DE2065175A1 - Verfahren zum verankern relativ weicher gesteinsschichten im bergbau - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verankern relativ weicher Gesteins-und Mineralschichten im Bergbau (Ausscheidung aus P 20 38 170.8-24) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verankern relativ weicher Gesteins- und Mineralschichten im Bergbau mit Hilfe einer hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit, die Ankerbolzen ohne Vorhandensein eines Bohrloches in das Gebirge und insbesondere in das Hangende eines Grubenbaus eintreibt.
• Bei einem bekannten Verfahren zum Einbau von Ankerbolzen in Grubendecken wird ein Loch von annähernd 3,5 cm Durchmesser in die Decke gebohrt, das einen 1,59 cm dicken Bolzen und eine Dehnungshttlse aufnehmen kann. Die Dehnungshülse sitzt auf dem Bolzen und wird in das gebohrte Loch eingesteckt, woraufhin der Ankerbolzen gedreht wird, um die Iltilse aufzuweiten und mit der Bohrlochwand in Eingriff zu bringen. Das Loch wird eo tief gebohrt, bis -eine feste, stabile Deckengebirqschicht erreicht ist, und die Dehnungshülse wird dann in dieser Deckengebirgsschicht verankert. Es versteht sich, daß die Decke an diesem Bolzen aufgehängt wird. Dem BolzS « au liegen im wesentlichen zwei getrennte Arbeitsvorgänge zugrunde, nämlich erstens das Bohren des Loches und zweitens das Einbauen des Bolzens und der Hülse in das Loch und das Festziehen des Bolzens unter Drehkrafteinwirkung. Die Dehnungshülse stellt die alleinige Lagerfläche dar, die den Bolzen in der Decke festhält.
• In vielen Fällen sind in einer Grube Bereiche vorhanden, die keine ausreichend stabile Deckengebirgsschicht für die Verankerung einer Dehnungshülse aufweisen. Diese Art des Einbaus hat sich deshalb in diesen Zonen als wenig erfolgreich erwiesen.
• Darüberhinaus läßt sich in vielen Fällen keine ausreichende Verankerungsfestigkeit erreichen, da die Abstützung durch die Größe der Lagerfläche begrenzt ist, die von der Dehnungshülse geboten ird. Der Bolzen kommt mit dem Deckenmaterial nicht in Berührung.
• Das Anziehen des Bolzens durch Einwirkung einer Drehkraft vergrößer die Haltekraft nicht, weil sie durch die Art des Materials bestimmt wird, das mit der Dehnungshülse in Eingriff kommt.
• Das Einbohren des Loches in die Grubendecke führt dazu, beliebige Kompressionsdrücke, die zwischen den Deckengebirgsschichten auftreten, abzubauen. Deckenheber- oder.-stempel werden nur dann verwendet, wenn der Deckenzustand eine Gefahr für die Bergleute darstellt, und dienen dazu, das Gestein am Herabfallen zu hindern. Gegenwärtig ist die häufigste Ursache von Verletzungen in einer Grube von der Decke herabfallendes Gestein. Dazu kommt eine weitere gesundheitsgefährdende Quelle beim Bohren derartiger Deckenlöcher, die darin zu sehen ist, daß der entstehende Staub für die Lungen und Augen der Bergleute besonders schädlich ist.
• Auf anderen Arbeitsgebieten wurden Stifte und Bolzen mittels Hämmer in Wände getrieben, wobei eine Reihe abrupter Schläge auf die Bolzen einwirkt0 Diese Art des Bolzeneintreibens ist in Gruben jedoch unerwünscht, da die Stöße dazu neigen, den sonst stabilen Zustand der Deckengebirgsschichten zu stören, und zwar nicht nur in dem mittleren Bereich, in den der Bolzen eingetrieben wird, sondern auch noch in einem beträchtlichen Abstand nach allen Richtungen, wodurch die Haltekraft der vorher eingetriebenen Bolzen nachteilig beeinflußt werden kann.
