DE3120615A1

DE3120615A1 - Drill rod for percussion drilling machines used in underground mining and tunnelling

Info

Publication number: DE3120615A1
Application number: DE19813120615
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 2100 Hamburg Bauer; Günther Dr. Dipl.-Ing. Rechklinghausen Kluge; Friedrich-Wilhelm 4320 Hattingen Kunat
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1981-05-23
Filing date: 1981-05-23
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE3120615C2

Abstract

According to the invention, the noise generation at drill rods for percussion drilling machines used in underground mining and tunnelling is reduced by various rubber sleeves sitting on the drill rod, of which the rubber sleeves in the proximity of the hammer are at a slight distance from one another and are enclosed by a pressed-on metal sleeve. The other rubber sleeves are abrasion-resistant or have a low degree of hardness and a low damping capacity.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrstange für imThe invention relates to a boring bar for im

Untertagebergbau und Tunnelbau verwendete Schlagbohrmaschinen, wobei die Bohrstange mit hülsenförmigen hintereinander angeordneten Mantelteilen fest umschlossen ist.Underground mining and tunneling used impact drills, being the boring bar with sleeve-shaped casing parts arranged one behind the other is enclosed.

Im Untertagebergbau und nhnlichon Bereichen werden große Schlagbohrmaschinen verwendet, um tiefgreifende Löcher im Gestein herzustellen. Diese Löcher dienen insbesondere zur Aufnahme von Sprengmitteln, mit denen Gestein, Erze, sohle und anders durch Sprengung gelockert werden soll, um es anschließend leichter und einfacher abtransportieren zu können. Die für die Löcher vorgesehenen Bohrstangen haben eine Länge von 2 - 3 m und einen Durchmesser von 20 - 30 mm. Sie sind vorzugsweise im Querschnitt sechseckig ausgebildet.In underground mining and the like, large impact drills are used used to make deep holes in the rock. These holes serve in particular for the reception of explosives, with which rocks, ores, sole and otherwise it should be loosened by blasting to make it easier and simpler afterwards to be able to transport away. The boring bars provided for the holes have a Length of 2 - 3 m and a diameter of 20 - 30 mm. You are preferably in Hexagonal cross-section.

Das Arbeiten mit derartigen Schlagbohrmaschinen führt zu außerordentlich starken Lärm, der das Bedienungspersonal im erheblichem Maße belästigt. Es werden üblicherweise Schallpegel in Maschinennähe von etwa 107 dB erreicht.Working with such impact drills leads to extraordinarily strong noise, which annoys the operating personnel to a considerable extent. It will usually a sound level of about 107 dB close to the machine is reached.

Für das Bedienungspersonal sind daher äußerst wirksame und schwere Gchörschutzmittel unvermeidbar. Neben den sonstigen im Untertagebergbau schwierigen Arbeitsbedinzungen stellt dieser äußerst starke Läsm eino harte Delastung für das Personal dar.They are therefore extremely effective and heavy for the operating personnel Choral preservatives are unavoidable. In addition to the other difficult ones in underground mining This extremely strong problem places a heavy burden on the working conditions Staff.

Da der Lärm von der Bohrstange im wesentlichen in Form von Körperschall abgestrahlt wird, sind bereits Versuche unternommen worden, eine Roduzierung der Laxmintensitat an der Bohrstange zu erroichen. Beispielsweise ist aus der deutschen Patentschrift 2 824 672 eine ziehharmonikaähnliche Ummantelung für die Bohrstange vorgesehen, um eine Lärmreduzierung zu erreichen.Since the noise from the drill rod is essentially in the form of structure-borne noise is emitted, attempts have already been made to reduce the To achieve lax intensity on the drill rod. For example, from the German In U.S. Patent 2,824,672 an accordion-like sheath for the boring bar provided in order to achieve a noise reduction.

