ANCHORING BOLT DRILLING AND SETTING DEVICE, ESPECIALLY FOR MINING

Abstract: 1. Anchoring bolt drilling and setting apparatus, in particular for mining, with a mounting (10), on which a preferably hydraulic, rotary, in particular rotary percussion drill (11) is mounted in a longitudinally adjustable manner, having on the power take-off side a mounting for a plug-in stump end, the latter being held in the drill (11) by a holding device, e.g. a threaded cap (16) or the like, the plug-in stump (12) having wings (13) for transmitting the torque between the drill and the drill pipe or such like, and the end region of the p lug-in stump (12) pointing out of the drill having a thread (19) for connecting to a drill pipe or such like, characterized in that the end region of the plug-in stump (12) having a thread has at least two fitting surfaces (21, 37) which cooperate with at least two further fitting surfaces (29, 39) of an intermediary member (27), the fitting surfaces and/or their generatrices forming an angle of less than 90 degrees, in particular 0 degrees, with the drilling axis.

Description: Ankerbohr- und etzvorrichtung, insbesqndere für den Bergbau Für den Ausbau von Stollen, sei es beim Strassenbau oder auch beim Bergbau, kommen immer mehr Anker, sei es sogenannte schlaffe Anker, also die nicht gespannt werden,oder Spannanker zur Anwendung. Vor dem Setzen der Anker muss das gewachsene Gestein oder die zu gewinnenden Rohstoffe z.B. Kohle, sei es durch einen Sprengabbau oder mittels einer Teilschnitt oder Vollschnittfräsmaschine, gewonnen bzw. abgebaut werden. Beim Sprengabbau werden Sprenglöcher angefertigt, die in der Regel sowohl beim Ausbau von Tunnels als auch von Stollen einen grösseren Durchmesser aufweisen, als Jene Bohrlöcher, die zum Setzen von Ankern erforderlich sind. Nachdem das abgebaute Material entfernt wurde, können die Anker gesetzt werden. Für diesen Zweck muss meist der im Bohrwerk, sei es im Schlagbohrwerk oder Bohrwerk, hydraulisch oder pneumatisch betrieben, befindliche Einsteckstummel; welcherzur Kraftübertragung und zwar sowohl des Schlages als auch des Drehmoment es zwischen Bohrwerk und Bohrgestänge dient, ausgewechselt werden. Der Einsteckstummel trägt an seinem aus dem Abtriebsgehäuse weisenden Ende ein Gewinde zum Verbinden mit dem Bohrgestänte auf. Nachdem die Gewindeverbindung zwischen Einsteckstummel und Bohrwerk getrennt wird, kann der Einsteckstummel nach Lösen einer Haltevorrichtung,z.B. einer Gewindekappe,dem Bohrwerk entnommen werden. Sodann muss ein neuer Einsteckstummel eingesetzt werden, welcher meist ein kleines Gewinde zur Verbindung mit einem weiteren Bohrgestänge, welches zum Bohren der Ankerlöcher dient, aufweist. Nachdem mit dem nunmehr kleineren Bohrgestänge mit kleinerer Bohrkrone, das Ankerloch gefertigt wurde, ist das Bbhrgestänge aus dem Bohrloch zu entfernen und es wird sodann das Bohrgestänge vom Einsteckstummel gelöst, der Einsteckstummel aus dem Bohrwerk entnommen und ein weiterer Einsteckstummel, und zwar zum Setzen und Drehen des Ankers, in das Bohrwerk eingebracht. Das Drehen des Ankers im Bohrloch ist nicht nur zum leichteren Einbringen des Ankers in das Bohrloch erforderlich, sondern es soll hiebei auch einerseits eine Vermischung z.B. eines Zweikomponentenkunstharzes und eine bessere Raumerfüllung des Klebers im Bohrloch erreicht werden. Ein derartiger Zweikomponentenkleber erhärtet innerhalb weniger Sekunden, sodass unmittelbar danach ein Anziehen der Anker z.B. über ihre Ankermutter möglich ist, wobei ein Drehen in der Gegenrichtung zum Einbringen erforderlich ist. Wie aus obigen AusfUhrungen hervorgeht, ist zlfar das Setzen von Ankern ein besonders einfaches Verfahren zum Ausbau einer Strecke oder eines Tunnels bezogen auf einen Ausbau mit Tübbings od. dgl., Jedoch sind die Manipulationen, die durch den Ein- und Ausbau der Einsteckstummel aufgrund der -unterschiedlichen Erfordernisse,selbst bei einem schnellen Wechsel der selben,relativ aufwendig. Weiters ist zu berücksichtigen, dass nach dem Wechsel der Einsteckstummel diese vor Ort gelagert werden müssen, wodurch, um eine vorzeitige Abnutzung des Bohrwerkes zu vermeiden, diese vor erneutem Einbau einer sorgfältigen Reinigung zu unterziehen wären. Eine derartige sorgfältige Reinigung ist jedoch insbesondere unter den erschwerten Bedingungen des Bergbaues kaum möglich. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Ankerbohr-und etzvorrichtung, insbesondere für den Bergbau zu schaffen, mit welcher gegebenenfalls auch die erforderlichen Sprenglöcher gefertigt werden können, wobei die Rüstzeiten so gering wie möglich bzw. überhaupt beim Wechsel von Ankerbohren und Ankersetzen vermieden werden sollen. Die erfindungsgemässe Ankerbohrund etzvorrichtung, insbesondere für den Bergbau,mit einer Lafettg auf welcher ein,vorzugsweise hydraulisches,Dreh- ,insbe- sondere Drehschlagbohrwerb längsverschieblich gelagert ist, wobei das Bohrwerk abtriebseitig eine Aufnahme für ein Einsteckstummelende aufweist, wobei dieses durch eine Hal-t evorrichtung, z.B. Gewindekappe oder dgl.,im Bohrwerk gehalten ist, und der Einsteckstummel Flügel od. dgl. zur Ubertragung des Drehmomentes zwischen Bohrwerk und Bohrgestänge od. dgl. aufweist, und der aus dem Bohrwerk weisende Endbereich des Einsteckstummels ein Gewinde zum Verbinden mit einem Bohrgestänge od. dgl. aufweist, besteht im wesentlichen darin, dass der Gewinde aufweisende Endbereich des Einsteckstummels zumindest zwei Passflächen zur Kooperation mit zumindest zwei weiteren Passflächen eines Zwischenstückes aufweist, wobei die Passflächen und/oder ihre Erzeugende einen Winkel kleiner als 900, insbe 0 sondere 0, mit der Bohrachse einschliessen. Mit einer derartigen Ankerbohr- und setzvorrichtung können einerseits die Sprenglöcher gebohrt werden und anderseits können bei gleichem Durchmesser der Sprenglöcher mit den Ankerlöchern mit demselben Einsteckstummel die Ankerlöcher gebohrt werden. Weisen die Ankerlöcher einen geringeren Durchmesser auf, so kann entweder mit einem Bohrgestänge mit angestauchtem Ende und Gewinde gearbeitet werden, oder es muss der Einsteckstummel gewechselt werden. Dieser Einsteckstummel weist sodann erneut ein Gewinde und zumindest zwei Passflächen auf. Das Gewinde dient zur Kooperation mit einem Bohr gestänge, und zwar dem Bohrgestänge mit welchem die Ankecher gefertigt werden, wohingegen die Passflächen mit den weiteren Passflächen des ZwischenstUckes kooperieren, sodass ein Drehmoment som Einsteckstummel auf das Zwischenstück und zwar in beiden Richtungen übertragen werden kann. Durch diese Möglichkeit der obertragung - des Drehmomentes in beiden Richtungen kann der Felsanker in beide Richtungen gedreht werden, sodass einerseits eine Durchmischung des Binders im Ankerloch und eine vollkommene Füllung des Ankerlochs mit dem Rleber erreicht wird, wonach durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung ein Spannen des Ankers über ein Spann element,z.B. fJhrtter od. dgl., erreicht werden kann. Gema'ss einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Endbereich des Einsteckstummels in Bohrrichtung gesehen, ein Innengewindestück und darauffolgend eine, im wesentlichen sich in Achsrichtung erstreckende, insbesondere sechseckigprismatische, A nehmung, die zumindest zwei Passflächen besitzt, auf. Dadurch kann eine besonders materialarme Verbindung zwischen Einsteckstummel und Zwischenstück erreicht werde, wobei gleichzeitig das Innengewinde, da es in Bohrrichtung gesehen vor der Ausnehmung zu liegen kommt, besonders geschont wird. Weist der Endbereich des Einsteckstummels in Bohrrichtung gesehen zumindest zwei äussere Passflächen auf, insbesondere sechs Prismenf7ächen,und darauffolgend in Achsrichtung gesehen ein Aussengewinde, so können sehr hohe Kräfte, und zwar sowohl Schlagkräfte als auch Drehmomente übertragen werden. Ist vorgesehen, dass der Einsteckstummel in Bohrrichtung gesehen, vor den Passflächen und dem Gewinde eine im wesentlichen radiale Ausnehmung aufweist, die in einen sacklochartigen Spülkanal mündet, so können Rüstzeiten, die durch ein Undichtwerden von Dichtungen, die im Bohrwerk angeordnet sind, hervorgerufen werden, durch eine ausserhalb des Bohrwerks liegende Zuführung des Spülmediums verhindert werden. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der dem die Passflächen aufweisenden Endbereich gegenüberliegende Endbereich des Zwischenstückes eine axiale Ausnehmung zur Aufnahme eines Ankerendes auf, das gegebenenfalls Mitnehmerflächen zum Drehen des Ankers und/oder einer Ankermutter od. dgl. trägt. Dadurch ist eine besonders einfache und robuste Ausführungsform eines Zwischenstückes gegeben, bei dem eine besonders leichte Führung des Ankers mit gleichzeitigem schnellem Anzug desselben ermöglicht ist. Fiir bestimmte Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, dass das Zwischenstück und der Einsteckstummel eine miteinander kooperierende Sicherung gegen ungewollten axialen Abzug tragen. Eine derartige Sicherung kann insbesondere dann von Interesse sein, wenn erschwerte Arbeitsbedingungen z.B. im Bergbau gegeben sind. Ist im Zwischenstück den Passflächen eine Zylinderfläche benachbart, die mit dem Innengewinde des Einsteckstummels kooperiert, so ist dadurch eine besonders gute Führung des Zwischenstückes gegeben. Im folgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Bohrarm mit Bohrlafette und Bohrwerk, Fig. 2 ein Bohrwerk, teilweise aufgerissen mit Einsteckstummel, Fig. 3 einen Einsteckstummel mit einem Bohrgetänge, Fig. 4 einen weiteren Einsteckstummel mit einem Zwischenstück. Der in Fig. 1 dargestellte Bohrarm mit Bohrlafette ist über die Konsole 1 mit einem Bohrwagen od. dgl. verbunden. Die Konsole weist vier Anlenkungen 2 für den Bohrausleger 3 und den Heb- und Senkzylinder 4 sowie Schwenkzylinder 5 auf. Der Bohrausleger kann auch wie in der Fig. 1 schematisch angedeutet, teleskopartig ausgebildet sein. An dem, der Konsole 1 abgewandten Ende weist der Bohrausleger 3 einen Drehmotor 6 auf, der eine Drehbewegung um die geometrische Achse des Bohrauslegers 3 ermöglicht. Der Gabelkopf 7 trägt über die Schwenkwelle 8 den Bohrlavettenhalter 9, welcher seinerseits die Lafette 10 und auf dieser längsverschieblich ein hydraulisches Schlagbohrwerk 11 trägt. Bei dem in Fig. 2 teilweise ab- und aufgerissen dargestellten hydraulischen Schlagbohrwerk 11 ist abtriebsseitig ein Einsteckstummel 12 eingefügt. Dieser Einsteckstummel trägt Flügel 13, die mit einer Klaue 14 koterieren, durch welche ein Drehmoment übertragen wird. An einem Ende kooperiert der Einsteckstummel mit dem Schlagkolben 15. Der Einsteckstummel 12 ist über eine Gewindekappe 16 im Drehschlagbohrwerk 11 gehalten. Der Einsteckstummel weist eine radiale Aus nehmung und zwar Bohrung 17 auf, die in einen sacklochartigen Spülkanal 18 mundet. Am Ende des Einsteck stummels ist ein seilartiges Innengewinde 19 vorgesehen, das zur Befestigungeinesnicht dargestellten Bohrestanges, sei es zum Bohren von Sprenglöchern oder von Ankerlöchern, dient. Weiters ist ein Innensechskant 20 mit Passflächen 21 vorgesehen. Uber der Bohrung 17 ist ein über den Einsteckstummel aufge- schobenes Gehäuse 22 vorgesehen, welches verdrehungssicher mit der Gewindekappe 16 verbunden ist. Dieses Gehäuse ist über Lippendichtungen 23 und einem 0-Ring 24 gegenüber dem Einsteckstummel abgedichtet; Die Zuführung eines Spülmittels erfolgt über den Stutzen 25. Das Spülmittel gelangt sodann über den Sammelraum 26 in die Bohrung 17 und sodann in den Spülkanal. Der in Fig. 3 dargestellte Einsteckstummel 12 weist an seinem hinteren Ende Flügel 13 auf, und am anderen Ende ist ein Seilinnengewinde 19 vorgesehen, wobei der Innendurchmesser des Innengewindes kleiner ist, als der Durchmesser des eingeschriebenen Kreises des darauffolgenden Innensechskants 20, dessen Passflächen 21 mit jenen des Zwischenstückes 27 kooperieren. Das Zwischenstück 27 weist an dem zum Einsteckstummel weisenden Ende einen Aussensechskant 28 mit Passflächen 29 auf. Reiters ist ein Zylinder 30 benachbart, der mit dem Innengewinde 19, wenn das Zwischenstück in