• Die bekannten Verfahrensweisen sind also insbesondere deshalb nachteilig, weil das Herstellen von Bohrlöchern in Grubendecken nicht nur kostspielige Arbeitsgeräte erfordert, sondern auch dazu führen kann, daß die im unversehrten Hangenden wirkenden Spannungen entlastet werden, so daß die Deckschichten zumindest teilweise herunterbrechen und dabei das Bedienung personal der Bohrwerkzeuge in erheblichem Maße gefährden. In den Fällen, in denen die Ankerbolzen nicht in Bohrlöcher eingesetzt werden, sondern unmittelbar in das Hangende eingeschlagen oder eingestoßen werden, können dadurch Schwingungen erzeugt werden, die das Deckengebirge u.U. zum Einsturz bringen Ldunen.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Verfahrensweise beim Verankern von Ankerbolzen in relativ weichen Gesteins- und Mineralschichten im Bergbau zu schaffen, die beim Einbauen der Ankerbolzen nicht zu einer Schwächung der Gebirgsschichten führt, darüberhinaus kostensparend ist und keine das gewöhnliche Maß überschreitende Gefährdung der Bergleute mit sich bringt.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ankerbolzen von der Kolben-Zylinder-Einheit mit einer im wesentlichen stoßfreien und kontinuierlich auf ihn einwirkenden Druckkraft während des Eindringens in das Gestein beaufschlagt wird, die solange aufrechterhalten wird, bis der Ankerbolzen vollständig eingebaut ist wobei die Gesteinsschichten zusammengepreßt werden und zwischen der Bolzenoberfläche und dem umgebenden Gestein eine Oberflächenpressung erzeugt wird, die den Ankerbolzen in seinem Einbauort hält und das Gestein verfestigt.
• Bei dieser Verfahrensweise entfällt also die Notwendigkeit des Einbohrens irgendwelcher Löcher in die Grubendecke, wodurch eine gefährliche Staubbildung vermieden wird und ferner verhindert wird, daß sich der Deckengebirggsdruck entspannt.
• Des weiteren entfällt auch die Notwendigkeit, den Bolzen mit Hammerschlägen einzutreiben, wodurch die unerwtinschten und gefahrträchtigen Bedingungen und Zustände vermieden werden, die durch solche Schlagerschütterungen verursacht werden.
• Der Ankerbolzen wird durch eine relativ weiche Schubkraft in die Grubendecke eingedrückt, wobei jegliche Schlag- oder Stoßeinwirkung auf das Deckengebirge unterbleibt. Nach dem Einbau berührt der Ankerbolzen das Grubendeckenmaterial über seine ganze Länge, so daß eine größere Haltekraft entsteht, die also nicht nur auf die Lagerfläche'beschränkt ist, welche durch eine Dehnhlllse geboten wird. Das Eindrücken des Ankerbolzens in die Grubendecke geht ohne Einwirkung einer Drehkraft vor sich. Des weiteren entfällt die Notwendigkeit, eine Kalksteindeckengebirgsschicht ausfindig zu machen, um einen wirkungsvollen Einbauzustand des Bolzens zu erreichen, sobald er sich an Ort und Stelle befindet. Der Ankerbolzen bewirkt, wenn er in die Grubendecke eingetrieben wird, das Entstehen eines Materialkeils rund um seinen Umfang, der mit dem Bolzen in Berührung steht, wodurch die Haltekraft des Bolzens vergroßer wird.
• Da jeder Ankerbolzen in die Grubendecke eingepreßt wird, wird auf die Decke in dem Bereich, in dem sich der Bolzen befindet, eine Kompressionskraft ausgeübt, durch die die Deckengebirgsschicht fest zusammengepreßt wird, so daß der Bolzen diese Gebirgsschicht in diesem Zustand hält, sobald er eingebaut ist. Diese Kompressionskraft läßt sich vor und/oder während des Einbaues auf die Decke ausüben und u.U. auch noch nach dem Bolzeneinbau.
• Das erfindungsgemäße Verfahren bringt ferner den Vorteil, daß kürzere Bolzen verwendet werden können, weil der Bolzen über seine ganze Länge eine Haltekraft ausübt, wobei sich keinerlei Notwendigkeit dafür ergibt, irgendeinen bestimmten Teil eines solchen Bolzens in einer festgelegten Tiefe anzuordnen, um eine spezielle Deckengebirgsschidt zu erreichen.
• Entsprechend den von dem US-Büro of Mines festgesetzten Normen kann eine auf einen Ankerbolzen einwirkende Zugkraft von 2720 kp als gutes Ergebnis betrachtet werden. Bei dem ertindungsgemäßen Verfahren widerstehen die Bolzen einer Zugkraft von mindestens 5540 kps ohne daß sie aus dem Deckengebirge herausgelöst werden oder das Gebirge selbst eine Festigkeitsminderung erfährt.
