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DE102012208736A1 - Gesteinsanker - Google Patents

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Publication number
DE102012208736A1
DE102012208736A1 DE102012208736A DE102012208736A DE102012208736A1 DE 102012208736 A1 DE102012208736 A1 DE 102012208736A1 DE 102012208736 A DE102012208736 A DE 102012208736A DE 102012208736 A DE102012208736 A DE 102012208736A DE 102012208736 A1 DE102012208736 A1 DE 102012208736A1
Authority
DE
Germany
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rock
anchor
tube
interior
drilling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102012208736A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Ludwig
Richard Podesser
Stefan Götzfried
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to DE102012208736A priority Critical patent/DE102012208736A1/de
Priority to PCT/EP2013/059977 priority patent/WO2013174681A1/de
Publication of DE102012208736A1 publication Critical patent/DE102012208736A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00Setting anchoring-bolts
    • E21D20/02Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • E21D20/025Grouting with organic components, e.g. resin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Bei einem chemischen Gesteinsanker (1), insbesondere zur Anwendung im Bergbau, umfassend ein Ankerrohr (2), welches einen Innenraum (5) einschließt, einen innerhalb des Innenraumes (5) angeordneten Fixierungsstoff (6) zur stoffschlüssigen Fixierung des Ankerrohres (2) an Gestein, ein innerhalb des Innenraumes (5) angeordnetes Fördermittel (8) zur Förderung des Fixierungsstoffes (6) außerhalb des Ankerrohres (2) bei einer Anordnung des Ankerrohres (2) in einer Bohrung in dem Gestein, einen Verschlussstopfen (12) mit einem Fluidkanal (15) zum Einleiten eines Auspressfluides in den Innenraum (5) zu dem Fördermittel (8), wobei der Verschlussstopfen (12) an einem hinteren Endbereich des Ankerrohres (2) angeordnet ist soll mit einem Bohr- und Auspressadapter sowohl mit einem Bohrgestänge eine Bohrung in das Gestein eingearbeitet werden können als auch anschließend mit dem gleichen Bohr- und Auspressadapter ohne Verwendung eines gesonderten Auspressadapters der Gesteinsanker (1) in die Bohrung eingeführt und der Fixierungsstoff ausgepresst werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Verschlussstopfen (12) rückseitig mit einem Stutzen (13) versehen ist und an dem Stutzen (13) der Fluidkanal (15) ausgebildet ist, so dass das Auspressfluid durch den Fluidkanal (15) in dem Stutzen (13) in den Innenraum (5) einleitbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gesteinsanker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Fixierung eines Gesteinsankers in Gestein gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12.
  • Im Berg- und Tunnelbau werden Gesteinsanker eingesetzt, um Gebirgsbewegungen des anstehenden Gesteines zu unterbinden, zu verlangsamen oder um größere Abplatzungen von anstehendem Gestein zu sichern und damit einen gefahrlosen Betrieb zu ermöglichen. Bei chemischen Gesteinsankern sind Ankerrohre mit einem aushärtenden Mörtel oder mit Kunstharz als Fixierungsstoff stoffschlüssig mit dem Untergrund bzw. dem anstehenden Gestein verbunden. Die Gesteinsanker sind dabei mit oder ohne Vorspannung im anstehenden Gestein eingebaut. Gesteinsanker im Bergbau, z. B. bei der Kohlförderung unter Tage, dienen im Gegensatz zum Tunnelbau nur zur temporären Sicherung des Gesteins, weil im Allgemeinen das temporär gesicherte Gestein in einem späteren Arbeitsgang abgebaut wird und damit auch die Gesteinsanker wieder aus dem Gestein entfernt werden.
