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DE2327851A1 - PROCESS AND DEVICE FOR STRENGTHENING THE ROCK OF A MOUNTAIN ASSOCIATION, IN PARTICULAR IN MINING PITS OF THE UNDERGROUND CONSTRUCTION - Google Patents

PROCESS AND DEVICE FOR STRENGTHENING THE ROCK OF A MOUNTAIN ASSOCIATION, IN PARTICULAR IN MINING PITS OF THE UNDERGROUND CONSTRUCTION

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Publication number
DE2327851A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
borehole
rock
reinforcement
reinforcement insert
tubular
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.)
Pending
Application number
DE2327851A
Other languages
German (de)
Inventor
John Michael Murphy
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.)
Exchem Holdings Ltd
Original Assignee
Exchem Holdings Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exchem Holdings Ltd filed Critical Exchem Holdings Ltd
Publication of DE2327851A1 publication Critical patent/DE2327851A1/en
Pending 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

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)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTINGDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. BEAUTIFUL FOREST DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTING

KÖLNl.DEICHMANNHAUSCOLOGNE.DEICHMANNHAUS

30. Mai 1973 Sch-DB/lsMay 30, 1973 Sch-DB / ls

EXCHEM HOLDINGS LIMITEDEXCHEM HOLDINGS LIMITED

31-35 Wilson Street, London EC2M 2UA, England31-35 Wilson Street, London EC2M 2UA, England

Verfahren' und Vorrichtung zur Verstärkung des Gesteins eines Gebirgsverbandes, insbesondere in Bergwerksgruben des UntertagebausMethod and device for reinforcing the rock of a mountain range, in particular in Underground mining pits

Die Erfindung betrifft die Verstärkung von Gestein und schlägt ein Verfahren vor zur Stabilisierung bzw. Verfestigung schwacher Gesteinsformationen, wie sie beispielsweise in Bergwerksgruben vorkommen. Außerdem wird eine Verstärkungseinlage zur Durchführung des Verfahrens angegeben.The invention relates to the reinforcement of rock and proposes a method for stabilizing or Solidification of weak rock formations, such as those found in mining pits. aside from that a reinforcement insert is specified for carrying out the method.

Es ist bekannt, um Untertageöffnungen verhältnismäßig kurze, im wesentlichen 1,5 bis 2,1 m lange Gesteinsstahlbolzen anzuordnen, um die Gebirgsschicht in unmittelbarer Nähe der öffnungen zu stabilisieren und zu versteifen. Derartige Gesteinsbölzen werden im Gestein durch aufweitbare Schilde oder durch Keilanordnungen verankert oder sie werden an ihrem inneren Ende durch rasch abbindendes Klebmittel fixiert, das im allgemeinen auf einem ungesättigten Polyesterharz basiert. Derartige endseitig veranlagte Gesteinsbolzen werden durch eine Mutter gespannt, die gegen die Ge-It is known to use relatively short rock steel bolts, essentially 1.5 to 2.1 m long, around underground openings to be arranged in order to stabilize the rock layer in the immediate vicinity of the openings and to stiffen. Such rock logs are in the rock by expandable shields or by wedge arrangements anchored or they are fixed at their inner end by quick-setting adhesive, the generally on an unsaturated polyester resin based. Such rock bolts at the ends are tensioned by a nut which is pressed against the

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steinsfläche um das den Gesteinsbolzen enthaltende Bohrloch wirkt. Die Spannung innerhalb eines auf diese Weise festgespannten Bolzen vermittelt eine Kraft, die die Trennung der Gebirgsschicht bzw. der Relativbewegung von nebeneinanderliegenden Blöcken gebrochenen Gesteins hemmt und daher kann die Verwendung solcher Bolzen in angemessenen Abständen eine Spannungszone von Versteifung um einen Minengang oder andere öffnungen Untertage schaffen.stone surface around the one containing the rock bolt Borehole acts. The tension within a bolt tightened in this way imparts a force which broke the separation of the rock layer or the relative movement of adjacent blocks Rock inhibits and therefore the use of such bolts at reasonable intervals can create a stress zone of stiffening around a mine passage or other Create openings underground.

