SE538335C2 - Energiupptagande bergbult för ingjutning samt förfarande förtillverkning av en sådan bergbult - Google Patents

Description

Energiupptagande bergbult för ingjutning samt förfarande för tillverkning av en sådan bergbult Föreliggande uppfinning avser en bergbult för upptagande av krafter vid förstärkning av bergrum i gruvor och vid liknande bergarbeten.

BAKGRUND Gruvorna i världen går djupare och djupare för att nå mineraler. Detta medför ökade bergspänningar och ökad risk för seismisk aktivitet. Med ökat djup eller i områden med stora deformationer används förstärkning med energiupptagande förmåga, s.k. dynamisk förstärkning.

Det finns huvudsakligen två olika sorters energiupptagande bultar. I en variant sker energiupptagningen genom friktion mellan bult och ingjutningsmassan eller mellan bult och borrhålsvägg. Bulten glider och tar upp energi.

En annan metod är att deformera, töja, bulten. Om töjningen är stor så är också energiupptagningen stor. Ju större töjning desto större energiupptagning.

För att uppnå så stor töjning som möjligt ska den frikopplade längden, dvs längden mellan bultens infästning inne i borrhålet och bultens fria ände vara så lång som möjligt.

Vanligtvis består en ingjuten dynamisk bergbult av en gängad sträcka med ett skruvförband samt ett eller flera fästområden längs bulten. Med fästområde avses här ett eller flera områden längs bultens utsträckning som gjuts fast i borrhålet. De energiupptagande områdena längs bulten, där bulten kan töjas, utgörs av sträckorna mellan de fastgjutna partierna som har låg friktion mellan ingjutningsmassan och bulten. En bult med flera ankare minskar bultens energiupptagande förmåga, eftersom sträckan där bulten kan töjas minskar.

En nackdel med dynamiska ingjutna bultar är om en skada i bergrummet når till områdena mellan ankarna, då finns inga mothållande krafter som håller berget på plats.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med den föreliggande uppfinningen är att undanröja de ovan nämnda problemen genom att erbjuda en ingjuten dynamisk bergbult där den energiupptagande förmågan är större genom att sträckan som kan töjas är längre än vid konventionella ingjutna dynamiska bergbultar.

Detta syfte åstadkommes genom en ingjuten dynamisk bergbult med en energiupptagande del som befinner sig i en skyddad miljö utan att komma i kontakt med ingjutningsmassan, samtidigt som den energiupptagande delen är så lång som möjligt.

FIGURBESKRIVNING I det följande kommer uppfinningen att beskrivas under hänvisning till de bifogade ritningarna av vilka: Figur 1 visar en sidovy av en uppfinningsenlig bergbult med ett ankare med en kil, Figur 2 visar bulten från figur 1 i genomskärning, Figur 3 visar en ändvy av ett skruvförband, Figur 4 visar en ändvy av ett ankare, Figur 5 visar bulten från figur 1 där ankaret är utbytt till en omrörningsanordning, Figur 6a visar en yttre rörformig del försedd med kammar, Figur 6b visar en yttre rörformig del med perforeringar, Figur 6c visar en yttre rörformig del med ett mönster, Figur 7a visar en energiupptagande del i form av ett armeringsjärn, Figur 7b visar en energiupptagande del i form av ett en vajer, Figur 7c visar en energiupptagande del i form av en rundstång av stål, Figur 7d visar en energiupptagande del i form av ett kompositmaterial, samt Figur 8 visar ett berg med ett borrhål för införande av en bergbult, BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER I figur 1 visas en uppfinningsenlig bergbult 1 avsedd att gjutas in i ett borrhål 2 upptaget i ett berg. Bergbulten 1 innefattar en långsträckt yttre rörformig del 3 och en inre långsträckt energiupptagande del 4. I en föredragen utföringsform har den yttre delen 3 givits en längd som något underskrider längden hos den energiupptagande delen 4. Den yttre rörformiga delen 3 har en första 5 respektive en andra ände 6 och en storlek som medger att den energiupptagande delen 4 omsluts av den yttre delen 3. Den yttre delen 3 har med fördel ett cirkulärt tvärsnitt i form av ett cirkulärcylindriskt metallrör, men det bör inses att även andra former och material är möjliga. Exempelvis kan fyrkantigt, ovalt eller rektangulärt rör, av metall, plast eller komposit användas. Även andra former hos den yttre rörformiga delen 3 kan användas.

Den yttre rörformiga delens 3 mantel 7 är enligt figurerna 6a - 6c anordnad med en friktionshöjande struktur, exempelvis i form av ett mönster 8. Manteln 7 kan vara anordnad med kammar 9, på samma sätt som kammarna på ett vanligt förekommande armeringsjärn. Manteln 7 kan även vara anordnad med perforeringar 10, eller olika kombinationer av mönster, kammar och perforeringar. Syftet med den friktionshöjande strukturen är att ge en bättre fästyta i betongen som bulten 1 gjuts fast i. Om manteln 7 är försedd med perforeringar 10 ges betongen möjlighet att greppa fast i den rörformiga delen 3 utan att betongen rinner in i den rörformiga delen och kontaktar den energiupptagande delen 4.

