專利名稱：注入設(shè)備、鉆車和巖石錨固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在巖石錨固時(shí)向鉆孔內(nèi)注入固定材料的注入設(shè)備、一種用于巖石錨固的鉆車以及一種巖石錨固的方法。
背景技術(shù)：
加固巖石的眾多方法之一是將配筋嵌入固化的固定材料中來(lái)加固巖石。所述固定材料被定義為任何適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑，例如水泥或雙組分樹(shù)脂。根據(jù)一種使用樹(shù)脂盒的方法，首先在巖石中鉆孔，并且將一個(gè)或多個(gè)樹(shù)脂盒注入孔中。每個(gè)盒包括至少兩個(gè)閉合腔，每個(gè)腔容納一種組分。然后，在旋轉(zhuǎn)期間將配筋引入孔中。在引入期間，旋轉(zhuǎn)的配筋推壓樹(shù)脂盒，使得盒室破碎，并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)的配筋將兩種成分混合。將成分混合形成混合物，混合物在旋轉(zhuǎn)期間、通常在一分鐘或幾分鐘內(nèi)變硬并固化。 錨桿在外端制有螺紋，螺母和板附連到此錨桿端部以保護(hù)所述孔并在最后階段張緊錨桿。將樹(shù)脂盒注入的一種方式是使樹(shù)脂盒被壓縮空氣的力通過(guò)注入管而射入鉆孔中。 注入管通常是薄壁硬塑料管的形式并且連接到軟管的第一端。注入管通過(guò)進(jìn)給設(shè)備移動(dòng)進(jìn)入鉆孔中。樹(shù)脂盒放置在軟管中并且通過(guò)軟管另一端提供的壓縮空氣射入鉆孔中。樹(shù)脂盒可以具有各種尺寸，但在鉆孔具有30 40毫米的直徑的情況下，樹(shù)脂盒可以具有例如20 35毫米的直徑和400 500毫米的長(zhǎng)度。一個(gè)例子，在將直徑是20毫米的樹(shù)脂盒注入直徑是30毫米的鉆孔中時(shí)，使用具有約22毫米內(nèi)徑和約沈毫米外徑的注入管。可以使用水泥來(lái)代替用于固定配筋的樹(shù)脂。除了將樹(shù)脂盒通過(guò)注入管注入鉆孔中之外，也可以將水泥經(jīng)由軟管和注入管泵送進(jìn)入所述孔。上述種類的注入設(shè)備的問(wèn)題是，由于早期的爆破活動(dòng)，在鉆孔的入口周圍和進(jìn)入巖石內(nèi)的一定距離處，鉆孔會(huì)被破壞。在使用樹(shù)脂盒的情況下，這會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂盒卡在鉆孔的入口處或者卡在進(jìn)入鉆孔的路徑中。在使用水泥的情況下，其會(huì)導(dǎo)致水泥從孔中漏出。另一問(wèn)題發(fā)生在固定材料與鉆孔錯(cuò)開(kāi)(miss)的時(shí)侯。這個(gè)問(wèn)題與固定材料的類
型無(wú)關(guān)。US4708533教示了一種用于導(dǎo)引混凝土進(jìn)給軟管的裝置。其中，混凝土進(jìn)給軟管通過(guò)進(jìn)給器從卷軸傳遞進(jìn)入導(dǎo)向器頭部——所述導(dǎo)向器頭部被支承在鉆孔設(shè)備的進(jìn)給梁上， 然后進(jìn)一步穿過(guò)導(dǎo)向器頭部進(jìn)入巖石中的鉆孔，并且在鉆孔被填滿時(shí)相應(yīng)地被傳遞回到卷軸。為了保護(hù)混凝土進(jìn)給軟管的進(jìn)給器免遭污垢和機(jī)械損壞，混凝土進(jìn)給軟管通過(guò)柔性導(dǎo)向裝置推進(jìn)到導(dǎo)向器頭部中。因此，需要保證在巖石錨固期間將固定材料插入鉆孔中以實(shí)現(xiàn)有效的和高質(zhì)量的巖石錨固。這些需求不能通過(guò)根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的注入設(shè)備實(shí)現(xiàn)。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高巖石錨固的效率和質(zhì)量。要解決的問(wèn)題是消除注入管破壞、固定材料損失和/或鉆孔空置的風(fēng)險(xiǎn)，即增加安全性并提供固定材料的安全注入，并因此提供安全的巖石錨固。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于在巖石錨固期間將固定材料注入鉆孔的注入設(shè)備，該注入設(shè)備包括軟管系統(tǒng)和進(jìn)給單元。軟管系統(tǒng)包括注入管。該注入設(shè)備還包括適合調(diào)節(jié)注入管相對(duì)于鉆孔的縱向軸線A的位置的定位裝置。進(jìn)給單元包括適合于驅(qū)動(dòng)軟管系統(tǒng)的裝置，使得在操作期間注入管進(jìn)入鉆孔以將固定材料供應(yīng)到鉆孔中。定位裝置防止注入管與鉆孔的入孔/入口不對(duì)準(zhǔn)。