  • Der Fixierungsstoff ist dabei innerhalb eines von einem Ankerrohr des Gesteinsankers eingeschlossenen Innenraumes angeordnet. Zur Fixierung des Gesteinsankers wird zunächst mit einem Bohrgestänge eine Bohrung in das Gestein eingearbeitet und erst anschließend kann der chemische Gesteinsanker in die Bohrung eingeführt werden. Das Bohren der Bohrung mit dem Bohrgestänge erfolgt dabei mit einem Bohradapter mit einem Antriebsmotor. Der Bohr- und Auspressadapter weist dabei eine Aussparung auf, in welche beim Bohren mit dem Bohrgestänge ein Gestängestutzen eingreift. Durch diesen Gestängestutzen wird Spülwasser während des Bohrens mit dem Bohrgestänge durch das Bohrgestänge geleitet. Der Gesteinsanker weist an seinem hinteren Ende einen Verschlussstopfen auf mit einer Ausnehmung als Bohrung. Um mit dem Bohr- und Auspressadapter den Gesteinsanker in die Bohrung einführen und setzen zu können, d. h. den Fixierungsstoff mittels eines Auspressfluides auspressen zu können, ist es erforderlich, zwischen dem Bohr- und Auspressadapter einen gesonderten Auspressadapter anzuordnen. Mit dem Bohr- und Auspressadapter kann somit nicht ohne den gesonderten Auspressadapter der Gesteinsanker eingeführt und gesetzt werden. Aufgrund der Ausnehmung in dem Verschlussstopfen ist ein gesonderter Stutzen zur Einführung in die Ausnehmung an dem gesonderten Auspressadapter erforderlich, um eine fluidleitende Verbindung für das Auspressfluid von dem Bohr- und Auspressadapter zu dem Gesteinsanker herstellen zu können. In nachteiliger Weise muss somit zwischen dem Bohrvorgang mit dem Bohrgestänge und dem Setzvorgang mit dem Gesteinsanker jeweils der gesonderte Auspressadapter an dem Bohr- und Auspressadapter angeordnet und anschließend wieder entfernt werden.
  • Die DE 10 2006 006 748 A1 zeigt einen Inliner-Hohlstabvollverbundanker für dein Einsatz im Berg-, Tunnel-, Tief- und Felsbau ohne Zwischenmittel wie zusätzliche Innenkanäle zur Spülung oder Absaugung von Bohrklein und ohne ein Innenrohr als Klebermagazin, wobei mit einem in einer Hohlstabbohrung ohne weitere Mittel eingelagerter, vorkonfektionierter Kleber als Paste oder Granulat mit/ohne Kunststoffschlauch, mit/ohne Mischeinrichtung durch den Auspressvorgang mit einem Kolben die chemische Aushärtung im Ringraum des Bohrloches zwischen dem Inliner-Hohlstabvollverbundanker und Gebirge ausgelöst wird.
  • Die DE 10 2006 058 458 A1 zeigt einen als Patronen-Mischanker ausgebildeten Hohlstabverbundanker, einsetzbar als Zweiphasenanker für den Einsatz im Berg-, Tunnel-, Tief- und Felsbau, mit einem zumindest partiellen in einer Hohlstabbohrung eines Hohlstabes eingelagerten Ein-, Zweikomponentenklebers, insbesondere einem vorkonfektionierten Druckkleber, mindestens einem ankerkopfseitig vorgesehenen Patronenmischer oder Berstventil für den Druckkleber sowie mindestens einem ankerfußseitig positionierten Auspresskolben, wobei die Außenfläche des Hohlstabverbundankers mit einem Klebstoff, bedarfsweise mit beigemengtem Füllstoff beschichtet, oder mit einem Haftgewinde bzw. mit aufgeschweißten Gewindespiralen versehen ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Gesteinsanker und ein Verfahren zur Fixierung eines Gesteinsankers in Gestein zur Verfügung zu stellen, bei dem mit einem Bohr- und Auspressadapter sowohl mit einem Bohrgestänge eine Bohrung in das Gestein eingearbeitet werden kann als auch anschließend mit dem gleichen Bohr- und Auspressadapter ohne Verwendung eines gesonderten Auspressadapters der Gesteinsanker in die Bohrung eingeführt und der Fixierungsstoff ausgepresst werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem chemischen Gesteinsanker, insbesondere zur Anwendung im Bergbau, umfassend ein Ankerrohr, welches einen Innenraum einschließt, einen innerhalb des Innenraumes angeordneten Fixierungsstoff zur stoffschlüssigen Fixierung des Ankerrohres an Gestein, ein innerhalb des Innenraumes angeordnetes Fördermittel zur Förderung des Fixierungsstoffes außerhalb des Ankerrohres bei einer Anordnung des Ankerrohres in einer Bohrung in dem Gestein, einen Verschlussstopfen mit einem Fluidkanal zum Einleiten eines Auspressfluides in den Innenraum zu dem Fördermittel, wobei der