Den inre energiupptagande delen 4 uppvisar en längd som överstigen längden hos den yttre rörformiga delen 3. I en föredragen utföringsform innefattar den energiupptagande delen 4 ett armeringsjärn 4a, men kan i andra utföringsformer innefatta en vajer 4b, en rundstång 4c eller en långsträckt kropp av ett kompositmaterial 4d enligt figurerna 7a - 7d. Den inre energiupptagande delens 4 ena ände 11, den ände som är avsedd att befinna sig i botten av borrhålet 2 när bergbulten 1 är monterad, är anordnad med ett ankare 12 i form av ett spår 13 med en kil 14. Spåret 13 är upptaget i den energiupptagande delens 4 ände 11 på så sätt att änden klyvs en sträcka. I spåret 13 placeras en kil 14. När bulten 1 förs in i borrhålet 2 och når borrhålets botten, pressas eller slås bulten 1 mot borrhålets botten så att kilen 14 trycks in i spåret 13. När kilen 14 trycks in i spåret 13 pressas partierna på ömse sidor av spåret ut mot borrhålets väggar och fäster på så sätt bergbultens ände 11 i borrhålet 2.

Den energiupptagande delens 4 andra ände 15 är försedd med ett gängat parti 16 som sträcker sig ett stycke in på den energiupptagande delen 4. Det gängade partiet 16 är avsett att befinna sig utanför borrhålet när bulten 1 är införd i hålet 2, och har en diameter som är lika med eller överstiger den yttre delens yttermått enligt figurerna 1 och 2. Syftet med detta är att undvika en försvagning av den inre energiupptagande delen på grund av gängningen. På det gängade partiet 16 är monterat ett skruvförband 17 i form av en mutter 18, en bultbricka 19 samt en kraftfördelare i form av en halvsfär 20. När bergbulten 1 är monterad och fastgjuten i borrhålet 2 förspänns den med skruvförbandet 17. Halvsfärens 20 uppgift är att rikta kraften från berget mot brickan 19 och muttern 18. När den inre energiupptagande delen 4 innefattar en vajer 4b eller ett kompositmaterial 4d bör det inses att det gängade partiet 16 och ankaret 12 är fastsatt till den energiupptagande delen 4c eller 4d genom svetsning, limning eller på annat sätt permanent fastsatt.

Den inre energiupptagande delen 4 är införd i, placerad inne i, den yttre rörformiga delen 3. Den yttre rörformiga delens 3 ena ände 5 är fastsatt vid den inre energiupptagande delen 4 i anslutning till ankaret 12. Den rörformiga delens 3 andra ände 6 är fastsatt i nära anslutning till skruvförbandet 17, i direkt anslutning till det gängade partiets 16 avslut. Enligt en föredragen utföringsform är den yttre rörformiga delens 3 ändar 5,6 fastsatta medelst svetsning med helsvetsade fogar S. Men det bör inses att någon annan typ av fastsättningsmetod kan användas, exempelvis limning eller annan permanent fastsättning. Limning är särskilt lämpligt när annat material än stål används till den energiupptagande delen 4 och/eller den yttre rörformiga delen 3.

Den föredragna bergbulten monteras på följande sätt enligt figur 8: när borrhålet 2 har borrats i berget förs ett fästmaterial in i borrhålet, exempelvis betong. Därefter förs bergbulten 1 med ankaret 12 först in i borrhålet. När bergbulten 1 bottnar, pressas eller slås bulten mot borrhålets botten så att ankaret fäster och bulten fastnar. När betongen härdat, monteras skruvförbandet 17 på den del av det gängade partiet 16 som sticker ut ur borrhålet 2, och dras åt så att den energiupptagande delen 4 förspänns.

Om resin används istället för betong är bulten 2 försedd med ett ankare i form av en omrörningsanordning 21 bildat av ett paddelliknande blad eller skiva istället för kilen. När bulten ska monteras förs resinet in i borrhålet, varefter bulten förs in i borrhålet och roteras så att resinet mixas av omrörningsanordningen 21. Resinet är snabbhärdande varför skruvförbandet 17 kan monteras och förspännas i direkt anslutning till införandet av bulten 1 i hålet 2.

Tack vare att den yttre rörformiga delen 3 omsluter och innesluter den energiupptagande delen 4, så utsätts inte den energiupptagande delen 4 för korrosion eller annan påverkan som kan försvaga bulten 1. Detta ger en längre livslängd jämfört med andra typer av ingjutna bergbultar. Dessutom ges bergbulten 1 en maximal sträcka som bulten kan töjas på, tack vare att den energiupptagande delen 4 inte kommer i kontakt med ingjutningsmaterialet. Detta ger fördelen att bergbulten kan töjas längre och därmed ta upp större krafter jämfört med andra typer av ingjutna bergbultar.

