NO844962L - Fremgangsmaate ved fjellbolting, og en innretning og et fjellboltingsapparat - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved fjellbolting ved hvilken et hull bores i fjellet, en sats masse-mørtel innføres i borehullet og en ankerbolt presses inn i borehullet. Oppfinnelsen angår også en innretning for ut-førelse av innføringen av mørtel i borehullet, og et fjellboltingsapparat.

I US-A-4 158 520 er det vist et fjellboltingsapparat som omfatter et fjellbor, en boltsettingsmaskin og en lasteanordning for tokomponent-harpikspatroner. Harpikspatronene blåses inn i borehullet og deres innhold blandes ved hjelp av bolten til en herdende masse. I GB-

A-953 056 er det beskrevet patroner for fjellbolting som inneholder en tørr sementmørtel og et separat rom for vann.

Det er også kjent å innføre en slange til bunnen av borehullet og å overføre en massesementmørtel gjennom slangen mens slangen trekkes langsomt tilbake. Denne metode kan benyttes med det fjellboltingsapparat som er vist i US-A-4 351 625.

Oppfinnelsen skal beskrives under henvisning

til tegningene, der fig. 1 viser et s.ideriss av en mobil fjellboltingsrigg ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et grunn-riss av den på fig. 1 viste rigg, fig. 3 viser et for-

størret delriss betraktet som vist ved pilene 3 - 3 på fig.

1, fig. 4 viser et sideriss av noen detaljer som er vist på fig. 1 og 2, og fig. 5 viser en fjellbolt som kan innsettes ved hjelp av riggen.

Den på tegningene viste fjellboltingsrigg om-

fatter et hjulforsynt understell 12 på hvilket en bom eller utligger 13 er svingbart montert. Utliggeren 13

bærer svingbart en matebjelke 14. En sleid 15 er montert på matebjelken 14 og den kan beveges langs matebjelken ved hjelp av en ikke vist, hydraulisk mateanordning på konven-sjonell måte.

En maskinskiftende eller maskinforskyvende anordning 16 er montert på matebjelkens 14 bakre ende. Når sleiden 15 er i sin bakerste stilling som vist på fig. 3,

kan et fjellbor 17 som er vist i sin driftsstilling på

sleiden 15, beveges bort fra sleiden 15 mot venstre på \

figuren, og en boltsetter 29 kan erstatte fjellboret på sleiden 15. Denne sideforskyvning utføres ved hjelp av en hydraulisk sylinder 18. Boltsetteren kan omfatte en hydraulisk motor slik at den kan dreie bolten samtidig som den presser bolten inn i borehullet. Ved matebjelkens 14 frontende er. en bærer eller understøttelse 19 montert for å svinge om en akse som er parallell med matebjelken. Under-støttelsen 19 bærer en føring 20 for et borstål 21, et munnstykke 22 og en føring 23 for en fjellbolt 24 av den type som er vist på fig. 5. Et magasin for fjellbolter er på fig. 2 angitt ved henvisningstallet 43. Bolten 24 eller ankerstangen omfatter en re-stang 53, en skive eller plate 54 og en mutter 55. Ved hjelp av en hydraulisk sylinder 25 kan borstålføringen 20, som er vist i sin driftsstilling, svinges til side, og munnstykket 22 og førxngen 23 for fjellbolten kan alternativt svinges til sine driftsstillin-ger på linje med et borehull 26 som er boret ved hjelp av fjellboret 17 og dettes borstål 21. Selve fronten av matebjelken 14 omfatter en støtteblokk 27 av hardgummi som er innrettet til å presses slik at den bringes til anlegg mot fjellet.

En slange 28 kopler munnstykket 22 til en sement-mørtel-tilførselsanordning 30 som er montert på understellet 12.

Sementmørtel-tilførselsanordningen 30 omfatter en ramme 31 som er montert på understellet 12. Rammen 31 omfatter en plate 32 og føringer 33 for føring av en sleid eller ..luke 34 på platen 32. Luken 34 bærer en sementblander 35 med et konisk hus 36 og en roterbar agitator 37 som drives av en hydraulisk motor 38 på et deksel 32 av huset 36. Huset 36 danner et blandekammer som også er et lagringskammer.

Den nedre ende av det koniske hus 36 er koaksial med et hull 39 i luken 34. Agitatoren 37 er lagret i et armkors 40 som er montert i hullet 39. Slangen 28 er koplet til et hull 41 i luken 34.