Verschlussstopfen an einem hinteren Endbereich des Ankerrohres angeordnet ist, wobei der Verschlussstopfen rückseitig mit einem Stutzen versehen ist und an dem Stutzen der Fluidkanal ausgebildet ist, so dass das Auspressfluid durch den Fluidkanal in dem Stutzen in den Innenraum einleitbar ist. Der Verschlussstopfen mit dem Fluidkanal zum Durchleiten des Auspressfluides weist einen Stutzen auf. Dieser Stutzen kann in eine Ausnehmung an einem Bohr- und Auspressadapter eingeführt werden wie ein Gestängestutzen an einem Bohrgestänge. Dadurch kann mit einem konventionellen, aus dem Stand der Technik bekannten Bohr- und Auspressadapter sowohl die Bohrung mit dem Bohrgestänge in das Gestein eingearbeitet und gleichzeitig Spülwasser in das Bohrgestänge eingeführt werden und anschließend kann mit diesem identischen Bohr- und Auspressadapter der Gesteinsanker in die Bohrung eingeführt und gleichzeitig das Auspressfluid, insbesondere eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, durch den Gesteinsanker in den Innenraum eingeleitet werden zu dem Fördermittel, z. B. einem Kolben oder einem hydraulisch betätigten Mechanismus, um dadurch den Fixierungsstoff aus dem Innenraum in einen Raum, insbesondere Ringraum, zwischen dem Gesteinsanker und dem Gestein einführen zu können zur chemischen Fixierung des Gesteinsankers an dem Gestein. Dadurch kann in vorteilhafter Weise der Arbeitsvorgang beim Setzen von Gesteinsankern wesentlich vereinfacht werden, weil mit dem gleichen Bohr- und Auspressadapter sowohl die Bohrung mit dem Bohrgestänge eingearbeitet und auch anschließend der Gesteinsanker in die Bohrung eingeführt und gesetzt werden kann.
  • Insbesondere weist ein hinteres Ende des Stutzens einen axialen Abstand, z. B. wenigstens 0,5 cm, 1 cm oder 2 cm, zu einem hinteren Ende des Ankerrohres auf.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der Verschlussstopfen in einen Befestigungsabschnitt und den Stutzen unterteilt und der Fluidkanal ist sowohl an dem Befestigungsabschnitt als auch an dem Stutzen ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt dient zur Befestigung des Verschlussstopfens an dem Ankerrohr.
  • In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Innenraumes angeordnet.
  • Zweckmäßig ist der Stutzen wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, außerhalb des Innenraumes angeordnet.
  • Vorzugsweise ist innerhalb des Ankerrohres als Außenrohr ein Innenrohr angeordnet. Der Außendurchmesser des Innenrohres entspricht dabei im Wesentlichen, z. B. mit einer Abweichung von weniger als 5, 3 oder 1mm, dem Innendurchmesser des Außenrohres als Ankerrohr.
  • In einer Variante ist der Verschlussstopfen, insbesondere der Befestigungsabschnitt, mittelbar oder unmittelbar an dem Ankerrohr als Außenrohr und/oder dem Innenrohr, vorzugsweise innenseitig, befestigt.
  • Zweckmäßig ist der Verschlussstopfen mit einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung an dem Ankerrohr als Außenrohr und/oder Innenrohr befestigt, vorzugsweise indem ein außenseitiger Rastring in eine Ringnut an dem Ankerrohr als Außenrohr eingreift. Vorzugsweise ist dabei der Verschlussstopfen lösbar an dem Ankerrohr form- und/oder kraftschlüssig, z. B. mittels einer Rastverbindung mit dem Rastring und der Ringnut, verbunden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist innerhalb des Ankerrohres, insbesondere innerhalb des Innenrohres, der Fixierungsstoff, ein Mischer und eine Kappe zum Verschließen eines vorderen Endes des Ankerrohres angeordnet und vorzugsweise weist die Kappe wenigstens eine Öffnung auf zum Leiten des Fixierungsstoffes aus dem von dem Ankerrohr eingeschlossenen Innenraum. Bei einer Anordnung des Fixierungsstoffes und/oder des Mischers innerhalb des Innenrohres kann der Fixierungsstoff und/oder der Mischer besonders einfach ausgetauscht werden, indem einfach das Innenrohr aus dem Außenrohr als Ankerrohr herausgezogen wird und anschließend wieder ein anderes Innenrohr mit einem neuen Fixierungsstoff und/oder Mischer eingeführt wird. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn das Ablaufdatum des Fixierungsstoffes bereits abgelaufen ist und deshalb der Fixierungsstoff auszutauschen ist.
