DE2707304C3

DE2707304C3 - Mehrteiliger Versenk-Klebanker

Info

Publication number: DE2707304C3
Application number: DE2707304A
Authority: DE
Inventors: Johannes 4300 Essen Neubauer; Fritz 4320 Hattingen Schuermann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1977-02-19
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2707304A1; ATA831477A; AT356042B; US4171924A; DE2707304B2

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Versenk-Klebanker aus Sti'il, Holz, Kunststoff oder ähnlichem Werkstoff zur Konsolidierung von Gestein, insbesonde-

ii) re im Sohlenbereich von Strecken im Untertagebergbau, der unter Verwendung von Klebstoffpatronen aus durch Muffen miteinander verbundenen auf der ganzen Bohrlochlänge verklebten Ankerabschnitten besteht, und bei dem die Ankerabschnitte zur Verbindung

i» untereinander den Ankerquerschnitt nicht überragende. Drehbewegungen übertragene Verbindungsteile aufweist, wobei die Endbereiche der Ankerabschnitte sich in Längsrichtung des Ankers erstreckende Ausnehmungen aufweisen, die zur Verbindung mit benachbarten Ankerabschnitten dienen.

Die wirksame Verwendung von herkömmlichen einteiligen Stahlankern zur Konsolidierung des Sohlenbereichs ist schon aus dem Grunde nicht vorstellbar, als die größtmögliche Ankerlänge geringer ist als die

r> vorgegebene Streckenhöhe. Weiterhin gibt die Verwendung derartiger Stahlanker keine Gewähr dafür, daß eine auf diese Weise geankerte Streckensohle der späteren Abbaueinwirkung standhält. Es ist davon auszugehen, daß diese Streckensohle nur zu einem

ίο späteren Zeitpunkt hochbricht als eine nichtgeankerte Streckensohle. Darüber hinaus wird das maschinelle Nachnehmen der Sohle mit Hilfe von Senkladern bei Einsat/ von Stahlankern erheblich durch diese behindert. Den Verankerungen der Sohle von Grubenbauen

.. waren bisher nur Tcilerfolqe beschieden, da, wie sich herausgestellt hai. tlie Länge der einteiligen Stangenan ker unzureichend ist.

Nach der DC ()S 2b I !7 5 5 ist bereits zur Losung des anstehenden Problems ein Verfahren b/w eine

ho Vorrichtung /ur Durchführung dos Verfahrens /um Absichern und Verstarken von Gestein bekannt geworden, bei welchem zwei hölzerne Verstärkungsdübel jeweils an ihren Stirnseiten abgeschrägt und gegeneinander gesetzt sind, und eine die beiden Verstärkungsdübcl miteinander lösbar verbindende yerbindungscinrichtung in Form einer Muffe oder eines in Lähgslöchor einsehbaren Stiftes vorgesehen ist. Eine derartige Verbindung weist jedoch den Nachteil

auf, daß sie innerhalb des Bohrlochs lösbar ist und nicht in jeder Drehrichtung in das Bohrloch eindrehbar ist, und daß sie darüber hinaus eine Übertragung von Zug- und Druckkräften als auch Scherkräften in keiner Weise gewährleistet.

Weiterhin ist nach der DE-OS 23 27 851 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verstärkung des Gesteins eines Gebirgsverbandes, insbesondere in Bergwerksgruben des Unte-tagebergbaus, bekannt, bei weichen mindestens ein Rohrelement vorhanden ist, das tu mehrere längsgerichtete Ringsegmente aufweist, die hülsenartig zusammengefügt und in Längsrichtung zueinander versetzt auf einem koaxialen Innenrohr befestigt sind.