En sylinder 45 er opphengt i et åk eller tverr-stykke 56 som er opphengt i to bolter 47, 48. To korte, hydrauliske jekker 49, 50 er anordnet som avstandsholdere mellom tverrstykket 46 og muttere 51, 52 på boltene 47, 48.

Jekkene 49, 50 er koplet for konstant å forspenne sylinderens 45 endeflate mot sleiden eller luken 34 med en kraft som tillater bevegelse av sleiden. Jekkene 49, 50

kan deretter påvirkes for å fastspenne sylinderen 45 mot luken 34 med en vesentlig større kraft for å tilveiebringe en tetning som motstår høyt trykk. I stedet for å benytte jekkene 49, 50 for utøvelse av den konstant- anvendte kraft på sylinderen 45, kan man innkople fjærer mellom rammen 31 og tverrstykket 36 og benytte jekkene 49, 50 bare for fastspen-ning .

Et stempel 60 er glidbart i sylinderen 45. Stempelet har en ringformet stempelstang 61 som glir på et stempel 62. Stempelets 62 stempelstang 59 er festet til rammen 31. Et ringformet kammer 5 7 under stempelet 60 spyles med vann som tilføres via en tilførselsledning 58.

En tilførselspassasje 63 for .hydraulisk fluidum fører til et sylinderkammer 64 for å presse stempelet 60 opp-over i et arbeidsslag, og en tilførselspassasje 65 fører til et sylinderkammer 6 6 for å presse stempelet 60 nedover i et returslag.

En hydraulisk sylinder 69 er innkoplet mellom rammen 31 og luken 34 og er innrettet til å bevege luken 34 mellom tre faste stillinger. I den høyre endestilling av luken 34 som er vist på fig. 4, er sementblanderen 35 koaksial med sylinderen 45. I en mellomstilling er hullet 41 koaksialtmed sylinderen 45. I den venstre endestilling av luken er blanderens 35 koniske hus 36 åpent mot et hull 67

i platen 32. En slange 68 fører fra hullet 62 til bakken.

En boltinnsettingsoperasjon skal nå beskrives.

Før boring av det første hull i et skift eller etter en avbrytelse tilberedes sementmørtelen i blanderen 35. Vanligvis benyttes en mørtel bestående bare av en hydraulisk sement, f.eks. portlandsement, og vann, og iblant benyttes en sementmørtel med fin sand. Luken 34 beveges først til sin mellomstilling i hvilken hullet 41 er koaksial med sylinderen og platen 32 danner en bunn i sementblanderen 35, og blanderen 35 fylles med tørr sement eller tørr sementmørtel, og en forutbestemt mengde vann tilsettes. Den hydrauliske motor 38 startes slik at ^agitatoren 37 danner en mørtel av sementen og vannet. Luken 34 beveges til sin stilling på

fig. 4, slik at mørtelen fyller sylinderen 45 når stempelet 60 fra sin øverste stilling beveges nedover ved hjelp av hydraulisk olje som tilføres til kammeret 66 via passasjen

65. Lengden av det nedadrettede naturslagg kan innstilles ved hjelp av en aksialt innstillbar føler som er vist ved 70, slik at det effektive sylindervolum av den positive fortrengningspumpe 55, 60 kan forutbestemmes og en forutbestemt mengde mørtel kan tilføres til sylinderen 45. Luken 34 beveges på nytt mot venstre på fig. 4, slik at den danner et sylinderhode som er forsynt med et utløp 41. Stempelet .60 påvirkes deretter av hydraulisk olje som tilføre z til kammeret 44 via passasjen 63 for å utføre et oppadrettet arbeidsslag, dvs..for å presse mørtelen i sylinderen 45 ut i slangen 28. Trykket i sylinderen 45 kan for eksempel være 10 Mpa, og trykket i munnstykket 22 kan da være 1 Mpa. Jekken 49, 50 påvirkes for å klemme sylinderen 45 mot luken 34 på samme tid som sylinderkammeret 66 trykksettes slik at en god tetning tilveiebringes mellom sylinderen 45 og luken 34. Operasjonen gjentas inntil slangen 28 er fylt med mørtel, slik at mørtel utsprøytes eller utskytes fra munnstykket når stempelet 60 utfører et arbeidsslag. Boltingsoperasjonen kan nå starte. Således innstilles matebjelken 14 og presses mot fjellet, og fjellboret 17 påvirkes for å bore et hull i fjellet eller steinen. Under boreoperasjonen fylles sylinderen 45 med mørtel, og luken 34 beveges til sin mellomstilling i hvilken den danner et hode eller lokk på sylinderen 45 slik som ovenfor omtalt. Når hullet er blitt boret, påvirkes den hydrauliske sylinder 45 for å innstille munnstykket 22 på linje med borehullet 26. Munnstykket 22 befinner seg da ved borehullets munning. Det befinner seg nær opp til munningen, men på en avstand