鉆孔的直徑相對(duì)于所選擇的巖石錨桿而確定。當(dāng)考慮鉆孔直徑時(shí)，注入管應(yīng)盡可能是薄壁的以使得樹(shù)脂盒盡可能地粗糙。進(jìn)給單元包括適合驅(qū)動(dòng)軟管系統(tǒng)的裝置，例如進(jìn)給輥或液壓缸。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置在柔性注入進(jìn)給軟管上驅(qū)動(dòng)(drive on)。這消除了注入管不必要的磨損。在可替換實(shí)施例中，軟管系統(tǒng)包括注入進(jìn)給軟管。在另一可替換實(shí)施例中，軟管系統(tǒng)包括注入軟管。在又一可替換實(shí)施例中，軟管系統(tǒng)包括注入進(jìn)給軟管和注入軟管。定位裝置包括適合為注入管導(dǎo)向的導(dǎo)向器。該導(dǎo)向器包括沿軸線A分開(kāi)設(shè)置的兩個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)向表面。這一設(shè)計(jì)使得注入管在通過(guò)導(dǎo)向器時(shí)與導(dǎo)向器同軸。根據(jù)本發(fā)明的可替換實(shí)施例，定位裝置包括第一移動(dòng)裝置，第一移動(dòng)裝置適合于沿軸線C橫向地和直線地移動(dòng)導(dǎo)向器，軸線C被設(shè)置在與軸線A相交的平面中。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，定位裝置包括第二移動(dòng)裝置，第二移動(dòng)裝置適合于通過(guò)傾斜來(lái)移動(dòng)導(dǎo)向器，使得導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線在與軸線C相交的平面中移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括注入設(shè)備的鉆車，該注入設(shè)備用于在巖石錨固期間將固定材料注入鉆孔。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種在巖石錨固期間通過(guò)注入設(shè)備將固定材料注入鉆孔中的方法。注入設(shè)備包括用于將固定材料供應(yīng)至鉆孔中的注入管以及定位裝置，該定位裝置包括適合相對(duì)于鉆孔來(lái)導(dǎo)引注入管的導(dǎo)向器。該方法包括操作第一移動(dòng)裝置使導(dǎo)向器沿著與鉆孔/操作軸線相交的平面內(nèi)的軸線C直線移動(dòng)；操作第二移動(dòng)裝置以使導(dǎo)向器繞所述軸線傾斜，使得帶有注入管的導(dǎo)向器被精調(diào)，并且注入管具有與鉆孔/操作軸線接近同軸的縱向軸線；將注入管移動(dòng)至鉆孔中并供應(yīng)固定材料進(jìn)入孔中，且將注入管從孔中拉出并完成錨固。根據(jù)本發(fā)明的可替換方法，包括將具有導(dǎo)向器的定位裝置移至注入位置，使得相對(duì)于操作軸線粗調(diào)導(dǎo)向器。在可替換實(shí)施例中，該方法包括繞使定位裝置軸線C轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的可替換實(shí)施例中，所述方法包括精確調(diào)節(jié)帶有注入管的導(dǎo)向器直到注入管的縱向軸線與鉆孔/操作軸線同軸為止。本發(fā)明被認(rèn)為包括某些未詳細(xì)說(shuō)明的可替換實(shí)施例，例如軟管系統(tǒng)包括注入管， 還有注入進(jìn)給軟管和/或注入軟管。驅(qū)動(dòng)裝置適合驅(qū)動(dòng)注入管、注入進(jìn)給軟管或注入軟管中的至少一個(gè)。


通過(guò)對(duì)本發(fā)明的不同實(shí)施例的描述以及參照附圖，本發(fā)明將會(huì)被更詳細(xì)地說(shuō)明。 其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括機(jī)械化錨固單元的巖石鉆車；圖2是根據(jù)本發(fā)明的包括機(jī)械化錨固單元的可替換的鉆車的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的不包括錨桿架(magazine)的注入設(shè)備；圖4是圖3中的裝置的另一位置的部分；圖5是從不同的角度和不同的位置所看到的圖3中的裝置；圖6是根據(jù)本發(fā)明的可替換注入設(shè)備的一部分；圖7是圖5中的導(dǎo)向器的橫截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的定位裝置；圖9是圖7中的定位裝置的一部分；圖10是圖8中的定位裝置的分解圖；圖11是沿圖7中的線I-I剖切的橫截面；圖12是根據(jù)本發(fā)明的可替換實(shí)施例的導(dǎo)向器和注入管的橫截面圖；圖13是在巖石錨固期間巖石的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1是鉆車1，包括車體2、伸縮臂3和布置成連接到臂2的進(jìn)給保持器4，其中，進(jìn)給保持器4可以繞臂3的縱向軸線傾斜/轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆車還包括機(jī)械化錨固單元5，機(jī)械化錨固單元5包括注入設(shè)備6。