Weiterhin wurde in der Offenlegungsscbrift 29 20 139 eine Ummantelung der Bohrstange mit hülsenförmigen Teilen vorgeschlagen, um ebenfalls eine Länmroduzierung zu erreichen. Furthermore, in the Offenlegungsschrift 29 20 139, a sheath was used proposed the boring bar with sleeve-shaped parts to also produce a length to reach.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bohrstange der einganges genannten Art zu schaffen, mit der eine noch stärkere Lärmreduzierung erhalten werden kann. Hierbei soll die Reduzierung möglichst so groß sein, daß für das Personal nunmehr schwere Gehörschutzmittel nicht mehr erforderlich sind. Vielmchr sollen leichte, stopfenförmige Gebilde als Ohrverschluß nach Möglichkeit bereits ausreichend sein. The object of the invention is to provide a drill rod of the type mentioned at the beginning To create a way with which an even greater noise reduction can be obtained. Here, the reduction should be as great as possible that now for the staff heavy hearing protection is no longer required. Much should light, Plug-shaped structures as ear plugs should be sufficient if possible.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, dab die Mantelteile unter Spannung auf der Bohrstange aufsitzen und wobei die in Hanirnernähe aus in kurzen Ahstand hintereinander angeordneten Gummihülsen von einer durchgehenden und unter Verformung aufgepreßten Yetallhülse überdeckt sind und anschließend abwechselnd längere, abriebfeste Gwnmihülsen und kurze von Matallhülsen unter Spannung umgebenen Gummihülsen geringer Härte und niedriger Dämpfung die Bohrstange umgeben. The solution to this problem is, according to the invention, that the Sit the jacket parts under tension on the boring bar and take the one close to the boring bar from rubber sleeves arranged one behind the other at short intervals from a continuous one and yetall sleeve pressed on under deformation are covered and then alternately longer, abrasion-resistant Gwnmi sleeves and short ones surrounded by metal sleeves under tension Rubber sleeves of low hardness and low damping surround the boring bar.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen aus zwei Teilen. Der dem Hammerschlagwerk zugekehrte Teil dor Bohrstange hat in Abstand zueinander nnzoordncte Gunmihülsen, die mit einer durchgehenden Metallhülse überdeckt sind. Dieser Teil der flohrstangenummantelung berücksichtigt die unmittelbar in die Bohrstange eingeleiteten Stöße und führt bereits zu einer deutlichen Schallreduziorung. Die auf dem anschließenden Bohrstangonteil sitzenden Itülsengruppen bestehen dagegen abwechselnd aus einer langen Gummihülse und einer kurzen Gummihülse, die mit einer Metallhülse überdeket ist. The solution according to the invention consists essentially of two parts. The part of the drill rod facing the hammer mechanism is at a distance from one another nnzoordncte Gunmihülsen, which are covered with a continuous metal sleeve. This part of the rod sheath takes into account that directly into the drill rod initiated shocks and already leads to a significant noise reduction. the On the other hand, there are groups of sleeves on the adjoining drill rod part alternating from a long rubber sleeve and a short rubber sleeve, which is connected to a Metal sleeve is covered.

Durch die gemeinsame Verwendung derartiger Gummihülsen und Metallmantelhülsen wird nach der bestehenden Kenntnis zunächst eine Reduzierung der Amplitude der Resonanz im Bereich der Eigenfrequenz der Bohrstango erreicht. Die vorgesehenen Hülsengruppen stören offenbar die Resonanz im Eigenfrequenzbereich. Dadurch können in einigen Frequenzbereichen Interferenzerscheinungen zustande. kommen, die eine Absenkung des nach außen abgestrahlten Schalls zur Folge haben. Für diese Wirkung der Störung im Bereich einer Eigenfrequenz in der Bohrstange sind nach den vorliegenden Kenntnissen nicht nur die abwechselnde Anordnung ton freien und mit Netalihülsen überdeckten Gummihülsen an sich wesentlich, sonder es dürfte auch folgendes zusätzlichvon Bedeutung sein.By using such rubber sleeves and metal jacket sleeves together According to the existing knowledge, a reduction in the amplitude of the resonance is the first thing to do reached in the range of the natural frequency of the drill rod. The intended sleeve groups apparently disturb the resonance in the natural frequency range. This can result in some Frequency ranges interference phenomena arise. come that a cut of the sound radiated outwards. For this effect of the disorder in the range of a natural frequency in the boring bar are according to the present knowledge not only the alternating arrangement tone-free and covered with Netali sleeves Rubber sleeves are essential in themselves, but the following should also be important be.

Die durch Metalhülsen umgebenen Gummihülsen zur Bohrstangenspitze hin sollten eine geringe Shore-Märte und außerdem eine niedrige Dämpfung aufweisen. Die Gummihülsen auf dem anderen Bohrstangentcil sollten jedoch eine höhere dämpfung und höhere flärte aufweisen. Die Hülse geringer Härte und niedriger Dämpfung besteht vorzugsweise aus einer Naturkautschukmischung, die Gummihülse höherer härte jedoch aus Synthesekautschuk, Für die Härten sind im untcren Bereich ca. 400 Shore A und im oberen Doreich ca. 700 Shore A zweckmäßig, Abweichungen können allerdings bei besonders gelagerten Anwendungsfällen dennoch nützlich sein.The rubber sleeves to the drill rod tip surrounded by metal sleeves towards it should have a low Shore-Märte and also a low attenuation. The rubber sleeves on the other part of the drill rod should, however, have a higher damping effect and have a higher degree of hardness. The sleeve consists of low hardness and low damping preferably made from a natural rubber mixture, but the rubber sleeve is harder made of synthetic rubber, for the hardnesses in the lower range are approx. 400 Shore A and in the upper Doreich approx. 700 Shore A is useful, however, deviations can occur at can still be useful for special applications.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist das Längen und Gcwichtsverhältnis von langen Hülsen zu kurzen mit Ictallhülso umgebenen Gummihülsen. Es sollte otwa 3 : 1 betragen.Another consideration is the length and weight ratio of long sleeves to short rubber sleeves surrounded by ictall sleeves. It should be otwa 3 : Be 1.