• Die beim Einbau des Ankerbolzens in die Grubendecke auf diese ausgeübte Kompressionskraft kann durch hydraulische Arbeitskolben auf die die Bolzeneinschubstelle umgebende Deckengebirgszone ausgeübt werden, und zwar, wie oben erwähnt, vor oder während des Eindrückens des Bolzens, jedoch auch durch den Ankerbolzen selbst auf die Grubendecke übertragen werden, und zwar auch noch nachdem der Bolzen in seine Einbaulage eingedrückt worden ist.
• Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird ein Teil der Ankerbolzen mit Abstand voneinander in das Hangende ein getrieben, während ein anderer Teil unter.einem Winkel zur Senkrechten zwischen den im wesentlichen senkrecht liegenden Ankerbolzen eingepreßt wird, um zwischen den im wesentlichen senkrechten Bolzen ein Reißen oder Brechen des Hangenden auszuschließen.
• In dem Bereich, in dem ein Ankerbolzen im Hangenden befestigt werden soll, läßt sich, gemäß einer vort4mhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein Block gegen das Gestein halten, durch den dann auf das Gestein die Kompressionskraft übertragen wird, woraufhin der Ankerbolzen durch den Block hindurch in die Gesteinsschichten eingepreßt wird.
• In dem Block braucht kein Loch eingebohrt zu werden, um einen Durchgang für den Bolzen zu schaffen, wie dies bei bekannten Verfahren dieser Art der Fall ist.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Bolzen in einem mit einem offenen Ende versehenen Zylinder angeordnet, wobei der Bolzenkopf den Innenkolben berUhrt, und der Block wird zwischen die Grubendecke bzw. das Hangende und das offene Ende des Zylinders gelegt. Der Zylinder wird dann gegen den Block gedrückt, und der Block drückt sich gegen die Grubendecke. Auf dem Block wird mit Hilfe von Hydraulikstempeln eine Kraft ausgeübt, um die Grubendecke mit dem kompressiven Druck zu beaufschlagen, und der Kolben wird unter Eydraulikdruck gesetzt, um den Ankerbelzen durch den Block hindurch in die Grubendecke kontinuierlc einzutreiben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläuterte In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine teilweise quergeschnittene Seitenansicht längs einer senkrechten, durch die Bolzensetzvorrichtung laufenden Ebene, Fig. 2 eine Teilseitenansicht, ähnlich der von Figur i, wobei jedoch der Bolzen in seiner Einbaulage gezeigt ist, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine von dem Bolzen getragene Führungsscheibe, Fig. 4 eine Schaltbild des Hydrauliksystems und Fig. 5 eine Ansicht eines besonderen Bolzeneinbaus.
• Die in Fig. 1 ganz allgemein mit 10 bezeichnete Bolzensetz-oder Einbauvorrichtung ist zwischen einer Grubendecke 11 und dem darunter befindlichen Grubenboden 12 angeordnet. Die Bolzensetzvorriehtung 10 weist einen länglichen Bolsenzylinder ig mit einem offenen Ende 14 und einem geschlossenen Ende 15 auf.
• Ein Zylinderöffnungskanal 16 steht mit dem Zylinder 13 in der Nähe des geschlossenen Bodenendes 15 in Verbindung und stellt einen Anschluß zu einer Strömungsmittelvorrichtung, beispielsweise einer Hydraulikpumpe, her, die im folgenden beschrieben wird. Ein Luftöffnungskanal 17 ist im Zylinder 13 neben dem offenen Ende 14 vorgesehen und bildet einen freien Luftdurchgang.
• In dem Zylinder i3 ist ein mit 20 bezeichneter Kolben gleitend gelagert, der aus zwei miteinander verbundenen, jedoch trennbaren Teilen 21 und 22 besteht.