機(jī)械化錨固單元5被設(shè)置為沿進(jìn)給保持器4可移動(dòng)。鉆車適合用于使用以上限定的任何適當(dāng)?shù)墓潭ú牧线M(jìn)行巖石錨固。進(jìn)給保持器還包括用于朝向巖石表面支撐進(jìn)給保持器4的裝置72。機(jī)械化錨固單元5包括架子7，該架子7儲(chǔ)存有加固裝置8，例如錨桿9，下面將更加詳細(xì)地說(shuō)明機(jī)械化錨固單元5。注入設(shè)備6包括注入管10、用于存儲(chǔ)固定材料的裝置11以及連接到存儲(chǔ)裝置11 上用于將固定材料供應(yīng)到巖石14的鉆孔13中的軟管系統(tǒng)12。注入管10通過(guò)包括驅(qū)動(dòng)裝置的進(jìn)給單元15移入和移出鉆孔13。下面將更加詳細(xì)地說(shuō)明注入設(shè)備6。鉆車可以由操作員通過(guò)有線或無(wú)線的方式遙控，但是也可以由鉆車上的駕駛室16 內(nèi)的操作員控制。操作員對(duì)鉆車的控制可以是手動(dòng)的、自動(dòng)的或者半自動(dòng)的。圖2是可替換的鉆車17，其包括第一臂18、鉆梁19、以及鉆機(jī)20?？商鎿Q的鉆車 17包括第二臂21，第二臂21包括各種設(shè)備，例如適用于注入水泥或樹(shù)脂盒的注入設(shè)備22。機(jī)械化錨固單元5包括上面提到的錨桿架，但是圖3中缺少這種單元以便于顯示機(jī)械化錨固單元5的其余部分。機(jī)械化錨固單元5包括上文提到的軟管系統(tǒng)12。在圖3 中，軟管系統(tǒng)包括注入管10、注入進(jìn)給軟管23以及連接到固定材料存儲(chǔ)裝置11的注入軟管 24 (圖 1)。注入進(jìn)給軟管23通過(guò)第一螺紋軟管聯(lián)接部25連接到注入管10 (圖幻，并且注入軟管M連接到(連接裝置未示出)存儲(chǔ)裝置11 (圖1)。注入進(jìn)給軟管23和注入軟管M通過(guò)第二螺紋軟管聯(lián)接部沈聯(lián)接在一起。因此， 軟管系統(tǒng)12和存儲(chǔ)裝置11適用于在巖石錨固期間將固定材料供應(yīng)到鉆孔13中。例如上文提到的，固定材料既可以是泵送進(jìn)入孔中的水泥，也可以是通過(guò)壓縮空氣射入孔中的樹(shù)脂盒。機(jī)械化錨固單元5還包括適合使鉆桿29旋轉(zhuǎn)的鉆機(jī)27，鉆機(jī)27被設(shè)置成沿進(jìn)給梁71可移動(dòng)。機(jī)械化錨固單元5也包括鉆孔定中心器28，鉆孔定中心器28包括被設(shè)置成通過(guò)液壓缸62打開(kāi)或關(guān)閉的第一鉗口 63和第二鉗口 64(圖4)。在關(guān)閉位置(未示出)，第一鉗口 63和第二鉗口 64形成圓形開(kāi)口，在鉆孔期間鉆桿29通過(guò)所述圓形開(kāi)口進(jìn)行作用。關(guān)閉的鉗口適合將鉆桿29定中心，以便與需要的縱向鉆孔軸線A同軸。在打開(kāi)的位置，第一鉗口 63和第二鉗口 64是分離的并且鉆孔定中心器28是不活動(dòng)的(圖3)。機(jī)械化錨固單元5還包括具有定距軸47 (distance axle)的液壓轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35，定距軸47適合繞縱向軸線B (圖8)在相對(duì)于軸線B具有確定方向的三個(gè)位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，這三個(gè)位置是停放位置、抓握位置和注入位置。保持導(dǎo)向器37的定位裝置33連接到定距軸47上，并且被設(shè)置成跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器 35的轉(zhuǎn)動(dòng)。注入管10被設(shè)置成穿過(guò)導(dǎo)向器37，并且定位裝置33適用于使注入管10與鉆孔平齊(level)。定距軸47的轉(zhuǎn)動(dòng)使具有導(dǎo)向器37的定位裝置33處于在機(jī)械化錨固單元5內(nèi)部觀察時(shí)的三個(gè)精確的位置。但是，操作期間鉆車的運(yùn)動(dòng)引起定位裝置33的微小的不希望的運(yùn)動(dòng)，使得導(dǎo)向器37在轉(zhuǎn)動(dòng)至注入位置中時(shí)偏離操作軸線A。