Bei einer anderen bekannten Verstärkung wird so vorgegangen, daß die Verstärkungseinlage, beispielsweise ein Bolzen aus Metall, Holz oder verstärktem Kunst stoff, über seine gesamte Länge in einem extra für diesen gebohrten Bohrloch festgeklebt wird, wobei eine an sich bekannte geeignete Harz- oder Verkittungsklebmischung verwendet wird. Derartige Verstärkungselemente werden nicht gespannt, jedoch vermitteln sie aufgrund ihrer innigen Verbindung mit dem Gestein maximale örtliche Versteifungskräfte um jegliche Grenzflächen, an denen Zug- und Druckkräfte Störungen hervorrufen, die sich als Unterbrechung des ursprünglichen Zusammenhanges der Gesteinsverbände äußern. Die Klebmischung für solche Verstärkungselemente kann vor Einführen des Verstärkungselementes in das Bohrloch eingepumpt werden oder sie wird in einer oder mehreren zerbrechlichen Kapseln in das Bohrloch eingebracht, die anschließend zerbrochen werden und deren Inhalt durch Drehung des Verstarkungselementes bei seiner Einführung in das Bohrloch aktiviert wird. In der Praxis ist wegen der normalerweise in Grubenschächten vorhandenen beengten Raumverhältnisse die LängeIn another known reinforcement, the procedure is that the reinforcement insert, for example a bolt made of metal, wood or reinforced plastic, over its entire length in an extra for this drilled borehole is glued, with a known per se suitable resin or cement adhesive mixture is used. Such reinforcement elements are not tensioned, but they mediate due to their intimate connection with the rock, maximum local stiffening forces around any boundary surfaces, at which tensile and compressive forces cause disturbances that turn out to be an interruption of the original Express the connection between the rock formations. The adhesive mixture for such reinforcement elements can before the reinforcement element is pumped into the borehole or it is in one or more fragile capsules introduced into the borehole, which are then broken and their Content is activated by rotating the reinforcement element when it is introduced into the borehole. In in practice, the length is due to the limited space that is normally found in mine shafts

des Verstärkungselementes auf 1,8 bis 2,4 m beschränkt, obwohl unter besonderen Umständen auch bereits Bolzen bis zu etwa 6 m Länge um Grubenöffnungen Untertage angebracht worden sind.of the reinforcement element limited to 1.8 to 2.4 m, although under special circumstances bolts up to about 6 m in length around pit openings underground have been attached.

Die verhältnismäßig schmale Gesteinsschicht, die mit den beschriebenen herkömmlichen. Verstärkungselementen ausgesteift werden kann, befindet sich normalerweise im engeren Bereich um einen Grubenschacht bzw. eine Grubenstrecke, jedoch ist eine viel größere Tiefe zeitweiliger Verstärkung erforderlich, um Störungszonen auf Langfrontbau-Kohlenschichten zu versteifen. In der Praxis ist es wünschenswert, etwa 15 bis 30 m der abzubauenden Lagerstätte und der unmittelbar anschliessenden Dachschicht nach vorne zu verstärken, um eine optimale Stabilisierung zu erzielen. Eine wirkungsvolle Verstärkung nach vorne bis in diese Tiefen wurde bisher durch miteinander verbundene Holzbolzen mit einem Durchmesser von 36 mm erreicht, die in ihnen angepaßte Bohrlöcher eingesetzt wurden. Bei der angewandten Technik des Einpumpens von Harzkleber über die Außenfläche des vorher eingesetzten Bolzens vom offenen Ende des Bohrloches her ist es erforderlich, ein Rohr bzw. einen Schlauch vorzusehen, um die Bohrlochsohle zu entlüften, damit der Kleber den gesamten Ringraum zwischen dem Bolzen und dem Gestein lufteinschlußfrei ausfüllt. Um Bolzen mit einem Durchmesser von 36 mm und ein Entlüftungsrohr mindestens 15 m tief in ein Bohrloch in flachem gestörtem Gestein einzubringen,muß das Bohrloch einen Durchmesser von wenigstens 50 mm, vorzugsweise 60 mm aufweisen. Das Bohren eines solchen Bohrloches bringt zahlreiche Schwierig-The relatively narrow rock layer that is associated with the conventional ones described. Reinforcement elements can be stiffened, is usually in the narrower area around a pit or a Mine section, however, requires much greater depth of temporary reinforcement to avoid fault zones to stiffen on long-front coal layers. In practice it is desirable to be about 15 to 30 m of the to be mined deposit and the immediately adjoining roof layer to the front to strengthen a to achieve optimal stabilization. An effective reinforcement to the front down to these depths has been made so far achieved by interconnected wooden bolts with a diameter of 36 mm that are in them adapted boreholes were used. In the applied technique of pumping in resin glue over the outer surface of the previously inserted bolt from the open end of the borehole, it is necessary to to provide a pipe or a hose to vent the bottom of the borehole, so that the adhesive the entire Fills the annular space between the bolt and the rock free of air inclusions. To bolts with a diameter of 36 mm and a ventilation pipe at least 15 m deep into a borehole in shallow, disturbed rock the borehole have a diameter of at least 50 mm, preferably 60 mm. The drilling such a borehole brings numerous difficulties