• In der oberen Seite des Kolbenteils 21 ist eine nach unten zu abgeschrägte Fassung 23 ausgebildet, die einen Balzen sitz bildet. Die-Oberseite des Kolbenteils 21 ist von ihrem Außenumfang zur Fassung 23, die sich im Zentrum der Oberseite befindet, konkav geformt. Ein Staubreinigungsring 24 wird vom Umfang des oberen Kolbenteils 21 ganz in der Nähe an der Kolben oberseite getragen. Der Staubreinigungsring 24 kann aus Leder oder einem ähnlichen Material bestehen und wischt die Wand des Bolzenzylinders 13 bei Betätigung des Kolbens 20 ab, um die Zylinderwand frei von Staub und anderen Fremdstoffen zu halten. Dis konkave Formgebung der oberen Kolbenseite eignet sich ebenfalls dazu, solchen Staub von der Zylinderwand zu entfernen.
• Wie. gewöhnlich tragen beide Kolbenteile 21 und 22 mehrere Kolbenringe 25, die zwischen dem Kolben 20 und der Wand des Dolzenzylinders 13 eine wirksame Dichtung bilden. Die Unterseite des Kolbenteils 22 divergiert nach oben zu, so daß zusammen mit der Zylinderdurchgangsöffnung 16 ein Spalt entsteht, durch-den Strömungsmittel, beispielsweise Öl, auch dann hindurchlaufen kann9 wenn der Kolben 20 sich in seiner untersten Stellung im Zylinder 13 befindet0 Der Kolben 20 besteht aus den beiden Teilen 21 und 22, so daß der Kolbenteil 21, der dem größten Verschleiß ausgesetzt ist, ausgetauscht werden kann5 ohne daß der ganze Kolben 20 ersetzt werden muß. Dieser Teilaustausch steigert die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung erheblich.
• Von dem unteren, geschlossenen Ende 15 des Bolzen zylinders i3 wird eine Lagerplatte 26 getragen, die an diesem Ende angebracht ist und sich vom Zylinder 13 aus seitlich nach außen erstreckt. In der Lagerplatte 26 be den sich auf entgegengesetzten Seiten des Bolzenzylinders 13 zwei öcher 27.
• Der Bolzenzylinder 13 trägt eine Positionierungsvorrichtung, mit der das offene Zylinderende 13 an eine vorbestiften Stelle der Grubendecke ii angeordnet werden kann0 Diese Positionierungsvorrichtung weist ein Paar Hydraulikstempel 30 auf, die auf entgegengesetzten Seiten des Bolzenzylinders 13 angeordnet sind. Jeder Hydraulikstempel 30 besitzt einen länglichen Zylinder 3is dessen unteres, geschlossenes Ende auf der Lagerplatte 26 aufsitzt, und dessen oberes Ende mit einer Druckplatte 32 in Berührung steht, die dieses Ende verschließt und an dem Bolzenzylinder 13 an dessen oberem, offenen Zylinderende i4 befestigt ist. In jedem Stempelzylinder 31 ist ein hin-und herbeweglicher Kolben 33 gelagert, an dem eine lange Kolben stange 34 befestigt ist, die sich durch das geschlossene Bodenende des Stempelzyiinders 31 und durch das fluchtende Loch .27 in der Lagerplatte 26 erstreckt. Die Kolbenstangen 34 sind mit Füßen 35 ausgestattet, die auf dem Grubenboden 12 sitzens Jeder Stempelzylinder 31 ist an seinem Bodenende mit einem Hydraulikmittelkanal 36 und an seinem oberen Ende mit einem Hydraulikmittelkanal 37 versehen, die auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 33 an den Stempelzylinder 31 angeschlossen sind.
• Im Betrieb werden die hydraulischen Stempel 30 eingezogen, und die Bolzensetzvorrichtung wird in einer im wesentlichen aufrechten Lage angeordnet, wobei die Stempelfüße 35 auf dem Grubenboden 12 aufsitzen. Ein Holzblock 40 wird oben auf die Druckplatte 32 gelegt, die das offene Zylinderende 14 überlappt.
• Wenn die hydraulischen Stempel 30 ausgefahren werden, dann drückt die Druckplatte 32 den Holzblock 40 gegen die Grubendecke 11 und klemmt den Block 40 an der vorausbestimmten Stelle fest.
• Eine ganz allgemein mit 41 bezeichnete Sicherheitsvorrichtung wird von dem Bolzenzylinder 13 getragen und ist insbesondere an einem der hydraulischen Stempalzylinder 31 betestigt. Diese Sicherheitsvorrichtung 41 weist einen Schalter auf, der mit dem Hydrauliksystem in der Weise in Betriebsverbindung steht, daß er ein Arbeiten des Hydrauliksystems verhindert, wenn er nicht betätigt wird. Der Schalter wird durch eine lange Stange 42 geschaltet, die sich nach oben zu durch die Druckplatte 32 hindurch erstreckt und den Holzblock 40 berührt.