fra munningen som fremgår av fig. 4. Det kan for eksempel befinne seg noen få centimeter fra borehullets munning,

eller noen få desimeter fra denne. Stempelet 60 påvirkes

for å presse sitt forutbestemte volum av mørtel ut i slangen 28, slik at en tilsvarende mørtelmengde utsprøytes fra munnstykket 2 2 som en stråle som når frem til bunnen av hullet. Munnstykkets diameter må være jevnt redusert som vist på fig. 4, for å sørge for en stråle og ikke en dusj. Munnstykkets utløpsdiameter bør være mindre enn halve borehullets diameter, eller mindre enn en tredjedel av denne. Som et eksempel kan borehullet ha en diameter på 40 mm, ankerstangen en diameter på 30 mm og munnstykket en utløps-diameter på 8 mm. Mengden av injisert mørtel skal ikke fylle hullet fullstendig. Den bør være beregnet for å fylle rommet mellom bolten og borehullet når bolten er blitt inn-ført. Volumet av den injiserte mørtelsats vil således vanligvis være halvparten av borehullets volum. Sylinderen 4 5 og stempelet 60 er fortrinnsvis slik utformet at det tilveiebringes en tilstrekkelig mengde mørtel i et borehull i ett skudd. Det er imidlertid mulig å gjøre mengdene mindre og å skyte mer enn én gang. Operatøren tilfører vanligvis tørr sement og vann til huset 36 når magasinet 43 for bolter er tomt. Mørtelen vil da være klar for bruk når operatøren har fylt magasinet 43 på nytt.

I stedet for å ha munnstykket beliggende utenfor borehullet som beskrevet, kan man ha munnstykket anbrakt inne i hullet. Munnstykket må da ikke innføres for langt da det må være utenfor det parti av hullet som skal fylles med mørtel. Det må således befinne seg utenfor borehullets aksiale midtpunkt. En fordel med å ha munnstykket anbrakt inne i borehullet, er at det kan være utformet for å styres av borehullet og derved innrettes med borehullet. Å ha munnstykket anbrakt i borehullet vil imidlertid komplisere operasjonen. Det er lettere å bevege munnstykket bare sideveis, som vist.

Det er vanligvis uunngåelig at strålen vil be-røre borehullets vegg før den når frem til bunnen av hullet. Det har imidlertid vist seg at strålen fyller borehullet fra bunnen dersom dens hastighet når den utskytes, er høyere enn ca. 4 m/s. Strålens hastighet bør derfor være minst 6 m/s, og den bør fortrinnsvis ligge mellom 8 og 15 m/s.

Når mørtelsatsen således er blitt avgitt til borehullet, påvirkes boltinnsettingsmaskinen for å presse en bolt inn i borehullet inntil boltens plate kommer i kontakt med fjellet. Når mørtelen har størknet, kan mutteren 55 til-trekkes.

Det er fare for at utlekkende sement vil størkne på utstyret og gjøre dette funksjonsudyktig. Da det benyttes en hydraulisk sement, kan dette problem overvinnes ganske enkelt ved å sprøyte vann på vitale deler kontinuerlig eller med korte mellomrom under drift. For dette formål er flere sprøytemunnstykker montert på riggen. Noen vitale munnstyk-ker er avmerket på tegningene. Det finnes et munnstykke 72 for sprøyting på understøttelsen 19 og dennes føringer 20,

23 og injeksjonsmunnstykket 22. Dennes sprut vil også vete j

boltene når boltene innsettes. Når en mørtelstråle skytes gjennom munnstykket 22, må påsprøytingen selvsagt være av-stengt. To sprøytemunnstykker 73, 74 er montert for å sprøyte på luken 34, og et sprøytemunnstykke 75 er anordnet for sprøy-ting inn i huset 20 når dettes deksel 42 er åpnet. Når operasjonen avbrytes i en lengre periode, kan huset 36 rengjøres når luken 34 er i sin venstre endestilling i hvilken huset 36 er åpent mot tømmeslangen 68. Når det rengjorte hus føres tilbake til sin stilling på fig. 4, kan vann da tilføres til huset 36, og stempelet 60 kan føres frem og tilbake for å rengjøre sylinderen 45.

