可扩张岩栓及岩石锚杆系统.pdf

本发明涉及一种通过压力介质可扩张、用于插入钻孔内的岩栓(7)。该可扩张岩栓(7)包括连接单元(8)，该连接单元(8)具有用于与扩张岩栓(7)的扩张构件(10)可拆卸的相互作用的构件(11)，以及具有悬挂元件(16)，设计该连接单元具有使得其可以插入钻孔内的外部尺寸。本发明也涉及这种岩石锚杆系统。

1.  一种通过压力介质可扩张、用于插入钻孔内并且包括连接单元的岩栓，其特征在于，该连接单元包括用于与扩张岩栓(7)的扩张构件(10)可拆卸地相互作用的构件(11)，以及具有可连接到岩栓上的悬挂元件(16)，并且在于设计该连接单元具有使得其可以插入钻孔内的外部尺寸。

2.  如权利要求1所述的可扩张岩栓，其特征在于，该连接单元包括固定到岩栓(7)上的连接套筒(8)。

3.  如权利要求2所述的可扩张岩栓，其特征在于，连接套筒(8)包括岩石板(14)可以相对其对接的诸如凸缘(13)之类的构件。

4.  如权利要求1-3中任一项所述的可扩张岩栓，其特征在于，该连接单元通过焊接固定到岩栓(7)上。

5.  如前面任一项权利要求所述的可扩张岩栓，其特征在于，扩张构件(10)包括可以插入连接单元内的接头。

6.  如前面任一项权利要求所述的可扩张岩栓，其特征在于，该连接单元包括围绕连接单元的座的至少部分的支撑套筒(9)。

7.  如前面任一项权利要求所述的可扩张岩栓，其特征在于，岩栓(7’)提供有贯通管道以及用于连接第二岩栓(7”)的在内部上的连接接头(17)。

8.  如前面任一项权利要求所述的可扩张岩栓，其特征在于，悬挂元件(16)包括如下之一：安装接线盘、单个钩、双钩、钩状物或者它们的组合。

9.  一种岩石锚杆系统，其包括如权利要求1-8中任一项所述的可扩张岩栓和扩张构件(10)以及用于与岩栓(7)的连接单元相互作用的悬挂元件(16)。

可扩张岩栓及岩石锚杆系统
技术领域
本发明涉及用于悬挂安装的可扩张岩栓。
背景技术
在隧道和在矿井中，经常需要悬挂在工作中使用的不同装置，例如通风机、钻孔设备等。另外，在矿井和在隧道中，人们经常使用平台以便传送挖出材料及其它材料。这些平台在隧道或矿井的顶部悬挂，例如上述可以通过在顶部中安装梁并且随后将平台固定到该梁上而完成。
为了将例如服务平台之类的这些装置固定到顶部，会使用各种螺栓。人们经常使用可扩张螺栓，所谓的膨胀螺栓，其中该螺栓包括管，管的内部通过诸如高压流体之类的压力构件进行加压，并由此扩张。这种可扩张螺栓的实例在瑞典专利no.7902129-1中示出。扩张螺栓可以与固定到该扩张螺栓上的特定结合件一起使用。平台或者人们想悬挂在顶部的装置然后固定在这些结合件中。
使用这些螺栓作为悬挂装置的缺点在于它们与特定悬挂结合件一起基本上从隧道的顶部伸出，并且必须因此被切割和/或由厚层粉刷水泥覆盖。这是花费成本及耗时的操作，并且期望能够将之最小化。在安全评估中，带有悬挂装置的该螺栓不会被归类作为岩石的支撑。
发明内容
本发明的目的在于提供解决上述问题的岩栓。更具体地说，本发明的目的在于提供用于悬挂的改进岩栓，其承受在螺栓中的最小应力集中。本发明的另一目的在于提供当移入岩石时简化工作的悬挂装置。
通过权利要求1限定的可扩张岩栓获得根据本发明的这些和其它目的。
根据本发明，通过提供能够通过压力介质扩张的可扩张岩栓而获得上述目的，该扩张岩栓具有连接单元，该连接单元包括用于与扩张岩栓的构件相互作用的构件以及悬挂元件。该连接单元进一步设计具有可以插入钻孔内的外部尺寸。由此提供了给出从岩石更小伸出的悬挂装置，并且提供更好的强度。
根据优选实施例，该连接单元包括固定到岩栓上的连接套筒。由此分别提供了实用和容易使用悬挂元件和扩张构件的连接。该连接套筒可以插入钻孔内并由此给出在隧道内进行覆盖的从岩石的最小伸出，这导致更快及更有效率的隧道工作。
根据另一优选实施例，连接套筒可以焊接到岩栓上，这给出连接套筒到岩栓上的更安全并且同时经济和实用的连接。
根据另一优选实施例，连接单元的连接套筒包括岩石板可以相对其对接的机构，例如凸缘。这给出根据本发明的岩栓岩石支撑性能，由此岩栓包括两个重要和有用的功能，即在同一个岩石内的岩石支撑和悬挂。岩石板可以根据适当进一步进行选择以及取决于需求，并且可以例如包括规则的平岩石板或者例如半球形岩栓。根据本发明的该方面，可扩张岩栓从而可以同时用作岩石支撑和用作悬挂装置。由此，可以减少提供悬挂装置和岩石支撑的总成本，给出一种经济的方案。
根据另一优选实施例，连接单元包括支撑套筒，围绕连接单元的座的至少部分。由于螺栓相对孔壁停放的事实，由此防止岩栓暴露给挠矩。
根据另一优选实施例，两个岩栓可以结合并且由此提供更长的岩栓。根据本发明的岩栓可以可替换地仅仅用作从岩石伸出的最外部分，由此没有用于悬挂和板的连接单元的在市场上通常同样或不同存在的可扩张岩栓可以用在钻孔的最深处。