  • Insbesondere besteht der Verschlussstopfen wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff, z. B. Polyurethan. Vorzugsweise ist dabei der Verschlussstopfen preiswert aus, vorzugsweise thermoplastischem, Kunststoff, insbesondere mittels Spritzgießen, hergestellt. Der Verschlussstopfen kann dadurch besonders einfach hergestellt werden und ist preiswert.
  • Zweckmäßig besteht der Verschlussstopfen wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus thermoplastischem Kunststoff.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist an dem Ankerrohr als Außenrohr außenseitig ein Außengewinde ausgebildet und vorzugsweise ist an einem hinteren Endbereich auf das Außengewinde eine Außenmutter mit einer Ringnase aufgeschraubt und mit der Ringnase ist der Verschlussstopfen an dem Ankerrohr rückseitig befestigt. Mittels der Außenmutter kann somit der Verschlussstopfen mit der Ringnase zusätzlich von der Außenmutter rückseitig gesichert bzw. befestigt werden an dem übrigen Gesteinsanker.
  • In einer ergänzenden Variante ist das Fördermittel als ein beweglicher Kolben ausgebildet und/oder der Gesteinsanker umfasst eine Ankermutter und/oder der Gesteinsanker umfasst eine von der Ankermutter gestützte Ankerplatte zur Auflage auf dem Gestein. Der bewegliche Kolben wird von dem Auspressfluid bewegt und dadurch kann der Fixierungsstoff ausgepresst werden. Mit der Ankermutter und der Ankerplatte kann der Gesteinsanker an dem Gestein vorgespannt werden.
  • Erfindungsgemäßes Verfahren zur Fixierung eines Gesteinsankers, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Gesteinsankers, in Gestein, mit den Schritten, Einarbeiten einer Bohrung in das Gestein, Einführen des Gesteinsankers in die Bohrung, Fördern eines Fixierungsstoffes aus einem von einem Ankerrohr eingeschlossenen Innenraum durch wenigstens eine Öffnung in einen Raum, insbesondere Ringraum, zwischen dem Ankerrohr und dem Gestein, indem ein Auspressfluid durch einen Fluidkanal an einem Verschlusstopfen in den Innenraum mit einem Bohr- und Auspressadapter eingeleitet wird, stoffschlüssiges Befestigen des Ankerrohres mit dem Fixierungsstoff an dem Gestein, Erhärten des Fixierungsstoffes, wobei beim Herstellen einer fluidleitenden Verbindung zwischen dem Innenraum des Ankerrohres und dem Bohr- und Auspressadapter ein Stutzen an dem Verschlussstopfen in den Bohr- und Auspressadapter eingeführt wird.
  • In einer weiteren Variante wird der Stutzen in einer Ausnehmung, insbesondere Bohrung, an dem Bohr- und Auspressadapter eingeführt, so dass der Stutzen an der Ausnehmung an dem Bohr- und Auspressadapter aufliegt für die fluidleitende Verbindung.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird mit dem Bohr- und Auspressadapter mit einem Bohrgestänge die Bohrung in das Gestein eingearbeitet und anschließend ohne Verwendung eines gesonderten Auspressadapters mit dem Bohr- und Auspressadapter wird der Gesteinsanker in die Bohrung eingeführt und anschließend der Fixierungsstoff in den Raum gefördert, indem von dem Bohr- und Auspressadapter durch einen Fluidkanal an dem Verschlussstopfen mit dem Stutzen das Auspressfluid in den Innenraum eingeleitet wird.
  • Insbesondere wird der Stutzen auf einer axialen Länge von wenigstens 0,5 cm, 1 cm oder 2 cm in die Ausnehmung an dem Bohr- und Auspressadapter eingeführt.
  • Zweckmäßig weist der Gesteinsanker an einem vorderen Ende keinen Bohrkopf auf. Die Bohrung für den Gesteinsanker ist somit erst mit einem gesonderten Bohrgestänge in das Gestein einzuarbeiten und erst anschließend kann der Gesteinsanker in die Bohrung eingeführt werden.
  • Der Gesteinsanker ist ferner vorzugsweise auch als ein Gleitanker ausgebildet. Der Gleitanker hat eine Gleitfunktion dahingehend, dass ab einer vorgegebenen, von dem Gesteinsanker aufgenommenen Zugkraft, das heißt der an der Ankerplatte wirkenden Druckkraft, welche durch das Gestein verursacht ist, die Ankerplatte seine Lage verändert und dadurch am Gestein eine Bewegung zugelassen wird, die die von dem Gesteinsanker aufzunehmenden Zugkräfte an dem Stab verringern.