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keiten mit sich und außerdem bedingt es den Verbrauch verhältnismäßig großer Mengen Harzkleber, um den großen Ringraum zwischen den Bolzen und der Bohrlochwandung auszufüllen. Außerdem sind Spezialbohrvorrichtungen erforderlich, da die Standardvorrichtungen zur Anbringung normaler Sprenglöcher in Bergwerksgruben nur Löcher mit einem Durchmesser von etwa 43 mm zu bohren in der Lage sind.and it also requires the consumption of relatively large amounts of resin adhesive in order to produce the large Fill the annular space between the bolt and the borehole wall. There are also special drilling jigs required because the standard fixtures for making normal blast holes in mining pits are just holes with a diameter of about 43 mm to drill in the Location are.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ver-Stärkung des Gesteins eines Gebirgsverbandes, z.B. von Langfrontbau-Kohlenschichten im Untertagebau zu schaffen, das die Verwendung herkömmlicher Sprengloch-Bohrmaschinen gestattet und bei dem das Bohren von Bohrlöchern verhältnismäßig großen Durchmessers der Größenordnung von 50 mm und mehr entfällt.The object of the invention is to provide a method for strengthening the rock of a mountain range, e.g. Long-front coal layers to be created in underground mining using conventional blasthole drilling machines permitted and in which the drilling of boreholes of relatively large diameter of the order of magnitude of 50 mm and more is not required.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man in das Gestein ein Bohrloch bohrt, daß in das Bohrloch mindestens ein Rohrelement eingeführt wird, das aus mehreren längsgerichteten hülsenartig zusammengefügten Ringsegmenten besteht, die in Längsrichtung zueinander versetzt auf einem koaxial angeordneten Innenrohr befestigt sind, daß man die Einführung des Rohrelementes fortsetzt, bis sein inneres Ende gegen die Bohrlochsohle anliegt und sein äuteres Ende in den Bohrlochmund hineinragt, daß von außen eine Klebmittelmasse durch das Innenrohr des Rohrelementes in das Bohrloch so lange eingeführt wird, bis die Klebmittelmasse am inneren Ende des Rohrelementeä ausströmt und durch den Ringraum zwischen Rohrelement und Bohrlochwand zurückgeflossen ist, wobei die Klebmittelzuführung fortgesetzt wird, bis der Ring-This object is achieved in that one drills a borehole in the rock that at least in the borehole a tubular element is introduced, which consists of several longitudinal there is sleeve-like assembled ring segments that are offset from one another in the longitudinal direction a coaxially arranged inner tube are attached, that one continues the introduction of the tubular element until its inner end rests against the bottom of the borehole and its outer end protrudes into the borehole mouth, that an adhesive mass is introduced from the outside through the inner tube of the tubular element into the borehole for so long until the adhesive mass on the inner end of the pipe element flows out and has flowed back through the annular space between tubular element and borehole wall, wherein the Adhesive feed is continued until the ring

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raum im wesentlichen mit der Klebmittelmasse ausgefüllt ist, und daß man danach die Klebmittelmasse aushärten läßt, .damit sich die von dem Rohrelement gebildete Verstärkungseinlage mit dem Gestein verbindet.space is essentially filled with the adhesive mass, and that you then cure the adhesive mass can, .so that the reinforcing insert formed by the pipe element connects with the rock.

Zweckmäßig weist die Verstärkungseinlage mehrere hintereinander angeordnete Rohrelemente auf, die jeweils aus mehreren längsgerichteten Ringsegmenten gebildet sind, welche in Längsrichtung zueinander versetzt auf einem koaxialen Innenrohr befestigt sind. Dabei können die Innenrohre aufeinanderfolgender Rohrelemente über ein Verbindungsglied miteinander verbunden sein, das die Endteile aufeinanderfolgender Rohrelemente zusammenhält .The reinforcing insert expediently has a plurality of tubular elements arranged one behind the other, each of which are formed from a plurality of longitudinally directed ring segments which are offset from one another in the longitudinal direction are attached to a coaxial inner tube. The inner tubes of successive tube elements can thereby a connecting link may be interconnected which holds the end portions of successive tubular elements together .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ver-Stärkungseinlage aus einem durchgehenden unterbrechungslosen Innenrohr gebildet sein, auf dem mehrere längsgerichtete Ringsegmente in Längsrichtung zueinander versetzt befestigt sind.In a further embodiment of the invention, the reinforcement insert be formed from a continuous uninterrupted inner tube on which several longitudinal Ring segments are attached offset from one another in the longitudinal direction.

Die Ringsegmente der die Verstärkungseinlage bildenden Rohrelemente können aus jedem geeigneten Material, z.B. Holz, Metall, synthetischen Thermoplasten oder wärmehärtbaren Materialien, Asbestzement oder harzgebundenen Glasfasern bestehen, während das Innenrohr beispielsweise aus sythetischem Kunststoff wie z.B. Polyäthylen hergestellt sein kann.The ring segments of the tubular elements forming the reinforcement insert can be made of any suitable material, e.g. wood, metal, synthetic thermoplastics or thermosetting materials, asbestos cement or resin-bonded Glass fibers are made, while the inner tube is made of synthetic plastic such as e.g. Polyethylene can be made.