• Wenn die Bolzensetzvorrichtung in ihrer Betriebsstellung angeordnet ist, wird die Stange 42 um eine bestimmte te Streckt abwärts gedrückt, so daß der Schalter der Sicherheitsvorrichtung 41 betätigt wird, und dadurch das Hydrauliksystem in den Betriebszustand versetzt.
• Der mit 43 bezeichnete Bolzen, der von der Bolzensetzvorrichtung 10 in die Grubendecke 11 eingetrieben werden soll, besitzt einen langgestreckten Schaft 44 mit einer gehärteten Spitze 45 an dem einen Ende und einem Kopf 46 an dem entgegengesetzten Ende, der einen größeren Durchmesser als der Schaft 41iiLufweist. Zwischen dem Bolzenkopf 46 und dem Schaft 44 befindet sich ein mit dem Bolze us einem Teil bestehender, sich zur Seite erstreckender Kragen 47. Wenn der Bolzen 43 vollständig eingebaut ist, sind die Scheiben 50 zwischen dem Bolzenkragen 47 und dem Holzblock 40 eingeklemmt, um auf diese Weise eine im wesentlichen stabile Lagerplatte zu bilden.
• Das Hydrauliksystem ist am besten aus Fig. 4 ersichtlich.
• Es weist eine Hydraülikpumpe 43 mit unveränderlichem Hub auf die an ein von Hand betätigtes, federbelasteten Richtungssteuerventil 54 uurch Leitungen 55 und 56 angeschlossen ist. Die Leitung 55 steht außerdem über die Leitung 58 mit einem DrueX-steuerventil 57 in Verbindung,das an einen Vorratsbehälter 60 angeschlossen ist. In der einen Stellung des Richtungssteuerventils 54 ist die Pumpenleitung 56 über die Leitung 66 an den Behälter 60 angeschlossen. Der Behälter 60 steht außerdem über die Leitung 62 mit dem Zulauf der Hydraulikpumpe 53 in Verbindung.
• Daraus ergibt sich, daß das Hydraulikmittel im wesentlichen belastungsfrei beispielsweise in dieser einen Stellung des Richtungssteuerventils 54 von den Leitungen 55, 56 und 69 zum Behälter 60 und damit von dem Behälter 60 durch die Leitung 62 zur Pumpe 53 umlaufen kann.
• In einer anderen vorgewählten Stellung des Richtungssteuerventils 54 ist die Pumpenleitung 56 mit Hilfe der Leitung 63 über einen variablen Druckdämpfer 64, ein Rückschlagventil 65 und ein federbelastetes, manuell steuerbares Ventil 66, das ein Sicherheitsventil bildet,5an den Zylinderdurchgang 16 angel schlossen. Das Rückschlagventil 65 ermöglicht, daß der Hydraulikmittelfluß vom Rihtungssteuerventil,54 zum Zylinderdurchgang 16 nur in der einen Richtung stattfindet. Eine andere Leitung 67 ist auf der Abstromseite des Rückschlagventils 65 an die Leitung 63 angeschlossen und steht mit einem federbelasteten, manuell steuerbaren Ventil 70 in Verbindung0 Wenn das manuell steuerbare Ventil 70 betätigt wird, strömt das Hydraulikmittel aus dem Bolzenzylinder 13 durch den Zylinderdurchgang 16 in die Leitung 67 und von dort durch das Steuerventil 70 zur Hydraulikpjmpe 53.
• Das Rückschlagventil 71 ist so eingestellt, daß die Hydraulikpumpe 53, sobald der Kolben 30 den Boden des Bolzenzylinders 13 errecht, Öl aus dem Behälter 30 durch die Leitung 62 abziehen kann.
• binde andere Hydraulikmittelleitung 72 ist ebenfalls an das Richtungssteuerventil 54 angeschlossen und steht über Zweigleitungen 73 und 74 mit den Stempelzylinderkanälen 36 in Verbindung und dadurch mit den Stempelzylinder 31 auf der einen Seite der Stempelkolben 33. Noch ene andere Hydraulikmittelleitund 73 steht mit dem Richtungssteuerventil 54 in Verbindung und ist über Zweig leitungen 76 und 77 mit den Stempelzylinderkanälen 37 verbunden, so daß diese Hydraulikmittelleitungen 76 und 77 an die Stempelzylinder 31 auf der entgegengesetzten Seite der Stempelkolben 33 angeschlossen sind.