Die Lange der kloinen Ilülso entspricht etwa dem 4-fachen Durchmesser der Bohrstange. Dos Gewichtsverhältnis bcträgt etwa 1 : 1.The length of the kloinen Ilülso corresponds to about four times the diameter the boring bar. The weight ratio is about 1: 1.

Da es auf die gleichmäßige und passende Vorspannung, mit der die Gummihülsen auf der Bohrstange sitzen, nicht unwesentlich ankommt, sind don Toleranzen dieser Glmnihülsen enge Grenzen gesetzt. Damit sie unter diesen Bedingungen ohne größero Schwierigkeiten auf die Bohrstange gebracht werden können, kann die längere Hülse auch aus mehreren Tcilstücken bestehen. Die Vorspannung sollte dabei etwa 3 % betragen. Bei der mit der Metallhülse ummantelten Gummihülse ist sie wegen der zusätzlichen Anpressung durch die Metallhülse wesentlich größer. Sie beträgt etwa 10 6c. Die relativ niedrige Shore-Ilärte kommt dabei dieser Forderung entsegen. Es ist daher möglich, die Hülse von außen durch einen Preßvorgang auf die Gummihülse zu-sätzlich aufzupressen. Dies ist auch wichtig, damit auch die Hülsen die übliche Lebenserwartung von Bohrstangen in gleicher Größenordnung erreicht. Die alternierenden Hülsengruppen können dabei fast die ganze Länge der Bohrstange überdecken, so daß eine beaclltliche Schallreduzierung auch während des Beginns des Bohrvorganges erhalten wird. Die Schallreduzierung konnte in Versuchen und unter verschiedenen Bedingungen geprüft werden. Es hat sich im Durchschnitt ein Schalipegel von 100 - 101 dB ergeben. Die Schwankungen beruhen teilweise auf untcrschiedliches Gestein und unterschiedliche räumliche Verhältnisse.Because it depends on the even and appropriate pretension with which the rubber sleeves sitting on the boring bar, not insignificant, the tolerances are this Glmnihülsen narrow limits. So that they under these conditions without greaterero Difficulties can be brought onto the boring bar, the longer sleeve can also consist of several pieces of Tcil. The preload should be around 3%. In the case of the rubber sleeve sheathed with the metal sleeve, it is because of the additional Contact pressure through the metal sleeve is much greater. It is about 10 6c. the The relatively low Shore I hardness comes away from this requirement. It is therefore possible to additionally press the sleeve onto the rubber sleeve from the outside to press on. This is also important so that the pods also have the normal life expectancy achieved by boring bars in the same order of magnitude. The alternating groups of pods can cover almost the entire length of the boring bar, so that a beaclllichen Noise reduction is also obtained during the beginning of the drilling process. the Noise reduction has been tested in trials and under various conditions will. The average noise level was 100-101 dB. the Fluctuations are partly due to different rocks and different spatial conditions.

Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Abbildung beispielsweise beschrieben. Die Abbildung zeigt eine Bohrstango t aus Spezialstahl.Sie hat einen sechseckisen Querschnitt.The invention is used in connection with an illustration for example described. The illustration shows a drill rod made of special steel. It has one hexagonal cross section.

Auf der dem Schlaghammer zugekehrten Scite der. Bohrstange 2 sind in Abständen nebeneinander angeordnete Gummiringe 3, 4 und 5 vorgesehen. Sie sitzen unter Vorspannung auf dom Dohrstangenteil 2 auf.On the Scite facing the hammer. Boring bar 2 are rubber rings 3, 4 and 5 arranged at intervals next to one another are provided. they sit under pretension on dome dohrstangteil 2.

Diese Gummiringe haben eine Shgre-Härte von 70°Shore A, und sie bestehen aus einem Gummi auf Basis einer Styrolbutadienkautschukmischung. Die Ringe haben eine relativ hohe Dämpfung nimlich tg d g ca. 10°.These rubber rings have a Shgre hardness of 70 ° Shore A, and they exist made of a rubber based on a styrene-butadiene rubber mixture. Have the rings a relatively high damping namely tg d g approx. 10 °.