定位裝置33被設(shè)置成通過(guò)精調(diào)導(dǎo)向器37的位置以及由此注入管10相對(duì)于鉆孔 13的位置而補(bǔ)償這些運(yùn)動(dòng)。調(diào)整操作將會(huì)在下文結(jié)合附圖8說(shuō)明。在圖3中，轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器35處于其注入位置，導(dǎo)向器37和因此注入管10通過(guò)定位裝置33被設(shè)置并調(diào)整成與操作軸線A同軸。包括一對(duì)進(jìn)給輥31、32的進(jìn)給單元15作用于/外部驅(qū)動(dòng)注入進(jìn)給軟管23上，進(jìn)給軟管由于摩擦力而向后或向前移動(dòng)。這又使得注入管10向后或向前移。在注入位置，注入管10移入或移出鉆孔13。在操作期間至少一個(gè)軟管導(dǎo)向器34導(dǎo)引注入管10和/或注入進(jìn)給軟管23。可以通過(guò)拆卸處于進(jìn)給單元15和定位裝置33之間的位置的第一螺紋軟管聯(lián)接部 25，容易地更換注入管。然后，安裝新的注入管。在注入樹(shù)脂盒的情況下，機(jī)械化錨固單元5還包括錨桿轉(zhuǎn)子30。如上所述，錨桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使樹(shù)脂盒破碎以容許所述至少兩種成分混合，然后固化。在圖4中，轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35處于其抓握位置。定位裝置33包括鉤69，在抓握位置，鉤69抓握鉆桿29。在傾斜過(guò)程中，鉤69會(huì)迫使鉆桿29彎曲以便為注入管進(jìn)入注入位置而留出空間。在圖5中，轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35處于其停放位置，鉆機(jī)27準(zhǔn)備接納鉆桿29并且在鉆桿29繞軸線A——操作軸線——旋轉(zhuǎn)期間鉆孔。鉆機(jī)27在鉆孔期間沿進(jìn)給保持器4 移動(dòng)，甚至能夠通過(guò)鉆孔定中心器28。在停放位置，帶有導(dǎo)向器37的定位裝置和注入管10 是不活動(dòng)的，并且被停放以便為鉆機(jī)留出空間。考慮到巖石錨固的次序，首先，由鉆機(jī)27鉆孔13，所述鉆機(jī)27具有沿軸線A設(shè)置的鉆桿29 (圖5)。其次，將鉆桿29彎曲移開(kāi)，并且?guī)в袑?dǎo)向器37的注入設(shè)備沿軸線A被定位，以便注入固定材料(圖3)。再次，使定位裝置傾斜到其停放位置，以便通過(guò)錨固單元沿軸線A插入錨桿而留出空間。在可替換的注入設(shè)備中(圖6)，軟管系統(tǒng)包括注入管10和注入進(jìn)給軟管23，并且因此沒(méi)有注入軟管。注入管10以第一螺紋軟管聯(lián)接部25連接到注入進(jìn)給軟管23。進(jìn)給單元15被設(shè)置成進(jìn)給注入進(jìn)給軟管，使得注入管10通過(guò)導(dǎo)向軟管36的內(nèi)部，并穿過(guò)包括在導(dǎo)向軟管36的第一端36a內(nèi)的導(dǎo)向器37的內(nèi)部，并且進(jìn)一步穿進(jìn)或穿出鉆孔13。定位裝置33設(shè)置在導(dǎo)向軟管36的第一端36a和進(jìn)給保持器4之間。定位裝置在圖7中更詳細(xì)地說(shuō)明。導(dǎo)向器37包括第一支撐表面79和第二支撐表面80，第一支撐表面79和第二支撐表面80被設(shè)置成相互之間存在一定的距離、以實(shí)現(xiàn)軟管系統(tǒng)的雙表面導(dǎo)向，使得注入管10 被調(diào)整以與導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線同軸。當(dāng)定位裝置33已經(jīng)將導(dǎo)向器37的位置精調(diào)成注入位置時(shí)，導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線與軸線A——操作軸線——即鉆孔軸線同軸。在沿鉆孔方向穿過(guò)并離開(kāi)導(dǎo)向器37時(shí)，注入管10與軸線A即操作軸線A同軸地移動(dòng)。因此，經(jīng)過(guò)精調(diào)的導(dǎo)向器沿穿過(guò)該導(dǎo)向器的注入管進(jìn)行導(dǎo)向。進(jìn)給單元15連接到導(dǎo)向軟管36的第二端36b，并且被設(shè)置成自由懸在進(jìn)給保持器 4的一側(cè)上。因此，導(dǎo)向軟管36和注入進(jìn)給軟管23在操作期間能夠?qū)崿F(xiàn)一定的彎曲。最終的彎曲是受到控制且由于導(dǎo)向軟管36的硬度而收到限制，并且在操作期間沒(méi)有注入管10 破損的風(fēng)險(xiǎn)。