Vorzugsweise haben die Ringsegmente der Rohrelemente halbzylindrischen Querschnitt. Sie können jedoch gegebenenfalls auch andere Querschnittsformen zeigen.The ring segments of the tubular elements preferably have a semi-cylindrical cross section. However, you can if necessary also show other cross-sectional shapes.

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Als Verbindungsglied zur Befestigung mehrerer im Sinne des ersten Ausführungsbeispieles aneinandergereihter Rohrelemente kann beispielsweise eine Rohrhülse verwendet werden, in die die Rohrelemente passend eingesteckt werden oder es kann ein vom Innenrohr an einem Ende eines Rohrelementes vorstehender Zapfenteil vorgesehen sein, der in ein Ende des Innenrohres des folgenden Rohrelementes steckerartig einschiebbar ist.As a connecting link for fastening several strung together in the sense of the first embodiment Pipe elements can be used, for example, a pipe sleeve into which the pipe elements are inserted appropriately or a pin part protruding from the inner tube at one end of a tube element can be provided be, which can be inserted into one end of the inner tube of the following tubular element like a plug.

Um die Gefahr zu verringern, daß das innere Ende der Verstärkungseinlage während der Einführung in das Bohrloch von Bohrstaubresten blockiert wird, ist es zweckmäßig, das innere Ende der Verstärkungseinlage mit einem rohrförmigen, durchbrochenen Vortriebskopf mit geschlossenem Vorderende auszustatten. Der Vortriebskopf hat einen im wesentlichen zylindrischen Körper, der zum geschlossenen Vorderende hin verjüngt ausgebildet ist, um die Einführung der Verstärkungseinlage in ungleichmäßige Bohrlöcher zu erleichtern. Außerdem weist der Vortriebskppf auf seiner Mantelfläche mehrere Austrittsdurchbrechungen auf, durch die die Klebmittelmasse in den die Verstärkungseinlage im Bohrloch umgebenden Ringraum austritt. Die Durchbrechungen sind vorteilhaft im wesentlichen symmetrisch über den Körper des Vortriebskopfes verteilt angeordnet.In order to reduce the risk that the inner end of the reinforcement insert during the introduction into the borehole is blocked by drilling dust residues, it is advisable to cover the inner end of the reinforcement insert with a to equip tubular, openwork jacking head with a closed front end. The jacking head has a substantially cylindrical body which tapers towards the closed front end is to facilitate the introduction of the reinforcement insert into uneven drilled holes. aside from that if the propulsion head has several outlet openings on its outer surface, through which the adhesive mass emerges into the annular space surrounding the reinforcement insert in the borehole. The breakthroughs are advantageously arranged distributed essentially symmetrically over the body of the propulsion head.

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Die Erfindung wird anhand gezeichneter Beispiele näher erläutert. Es zeigen;The invention is explained in more detail with the aid of drawn examples. Show it;

Fig. 1 eine Ansicht des Endteiles eines Rohrelementes, aus dem eine Ausführunsjsform einer Verstärkung hergestellt werden kann,Figure 1 is a view of the end portion of a tubular member from which an embodiment of a reinforcement is made can be,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt einer zweiten AusfUhrungs-Fig. 2 is a partial longitudinal section of a second embodiment

form einer Verstärkung undform of a reinforcement and

Fig. 3 eine Ansicht eines Vortriebskopfes für eine Verstärkungsanordnung. 3 shows a view of a propulsion head for a reinforcement arrangement.

Gemäß Fig. 1 weist ein Rohrelement, das mit vielen gleichgestäfceten Elementen zur Herstellung einer Verstärkung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dient, zwei längsverlaufende Ringsegmente 2 halbzylindrischer Formgebung auf, die zueinander versetzt auf einem koaxial vorge-According to Fig. 1, a tubular element, which with many Gleichgestäfceten Elements for producing a reinforcement according to the method according to the invention are used, two longitudinal ones Ring segments 2 semi-cylindrical shape, which are offset from one another on a coaxially pre-arranged

sehenen Innenrohr 1 angebracht sind. ·see inner tube 1 are attached. ·

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Verstärkung, bestehend aus einem durchgehenden Innenrohr 1, das von vielen halbzylindrischen Ringsegmenten 2 umgeben ist, die zueinander versetzt auf dem Rohr 1 angeordnet sind, so daß an Jeder Stelle wenigstens die Hälfte der Zugfestigkeit der Verstärkungsanordnung vorhanden ist. In der Praxis kann das Innenrohr 1 beispielsweise aus flexiblem oder halbstarrem Kunststoffmaterial oder aus Metall bestehen und kann von einer Spule in einer unterbrechungslosen Länge in das Bohrloch eingeführt werden. Die halbzylindrischen Ringsegmente 2 können in passenden Längen, z.B. 1 bis 2 m vorgesehen werden und sie könnenFig. 2 shows a preferred reinforcement, consisting of a continuous inner tube 1, which of many is surrounded by semi-cylindrical ring segments 2, which are arranged offset from one another on the tube 1, so that at least half of the tensile strength of the reinforcement arrangement is present at each point. In the In practice, the inner tube 1 can be made of flexible or semi-rigid plastic material or of metal, for example and can consist of a coil in an uninterruptible Length to be introduced into the borehole. The semi-cylindrical ring segments 2 can be in matching Lengths, e.g. 1 to 2 m, can be provided and they can

auf dem Rohr 1 beispielsweise mittels Klebband bzw. Metall- oder Kunststoffklammern befestigt werden.be attached to the tube 1 for example by means of adhesive tape or metal or plastic clips.

