有し、この開端は寄せ集められか
つひも３８で閉じられている。図示のようにバツ
グに入れられた、このようなペースト担持ライニ
ング１０は、従業員をペースト３２ａに触れさせ
たりまたはその匂いにさらすことなく、手で扱つ
て鉱山現場へ運ぶことができる。また、ペースト
はごみ、水分等から保護され、かつライニングが
ボア１２内に配置されるまで酸素からしや断され
る。バツグ３４はまた接着剤またはペーストから
溶剤またはモノマーが蒸発するのを防止し、した
がつて、前者を使用可能な状態に維持する。ボア
内に配置されたときに、バツグ３４はその最下端
が破られて安定装置１４の挿入を可能にする。明
らかに、バツグに入れられた「物品」はライニン
グ１０の前端上にキヤツプ２０（第５図）を備え
ていてもよい。ゆるく嵌合する。柔順なバツグ３
４の代りに、バツグ３４ほどはかぎ裂きや引裂き
が生じにくい薄い、熱収縮プラスチツクにより、
ライニング１０をぴんと張つて包むこともでき
る。

ライニング１０，１０ａは軸方向にスリツトを
つけられているように図示されている。しかし、
これは随意的なものである。本発明の実施態様は
円周方向に連続したライニングを含み、１つのそ
のようなライニング１０ｂが第１１，１２図に示
されている。予形成するかまたは手作業でボア現
場で形成して、ライニング１０ｂは、いわば予備
の円周方向材料となつていて、軸方向に延在し、
内方に向いたリブ３６を形成している。リブ３６
があるので、ライニング１０ｂはボア１２に簡単
に入ることができる。ついで、安定装置１４が押
込まれると、リブ３６は外方に変位させられ、ラ
イニング１０ｂの有効円周が拡大してボアの壁と
係合する。ライニング１０ｂは、もちろん、自由
な、ぴんと張つていない状態のときの直径Ｄを有
するキヤツプ２０（第５図）を適応させ、直径Ｄ
は、しかしながら、安定装置１４が定位置に押込
まれたとき、必要に応じて、半径方向に伸張する
ものである。

安定装置を受入れるために地盤構造中に形成さ
れたボア１２の内部から、構造を固着するかまた
は安定にするときの摩擦岩盤安定装置１４の使い
方および作用は、先行米国特許に十分に開示され
ている。「摩擦岩盤安定装置」と題する、1980年
４月８日付けの、James J.Scottの再発行特許
Re.30256はおそらく適例となるものである。こ
れから知られるように、安定装置１４はボア１２
の表面に対して地盤安定力を加える機構を含む。
本発明の安定装置１４はボア１２の表面と協同す
るこの力も使用して、安定装置１４の外表面に押
しつけてライニング１０（または１０ａ）を密着
させ、一方ライニングは同時に安定装置をボア１
２の表面から隔離する。耐食性にするために、新
規な安定装置１４を包囲するライニングは、簡単
なライニング１０（第１〜４図）、ライニング１
０ａ（第８図）、ライニング１０ｂ（第１２図）、ま
たは安定装置の前端に地盤物質が入るのを防止す
るためにキヤツプ２０（第５図）を備えた前記ラ
イニングの任意のものからなりうる。