I den foregående beskrivelse av den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er elementer som ikke er vesentlige for forståelse av oppfinnelsen, ikke blitt beskrevet i detalj. Magasinet 42 og dettes virkemåte er for eksempel ikke blitt detaljert beskrevet. Manøvreringen av luken 34, stempelet 60 og jekkene 49, 50 utføres fortrinnsvis automatisk, og dette er også tilfelle med :indekseringen av understøttelsen 19 og vekslingen av maskiner på sleiden 15.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fjellbolting ved hvilken et hull bores i fjellet, en sats massemørtel innfø res i borehullet (26) og en ankerbolt (24) presses inn i borehullet (26), karakterisert ved at mørtelsatsen utskytes fra et munnstykke (22) ved borehullets (26) munning med en sådan hastighet at den danner en stråle som rekker frem til borehullets bunn.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en forutbestemt mengde mørtel presses inn i en mørtelfylt rørledning (28) som er koplet til munnstykket 122) slik at en tilsvarende mengde utskytes fra munnstykket som den nevnte mørtelsats.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at mørtelen både utmåles og presses inn i rørledningen ved hjelp av en pumpe (45, 60) med positiv fortrengning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakte-r._i sert ved at det benyttes en pumpe (45, 60) med et resiprokerbart stempel (60), og at pumpens effektive sylindervolum benyttes til å utmåle mørtelen.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at strålen utskytes fra munnstykket (22) med en hastighet på minimum 4 m/s, og fortrinnsvis minimum 6 m/s.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at vann spyles på ankerbolten (24) mens ankerbolten presses inn i borehullet.

7. Fremgangsmåte ved fjellbolting ved hvilken et hull bores i fjellet, en sats massemørtel innføres i borehullet (26), og en ankerbolt (24) presses inn i borehullet (26), karakterisert ved at mørtelsatsen utskytes fra et munnstykke (22) som er anbrakt i borehullet (26) utenfor borehullets aksiale midtpunkt, eller er anbrakt utenfor borehullet.

8. Innretning for innføring av en sementmørtel i et borehull i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-7, omfattende en lagringsanordning (35) for massemørtel, en rørledning (28) for befordring av mørtelen fra lagringsanordningen (35) til borehullet (26), og en anordning (45, 60) for pressing av mø rtelen gjennom rørledningen, karakterisert ved at et munnstykke (22). er anordnet ved enden av rø rledningen (28), og anordningen for pressing av mørtelen gjennom rørledningen består av en pumpe (45, 60) med positiv fortrengning som er innrettet til å utøve et så høyt trykk på mørtelen at denne utskytes som en stråle fra munnstykket (22).

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at pumpen (45, 60) omfatter en i hovedsaken vertikal sylinder (45) med et resiprokerbart stempel (60) og at det er tilveiebrakt en anordning for alternativt å innstille et første sylinderhode (34) som er forsynt med et ut-løpe 441) til den nevnte rørledning (28), og et andre sylinderhode (34) som er forsynt med en mørteltilførselspassasje (39), i operative stillinger på sylinderen.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at de første og andre sylinderhoder (34) er sideveis glidbare i felleskap, og at lagringsanordningen (35) er montert på det andre sylinderhode (34).

11. Fjellboltingsapparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-7, omfattende et understell (12), en utligger (13) som er svingbart montert på understellet, og en montasje (14) som er svingbart montert på utliggerens distale ende og omfatter et fjellbor (17), en anordning (22) for innføring av en sementmørtel i borehullet, og en boltinnsetter (29) , idet fjellboret (17), den nevnte anordning (22) og boltinnsetteren (29) er fortløpende bevegelige til sin driftsstilling på montasjen (14), karakterisert ved at anordningen for innføring av det herdbare medium i borehullet omfatter et munnstykke (22) som har sin driftsstilling ved munningen av et borehull (26) som er boret ved hjelp av fjellboret, og er koplet til en positiv fortrengningspumpe (45, 60) som er montert på understellet (12), og at en sementmørtel-lagringsanordning (35) er montert på understellet (12) og er innrettet til å mate pumpen (4.5, 60), idet pumpen (45, 60) er innrettet til å utøve et så høyt trykk på mørtelen at denne utskytes som en stråle fra munnstykket (22).