Die Gummiringe 3, 4, 5 sind mit einer Metallhülse 6 überdeckt. Diese setzt die Gummiringe durch Pressung zusatzlich unter Vorspannung. Die Metallhülse 6 ist nn den Enden und zwischen den Gummiringen angekröpft, so daß eine Verlagerung dieser Ringgruppen auf der Bohrstange auch bei Hammerschlägen bis zu 5 t unterbunden ist. Auf dem vorderen Teil der Bohrstange 1 ist eine lange Gummihülse-.7 vorgesehen, die in diesem Fall aus drei Teilen besteht Diese Gummihülsen bestehen aus einem Styrolbutadienkaut schukgemisch. Sie haben, eine mittlere Härte und hohe Abriebfestigkeit. Die Dämpfung liegt für tg @ zwischen 7 und 10°. Zu dieser Gruppe gehört ferner eine Gummihülse 8.The rubber rings 3, 4, 5 are covered with a metal sleeve 6. These puts the rubber rings under additional tension by pressing. The metal sleeve 6 is cranked nn the ends and between the rubber rings, so that a shift these ring groups on the boring bar are prevented even with hammer blows of up to 5 t is. A long rubber sleeve-.7 is provided on the front part of the boring bar 1, which in this case consists of three parts. These rubber sleeves consist of one Styrene-butadiene rubber mixture. They have a medium hardness and high abrasion resistance. The attenuation for tg @ is between 7 and 10 °. This group also includes one Rubber sleeve 8.

die von einer Metallhülse 9 umgeben ist. Die Gummihülsen 7 und 8 sitzen unter Vorspannung auf der Bohrstange auf.which is surrounded by a metal sleeve 9. The rubber sleeves 7 and 8 are seated under pretension on the boring bar.

Die Gummihülse .8 steht zusätzlich unter einem Druck, der durch die Hülse 9 erzeugt ist. Die Gummihülse 8 besteht aus einer sehr weichen Naturkautschukmischung.The rubber sleeve .8 is also under a pressure that is generated by the Sleeve 9 is generated. The rubber sleeve 8 consists of a very soft natural rubber mixture.

Sie weist außerdem eine geringere Dämpfung tg # = 3 - 40 auf. Die Gummihülse 7 weist oine Länge von 240 mm auf weist und die Gummihülse 8 eine Länge von 80 mm auf. An diose ilülsengruppe 7 und 8 schließen sich weitere Hülsengruppen mit gleichen Aufbau bis zur Bohrstangenspitze hin an.It also has a lower attenuation tg # = 3 - 40. the Rubber sleeve 7 has a length of 240 mm and the rubber sleeve 8 has a length from 80 mm. At this sleeve group 7 and 8 there are further sleeve groups with the same structure up to the drill rod tip.

Schallmeßversuche mit einer derartigen Bohrstange haben Meßwerte von 100 dB ergeben.Schallmeßversuche with such a drill rod have measured values of 100 dB result.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Drill rod for impact drills used in underground mining and tunneling Claims 1.) drill rod for impact drills used in underground mining and tunneling, wherein the drill rod with sleeve-shaped casing parts arranged one behind the other is tightly enclosed, characterized in that the shell parts are under tension Sit on the boring bar (i) and take the hammer close to a short distance one behind the other arranged rubber sleeves (3, 4, from a continuous and under Deformation pressed metal sleeve (6) are covered and then alternately longer, abrasion-resistant rubber sleeves (7) and short metal sleeves (9) under tension Surrounded rubber sleeves (8) less hardness and less damping the dohrstange (1) surround.

2.) boring bar according to claim 1, characterized in that the in Rubber sleeves (3, 4, 5) close to the hammer provide greater hardness and high damping to have.

3.) boring bar according to claim 1, characterized in that the length ratio the alternating short and long sleeves (7, 8) 1 to 3 is.

4.) boring bar according to claims 1 and 3, characterized in that that the length of the short sleeve (8) corresponds approximately to the diameter of the drill rod. - 5.) boring bar according to claims 1, 3 and 4, characterized in that that the weight ratio between the short sleeve (8) and the metal jacket (9) and the long sleeve (?) is approx. 1: 1.

6.) boring bar according to claims 1 to 5, characterized in that that the rubber sleeve (8) has little damping and is made of a natural rubber mixture consists.

7.) boring bar according to claims 1 to 6, characterized in that that the longer rubber sleeve (7) is divided into several short sleeves.