至少一對(duì)支承輥65 (示出了一個(gè))被設(shè)置在進(jìn)給單元15上以導(dǎo)引注入進(jìn)給軟管 23的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給單元15懸在進(jìn)給臂4旁邊的設(shè)計(jì)是非常有利的，這是因?yàn)檫M(jìn)給梁上的空間是有限的。進(jìn)給單元包括適合使第一進(jìn)給輥31和第二進(jìn)給輥32轉(zhuǎn)動(dòng)的液壓致動(dòng)器，第一進(jìn)給輥31和第二進(jìn)給輥32被設(shè)置成彼此相鄰，轉(zhuǎn)動(dòng)軸線布置成平行。注入進(jìn)給軟管被設(shè)置成在第一進(jìn)給輥31和第二進(jìn)給輥32之間穿過(guò)。進(jìn)給輥31、32的至少一個(gè)通過(guò)彈力F而彈簧加載地作用于注入進(jìn)給軟管23，以便保證注入進(jìn)給軟管23與進(jìn)給輥31、32之間良好的接觸。在有另外的進(jìn)給輥的情況下，所有的進(jìn)給輥將會(huì)是同步的，以排除注入進(jìn)給軟管 23磨損的風(fēng)險(xiǎn)。為了使注入進(jìn)給軟管23和注入管10在導(dǎo)向軟管36內(nèi)來(lái)回穿過(guò)，第一螺紋軟管聯(lián)接部25的外徑必須要比導(dǎo)向軟管36的內(nèi)徑小。導(dǎo)向軟管36例如是金屬軟管或具有較高的硬度的鋼制鎧裝的軟管，并且注入進(jìn)給軟管23是鋼絲彈簧鎧裝軟管，其可以經(jīng)受來(lái)自進(jìn)給輥31、32的高接觸壓力。這樣組合提供了沒(méi)有任何滑動(dòng)的安全操作。更換注入管10很容易，其被認(rèn)為是耗材。拆除導(dǎo)向器37并且將帶有第一螺紋軟管聯(lián)接部25的注入管10沿鉆孔方向從導(dǎo)向軟管36中自由地取出。然后，拆除第一螺紋軟管聯(lián)接部25，并用新的注入管更換舊的注入管。將附連到注入進(jìn)給軟管的被更換的注入管裝回到導(dǎo)向軟管，將導(dǎo)向器37安裝在導(dǎo)向軟管36中且可以繼續(xù)注入操作。
第一螺紋軟管聯(lián)接部25具有機(jī)械止擋的功能，其限制注入管10的向前和向后的運(yùn)動(dòng)，其中，向前運(yùn)動(dòng)是沿鉆孔方向。導(dǎo)向器37限制向前的運(yùn)動(dòng)并且進(jìn)給輥32限制向后的運(yùn)動(dòng)。因此，不需要任何電的距離測(cè)量設(shè)備。在此給出的作為示例的可能的尺寸是大約1.5米的進(jìn)給距離，大約1.6米的注入管，大約1. 5米長(zhǎng)的導(dǎo)向軟管，以及大約2米長(zhǎng)的注入進(jìn)給軟管。加固裝置的長(zhǎng)度通過(guò)已知的方式被調(diào)整到鉆孔的長(zhǎng)度。例如，加固裝置是錨桿、金屬線或任意其他適當(dāng)?shù)难b置。圖5中的裝置可以用于通過(guò)泵送水泥或通過(guò)推送樹(shù)脂盒——該樹(shù)脂盒被壓縮空氣從存儲(chǔ)裝置11發(fā)射——來(lái)進(jìn)行巖石錨固。 圖7是根據(jù)本發(fā)明的可替換的導(dǎo)向器66的橫截面。根據(jù)本發(fā)明的任何導(dǎo)向器被部分地設(shè)置在軟管導(dǎo)向器36內(nèi)部，使得導(dǎo)向器能夠通過(guò)軟管夾具41固定到導(dǎo)向軟管36上， 軟管夾具41設(shè)置在導(dǎo)向軟管36的外表面上?？商鎿Q的導(dǎo)向器66包括水供應(yīng)入口 38，使得所供應(yīng)的水沖洗導(dǎo)向器的內(nèi)側(cè)40。水可以沿注入管10的外表面雙向流動(dòng)并清潔注入管 10。與此同時(shí)，沖洗水將在注入管10的外表面和導(dǎo)向器66的內(nèi)表面之間，以及在導(dǎo)向軟管 36的內(nèi)表面和包括注入管10、第一螺紋軟管聯(lián)接部25和注入進(jìn)給軟管23的軟管系統(tǒng)的外表面之間提供水潤(rùn)滑，以方便注入管10的運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)向器66和導(dǎo)向軟管之間設(shè)置鋼套筒39以避免導(dǎo)向器的彎曲。導(dǎo)向軟管36 被夾持連接到定位裝置33，下面將會(huì)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖8是包括轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35的機(jī)械化錨固單元5的一部分，轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35包括連接表面49，連接表面49固定連接到進(jìn)給梁71 (圖幻。