  • In einer ergänzenden Ausgestaltung umfasst der Fixierungsstoff, insbesondere ein Kunstharz oder Mörtel, zwei Komponenten, z. B. eine Klebekomponente und eine Härtekomponente.
  • Vorzugsweise sind die zwei Komponenten getrennt jeweils in einem Beutel angeordnet. Als Beutel wird dabei jede Vorrichtung zur Aufbewahrung der zwei getrennten Komponenten angesehen, zum Beispiel auch eine Kartusche oder ein anderweitiger Behälter.
  • In einer ergänzenden Ausgestaltung ist zwischen dem Fixierungsstoff und der wenigstens einen Öffnung ein Mischer angeordnet zur Vermischung des Fixierungsstoffes, insbesondere der zwei Komponenten, vor dem Austreten des Fixierungsstoffes aus der wenigstens einen Öffnung.
  • Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt eines Gesteinsanker,
  • 2 einen Teillängsschnitt des Gesteinsanker gemäß 1 an einem hinteren Endbereich mit einem Bohr- und Auspressadapter,
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines Verschlussstopfens an dem Gesteinsanker gemäß 1 und
  • 4 eine Seitenansicht eines Bohr- und Auspressadapters mit einem Bohrgestänge und einen Längsschnitt einer Bohrung in einem Gestein.
  • Ein Gesteinsanker 1 wird im Bergbau zur temporären Sicherung von Gestein 33 an Stollen eingesetzt. Der Gesteinsanker 1 umfasst ein Ankerrohr 2 als Außenrohr 3 und ein Innenrohr 4 (1). Dabei ist das Innenrohr 4 innerhalb des Außenrohres 3 angeordnet und der Außendurchmesser des Innenrohres ist geringfügig kleiner oder gleich wie der Innendurchmesser des Ankerrohres 2 bzw. des Außenrohres 3. Das Ankerrohr 2 bzw. das Innenrohr 4 schließen dabei einen Innenraum 5 ein. Innerhalb dieses von dem Innenrohr 4 eingeschlossenen Innenraumes 5 ist ein Mischer 10 und Fixierungsstoff 6 innerhalb einer Kartusche 7 angeordnet. Ferner sind innerhalb des Innenrohres 4 auch ein Kolben 9 als Fördermittel 8 für den Fixierungsstoff 6 angeordnet. Das Ankerrohr 2 weist ein hinteres Ende 19 und ein vorderes Ende 20 auf. Im Bereich des vorderen Endes 20 des Ankerrohres 2 ist dieses von einer Kappe 11 verschlossen. Die Kappe 11 weist dabei auch Öffnungen (nicht dargestellt) auf, durch welche der Fixierungsstoff 6 aus dem Gesteinsanker 1 in einen Ringraum als Raum zwischen dem Gesteinsanker 1 und dem Gestein 33 bei einem Einführen des Gesteinsankers 1 in eine Bohrung austreten kann.