• Aus dem obigen ergibt sich an sich schon eindeutig die Betriebsweise der Bolzensetzvorrichtung t; zur Vervollrständigung der hier offenbarten Lehre soll jedoch das Betriebsverfahren kurz beschrieben werden.
• Zunächst wird angenommen, daß die Stempel 30 vollständig eingefahren, also zurückgezogen sind. Dies kann durch Einstellen des Richtungssteuerventils 54 in der Weise eriolgen, daß die Pumpe uber die Hydraulikmittelleitungen 55, 56, 75, 76 und 77 unmittelbar mit den Stempelzylinderkanälen 37 verbunden wird0 Hydraulikmittel von der entgegengesetzten Seite der Stempelkolben 33 wird über die Stempelzylinderkanäle 36 mit Hilfe der Hydraulikmittelleitungen 73, 74, 72, 75 und 61 in den Behälter 60 zurückgeführt. Darüberhinaus wird der Bolzenkolben 20 durch Betätigen des Handsteuerventils 70 in seine unterste Lage abgesenkt, wodurch das Hydraulikmittel aus dem Bolzenzylinder 13 durch den Zylinderdurchgang 16 ausströmen und über die Hydraulikmittelleitungen 63 und 67 der Pumpe 53 zuströmen kann.
• Der Bolzen 43 wird dann durch das offene Ende 14 hindurch im Zylinder 13 angeordnet, sa daß der Bolzenkopf 46 in der Kolbenfassung 23 sitzt. Die Bolzenscheiben 50 stehen mit der Zylinderwand in Berührung und führen den Bolzen 43 in seine passende Zentrierlage. Sobald der Bolzen 43 im Zylinder 13 angeordnet ist und auf dem Kolben 20 sitzt, befindet sich die Bolzenspitze im offenen Zylinderende 14. Daraufhin wird ein Holzblock 40 oben auf der Druckplatte 32 angeordnet, der das offene Zylinderende 14 überlappt. Die Bolzensetzvorrichtung 10 befindet sich in ihrer im wesentlichen senkrechten Stellung, wobei die Stempelfüße 35 aus dem Grubenboden 12 aufsitzen und die Stempel 30; ausgefahren sind, um den Block 40 an der vorausbestimmten Stelb gegen die Grubendecke ii zu drücken, an der der Bolzen 43 befestigt werde soll.
• Um die Stempel 30 zu betätigen, wird das Richtung steuerventil 54 so geschaltet, daß die Hydraulikmittelleitung 72 mit der Pumpenhydraulikmittelleitung 56 verbunden wird, wodurch die Pumpe 53 Hydraulikmittel durch die Zylinderkanäle 36 über die Hydraulikmittelleitungen 55, 56, 72, 73 und 74 Hydraulikmittel in die Stempelzylinder 31 einspeisen kann. Gleichzeitig wird das in den Stempel zylindern 31 auf der anderen Seite der Stempelkolben 33 befindliche Hydraulikmittel durch die Zylinderkanäle 37 abgezogen und über die Hydraul'ikmittelleitungen 76, 77, 73 und 61 in den Behälter 60 zurückgeführt. Bei Betätigung der Stempel 30 wird auf die Grubendecke 11 ein kompressiver Druck ausgeübt. Dies geschieht durch die Druckplatte 32 und den Holzblock 40. Dieser kompressive Druck oder Kompressionsdruck in dem Bereich oder an der Stelle, an der der Bolzen befestigt werden sollw drückt die Deckengebirgsschichten fest zusammen und bereitet die Decke für die Aufnahme des Bolzens 43 vor.
• Während dieser Kompressionsdruck auf die Grubdndecke 11 ausgeübt wird, wird das Hydrauliksystem so geschaltet bzw. betätigt, daß der Bolzen 43 mittels einer im wesentlichen sanften Schubkraft, die auf den Bolzenkopf 46 einwirkt, in die Grubendecke 11 eingetrieben wird0 Wenn der Bolzen 43 vorzugsweise durch eine sanfte, kontinuierliche, keine Stöße ausübende Schubkraft oder Druckkraft vorgeschoben wird, durchbohrt er zunächst den Holzblock 40 und bewegt sich dann in die Grubendecke 11 hinein.