定距軸47在一端同軸地附連到轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35，以沿其縱向軸線B在上文提到的三個(gè)不同的限定的位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。定距軸47的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在設(shè)置連接到進(jìn)給梁71的支承裝置48中(未示出)。定位裝置33附連到定距軸47以保持導(dǎo)向器37并相對(duì)于覆蓋區(qū)域74精調(diào)導(dǎo)向器， 覆蓋區(qū)域74包括代表鉆孔的孔口 /入口的所需的對(duì)象50。轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器35和因此具有導(dǎo)向器37的定位裝置33進(jìn)入注入位置，如圖3 所示，使得在機(jī)械化錨固單元內(nèi)精確定位。由于鉆孔機(jī)的某些不可避免的微小運(yùn)動(dòng)，傾斜進(jìn)入注入位置使得導(dǎo)向器相對(duì)于待被錨固的鉆孔粗調(diào)定位。然后，定位裝置將會(huì)對(duì)導(dǎo)向器37相對(duì)于待注入和待錨固的孔進(jìn)行精調(diào)。精調(diào)通過(guò)操作第一移動(dòng)裝置45使導(dǎo)向器37沿軸線C橫向地和直線地移動(dòng)來(lái)完成，在圖8中所述第一移動(dòng)裝置45是第一液壓缸。此外，精調(diào)也可以通過(guò)操作第二移動(dòng)裝置46——在圖8中該第二移動(dòng)裝置46是第二液壓紅——使導(dǎo)向器37繞軸線C以及導(dǎo)向器的在與軸線C相交成直角的平面內(nèi)的對(duì)稱軸線的傾斜/轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成。定距軸47繞軸線B轉(zhuǎn)動(dòng)/旋轉(zhuǎn)。定位裝置33繞軸線C傾斜/轉(zhuǎn)動(dòng)。目的是精調(diào)注入管10的位置，使其在注入期間與鉆孔軸線/操作軸線A同軸。在圖8中，軸線B和軸線C被設(shè)置成使得通過(guò)軸線B和軸線C的豎直面相交成鈍 在圖8中，軸線C和軸線A被設(shè)置成使得通過(guò)軸線C和軸線A的豎直面相交成直
操作員利用視覺(jué)控制導(dǎo)向器相對(duì)于覆蓋區(qū)域50的位置，以及通過(guò)操作第一液壓缸45和第二液壓缸46來(lái)精調(diào)導(dǎo)向器37。將結(jié)合圖9a說(shuō)明第一液壓缸裝置。第二液壓缸裝置46的一端46a樞轉(zhuǎn)連接(1個(gè)自由度)到定距軸47，另一端46b 樞轉(zhuǎn)連接(1個(gè)自由度)到定位裝置33的樞轉(zhuǎn)部分67。操作第二液壓缸裝置46將使包括導(dǎo)向器37的樞轉(zhuǎn)部分67傾斜，使得導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線在垂直于軸線C的平面內(nèi)傾斜/轉(zhuǎn)動(dòng)。圖9a是傾斜部分67，更詳細(xì)地示出定位裝置的第一液壓缸45。第一液壓缸45殼體陽(yáng)被設(shè)置成與軸線C同軸，并且在連接點(diǎn)77處被連接到進(jìn)給梁71 (圖5)。第一液壓缸45的桿活塞58連接到直線導(dǎo)向器52。直線導(dǎo)向器52包括適合容置和保持導(dǎo)向器37的開(kāi)口 51，導(dǎo)向器37設(shè)置在開(kāi)口中并且通過(guò)保持裝置42、43附連。導(dǎo)向桿53連接到第一液壓缸殼體55上。操作第一液壓缸45將會(huì)使具有導(dǎo)向器37的直線導(dǎo)向器52開(kāi)始沿固定導(dǎo)向桿53滑動(dòng)，并且提供導(dǎo)向器37和定距軸47/進(jìn)給梁71之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖9b是傾斜/轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的示意圖。圖10示出了定位裝置的某些部分，即具有凹槽70的直線導(dǎo)向器52和導(dǎo)向桿53。 此外，如上所述，直線導(dǎo)向器52包括孔59，以及用于將桿活塞58容置和連接到直線導(dǎo)向器 52的保持裝置(未示出)。第一液壓缸殼體55與保持裝置57是一體的。導(dǎo)向桿53通過(guò)緊固裝置56連接到保持裝置57。圖11是沿圖9a中的線1_1剖切的橫截面圖。直線導(dǎo)向器52、導(dǎo)向桿53和保持裝置57的設(shè)計(jì)提供了剛性很強(qiáng)的和防振的定位單元。