den Einsteckstummel eingeführt wird, kooperiert. Das Zwischenstück weist weiters eine axiale Ausnehmung 31 auf, in die das Ende eines Felsankers 32 eingeführt werden kann. Diese axiale Ausnehmung erweitert sich sodann zu einem Innensechskant 33, welcher zum Festziehen der Pnkermutter 34 dient. Im Anker ist weiters ein Splint 35 vorgesehen, der die Mutter gegen unter absichtigtes Abziehen sichert. Weiters kann eine axiale Abzugs sicherung zwischen Einsteckstummel und Zwischenstück vorgesehen sein, sei es in Form eines Federstiftes einer gefederten Kugel, die in eine Ausnehmung einrastet,od. dgl. Bei dem in Fig, 4 dargestellten Einsteckstummel weist dieser einen Aussensechskant 36 mit Passflächen 37 auf, wobei an diesen in Bohrrichtung gesehen ein zylinderförmiges Gewindestück 38 vorgesehen ist. Die Passflächen 37 des Einsteckstummels kooperieren mit Passflächen 39 des Zwischenstückes 27. Das Zwischenstück 27 weist weiters eine zylindrische Ausnehmung 40 auf, in die das Gewindestück 38 einführbar ist. Die Aufnahme für den Felsanker 32 und die zugehörige Mutter 34 ist analog wie in Fig. 3 ausgebildet. Die Arbeitsweise mit der erfindungsgemässen Einrichtung ist nun folgendermassen. In das hydraulische Schlagbohrwerk wird ein Einsteckstummel gemäss Fig. 3 oder Fig. 4 eingebracht und fixiert. Sodann kann der Einsteckstummel mit einem Bohrgestänge zum Bohren von Sprenglöchern verbunden werden. Da in der Regel die Bohrkrone für Sprenglöcher einen grösseren Durchmesser aufweist, als die Bohrkrone für Ankerlöcher, ist das Gewinde für die Bohrstangen für Sprenglöcher mit einem grösseren Durchmesser versehen als das Gewinde für die Bohrstangen für die Ankerlöcher, es sei denn, dass die Bohrstange für die Ankerlöcher ein angestauchtes Ende aufweist. Da die Sprenglöcher in unmittelbarer Aufeinanderfolge gebohrt werden, ist kein sonderlicher Aufwand für RUstze5- ten erforderlich. Soll anschliessend, nachdem gesprengt und das abgebaute Material verbracht wurde, mit dem Ankern begonnen werden, so kann gegebenenfalls ein neuer Einsteckstummel in die Maschine eingebracht werden. Hiebei kann, wie in Fig. 2 dargestellt, über den Einsteckstummel eine Einrichtung für die seitliche Zuführung von Spülmedien vorgesehen werden, wobei dann eine zentrale Zufuhr des Spülmediums über die Drehschlagbohr maschine nicht erforderlich ist, sodass die entsprechenden leicht zerstörbaren Dichtungen ausgetauscht werden können, ohne dass das Einsteckstummel aus der Drehschlagbohrmaschine entnommen werden muss. Der Einsteckstummel kann, gleichgültig ober ein Innen- oder ein Aussengewinde aufweist, mit dem Bohrgestänge für die Ankerlöcher versehen werden. Sodann wird jeweils ein Ankerloch gebohrt, das Bohrgestänge wieder dem Bohrloch entnommen, worauf in das Bohrloch Klebepatronen für den Felsanker verbracht werden. Es wird anstelle des Bohrgestänges in den Einsteckstummel ein Zwischenstück eingeführt, wobei die Passflächen des Einsteckstummels mit jenen des Zwischenstückes kooperieren. Sodann wird ein Felsanker samt Mutter in das Ende des Zwischenstückes eingebracht. Die SchlagbohrmasiEne wird sodann erneut längsverfahren, wodurch der Anker unter gleichzeitiger Drehbewegung, und zwar entgegen der Anziehrichtung der Spannelemente z.B. Muttern gedreht wird. Eine Kooperation der Muttern.mit den Zwischenstücken ist über den entsprechenden Innensechskant gegeben. Ist der Felsanker in das Ankerloch verfahren, so wird einige Sekunden abgewartet, bis der Kleber im Ankerloch verhärtet ist, worauf die Schlagbohrmaschine in die Gegenrichtung gedreht wird, wodurch ein Anziehen der Spannelemente erfolgt und der Anker straff angezogen ist. Die Passflächen des Einsteckstummels und des Zwischenstückes müssen nicht, wie in den Beispielen angegeben, Jeweils eben sein, sondern es können durchaus kegelförmige oder zylinderförmige oder andersartige Passflächen sein. Jedenfalls ist es erforderlich, dass entsprechende Drehbewegungen über die Passflächen zwischen Einsteckstummel und Zwischenstück übertragen werden können.