• Sobald der Bolzen 43 in die Deckengebirgsschichten eindringt, herrscht zwischen dem Deckenmaterial und der Umfangs fläche des Bolzens 43 vollständige LagerberührungO Darüberhinaus werden durch die Eindringbewegung des Bolzens 43 die Deckengebirgs schichten dazu gebracht, sich leicht in Richtung der Eindringbewegur gung in der Mitte des Bereiches, den der Deckenbolzen 43 berührt, zu verformen, wodurch sich ein Keil 48 ausbildet, der die Haltekraft des Bolzens 43 weiter vergrößert.
• Wenn der Bolzen 43 in die Grubendecke ii eingetrieben wird, fuhren die Scheiben 50 den sich bewegenden Bolzen 53 in axialer Richtung im Bolzenzylinbr 13 entlang, wobei die unterbrochenen Umfangslagerränder 51 die Zylinderwand mit nur geringer Reibung berühren. Die oberste Scheibe 50 berührt die Unterseite des Blocks 40 am offenen Zylinderende 14 zuerst und verschiebt sich daraufhin in Längsrichtung auf dem flolzenschaft 44. Die nächste Scheibe 50 berührt dann die erste Scheibe 50 sobald sie das offene Zylinderende 14 erreicht und wirksam an dem Block 40 zur Anlage kommt, woraufhin auch sie sich in Längsrichtung auf dem Bolzenschaft 44 in Richtung des Bolzenkopfes 46 entlangschiebt. Sobald-der Bolzen vollständig eingetrieben worden ist, sind die Scheiben 50 zwischen dem Bolzenkragen 47 und dem Block 40 festgeklemmt.
• Es ist erwünscht, auf die Deckengebirgsschichten der Grubendecke 11 einen weiteren Kompressionsdruck auszuüben, indem der Bolzenkopf 46 mit dem Bolzenkolben 20 vorgetrieben wird, wobei dieser Kompressionsdruck Zy#idurch die Scheiben 50, die die Lagerplatte bilden, und den Block 40 ausgeübt wird. Dieser zusätzliche Kompressionsdruck bewirkt insofern eine weitere Zustandsänderung der Deckengebirgsschichten, als er diese Schichten noch dichter zusammenpreßt. Der Bolzen 43 hält dann die Deckengebirgsschichten in diesem Zustand fest, Um den Bolzenzylinder 20 zu betätigen, und dadurch den Bolzen 43 in seiner Einbaulage einzutreiben, wird das Steuerventil 66 so geschaltet, daß die Hydraulikmittelleitung 75 mit der Hydraulikmittelleitung 63 verbunden wird, wodurch das Hydraulikmittel durch den Zylinderkanal 16 in das Bodenende des Bolzenzylinders 13 einströmen kann. Nachdem der Bolzen eingebaut worden ist, wird der Bolzenkolben 20 zurückgezogen, indem zunächst der Hydraulikmitteldruck durch Schließen des Steuerventils 66 und Verstellen des Steuerventils 70 entspannt wird; Die Steuerventilbetätigung erfolgt dabei so, daß das Hydraulikmittel im Bolzenzylinder 13 durch den Zylinderkanal 16 hindurchströmen kann und über die Hydraulikmittelleitungen 63 und 67 zur Pumpe 53 zurückkehrt. Daraufhin werden die Stempel 30 zurückgezogen oder eingefahren, indem das Steuerventil 54 se geschaltet wird, daß das Hydraulikmittel durch die Zylinder kanäle 36 über die Hydraulikmittelleitung 72, 73, 74 in die Stempelzylinder 31 einströmen kann und aus den Stempelzyl.ndern 3i durch die' Zylinderkanäle 37 über die Hydraulikmittelleitungen 76, 77, 65 und 61 entfernt werden kann. Die Bolzensetzvorrichtung 10 wird dann in einen Zustand versetzt, der das Eintreiben eines weiteren Deckenbolzens 43 ermöglicht.
• Fig. 5 zeigt eine besondere Einbauanordnung mehrerer Deckenstifte in einer Grubendecke unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens und seiner Vorrichtung. Bei dieser.