直線導(dǎo)向器52、導(dǎo)向桿53和保持裝置57的相對(duì)尺寸在導(dǎo)向桿的兩側(cè)形成滑動(dòng)表面54，使得形成較大的滑動(dòng)表面，該滑動(dòng)表面在定位裝置中提供了很有效的直線單元 (linear unit)0此外，第一液壓缸45、導(dǎo)向桿53和保持裝置57的設(shè)計(jì)為定位裝置的滑動(dòng)部分提供了穩(wěn)定和牢固的支撐。這又在操作期間提供了高精度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖12是包括第一導(dǎo)向表面79和第二導(dǎo)向表面80的可替換的導(dǎo)向器76的橫截面。導(dǎo)向器76插入開(kāi)槽的插座75的一端75a，并且導(dǎo)向器76和插座75通過(guò)緊固裝置42、 43被夾在直線導(dǎo)向器52的開(kāi)口 51中。插座75在另一端7 包括至少一個(gè)徑向的空氣出口 78，為小塊巖石和水提供出口。第一螺紋軟管聯(lián)接部25包括至少一個(gè)徑向通道68，注入管內(nèi)部的空氣可以通過(guò)徑向通道68流出。此設(shè)計(jì)使得在注入樹(shù)脂盒期間導(dǎo)向器和插座內(nèi)部的壓縮空氣流出，而不會(huì)在導(dǎo)向器內(nèi)部形成增強(qiáng)的空氣壓力。這消除了由于增強(qiáng)的空氣壓力而使注入管被從鉆孔中推出的危險(xiǎn)。插座還在第二端75b中包括導(dǎo)向部分75c。導(dǎo)向部分包括第二導(dǎo)向表面80，第二導(dǎo)向表面80和第一導(dǎo)向表面一起，適合于導(dǎo)引注入管10。第一導(dǎo)向表面79沿軸線A具有延伸部a，并且第二導(dǎo)向表面80沿軸線A具有延伸部b。這些表面被設(shè)置成沿導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線一定距離使得導(dǎo)向器調(diào)整穿過(guò)導(dǎo)向器的注入管10的方向。因此，穿過(guò)導(dǎo)向器期間， 導(dǎo)向器10的任何傾斜都由于兩個(gè)導(dǎo)向表面而被調(diào)整，使得注入管在離開(kāi)導(dǎo)向器時(shí)與導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線D同軸。包括軟管導(dǎo)向器34的支撐軟管73通過(guò)保持裝置81連接到插座75 (圖5)。圖13是巖石中的橫截面，包括在巖石錨固的不同階段的三個(gè)鉆孔13a、13b、13c。 樹(shù)脂盒60被射入鉆孔13a。鉆孔1 中裝滿樹(shù)脂盒并且等待錨固。鉆孔13c被以錨桿9錨固、固化固定材料61、保護(hù)板82和螺母83。根據(jù)本發(fā)明的巖石錨固方法依照如下操作。具有沿軸線A設(shè)置的鉆桿四的鉆機(jī)27鉆出孔13 (圖5)。彎曲移開(kāi)鉆桿并沿軸線A定位具有導(dǎo)向器37的注入設(shè)備。由操作員操作第一移動(dòng)裝置45和第二移動(dòng)裝置46以實(shí)現(xiàn)定位，操作員可視地控制導(dǎo)向器36的調(diào)節(jié)并操作移動(dòng)裝置，直到具有注入管的導(dǎo)向器被設(shè)置成與鉆孔的縱向軸線同軸為止。實(shí)際固定材料被注入孔中。定位裝置被傾斜到其停放位置，以便為被錨固單元沿軸線A插入的錨桿留出空間。錨桿在旋轉(zhuǎn)期間插入被填充的孔并旋轉(zhuǎn)直到固定材料被固化為止。最后，如上所述，板和螺母被附連到錨桿。
權(quán)利要求
1.一種注入設(shè)備(5)，用于在巖石錨固期間將固定材料注入鉆孔(1 中，包括軟管系統(tǒng)(1 和進(jìn)給單元(15)，其特征在于，所述軟管系統(tǒng)(1 包括注入管(10)，所述注入設(shè)備還包括定位裝置(33)，所述定位裝置(3 適用于調(diào)整所述注入管(10)相對(duì)于所述鉆孔 (13)的位置，所述進(jìn)給單元(1 包括適用于驅(qū)動(dòng)所述軟管系統(tǒng)(1 的裝置(31、32)，使得所述注入管(10)在操作期間進(jìn)入所述鉆孔(13)以將固定材料供應(yīng)至所述鉆孔(1 中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入設(shè)備，其中，所述軟管系統(tǒng)包括注入進(jìn)給軟管03)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入設(shè)備，其中，所述軟管系統(tǒng)包括注入軟管04)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入設(shè)備，其中，所述軟管系統(tǒng)包括注入進(jìn)給軟管和注入軟管(24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置(31、3幻驅(qū)動(dòng)軟管03、對(duì))。