Claims: Patentansprüche: 1. Ankerbohr- und -setzvorrichtung, insbesondere für den Bergbau, mit einer Lafette, auf welcher ein, vorzugs weise hydraulisches, Dreh-, insbesondere Drehschlag bohrwerk (11) längsverschieblich gelagert ist, wobei das Bohrwerk abtriebsseitig eine Aufnahme für ein Einsteckstummelende aufweist, wobei dieses durch eine Haltevorrichtung, z.B. Gewindekappe (16) od. dgl., im Bohrwerk (11) gehalten ist, der Einsteckstummel (12) Flügel (13) zur Ubertragung des Drehmomentes zwischen Bohrwerk und Bohrgestänge od. dgl. und der aus dem Bohrwerk weisende Endbereich des Einsteckstummels (12) ein Gewinde (19) zum Verbinden mit einem Bohrgestänge od. dgl. aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewinde aufweisende Endbereich des Einsteckstum mels (12) zumindest zwei Passflächen (21, 37) zur Ko operation mit zumindest zwei weiteren Passflächen (29, 39) eines Zwischenstückes (27) aufweist, wobei die Passflächen undloder ihre Erzeugenden einen Winkel kleiner als 900, insbesondere 0 , mit der Bohrachse einschliessen. 2. Ankerbohr- und -setzvorrichtung nach AnsDruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Endbereich des Ein steckstummels (12) in Bohrrichtung gesehen ein Innen gewindestück (19) und darauffolgend eine im wesentli chen in Achsrichtung sich erstreckende, insbesondere sechseckigprismatische, Ausnehmung (20) mit zumindest zwei Passflächen (21) aufweist. 3. Ankerbohr- und -setzvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Endbereich des Ein steckstummels (12) in Bohrrichtung gesehen, zumin dest zwei äussere Passflächen (37), insbesondere sechs Prismenflächen, und darauffolgend ein Aussengewin- de (38) aufweist. 4. Ankerbohr- und -setzvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsteckstum mel (12) in Bohrrichtung gesehen, vor den Passflä chen (21) und dem Gewinde (19) eine im wesentlichen radiale Ausnehmung (17) aufweist, die in einen sack lochartigen Spülkanal (18) mündet. 5. Ankerbohr- und -setzvorrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem die Passflächen (29, 39) aufweisenden Endbereich ge genüberliegende Endbereich des Zwischenstückes (27) eine axiale Ausnehmung (31) zur Aufnahme eines An kers (32) aufweist, die gegebenenfalls Mitnehmerflä chen (33) zum Drehen des Ankers und/oder einer An kermutter (34) od. dgl. trägt. 6. Ankerbohr- und -setzvorrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Zwi schenstück (27) und Einsteckstummel (12) eine mit einander kooperierende Sicherung gegen ungewollten axialen Abzug tragen. 7. Ankerbohr- und -setzvorrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zwischenstück (17) den Passflächen (29) benachbart eine Zylinderfläche (30) angeordnet ist, die mit dem Innengewinde (19) des Einsteckstummels (12) ko operiert.

Inventors: PASCUTTINI, FRANZ, SCHANTL, WERNER, SCHON, KONRAD, Schön, Konrad
Applicants: VEREINIGTE EDELSTAHLWERKE AKTIENGESELLSCHAFT (VEW)
Application year: 1983
Main classification: E21B17
IPC codes: E21B17, E21D21, E21B15, E21B19, B25D17, E21B7, E21D20, B23G1