Auch diese Verstärkur.gselemente weisen den Nach- H teil auf, daß sie innerhalb des Bohrlochs feste, unlösbare Verbindung darstellen und somit in der Lage sind, die Übertragung von Zug- und Scherkräften zu gewährleisten.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, einen mehrteiligen Versenk-Klebanker aus Stahl, Holz, Kunststoff oder ähnlichem Werkstoff zu schaffen, der insbesondere im Hinblick auf die Verankerung von quellenden Streckensohlen einsetzbar ist, der zu einem Klebanker von beliebiger Länge zusammensetzbar ist, _»ί der nur außerhalb des Bohrlochs aneinander kuppelbar ist. der auf einfache Weise drehend eingetrieben werden kann, und der gleichzeitig in der Lage ist. Druck-, Zug- und Scherkräfte zu übertragen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, m daß der Anker in an sich bekannter Weise aus mehr als zwei gleichartig ausgebildeten Abschnitten besteht, daß die Endbereiche eines jeden Ankerabschnittes in an sich bekannter Weise jeweils zumindest eine im Querschnitt des Ankerabschnittes gesehen kreissegrnentförmige i> Ausnehmung aufweisen, die mit einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung des benachbarten Ankerabschnittes sich einander überlappend zum vollen Ankerquerschnitt zusammenfügbar ist, und daß die Grundfläche der einen Ausnehmung eines jeden 4» Ankerabsc^nittes einen aus ihr herausstehenden Vorsprung und die der anderen Ausnehmung eine diesen Vorsprung in Drehrichtung formschlüssig aufnehmende Ausnehmung aufweist.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als r, besonders vorteilhaft, daß die Grundfläche einer jeden Ausnehmung durch eine von der jev eiligen Druckübertragungsfläche ausgehende, zum zugehörigen Ankerabschnittsende ansteigende Keilfläche gebildet ist. wobei die Keilfläche der einen Ausnehmung des jeweiligen mi Ankerabschnitts einen vnkrecht zur Ankerlängsachse verlaufenden Vorsprung und die der anderen Ausnehmung eine der Form und der Abmessung des Vorsprungs angepaßte Ausnehmung aufweist.

Weiterhin erweist es sich als sehr vorteilhaft, daß die ■ · Keilflächen in Seitenansicht gesehen sageblattartig in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ausgebildet sind, wobei die Keilflächenabschnitte abwechselnd mit einem Vorsprung und einer Ausnehmung versehen sind.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich auch als mi vorteilhaft, daß mindestens der letzte, mehrerer einen Klebanker bildender Ankerabschnitte aus Holz oder einem ähnlich leicht zerstörbaren Werkstoff hergestellt ist.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß der mehrteilige Versenk-Klebanker unter Vermeidung von Schwierigkeiten, insbesondere beim Eintreiben rlnrch die sichere und haltbare Verbindung der Ankerabschnitte sowie bei der Erzielung von Haftwerten eine praktikable und preiswerte Lösung, vor allem bei de- Verankerung von quellenden Streckensohlen darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen Versenk-Klebankers im Längsschnitt,

F i g. 2 die Darstellung eines Ankerabschnitts, teilweise geschnitten,

Fig.3 die Verbindung zweier Ankerabschnitte ebenfalls teilweise geschnitten,
F i g. 3a einen Schnitt nach den Linien I-I in F i g. 3, Fig.4 die Verbindung zweier Ankerabschnitte mit Unterteilung der Grundfläche in mehrere Keilflächen,

Fig. 5 die Verbindung zweier Ankerabschnitte mit abgerundeten Druckübertragungsflächen und mit einer nicht glatten Oberfläche und

Fig. 6 die Ausführung des untersten Teilstücks eines mehrteiligen Versenk-Klebankers.

Fig. 1 zeigt einen bereits in i»as Gebirge fenig eingebauten mehrteiligen Versenk-Kiuoanker 1. Der Klebanker 1 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus gleichartig ausgebildeten Abschnitten la, ib. ic ind id und ist in dem Bohrloch 2 auf seiner gesamten Länge mit einer Klebstoff-Mischung 3 aus Kunstharz oder Zementmörtel eingeklebt. Der mehrteilige Versenk-Klebanker 1 ist auf diese Weise fest mit dem Gebirge verbunden.