Bergbulten tillverkas på följande sätt: - en längd och en diameter hos hålet 2 i berget bestäms, - en långsträckt energiupptagande del 4 anordnas, - en långsträckt rörformig del 3 anordnas, - den energiupptagande delen 4 inpassas i den rörformiga delen 3, - den rörformiga delens 3 ena ände 5 fästs permanent i anslutning till ett första ändparti 11 hos den energiupptagande delen 4, samt - den rörformiga delens 3 andra ände 6 fästs permanent i anslutning till ett andra ändparti 15 hos den energiupptagande delen 4.

Den yttre rörformiga delens 3 inre mått, dvs dess inre diameter om den innefattar ett cirkelformigt rör, överstiger den energiupptagande delens 4 yttre mått eller dess diameter. Måtten kan vara så anpassade att den energiupptagande delen 4 måste pressas in i den yttre rörformiga delen 3, men det bör inses att den yttre rörformiga delen 3 med fördel kan ha ett inre mått som är så tilltaget att den inre energiupptagande delen 4 kan röra sig eller förskjutas fritt i förhållande till den rörformiga delen 3 innan fastsättningen, exempelvis svetsningen eller limningen. Om den yttre rörformiga delens 3 inre mått är väl tilltaget i förhållande till den inre energiupptagande delens 4 mått, uppnås fördelen att risken att ingjutningsmassan ska komma i kontakt med den energiupptagande delen minimeras.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till det ovan beskrivna och på ritningarna visade utan kan ändras och modifieras på en rad olika sätt inom ramen för den i de efterföljande patentkraven angivna uppfinningstanken.

Claims (14)

1. Bergbult (1) för ingjutning i ett borrhål (2), innefattande en långsträckt energiupptagande del (4), den energiupptagande delens (4) första ände (11) innefattande ett ankare (12) samt den energiupptagande delens (4) andra ände (15) innefattande ett skruvförband (16) för förspänning av bergbulten (1), känneteckn a d av att bergbulten (1) innefattar en långsträckt rörformig del (3) med en mantel (7) och ett första (5) respektive ett andra (6) ändparti, ett innermått hos den rörformiga delen (3) som är större än den energiupptagande delens (4) yttermått och anordnad på så sätt att den omsluter den energiupptagande delen (4), samt att den rörformiga delens (3) ändpartier (5,6) är förbundna med den energiupptagande delen (4) i anslutning till ankaret (12) och skruvförbandet (16).

2. Bergbult enligt patentkrav 1, varvid den rörformiga delen (3) sträcker sig mellan ankaret (12) och skruvförbandet (16) och på så sätt förhindrar att den energiupptagande delen (4) kommer i kontakt med ingjutningsmassan.

3. Bergbult enligt patentkrav 2, varvid den rörformiga delen (3) är fastsatt medelst svetsning.

4. Bergbult enligt något av patentkraven 1 - 3, varvid den rörformiga delens (3) mantel (7) är försedd med en friktionshöjande struktur (8).

5. Bergbult enligt något av patentkraven 1 - 3, varvid den rörformiga delens (3) mantel (7) är perforerad (10).

6. Bergbult enligt något av patentkraven 1 - 3, varvid den rörformiga delens (3) mantel (7) är försedd med kammar (9).

7. Bergbult enligt patentkrav 1 - 6, varvid den energiupptagande delen (4) innefattar ett armeringsjärn (4a).

8. Bergbult enligt patentkrav 1 - 6, varvid den energiupptagande delen (4) innefattar en vajer (4b).

9. Bergbult enligt patentkrav 1 - 6, varvid den energiupptagande delen (4) innefattar en rundstång (4c) av stål.

10. Bergbult enligt patentkrav 1, varvid den energiupptagande delen (4) innefattar en långsträckt kropp av ett kompositmaterial (4d).

11. Bergbult enligt patentkrav 2 och 10, varvid den rörformiga delen (3) är fastsatt medelst limning.

12. Bergbult enligt patentkrav 1, varvid ankaret (12) innefattar en kil (14) införd i ett spår (13) i den energiupptagande delens (4) ände (11).

13. Bergbult enligt patentkrav 1, varvid ankaret (12) innefattar en omrörningsanordning (18) anordnad vid den energiupptagande delens (4) ände (11).

14. Förfarande för tillverkning av en bergbult, kännetecknat av att det innefattar följande operationers steg: att en längd och en diameter hos hålet (2) i berget bestäms, att en långsträckt energiupptagande del (4) väljs med en längd motsvarande längden hos hålet i berget, att en långsträckt rörformig del (3) väljs med en diameter motsvarande diametern hos hålet i berget, att den energiupptagande delen (4) inpassas i den rörformiga delen (3), att den rörformiga delens (3) ena ände (5) fästs permanent i anslutning till ett första ändparti (11) hos den energiupptagande delen (4), att den rörformiga delens (3) andra ände (6) fästs permanent i anslutning till ett andra ändparti (15) hos den energiupptagande delen (4), samt att den energiupptagande delens (4) första respektive andra ände (11,15) anordnas med ett skruvförband (16) respektive ett ankare (12).