• Einbauanordnung sind mehrere Bolzen 43 im wesentlichen senkrecht und mit Abstand voneinander über die Breite des Raums 80 in ihre Einbaulage eingetrieben, beispielsweise der Bolzen 43. Dies geschah in der oben beschriebenen Weise. Zu diesen senkrechten Bolzen 43 sind mehrere etwa gleich lange Bolzen 43A in die Grubendecke eingedrückt, und zwar unter einem Winkel zur Senkrechten und zwischen den im wesentlichen senkrechten Bolzen 43, um dadurch ein Reißen der Deckengebirgsschichten zwischen den im wesentlichen senkrechten Bolzen 43 auszuschließen. Die schräg angeordneten Bolzen 43A werden ebenfalls durch eine im wesentlichen sanfte Vorschubkraft,die auf den Bolzenkopf einwirkt, in der oben beschriebenen Weise in die Grubendecke eingetrieben, d.h. in der Weise, wie die Bolzen 43.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Verankern relativ weicher Gesteins- und tberalschichten im Bergbau mit Hilfe einer hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Einheit, die Ankerbolzen ohne Vorhandensein eines Bohrloches in das Gebirge und insbesondere in das Hangende eines Grubenbaus eintreibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerbolzen von der Kolben-Zylinder-Einheit mit einer km wesentlichen stoßfreien und kontinuierlich auf ihn einwirkenden Druckkraft während des Eindringens in das Gestein beaufschlagt wird, die solange aufrechterhalten wird, bis der Ankerbolzen vollständig eingebaut ist, wobei die Gesteinsschichten zusammengepreßt werden und zwischen der Bolzenoberiläche und dem umgebenden Gestein eine Oberilächenpressung erzeugt wird, die den Ankerbolzen in seinem Einbauort hält und das Gestein verfestigt,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor und während des Einpressens des Ankerbolzens in die Geseinsschichten auf das Gestein ein Kompressionsdruck ausgerbt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Ankerbolzen während seines Einpressens in die Gesteinsschichten auf das Gestein ein Kompressionsdruck ausgeübt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 32 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Gesteinsoberfläche, in die der Ankerbolzen eingetrieben werden soll, ein Block gegen das Gestein gehalten wird, daß dann durch diesen Block hindurch auf das Gestein eine Kompressionskraft übertragen wird, woraufhin der Ankerbolzen durch den Block hindurch in die Gesteinsschichten eingepreßt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ankerbolzen im wesentlichen senkrecht und mit Abstand voneinander in das Hangende eingebaut werden, und daß mehrere Ankerbolzen unteginem Winkel zur Senkrechten zwischen den im wesentlichen senkrechten Ankerbolzen in das Hangende eingepreßtwerden, um ein Reißen oder Brechen der Gebirgsschichten des Hangenden zwischen den im wesentlichen senkrechten Ankerbolzen zu verhindern, wobei die schrägliegenden Ankerbolzen ebenfalls durch kontinuierlich auf den Bolzenkopf einwirkende Vortriebskrafte eingepreßt werden.

6, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Hangende eine zusätzliche Kompressionskraft ausgeübt wird, sobald der Ankerbolzen in das Hangende vollständig eingedrückt worden ist und seine Einbaulage erreicht hat.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerbolzen vor dem Einbau in das Hangende in einem Hydraulikzylinder angeordnet wird, wobei der Ankerbolsenkopf mit einem in dem Zylinder gleitenden Kolben in Berührung gebracht wird, daß das offene Ende des Hydraulikzylinders dann gegen den Block gehalten wird, und daß auf den Kolben ein Hydraulikdruck ausgeübt wird, um den Ankerbolzen in das Hangende einzutreiben.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerbolzen bei seiner Bewegung längs des Hydraulikzylinders von einer oder mehreren Scheiben geführt wird, die auf dem Bolzenschaft sitzen und mit dem Umfangsrand der Zylinderwand in Berührung stehen,

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dafl auf den Block mit Hilfe von Hydraulikstempeln eine Kraft ausgeübt wird, um das Hangende zusammenzupressen, woraufhin auf den in dem Zylinder befindlichen Kolben Hydraulikdruck zur Einwirkung gelangt, um den Ankerbolzen in die zusammengepreßten Gebirgsschichten des Hangenden hineinzudrücken.