根据另一优选实施例，悬挂元件可以包括如下之一：安装接线盘、单个钩、双钩、钩状物或者它们的组合。由此提供了很大的灵活性，并且可以根据需要调适悬挂元件。
本发明也涉及岩石锚杆系统，其包括如上的可扩张岩栓、扩张接头和悬挂元件，由此获得对应于上述的优点。
进一步的优点通过本发明的不同方面获得，并且通过下面的详细描述将会变得明显。
附图说明
图1示出根据本发明的岩栓。
图2示出图1的岩栓，其提供有根据本发明的可拆卸扩张接头。
图3示出图1地岩栓，其中可拆卸扩张接头已经由安装接线盘替换。
图4a和4b示出根据本发明分别提供有可拆卸扩张接头和安装接线盘的岩栓的第二实施例。
图5示出已经连接的根据本发明的两个岩栓。
具体实施方式
如上所述的，经常需要在矿井或在隧道工作中悬挂不同装置。在岩石钻孔中，需要一些种类的岩石支撑，例如岩栓、缆索或其它元件，以便加强并稳定岩石并由此使得岩石自支撑。如在介绍部分描述的，具有可以用于该目的的可扩张、管状岩栓，例如参见瑞典专利no.427764和443398。
本发明提供改进的岩栓，该岩栓也可以提供有给出最小伸出的悬挂装置，并且同时提供组合在岩石钻孔环境中存在的这两个需求的一种方式，例如在矿井中、在同一个岩栓中。
现在参照图1，示出根据本发明的岩栓7。经由压力介质的可扩张岩栓7包括同时用于连接扩张构件10(参见图2)和用于连接悬挂元件16(参见图3)的连接单元。该连接单元优选包括具有座的连接套筒8，该座包括用于同时接收用于扩张岩栓7的扩张构件10以及悬挂元件16的内部构件11。座的内部构件11例如可以包括螺纹，由此扩张构件10和悬挂元件16分别可以拧到岩栓7上。可替换地，如在图4a和4b中示出的，连接套筒8可以替换地包括用于分别与扩张构件10和悬挂元件16相互作用的外螺纹。然而这必须在基本上不加长岩栓从岩石伸出的情况下完成，例如使得扩张构件10的套筒状部分和悬挂构件16具有使得它们可以插入钻孔内的尺寸。其它适合的可拆卸连接也是可接收的。
连接单元优选也包括固定到岩栓7上的支撑套筒9。连接单元的部分，即在这种给出情况下的连接套筒8和支撑套筒9，可以在可替换实施例中成整体。而且，得益于套筒相对孔壁支撑的事实，支撑套筒9防止在连接套筒8和岩栓7的剩余部分之间的任何不期望的角位移。
在图2中，扩张构件10示出为扩张接头形式，但是在其它实施例中扩张构件10例如是简单的、直的管或空心缆索。扩张构件10的功能在于允许岩栓7的扩张，并由此允许岩栓7在岩石12中的锚定。扩张仅仅需要扩张构件10包括一些种类的空心体，通过该空心体例如水可以在高压下被送进，由此岩栓7扩张以对接钻孔。扩张接头是有益的在于通过径向注入管可以随后执行加压，由此方便了手工加压。
扩张构件10优选装入在岩石锚杆中使用的岩栓的普通标准卡盘内，并且从而不需要特别设计的卡盘用于根据本发明的岩栓7。
在示出的实施例中，连接套筒8包括岩石板14对接的凸缘13。除了凸缘之外的其它构件也是可接受作为岩石板14的支撑。通过岩石板14可以与岩栓7相结合使用的事实，岩栓7也可以用作岩石的支撑，这对于现有技术的悬挂装置来说是不可能的。岩石板14可以是普通的平板或者可以是半球形的，正如图中所示出的。
当已经通过扩张构件10扩张岩栓7时，其中扩张构件10已经连接到未示出的压力介质源头，扩张构件10可以被拧开。这提供给出小的伸出的岩栓。参见图3，如果期望，也能够连接悬挂元件16。从而岩栓7可以用作例如服务平台等的悬挂装置。悬挂元件16提供有用于与连接套筒8的内(或外)构件11(例如螺纹)相互作用的构件。在图3中，悬挂元件16示出为安装接线盘形式，但是在可替换实施例中，悬挂元件16可以包括任何合适的悬挂构件，例如单个钩、双钩、钩状物或者这些的任意组合。从而提供了可以根据需要调节的灵活的悬挂装置。
而且，随着隧道前进，悬挂元件16可以拧开和再使用。这给出至少两个优点。首先，由于悬挂元件16可以使用几次，减小了悬挂元件16的成本。其次，从岩石的伸出较小，消除了在使用后切割螺栓的需求，否则这是耗时的过程。由此，生产过程加速，而且减少了用粉刷水泥等覆盖的需要厚度，这再次减小成本。通过仅仅一些简单装配的部件，进一步地安装很快。
如图5所示，可以调节连接单元使得两个及更多岩栓7’、7”可以结合在一起，以便形成长的螺栓。这可以以不同方式完成。如果人们想将根据本发明的两个岩栓7’、7”结合在一起，外岩栓7’不得不具有带有连接接头17的贯通缆索，其与在内部岩栓7”上的连接套筒8结合在一起。然后在钻孔外部的压力介质的应用实现螺栓7’和7”两者的扩张。
岩栓7的内部部分可以可替换地换为与普通可扩张岩栓接合在一起的外安装。根据本发明的岩栓7仅仅用作从岩石伸出的最外部分，而规则结合的可扩张岩石钻头用在岩石12的最深处。