Fig. 3 zeigt einen Vortriebskopf, der mit der Verstärkung der Fig. 1 oder 2 verbindbar ist. Der Vortriebskopf besitzt einen Rohrkörper 1, der ein sich verjüngendes kegliges geschlossenes Vorderende 2 aufweist. Mehrere Durchbrechungen 3 sind im wesentlichen symmetrisch über die Fläche des Rohrkörpers 1 verteilt.Fig. 3 shows a propulsion head with the reinforcement 1 or 2 can be connected. The propulsion head has a tubular body 1, which is tapered has conical closed front end 2. Several openings 3 are essentially symmetrical Distributed over the surface of the tubular body 1.

Als Klebmittelmasse kann für das erfindungsgemäße Verfahren eine Klebmasse oder vorzugsweise eine Harzmischung verwendet werden, die vorteilhaft auf einem ungesättigten Polyesterharz basiert.An adhesive or preferably a resin mixture can be used as the adhesive composition for the process according to the invention can be used, which is advantageously based on an unsaturated polyester resin.

Die folgenden Beispiele geben einen weiteren Einblick in Ausgestaltungen der Erfindung.The following examples provide a further insight into embodiments of the invention.

Beispiel 1example 1

Zur Herstellung von Rohrelementen nach Fig. 1 wurde das Innenrohr 1 aus hochverdichtetem Polyäthylenrohr mit einem Innendurchmesser von l6 mm und einem Außendurchmesser von 19 mm gefertigt, während die Ringsegmente 2 aus halbkreisförmigen Ringabschnitten von HoIzleisten aus Kerning-Holz mit einem Innendurchmesser von 19 mm und einem Außendurchmesser von J>6 mm gebildet waren. Das Kunststoffrohr und die Holzleisten wurden zu 167,64 cm langen Stücken geschnitten und dann mit einer Längsversetzung so zusammengefügt, daß die Gesamtlänge des fertigen Rohrelementes 182,8 cm betrug, wobei jedes Ende des Innenrohres in der Mitte zwischenFor the production of pipe elements according to Fig. 1, the inner pipe 1 was made of highly compressed polyethylene pipe with an inner diameter of 16 mm and an outer diameter of 19 mm, while the ring segments 2 were made of semicircular ring sections of wooden strips made of kerning wood with an inner diameter of 19 mm and a Outside diameters of J> 6 mm were formed. The plastic pipe and wooden strips were cut into 167.64 cm long pieces and then joined together with a longitudinal offset such that the total length of the finished pipe element was 182.8 cm, with each end of the inner pipe in the middle

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den jeweiligen Enden von zwei halbkreisförmigen hölzernen Ringsegmenten zu liegen kam. Es wurde ein rasch aushärtender Kleber auf der Basis ungesättigten Polyesterharzes benutzt, um das Innenrohr mit den Ringsegmenten zur Bildung des Rohrelementes zu verbinden. Auf ein Ende des Rohrelementes wurde dann ein 20,32 cm langes Polyäthylenrohr hoher Dichte mit einem Innendurchmesser von 36 mm und einer Wandstärke von 0,5 mm aufgeschoben, das mit Klebeband so befestigt wurde, daß 2,54 cm des Polyäthylenrohres Über das eine Ende des Rohrelementes vorstehen, wodurch ein Verbindungsglied zum Anschluß eines anderen Rohrelementes entsteht.the respective ends of two semicircular wooden Ring segments came to rest. It became a quick-setting adhesive based on unsaturated polyester resin used to connect the inner tube with the ring segments to form the tube element. To a The end of the tubular element then became an 8 "long High density polyethylene pipe with an inner diameter of 36 mm and a wall thickness of 0.5 mm pushed on, which was taped so that one inch of the Polyethylene pipe over one end of the pipe element protrude, whereby a connecting member for connecting another pipe element is formed.