Em mit la bezeichneter Ankerabsthnitt ist in detaillierter Ausführung in F 1 g. 2 dargestellt. Dieser Ankerabschnitt la weist an jedem Fnde im Querschnitt des Ankerabschnitts la gesehen kreissegmentförmige Ausnehmungen auf. |ede Ausnehmung ist mit einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung des benachbarten Ankerabschnitts, sich einander überlappend zum vollen Ankerquerschnitt zusammenfügbar. Dabei weist die Grundfläche der einen Ausnehmung eines jeden Ankerabschnitts einen aus ihr herausstehenden Vorsprungs 5 und die Grundfläche der anderen Ausnehmung eine den Vorsprung 5 aufnehmende Ausnehmung 6 auf. Die Grundfläche im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird jeweils durch eine von der jeweiligen Druckübertragungsfläche 7 ausgehende zum zugehörigen Ankerabschnittsende ansteigende KeUfIache 4 gebildet. Der Vorsprung 5 bzw. die Ausnehmung 6 verlaufen jeweils senkrecht zur Ankerlängsachse. Die Keilflächen 4 sowie die Verbindung des Vorsprungs 5 mit der Ausnehmung 6 ermöglichen ein Kuppeln von Ankerabschnitten la—Ic/ der Art, daß sie in jeder gewünschten Dreh.-ichtung in das Bohrloch 2 eingebracht werden können. Die zum Eintreiben notwendigen Drehkräfte werden über den Vorsprung 5 te/ithungsweise die Keilflachen 4 und die Druckkräfte über die Druckübertragungsflächen 7 übertragen.

Ein Trennen der Ankerabschnitte \a—id ist nur außerhalb des Bohrlochs 2 möglich. Sobald die Verbindung in das Bohrloch 2 eingeführt ist. ist wegen des schmalen Rm^spaltes zwischen Bohrlochwandung und Klebanker 1 kein Trennen mehr möglich. In dieser Art können mehrere AnkefäbschniUe la, \b, lcund Id nacheinander gekuppelt und in das Bohr'och 2 bis zur gewünschten Tiefe eingeführt werden.

Nach dem Härten des Kunstharz- oder Zementmörtels, der den Rirgspalt zwischen der Wand des Bohrlochs 2 und den miteinander gekuppelten Ankerabschnitten la. Ib, Ic und Ic/ ausfüllt, ist der nunmehr

einteilige Anker ί auf Druck und Abscheren voll belastbar.

Der Anker 1 kann auch auf Zug große Kräfte übertragen, da die Oberfläche der Ankerabschnitte in*-td im Bereich der AnkcrabschniUsvcrbindungen > mit rippenartigen Fortsätzen 8 versehen ist. In Verbindung mit den Keilflächen 4 entsteht bei der Längung des Ankers 1 eine Spreizkraft auf die Kunstharz- oder Zementhüllung. Dadurch kann der Überlappungsbereich annähernd die gleichen Kräfte ι« auch auf Zug übertragen, wie eine außen Ober die Abschnitte la, Ib, lcund li/geschraubte Muffenverbindung. Die Kunstharz- oder Zementumhüllung, die sich an der Wand des Bohrlochs 2 abstützt, besitzt zusammen mit der Keilwirkung der Flächen 4 eine " Formschlußkraft, die der einen Außenmuffe entspricht.

Die in Fig. 1 und 2 vorgesehene Verbindung der Keilflächen 4 ist auch im Rahmen der Erfindung in der Art vorstpllhar. Haß Hip Kpilflärhen 4 bezogen auf die Längsachse des Ankers 1 zueinanderverdreht herge· stellt sein können. Für die Verbindung zweier Ankerabschnilte la, Xb ist nur wichtig, daß sie ineinandergek'jppelt einen geraden Anker 1 bilden.

Eine andere Ausführungsweise der Keilflächen 4 ist in der Fig.3 dargestellt. Die Keilflächen la, <\b sind im « Bereich des Fußes abgerundet, so daß der tragende Querschnitt des Überlappungsbereiches zweier Ankerabschnitte la, \b von der Keilwirkung weniger geschwächt wird. Diese Wirkung ist noch weiter zu erhöhen, wenn eine Verbindung vorliegt, wie dies das ■"' Schnittbild in F i g. 3a wiedergibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ausbildung der Keilflächen 4 ist in der Fig.4 dargestellt. Die Keilflächen 4 sind in mindestens zwei Abschnitte 4a, 4b unterteilt, so daß eine sägeblattartige Verzahnung ^ entsteht. Abwechselnd ist eine Keilfläche 4a mit einem Vorsprung 5a und die folgende Keilfläche 4b mit einer Ausnehmung 6a versehen. Die Druckübertragungsfläche 7 wird in mehrere Abschnitte 7a, Tbusw. unterteilt.