本発明はその実施の特定方法および安定装置の
特定実施態様に関連して説明されたが、これは例
としてなされたものであり、その目的および特許
請求の範囲に記載された本発明の範囲に対する制
限としてなされたものでないことが明瞭に理解さ
れるべきである。本発明の教示から明白であるよ
うに、安定装置１４は、シースまたはライニング
をすでに被覆または結合されて製作され、そして
設置現場へ送達されうる。これらの安定装置はつ
いでボア内の第二のライニングに接着結合されう
る。本発明はこの実施態様を含み、本発明の教示
から当業者が想到しうるすべての変形実施態様と
同様に、特許請求の範囲内にあるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の教示に係る保護隔離ライニ
ングが見られうる底面図すなわちボアの底から上
方に見た図である。第２図は第１図の２−２線に
沿つて取られた横断面図である。第３図はライニ
ングと係合した摩擦岩盤安定装置の一部分を示す
第２図類似の横断面図である。第４図は第３図の
４−４線に沿つて取られた横断面図である。第５
図は前端上に保護キヤツプを有する保護ライニン
グの部分図である。第６図はライニング付ボアに
最初に入る安定装置の前端を示す。第７図はボア
中への安定装置の挿入を容易にするためにプラス
チツクバンドが固定されている前端を示す摩擦岩
盤安定装置の部分図である。第８図は本発明に係
るライニングの別形実施態様の一部分の垂直断面
図である。第９図は第８図の９−９線に沿つて取
られた横断面図である。第１０図はしなやかなプ
ラスチツクバツグ内に収容された本発明に係るラ
イニングの不連続垂直断面図である。第１１図は
本発明に係るライニングのさらに別形の実施態様
の一部分の垂直断面図である。第１２図は第１１
図の１２−１２線に沿つて取られた横断面図であ
る。 １０……ライニング、１２……ボア、１４……
安定装置、２０……キヤツプ、２２……自由面、
２４……入口、２６……ひざ部、２８……バン
ド、３０……フランジ、３２……接着剤パツク、
３４……プラスチツクバツグ、３６……リブ、３
８……ひも。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地盤構造を安定にするための摩擦岩盤安定装
   置であつて 地盤構造中に形成されたボア１２に受け入れら
   れる不活性耐食材料で形成された半径方向に膨脹
   可能な実質上中空円筒状のライニング１０及び、 前記ライニングを前記地盤構造のボアに挿入し
   た後に前記ライニングを介して前記ボアの中へ圧
   入するのに適した直径を有し、前記地盤構造ボア
   の表面に地盤安定力を加える事実上中空円筒状の
   細長い要素１４を備えることを特徴とする摩擦岩
   盤安定装置。 ２ 前記ライニングの断面が円の一部分に波形起
   伏３６を形成された形状を有する特許請求の範囲
   第１項に記載の摩擦岩盤安定装置。 ３ 前記ライニングが、前記要素１４の少なくと
   も一端２１を環境から密封するための機構２０を
   含む特許請求の範囲第１項記載の摩擦岩盤安定装
   置。 ４ 前記要素１４が最初にボアに入る前端２１と
   最後にボアに入る後端を有し、前記密封機構２０
   が前記前端２１を密封する特許請求の範囲第３項
   記載の摩擦岩盤安定装置。 ５ 前記要素１４が、該地膨構造ボア１２の移動
   表面によつてそれに加えられる横力に応答して変
   形可能である特許請求の範囲第１項記載の摩擦岩
   盤安定装置。 ６ 閉端形地盤構造ボア１２中で、ボアの表面か
   ら摩擦岩盤安定装置１４の外表面を隔離する方法
   であつて、 摩擦岩盤安定装置を用意する工程と、 半径方向に膨脹可能な事実上円筒状の不活性耐
   食材料からなるライニング１０，１０ｂを用意す
   る工程と、 前記ライニングをボアの直径より小さい直径の
   状態でボアの中に挿入する工程と、 ボアに挿入された前記ライニングの中へ前記摩
   擦岩盤安定装置を挿入する工程と、 前記摩擦岩盤安定装置に半径方向に膨脹する力
   を加える工程と、 からなる摩擦岩盤安定装置をボア表面から隔離す
   る方法。 ７ 前記ライニングを用意する工程が周辺に波形
   起伏を形成されたライニング１０ｂを用意するこ
   とからなる特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８ 閉鎖形地盤構造ボア１２中で、ボアの表面か
   ら摩擦岩盤安定装置１４の外表面を隔離する方法
   であつて、 摩擦岩盤安定装置を用意する工程と、 半径方向に膨脹可能な事実上円筒状の不活性耐
   食材料からなるライニング１０，１０ｂを用意す
   る工程と、 前記ライニングの外表面と内表面及び前記摩擦
   岩盤安定装置の表面の少なくとも一つに接着剤３
   ２を添付する工程と、 前記ライニングをボアの直径より小さい直径の
   状態でボアの中に挿入する工程と、 ボアに挿入された前記ライニングの中へ前記摩
   擦岩盤安定装置を挿入する工程と、 前記摩擦岩盤安定装置に半径方向に膨脹する力
   を加える工程と、 からなる摩擦岩盤安定装置をボア表面から隔離す
   る方法。 ９ 前記接着剤添付工程が、前記ライニング１０
   の内表面に接着剤３２を添付することからなる特
   許請求の範囲第８項記載の方法。 １０ 前記接着剤添付工程が、前記ライニング１
   ０の外表面に接着剤３２を添付することからなる
   特許請求の範囲第８項記載の方法。 １１ 前記接着剤添付工程が、前記ライニング１
   ０の内表面と外表面に接着剤３２を添付すること
   からなる特許請求の範囲第８項記載の方法。 １２ 前記接着剤添付工程が、前記摩擦岩盤安定
   装置１４の表面に接着剤３２を添付することから
   なる特許請求の範囲第８項又は第１０項記載の方
   法。 １３ 前記摩擦岩盤安定装置を用意する工程が、
   前記摩擦岩盤安定装置１４の前端２１に隣接して
   前記摩擦岩盤安定装置のまわりにバンド２８を固
   定することを含む特許請求の範囲第８項記載の方
   法。 １４ 前記ライニングを用意する工程がライニン
   グの前端にキヤツプ２０を取付けることを含む特
   許請求の範囲第８項記載の方法。 １５ 前記キヤツプを取付ける工程が前記ライニ
   ングをボアに設置する前に前記ライニングの前端
   にキヤツプ２０を取付けることを含む特許請求の
   範囲第１４項記載の方法。 １６ 前記キヤツプを取付ける工程が前記摩擦岩
   盤安定装置の前端に耐食性材料のキヤツプ２０を
   取付けることを含む特許請求の範囲第１４項記載
   の方法。 １７ 前記ライニングを用意する工程が、後端に
   外方に突出する半径方向フランジ３０ａを形成さ
   れた実質的に管状のライニング１０ａを用意する
   ことからなる特許請求の範囲第８項記載の方法。