  • Innerhalb des Außen- und Innenrohres 3, 4 ist im Bereich des hinteren Endes 19 des Ankerrohres 2 ein Verschlussstopfen 12 (2 und 3) aus thermoplastischem Kunststoff angeordnet. Der Verschlussstopfen 12 ist einteilig und besteht aus einem Stutzen 13 und einem Befestigungsabschnitt 14. Dabei weist der Stutzen 13 einen wesentlich kleineren Außendurchmesser, z. B. um mehr als 10 %, 30 % oder 50 %, auf als der Befestigungsabschnitt 14. An dem Befestigungsabschnitt 14 sind außenseitig zwei Pressringe 30 ausgebildet, sowie ein Rastring 16 und ein Anschlagring 29. An dem Stutzen 13 ist außenseitig ein Dichtring 28 vorhanden. Innerhalb des Verschlussstopfens 12 ist ein Fluidkanal 15 zum Durchleiten von Auspressfluid, insbesondere Wasser, ausgebildet. Zur Befestigung des Verschlussstopfens 12 an dem Außen- und Innenrohr 3, 4 ist der Verschlussstopfen 12 mit dem Befestigungsabschnitt 14 in das Außen- und Innenrohr 3, 4 einzuführen, so dass die beiden Pressringe 30 unter einer elastischen Verformung auf dem Innenrohr 4 elastisch vorgespannt aufliegen und der Rastring 16 in einer Ringnut 17 an dem Außenrohr 3 einrastet, so dass dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Rastring 16 und der Ringnut 17 an dem Außenrohr 3 hergestellt ist. Der Anschlagring 29 dient dazu, dass der Verschlussstopfen 12 nur bis zu dem Anschlagring 29, d. h. einem Aufliegen des Anschlagringes 29 auf dem hinteren Ende 19 des Ankerrohres 2, eingeführt werden kann. Anschließend wird auf ein Außengewinde 23 an dem Ankerrohr 2 bzw. Außenrohr 3 eine Außenmutter 24 (1 und 2) mit einem Innengewinde aufgeschraubt. Diese Außenmutter 24 weist eine Ringnase 25 auf und mit dieser Ringnase 25 ist der Verschlussstopfen 12 zusätzlich in Richtung einer Längsachse 31 des Gesteinsankers 1 gesichert gegen ein Herausrutschen nach hinten. Ein hinteres Ende 18 des Stutzens 13 weist dabei einen Abstand in axialer Richtung der Längsachse 31 zu dem hinteren Ende 19 des Ankerrohres 2 auf und dieser Abstand entspricht im Wesentlichen der Länge des Stutzens 13. Der Stutzen 13 ist somit im Wesentlichen vollständig außerhalb des Innenraumes 5 angeordnet und der Befestigungsabschnitt 14 im Wesentlichen vollständig innerhalb des Innenraumes 5. Aufgrund der elastischen Vorspannung der beiden Pressringe 30 des Befestigungsabschnittes 14 auf einer Innenseite 21 des Innenrohres 4 besteht somit auch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Pressringen 30 und der Innenseite 21 des Innenrohres 4. Diese radial nach außen wirkenden Kräfte an den beiden Pressringen 30 werden dabei von dem Innenrohr 4 auf eine Innenseite 22 des Außenrohres 3 übertragen, da das Innenrohr 4 außenseitig auf dem Außenrohr 3 aus Stahl aufliegt. Das Innenrohr 4 kann auch aus Kunststoff oder aber auch aus Metall ausgebildet sein.
  • Zur Fixierung des Gesteinsankers 1 in Gesteinen 33 wird zuerst mit einem Bohrgestänge 34 eine Bohrung 32 in das Gestein 33 eingearbeitet. Das Bohrgestänge 34 weist an seinem hinteren Ende einen Gestängestutzen 39 auf. Ein Bohr- und Auspressadapter 35 mit einem Antriebsmotor 38, z. B. einem Verbrennungs- oder Elektromotor, weist außerdem eine als Bohrung 37 ausgebildete Ausnehmung 36 auf, in welche der Gestängestutzen 39 des Bohrgestänges 34 eingreift. Innerhalb des Gestängestutzens 39 sowie des Bohrgestänges 34 ist ein Kanal zum Durchleiten von Spülwasser ausgebildet (nicht dargestellt). Für eine fluidleitende und dichte Verbindung zwischen dem Bohr- und Auspressadapter 35 und dem Bohrgestänge 34 ist es erforderlich, den Gestängestutzen 39 in die Bohrung 37 an dem Bohr- und Auspressadapter 35 einzuführen. Nach dem Einarbeiten der Bohrung 32 ist das Bohrgestänge 34 von dem Bohr- und Auspressadapter 35 wieder zu entfernen und anschließend kann der Gesteinsanker 1 mit dem Bohr- und Auspressadapter 35 fluidleitend und dicht zur Zuführung von Auspressfluid in den Gesteinsanker 1 mit dem Bohr- und Auspressadapter 35 verbunden werden. Aufgrund der Ausbildung des Stutzens 13 an dem Verschlussstopfen 12 kann der Stutzen 13 in die Bohrung 37 als Ausnehmung 36 des Bohr- und Auspressadapters 35 eingeführt werden und dadurch eine dichte und fluidleitende Verbindung zwischen dem Bohr- und Auspressadapter 35 und dem Gesteinsanker 1 hergestellt werden. Hierzu weist der Bohr- und Auspressadapter 35 einen Kanal (nicht dargestellt) zum Durchleiten von Auspressfluid, insbesondere Wasser, auf. Dieser Kanal wird vorzugsweise auch dazu benutzt, um Spülwasser beim Bohren mit dem Bohrgestänge 34 dem Bohrgestänge 34 zuzuführen. Während des Einführens des Gesteinsankers 1 in die Bohrung 32 ist es auch erforderlich, den Gesteinsanker 1 geringfügig zu drehen, d. h. in eine Rotationsbewegung zu versetzen deren Rotationsachse der Längsachse 31 entspricht. Hierzu sind an dem Außenrohr 3 eine Antriebsmutter 26, die mit einer Kontermutter 27 gesichert ist, angeordnet. Die Antriebsmutter 26 sowie die Kontermutter 27 weisen ein Innengewinde auf, welches in das Außengewinde 23 des Außenrohres 3 eingeschraubt ist. Mittels der Antriebsmutter 26 kann von dem Bohr- und Auspressadapter 35 auch ein Drehmoment auf dem Gesteinsanker 1 aufgebracht werden. Dies ist in 4 nicht dargestellt.
  • Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Gesteinsanker 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fixierung des Gesteinsankers 1 wesentliche Vorteile verbunden. Beim Einarbeiten der Bohrung 32 in das Gestein 33 mit dem Bohr- und Auspressadapter 35 kann ohne Verwendung eines gesonderten Auspressadapters mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Bohr- und Auspressadapter 35 sowohl die Bohrung 32 mit dem Bohrgestänge 34 eingearbeitet werden und anschließend mit dem identischen Bohr- und Auspressadapter 35 der Gesteinsanker 1 in die Bohrung 32 eingeführt und anschließend das Auspressfluid durch den Fluidkanal 15 in dem Stutzen 13 sowie dem Befestigungsabschnitt 14 zu dem Kolben 9 geleitet werden, so dass dadurch der Kolben 9 den Fixierungsstoff 6 durch Öffnungen an der Kappe 11 in einen Ringraum als Raum zwischen dem Gesteinsanker 1 und dem Gestein 33 eingepresst werden kann. Anschließend kann der Fixierungsstoff 6 erhärten und dadurch ist der Gesteinsanker 1 stoffschlüssig an dem Gestein 33 befestigt. Der Arbeitsvorgang zum Setzen des Gesteinsankers 1 kann durch wesentlich vereinfacht werden, weil mit einem identischen Bohr- und Auspressadapter 35 sowohl die Bohrung 32 mit dem Bohrgestänge 34 eingearbeitet und anschließend der Gesteinsanker 1 ohne gesonderten Auspressadapter eingeführt und fixiert werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006006748 A1 [0004]
    • DE 102006058458 A1 [0005]

Claims (15)

  1. Chemischer Gesteinsanker (1), insbesondere zur Anwendung im Bergbau, umfassend – ein Ankerrohr (2), welches einen Innenraum (5) einschließt, – einen innerhalb des Innenraumes (5) angeordneten Fixierungsstoff (6) zur stoffschlüssigen Fixierung des Ankerrohres (2) an Gestein (33), – ein innerhalb des Innenraumes (5) angeordnetes Fördermittel (8) zur Förderung des Fixierungsstoffes (6) außerhalb des Ankerrohres (2) bei einer Anordnung des Ankerrohres (2) in einer Bohrung (32) in dem Gestein (33), – einen Verschlussstopfen (12) mit einem Fluidkanal (15) zum Einleiten eines Auspressfluides in den Innenraum (5) zu dem Fördermittel (8), wobei der Verschlussstopfen (12) an einem hinteren Endbereich des Ankerrohres (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussstopfen (12) rückseitig mit einem Stutzen (13) versehen ist und an dem Stutzen (13) der Fluidkanal (15) ausgebildet ist, so dass das Auspressfluid durch den Fluidkanal (15) in dem Stutzen (13) in den Innenraum (5) einleitbar ist.
  2. Gesteinsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinteres Ende (18) des Stutzens (13) einen axialen Abstand, z. B. wenigstens 0,5 cm, 1 cm oder 2 cm, zu einem hinteren Ende (19) des Ankerrohres (2) aufweist.
  3. Gesteinsanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussstopfen (12) in einen Befestigungsabschnitt (14) und den Stutzen (13) unterteilt ist und der Fluidkanal (15) sowohl an dem Befestigungsabschnitt (14) als auch an dem Stutzen (13) ausgebildet ist.
  4. Gesteinsanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (14) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Innenraumes (5) angeordnet ist.