In eine Störungsstelle auf einer Langfrontbau-Kohlenschicht wurde ein waagerechtes Bohrloch von 43 mm Durchmesser und 13,4 m Länge gebohrt. Sodann wurde das beschriebene Rohrelement mit einem sich verjüngenden VortPiebskopf nach Fig. 3 ausgerüstet. Dieser Vortriebskopf hatte einen Durchmesser von 36 mm und eine Länge von 300 mm und war mit sechszehn Durchbrechungen von je 10 mm Durchmesser versähen, die etwa regelmäßig über seine Fläche verteilt waren. Das Rohrelement mit dem angesetzten Vortriebskopf wurde in das Bohrloch eingeführt und ein anderes ähnliches Rohrelement wurde durch Einsetzen in das offene Ende des 36 mm weiten Verbindungsgliedes angeschlossen. In ähnlicher Weise wurden weitere sechs entsprechende Rohrelemente aneinandergefügt bis der Vortriebskopf das innere Ende des Bohrloches erreicht hatte. Die Kunststoffverbindungsglieder wurden sodann vom Ende des letzten Rohrelementes entfernt, das über die Mündung des nunmehr mit einer Verstärkung ausgerüsteten Bohrloches vorstand.A horizontal borehole of 43 mm was made in a fault location on a long-front coal layer Diameter and 13.4 m length. Then the tubular element described with a tapered Propeller head according to Fig. 3 equipped. This jacking head had a diameter of 36 mm and a length of 300 mm and was with sixteen perforations of sow each 10 mm in diameter, which were distributed approximately regularly over its surface. The pipe element with the attached jacking head was inserted into the borehole and another similar tubular element was passed through Insertion into the open end of the 36 mm wide connecting link connected. A further six corresponding pipe elements were joined together in a similar manner until the jacking head had reached the inner end of the borehole. The plastic connectors were then removed from the end of the last pipe element, which is now with a Reinforcement of the equipped borehole.

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An das äußere Endes des Kunststoffinnenrohres der Verstärkungseinlage wurde eine Zuleitung von einer handbetätigten Membranpumpe angeschlossen und es wurde durch die Verstärkung zur Bohrlochsohle Bindemittel auf der Basis ungesättigten Polyesterharzes gepumpt. Das Bindemittel strömte durch den Vortriebskopf und zurück längs des Ringraumes zwischen der Verstärkungseinlage und der Bohrlochwandung.' Der Pumpvorgang wurde unterbrochen als das Harzbindemittel im Ringraum an der Bohrlochmündung erschien. Das Bindemittel auf Harzbasis enthielt zusätzlich zu ungesättigtem Polyesterharz 50 Gew.-% Inert-PUller und 1 Gew.-J^ von pyrogenem Siliciumdioxyd und war aktiviert durch ein Benzoylperoxyd/ Amin-Beschieunigersystem bekannter Art.A supply line from a manually operated diaphragm pump was connected to the outer end of the plastic inner pipe of the reinforcement insert and binding agent based on unsaturated polyester resin was pumped through the reinforcement to the bottom of the borehole. The binder flowed through the jacking head and back along the annular space between the reinforcement insert and the borehole wall. Pumping was stopped when the resin binder appeared in the annulus at the well mouth. The resin-based binder contained in addition to unsaturated polyester resin 50 wt -.% Inert-puller and 1 part by weight of pyrogenic silica and J ^ was activated by a benzoyl peroxide / amine Beschieunigersystem known type.

Eine Reihe von Langlochverstärkungseinlagen wurden wie _ beschrieben mit Abständen von etwa 1 m über die gesamte Störzone der Kohlenschicht angebracht. Nach Aushärtung des eingepumptenHarzbindemittels wurde die Kohle mit herkömmlichen Abbaumaschinen gewonnen und durch den Stabilisierungseffekt der Verstärkungseinlagen wurden sehr wesentliche Verbesserungen der Bodenverhältnisse festgestellt.A number of slot reinforcement inserts were as described with intervals of about 1 m over the entire Disturbance zone of the coal layer attached. After the pumped-in resin binder hardened, the carbon became with conventional mining machines and were obtained through the stabilizing effect of the reinforcement inserts very significant improvements in soil conditions were noted.

Beispiel 2Example 2

Es wurden Spulen von hochdichtem Polyurethanrohr mit einem Innendurchmesser von 16 mm und einem Außendurchmesser von I9 mm in Längen von 13*71 m vorbereitet.There were coils of high density polyurethane pipe with an inside diameter of 16 mm and an outside diameter of 19 mm in lengths of 13 * 71 m.

Halbkreisförmige Holzringsegmente mit einem Innendurchmesser von 19 mm und einem 'Außendurchmesser von 36 mm wurden aus Kerning-Holz zurechtgemacht.Semicircular wooden ring segments with an inside diameter of 19 mm and an outside diameter of 36 mm were trimmed from kerning wood.