Die teilweise geschnittene Draufsicht in Fig.5 auf -to den stiftartigen Vorsprung 5 und die entsprechende Ausnehmung 6 gibt die Möglichkeit wieder, die LTucKUDertragungstiächen 7 gleichartig abzurunden. Weiterhin sind in der Fi g. 5 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der rippenartig auf der Oberfläche angeordneten Fortsätze 8 dargestellt. Die Formen von Dreiecken, Kreisen, Quadraten, Rechtecken, Trapezen oder anderen, beispielsweise unregelmäßigen Figuren haben können.

Für die Praxis wird sich dabei als besonders wichtig die Formgebungsmethode herausstellen, wobei es als zweckmäßig anzusehen ist, das Schlagen bzw. Schmieden im Gesenk vorzunehmen, wobei gleichzeitig die Enden der Ankeräbschnitte la—\d vergütet werden können.

Wie aus der teilweisen Darstellung eines Ankerabschnitts fs aus Ffg.6 zu entnehmen Ist, weist der unterste Ankerabschnitt la eines Ankers 1 anstelle der Keilflächen 4 eine Abschräguhg 9 über den gesamten Querschnitt auf.

fm Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, daß die Anker 1 um den Formschiuß im Kunstharz oder Zementmörtel zu vergrößern, statt einer glatten Oberfläche eine profilierte Oberfläche erhalten-

Die erfindungsgemäß mehrteiligen Versenk-Klebanker 1 können schließlich mit einem entsprechend langen Setzstück, das das Ende eines Ankerabschnitts la in sich aufnimmt, so tief in der Sohle versenkt werden, daß selbst bei einem nachträglichen maschinellen Nachnehmen der Sohle durch hervorstehende Stahlankerenden keine Behinderung eintritt. Andererseits ist es aber auch möglich, den letzten Ankerabschnitt la eines mehrteiligen Versenk-Klebankers 1 aus einem anderen Material, wie zum Beispiel Hartholz oder Glasfiber herzustellen, das von den Arbeitsmaschinen nntfalk wpggpsrhniiipn werden kann.

Auf diese Weise eignet sich der Anker 1 beispielsweise vorzüglich zur frühzeitigen Konsolidierung des Gebirges, wenn Grubenbaue kleinen Querschnitts später auf einen größeren Querschnitt erweitert werden sollen.

Für die Verwendung des mehrteiligen Versenk-Klebankers 1 ist es belanglos, welches Material zu seinem Einkleben im Bohrloch 2 verwendet und wie dies in die Bohrlöcher 2 eingebt acht wird. Vorzugsweise ist an die Verwendung von Klebstoff-Patronen aus Polyester-Harz oder Epoxy-Harz gedacht, weil diese Verfahren sowohl von der Wirkung her in nassen Bohrlöchern 2 als auch von der Handhabung und der Wirtschaftlichkeit her besonders geeignet sind. Bei trockener Sohle kommen auch Polyurethan-Palronen in Betracht. Die Verwendung derartiger Patronen ist besonders vorteilhaft, wenn die Ankerung in kurzem zeitlichem Abstand nach der Auffahrung des Grubenraumes oder Stollens erfolgt, d. h. bevor eine wesentliche Auflockerung des Tragringes stattgefunden hat. Weiterhin sind auch Fälle vorstellbar. bei denen eine bereits hochbrechende oder sogar schon hochgebrochene Sohle konsolidiert werden fhuu. Hierbei kann es sinnvoii sein, das Gebirge über die notwendigen Ankerlöcher zunächst durch eine Kunstharz oder Zement-Leim-lnjektion zu konsolidieren und die Versenk-Klebanker 1 unmittelbar nach der Injektion in die vorhandenen Bohrlöcher 2 einzutreiben, um so die Wirkung beider Maßnahmen zu addieren.