  5. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Ankerrohres (2) als Außenrohr (3) ein Innenrohr (4) angeordnet ist.
  6. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussstopfen (12), insbesondere der Befestigungsabschnitt (14), mittelbar oder unmittelbar an dem Ankerrohr (2) als Außenrohr (3) und/oder dem Innenrohr (4), vorzugsweise innenseitig, befestigt ist.
  7. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussstopfen (12) mit einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung an dem Ankerrohr (2) als Außenrohr (3) und/oder Innenrohr (4) befestigt ist, vorzugsweise indem ein außenseitiger Rastring (16) in eine Ringnut (17) an dem Ankerrohr (2) als Außenrohr (3) eingreift.
  8. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Ankerrohres (2), insbesondere innerhalb des Innenrohres (4), der Fixierungsstoff (6), ein Mischer (10) und eine Kappe (11) zum Verschließen eines vorderen Endes (20) des Ankerrohres (2) angeordnet ist und vorzugsweise die Kappe (11) wenigstens eine Öffnung aufweist zum Leiten des Fixierungsstoffes (6) aus dem von dem Ankerrohr (2) eingeschlossenen Innenraum (5).
  9. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussstopfen (12) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff, z. B. Polyurethan, besteht.
  10. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ankerrohr (2) als Außenrohr (3) außenseitig ein Außengewinde (23) ausgebildet ist und vorzugsweise an einem hinteren Endbereich auf das Außengewinde (23) eine Außenmutter (24) mit einer Ringnase (25) aufgeschraubt ist und mit der Ringnase (25) der Verschlussstopfen (12) an dem Ankerrohr (2) rückseitig befestigt ist.
  11. Gesteinsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel (8) als ein beweglicher Kolben (9) ausgebildet ist und/oder der Gesteinsanker (1) eine Ankermutter umfasst und/oder der Gesteinsanker (1) eine von der Ankermutter gestützte Ankerplatte zur Auflage auf dem Gestein (33) umfasst.
  12. Verfahren zur Fixierung eines Gesteinsankers (1), insbesondere eines Gesteinsankers (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, in Gestein (33), mit den Schritten, – Einarbeiten einer Bohrung (32) in das Gestein (33), – Einführen des Gesteinsankers (1) in die Bohrung (32), – Fördern eines Fixierungsstoffes (6) aus einem von einem Ankerrohr (2) eingeschlossenen Innenraum (5) durch wenigstens eine Öffnung in einen Raum, insbesondere Ringraum, zwischen dem Ankerrohr (2) und dem Gestein (33), indem ein Auspressfluid durch einen Fluidkanal (15) an einem Verschlusstopfen (12) in den Innenraum (5) mit einem Bohr- und Auspressadapter (35) eingeleitet wird, – stoffschlüssiges Befestigen des Ankerrohres (2) mit dem Fixierungsstoff (6) an dem Gestein (33), – Erhärten des Fixierungsstoffes (6), dadurch gekennzeichnet, dass beim Herstellen einer fluidleitenden Verbindung zwischen dem Innenraum (5) des Ankerrohres (2) und dem Bohr- und Auspressadapter (35) ein Stutzen (13) an dem Verschlussstopfen (12) in den Bohr- und Auspressadapter (35) eingeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (13) in einer Ausnehmung (36), insbesondere Bohrung (37), an dem Bohr- und Auspressadapter (35) eingeführt wird, so dass der Stutzen (13) an der Ausnehmung (36) an dem Bohr- und Auspressadapter (35) aufliegt für die fluidleitende Verbindung.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Bohr- und Auspressadapter (35) mit einem Bohrgestänge (34) die Bohrung (32) in das Gestein (33) eingearbeitet wird und anschließend ohne Verwendung eines gesonderten Auspressadapters mit dem Bohr- und Auspressadapter (35) der Gesteinsanker (1) in die Bohrung (32) eingeführt und anschließend der Fixierungsstoff (6) in den Raum gefördert wird, indem von dem Bohr- und Auspressadapter (35) durch einen Fluidkanal (15) an dem Verschlussstopfen (12) mit dem Stutzen (13) das Auspressfluid in den Innenraum (5) eingeleitet wird.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (13) auf einer axialen Länge von wenigstens 0,5 cm, 1 cm oder 2 cm in die Ausnehmung (36) an dem Bohr- und Auspressadapter (35) eingeführt wird.
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