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In das gebrochene Gesteinsdach in der Nähe einer Langfrontbau-Kohlenschicht wurde ein Bohrloch von 43 mm Durchmesser und einer Länge von 13*^1 m gebohrt. Eines der halbkreisförmigen hölzernen Ringsegmente von 182 cm Länge und ein anderes 91» ^ cm langes Segment wurden in der Nähe des Endes einer der Polyathylenrohrspulen miteinander verbunden. Sodann wurde das Verbindungsende mit einem Vortriebskopf nach Fig. 3 ausgestattet und .# in das Bohrloch 91,4 cm tief eingeführt, wobei 91,4 cm eines der Holzringabschnitte· aus dem Bohrloch vorstehend belassen wurden. Sodann wurde ein 182 cm langes halbkreisförmiges Holzringsegment befestigt und die Verbunfetücke weiterer 91*^ cm in'das Bohrloch vorgetrieben. Ähnliche Holzringsegmente wurden nacheinander angesetzt, wobei sich an jede Anfügung ein Vorschub von 91,4 cm anschloß, bis der Vortriebskopf die Bohrlochsohle erreichte. Die vorstehenden Teile der Holzsegmente wurden abgesägt, so daß das Bohrloch eine Verstärkungseinlage gemäß Fig. 2 enthielt. Das äußere Ende des durchgehenden Polyäthyleninnenrohres wurde dann an die Zuleitung einer Membranpumpe angeschlossen, wie zu Beispiel 1 beschrieben. Ein Bindemittel auf Harzbasis wurde durch das Innenrohr gepumpt und gegen das innere Ende des Bohrloches ausgestoßen, bis es in dem Ringraum an der Bohrlochmündung wieder austrat. In das gebrochene Dach über einem hohlen Flöz wurde ein Muster von Verstärkungseinlagen der beschriebenen Art eingebracht und die gesamte Anordnung war dafür verantwortlich, daß die Dachverhältnisse wesentlich verbessert waren als das Kohlenflöz abgebaut wurde.A borehole with a diameter of 43 mm and a length of 13 * ^ 1 m was drilled into the broken rock roof near a long-front coal layer. One of the semicircular wooden ring segments 182 cm long and another 91 cm long segment were joined together near the end of one of the polyethylene tubing coils. Then the connection end was equipped with a jacking head according to FIG. 3 and. # Inserted 91.4 cm into the borehole, leaving 91.4 cm of one of the wooden ring sections protruding from the borehole. Then a 182 cm long semicircular wooden ring segment was attached and the joint pieces were driven a further 91 * ^ cm into the borehole. Similar wood ring segments were set up one after the other, with each attachment being followed by a 91.4 cm (91.4 cm) feed until the jacking head reached the bottom of the borehole. The protruding parts of the wooden segments were sawed off so that the drill hole contained a reinforcement insert as shown in FIG. The outer end of the continuous polyethylene inner tube was then connected to the feed line of a diaphragm pump, as described for Example 1. A resin-based binder was pumped through the inner tube and expelled against the inner end of the wellbore until it emerged in the annulus at the wellbore mouth. In the broken roof over a hollow seam, a pattern of reinforcement inserts of the type described was introduced and the entire arrangement was responsible for the fact that the roof conditions were significantly improved when the coal seam was mined.

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Claims (12)