Schließlich ist auch an die Verwendung von Versenk-Klebankern 1 für die Firste und die Stöße von Grubenräumen und dergleichen zu denken. Dies ^:'t z. B. zu erwarten, sobald eine Sohlenverankerung ihren Zweck erreicht und nun die Firste oder die Stöße noch größere Verformungen zeigen, die ebenfalls eine Konsolidierung durch Anker i notwendig machen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrteiliger Versenk-Klebanker aus Stahl, Holz, Kunststoff oder ahnlichem Werkstoff zur Konsolidierung von Gestein, insbesondere im Sohlenbereich von Strecken im Untertagebergbau, der unter Verwendung von Klebstoffpatronen aus durch Muffen miteinander verbundenen, auf der ganzen Bohrlochlänge verklebten Ankerabschnitten besteht, und bei dem die Ankerabschnitte zur Verbindung untereinander den Ankerquerschnitt nicht überragende, Drehbewegungen übertragende Verbindungsteile aufweisen, wobei die Endbereiche der Ankerabschnitte sich in Längsrichtung des Ankers erstreckende Ausnehmungen aufweisen, die zur Verbindung mit benachbarten Ankerabschnitten dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker in an sich bekannter Weise aus mehr als zwei gleichartig ausgebildeten Abschnitten (la, 16, ic) besteht, daß die Endbereiche eines jeden Ankerabschnittes '_vla, 16, ic) in an sich bekannter Weise jeweils zumindest eine, im Querschnitt des Ankerahschnittes gesehen, kreissegmentförmige Ausnehmung aufweisen, die mit einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung des benachbarten Ankerabschnittes, sich einander überlappend, zum vollen Ankerquerschnitt zusammenfügbar ist und daß die Grundfläche der einen Ausnehmung eines jeden Ankerabschnittes einen aus ihr herausstehenden Vorsprung (5, 5a) und die der anderen Ausnehmung eine diesen Vorsprung (5, 5a) in Drehrichtrng formschlüssig aufnehmende Ausnehmung (6,6a) aufweist.

2. Mehrteiliger \ ersenk Klebanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche einer jeden Ausnehmung durch eine von der jeweiligen Druckübertragungsfläche (7) ausgehende, zum zugehörigen Ankerabschniitsende ansteigende Keilfläche (4) gebildet ist, wobei die Keilfläche (4) der einen Ausnehmung des jeweiligen Ankerabschnittes einen senkrecht /ur Ankerlängsachse verlaufenden Vorsprung (5) und die der anderen Ausnehmung eine der Form und der Abmessung des Vorsprungs (5) angepaßte Ausnehmung (6) aufweist.

3 Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen in Seitenansicht gesehen sägeblattartig in mindestens zwei Abschnitte (4a, 4b) unterteilt ausgebildet sind, wobei die Keilflächenabschnitte (4a, 4b) abwechselnd mit einem Vorsprung (5a) und einer Ausnehmungfea^versehen sind.

4 Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander korrespondierenden Druckübertragiingsflächen (7) gleichartig abgerundet ausgebildet sind

5. Mehrteiliger Versenk Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander korrespondierenden Keilflächen (4a. 4h;/wcicr Ankerabschnitte (la. \b)\n Längsrichtung des <\nkers(1) verdreht hergestellt sind.

b. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß* und Kopfbereieh der Keilflächen (4a, 4b) abgerundet ausgebildet sind.

7. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach deal Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unterste Ende des in das Bohrlochtiefste

einzusetzenden Ankerabschnitts (IaJ über den gesamten Querschnitt abgeschrägt ausgebildet ist.

8. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der letzte mehrerer einen Klebanker (1) bildende Ankerabschnitte (la, 16, ic) aus Holz oder einem ähnlich leicht zerstörbaren Werkstoff hergestellt ist.

9. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der die Ankerabschnitte (la, ib, ic) verbindenden Verbindungsteile mit geringfügig ausladenden Fortsätzen (8) versehen sind.

10. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (8) vorzugsweise dreiecks- oder kreisförmig, quadratisch, rechteckig, trapezartig, oval oder in unregelmäßigen Formen ausgebildet sind.

11. Mehrteiliger Versenk-Klebanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Anker (1) bildenden Ankerabschnitte (la, lh, Ir,)eine profilierte Oberfläche aufweisen.