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的注入設(shè)備，其中，所述定位裝置包括適用于導(dǎo)引所述注入管(10)的導(dǎo)向器(37、66、76)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的注入設(shè)備，其中，所述導(dǎo)向器(37、66、76)包括沿所述導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線(D)分開(kāi)設(shè)置的兩個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)向表面(37a、37b ；79,80) 0
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的注入設(shè)備，其中，所述定位裝置(3 包括第一移動(dòng)裝置(45)，所述第一移動(dòng)裝置05)適用于所述導(dǎo)向器(37、66、76)沿軸線C的橫向和直線運(yùn)動(dòng)， 所述軸線C設(shè)置在與操作/鉆孔軸線A相交的平面內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注入設(shè)備，其中，所述定位裝置(3 包括第二移動(dòng)裝置(46)，所述第二移動(dòng)裝置06)適用于所述導(dǎo)向器(37、66、76)在與所述軸線C相交的平面內(nèi)的傾斜運(yùn)動(dòng)。
10.一種鉆車，所述鉆車包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的注入設(shè)備。
11.一種在巖石錨固期間通過(guò)注入設(shè)備(6)將固定材料注入鉆孔(1 中的方法，其中， 所述注入設(shè)備包括用于將固定材料(10)供應(yīng)進(jìn)入所述鉆孔(1 的注入管和定位裝置(33)，所述定位裝置包括適用于相對(duì)于所述鉆孔(1 導(dǎo)引所述注入管(10)的導(dǎo)向器(37、 66、76)；所述方法包括操作第一移動(dòng)裝置G5)以使所述導(dǎo)向器(37、66、76)沿軸線C直線地移動(dòng)，所述軸線 C位于與鉆孔/操作軸線A相交的平面內(nèi)；操作第二移動(dòng)裝置G6)以使所述導(dǎo)向器(37、66、76)繞所述軸線C傾斜，直到帶有注入管(10)的所述導(dǎo)向器(37、66、76)被精調(diào)，并且其縱向軸線(E)與軸線(A)接近同軸為止；移動(dòng)所述注入管(10)進(jìn)入所述鉆孔(1 并將固定材料供應(yīng)進(jìn)入所述鉆孔中； 將所述注入管(10)從所述鉆孔(13)中拉出并結(jié)束錨固。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，包括移動(dòng)具有所述導(dǎo)向器(37、66、76)的所述定位裝置(33)進(jìn)入注入位置，使得所述導(dǎo)向器的對(duì)稱軸線(D)相對(duì)于所述操作軸線(A)被粗調(diào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，包括精調(diào)帶有所述注入管(10)的所述導(dǎo)向器， 直到所述注入管(10)的縱向軸線(E)與軸線㈧同軸為止。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括通過(guò)繞軸線(C)轉(zhuǎn)動(dòng)所述定位裝置來(lái)移動(dòng)所述定位裝置。
全文摘要
本發(fā)明包括注入設(shè)備(6)，用于在巖石錨固期間將固定材料注入鉆孔(13)中，其包括軟管系統(tǒng)(12)和進(jìn)給單元(15)。軟管系統(tǒng)(12)包括注入管(10)，注入設(shè)備還包括定位裝置(33)，定位裝置(33)適合調(diào)節(jié)注入管(10)相對(duì)于鉆孔(13)的位置，并且進(jìn)給單元(15)包括裝置(31、32)，該裝置(31、32)適合于驅(qū)動(dòng)軟管系統(tǒng)(12)，使得注入管(10)在操作期間進(jìn)入鉆孔(13)以將固定材料供應(yīng)至孔(13)中。
文檔編號(hào)E21D20/02GK102197192SQ200980142435
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者揚(yáng)·奧爾森, 斯文·奧洛夫·奈斯特龍 申請(qǐng)人:阿特拉斯·科普柯鑿巖設(shè)備有限公司