AnsprücheExpectations 1. Verfahren zur Verstärkung des Gesteins eines Gebirgsverbandes, insbesondere in Bergwerksgruben des Untertagebaus, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Gestein ein Bohrloch bohrt, daß in das Bohrloch mindestens ein Rohrelement eingeführt wird, das aus mehreren langsgerichteten hülsenartig zusammengefügten Ringsegmenten besteht, die in Längsrichtung zueinander versetzt auf einem koaxial angeordneten Innenrohr befestigt sind, daß man die Einführung des Rohrelementes fortsetzt, bis sein inneres Ende gegen die Bohrlochsohle anliegt und sein äußeres Ende in den Bohrlochmund hineinragt, daß von außen eine Klebmittelmasse durch das Innenrohr des Rohrelementes in das Bohrloch so lange eingeführt wird, bis die Klebmittelmasse am inneren Ende des Rohrelementes ausströmt und durch den Ringraum zwischen Rohrelement und Bohrlochwand zurückgeflossen ist, wobei die Klebmittelzuführung fortgesetzt wird, bis der Ringraum im wesentlichen mit der Klebmittelmasse ausgefüllt ist, und daß man danach die Klebmittelmasse aushärten läßt, damit sich die von dem Rohrelement gebildete Verstärkungseinlage mit dem Gestein verbindet.1.Process for strengthening the rock of a mountain group, especially in mine pits of underground construction, characterized, that one drills a borehole in the rock, that at least one tubular element is introduced into the borehole which consists of several longitudinally aligned, sleeve-like ring segments, which are attached to each other offset in the longitudinal direction on a coaxially arranged inner tube that the introduction of the tubular element is continued until its inner end rests against the bottom of the borehole and its outer end protrudes into the borehole mouth that from the outside an adhesive mass through the Inner tube of the tubular element is inserted into the borehole until the adhesive mass on the inner The end of the pipe element flows out and flowed back through the annular space between the pipe element and the borehole wall is, the adhesive supply is continued until the annulus is substantially with the adhesive mass is filled, and that you can then cure the adhesive mass, so that connects the reinforcement insert formed by the pipe element to the rock. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß an das jeweils in das Bohrloch eingeführte Rohrelement jeweils ein weiteres Rohrelement als Verlängerung angesetzt wir d.2. The method according to claim 1, characterized in that the each in the borehole Introduced pipe element each time a further pipe element is added as an extension we d. - 13 -- 13 - 309851/0421309851/0421 3· Verfahren nach Anspruch 1„ dadurch g e kennzeichnet,. daß auf der in das Bohrloch vorrückenden einstückigen Länge des Innenrohres in Längsrichtung zueinander versetzte Ringsegmente nacheinander befestigt werden,3 · The method according to claim 1 " characterized in that. that on the one-piece length of the inner pipe advancing into the borehole, ring segments that are offset from one another in the longitudinal direction are fastened one after the other, 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3£ dadurch gekennzeichnet , dal als Klebmittelmasse eine Klebermischung auf Harzbasis verwendet wird a4. The method according to claims 1 to 3 £ characterized in that an adhesive mixture based on resin is used as the adhesive mass a ο Verfahren nach Anspruch ks dadurch gekennzeichnetp daß als Klebmittelmasse eine Mischung auf ungesättigter Polyesterharzbasis •verwendet wird«ο Method according to claim k s characterized in that a mixture based on unsaturated polyester resin is used as the adhesive mass. ο Verstärkungseinlage zur Verwendung bei der Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5fl dadurch gekennzeichnet fl daß jeweils mindestens ein Rohrelement vorhanden istj, dag,mehrere längsgerichtete Ringsegmenie (2) aufweist,, die hülsenartig-zusammengefügt und in Längsrichtung zueinander versetzt auf einem koaxialen Innenrohr (1) befestigt sind» fl fl in ο reinforcing insert for use in carrying out the process according to claims 1 to 5, characterized that in each case at least one tubular element ISTJ present, dag, having a plurality of longitudinal Ringsegmenie (2) ,, the manner of a sleeve-assembled and longitudinally offset from one another in a coaxial Inner tube (1) are attached » 7» Verstärkungseinlage nach Anspruch 6„ dadurch gekennzei chnet , daß jede Verstärkungseinlage mehrere hintereinander angeordnete Rohrelemente aufweist, und daß die Innenrohre (1) aufeinanderfolgender Rohrelemente über ein Verbindungsglied miteinander verbunden sind, das die Endteile aufeinanderfolgender Rohrelemente zusammen-7 »Reinforcement insert according to claim 6, characterized in that each reinforcement insert has several tubular elements arranged one behind the other, and that the inner tubes (1) of successive tubular elements are connected to one another via a connecting member which connects the end parts of successive tubular elements. 309851/309851 / hält.holds. 8. Verstärkungseinlage nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet , daß als Verbindungsglied eine Steckhülse dient.8. Reinforcement insert according to claim 7 * thereby characterized in that a plug-in sleeve is used as the connecting member. 9· Verstärkungseinlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenrohr (1) über die Gesamtlänge der Verstärkungseinlage durchgehend unterbrechungslos gestaltet ist, und daß die es als im wesentlichen geschlossene Hülse umgebenden Ringsegmente (2) in Längsrichtung zueinander versetzt befestigt sind«9 Reinforcement insert according to Claim 6, characterized in that the inner tube (1) is designed continuously uninterrupted over the entire length of the reinforcing insert, and that the it as a substantially closed sleeve surrounding ring segments (2) in the longitudinal direction to each other are attached offset " 10. Verstärkungseinlage nach den Ansprüchen 6 bis IQ, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringsegnente (2) halbzylindrischen Querschnitt aufweisen.10. Reinforcement insert according to claims 6 to IQ, characterized in that the ring segment (2) have a semi-cylindrical cross section. 11. Verstärkungseinlage nach den Ansprüchen β bis 93 dadurch gekennzeichnet, daß ihr inneres Ende mit einem rohrförmigenp auf seiner Mantelfläche mehrfach durchbrochenen Vortriebskopf (1) mit geschlossenem Vorderende (2) versehen ist.11. Reinforcement insert according to claims β to 9 3, characterized in that its inner end is provided with a tubular p on its outer surface with multiple perforated propulsion head (1) with a closed front end (2). 12. Verstärkungseinlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vortriebskopf aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen Körper gebildi ist, der sich zum geschlossenen Vorderende (2) hin verjüngt.12. Reinforcing insert according to claim 11, characterized characterized in that the propulsion head consists of a substantially hollow cylindrical The body is gebildi, which tapers towards the closed front end (2). 309851/0421 ~ 15 "309851/0421 ~ 15 " Γ3. Verstaricungseinlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (J) in der Mantelfläche des Vortriebskopfes (1) im wesentlichen symmetrisch verteilt angeordnet sind.Γ3. Reinforcement insert according to claim 11 or 12, characterized in that the openings (J) in the lateral surface of the Propulsion head (1) are arranged distributed essentially symmetrically. LeerseiteBlank page
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