專(zhuān)利名稱(chēng)：巖石錨桿和錨固裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖石錨桿，該巖石錨桿適于巖壁和巖面的穩(wěn)定，諸如用于使用在地下開(kāi)采和隧道挖掘行業(yè)中。已經(jīng)開(kāi)發(fā)本發(fā)明，用以與采用機(jī)械擴(kuò)張器的巖石錨桿一起使用，該機(jī)械擴(kuò)張器被用于將巖石錨桿錨固或輔助錨固在該錨桿已被安裝在其中的孔中。本發(fā)明可以與被插入預(yù)先鉆鑿的孔中的巖石錨桿一起采用，或者本發(fā)明可以與自鉆鑿的巖石錨桿一起米用。
背景技術(shù)：
在地下開(kāi)采和隧道挖掘操作中，頂支撐和壁支撐是至關(guān)重要的。礦井和隧道的壁和頂通常由需要加固的巖層組成，以防止諸如斷裂或塌方的事故。巖石錨桿被廣泛用于加固的目的。在一些形式的巖石錨桿中，孔被鉆鑿在巖壁中，并且此后巖石錨桿被插入該孔中并諸如通過(guò)樹(shù)脂灌漿或水泥灌漿將巖石錨桿固定在該孔中。在其它形式的巖石錨桿中，鉆鑿尖端(drilling tip)被應(yīng)用至錨桿的前端，并且錨桿本身被鉆鑿在巖壁中。一旦錨桿已被鉆鑿至期望深度，則通常以與先前描述的巖石錨桿相同的方式，即以合適的樹(shù)脂灌漿或水泥灌漿，錨桿被固定在孔內(nèi)。一些形式的巖石錨桿通常在錨桿的前端處包括機(jī)械錨固件，以形成將巖石錨桿錨固在孔中的單獨(dú)裝置，或者提供諸如除了樹(shù)脂灌漿或水泥灌漿之外的第二錨固形式。機(jī)械錨固件可以包括某一形式的擴(kuò)張器，一旦巖石錨桿已經(jīng)在巖壁中插入期望的深度，則該擴(kuò)張器擴(kuò)張。申請(qǐng)人的同時(shí)待審的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02008/060211公開(kāi)了這樣的巖石錨桿。使用可擴(kuò)張的機(jī)械錨固件的困難是，在對(duì)于錨固的實(shí)際需要發(fā)生之前，即在巖石錨桿的儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間和在巖石錨桿的插入預(yù)先鉆鑿的孔中期間，或如果巖石錨桿是自鉆鑿錨桿，則在孔的鉆鑿期間，保持錨固件收縮。申請(qǐng)人的同時(shí)待審的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02008/060211公開(kāi)了 在自鉆鑿巖石錨桿的前端處布置繞機(jī)械錨固件的擴(kuò)張器的環(huán)形帶的使用，以在運(yùn)輸期間和鉆鑿開(kāi)始期間限制擴(kuò)張器部分?jǐn)U張。在鉆鑿尖端的后方并防止該錨固件擴(kuò)張的帶繞錨固件延伸。環(huán)形帶旨在抵靠著與在巖石中鉆鑿出來(lái)的孔直接相鄰的巖壁或巖面的面對(duì)表面接合，使得當(dāng)錨桿鉆鑿進(jìn)巖石中時(shí)，隨著錨固件以巖石錨桿的其余部分進(jìn)入孔中時(shí)，帶不進(jìn)入孔，而是留在孔外并相對(duì)于錨固件滑移。隨著錨固件相對(duì)于帶滑移并進(jìn)入孔，通過(guò)與孔的內(nèi)表面的接合，錨固件繼續(xù)被限制擴(kuò)張，使得不需要由帶持續(xù)限制。實(shí)踐中，環(huán)形帶已設(shè)置為相對(duì)厚的剛性塑料環(huán)。由于帶的外徑大于孔的內(nèi)徑，所以該厚度確保與巖壁或巖面與孔直接相鄰的巖石面的所需的接合，以在錨固件進(jìn)入孔時(shí)導(dǎo)致帶相對(duì)于錨固件滑移，并且確保帶不進(jìn)入孔。盡管上述環(huán)的使用具有優(yōu)點(diǎn)，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在巖壁鉆鑿的初期階段中在和在錨固件在孔內(nèi)之前，該環(huán)可能被移開(kāi)。例如，在穿過(guò)覆蓋在巖壁或巖面、或在巖壁或巖面附近的其它挖掘結(jié)構(gòu)或巖石結(jié)構(gòu)上的鋼絲安全網(wǎng)來(lái)鉆鑿期間，可能發(fā)生帶的移開(kāi)。移開(kāi)之后，錨固件可能在完全進(jìn)入孔中之前過(guò)早地?cái)U(kuò)張，并且這可能導(dǎo)致錨固件破裂。本發(fā)明的目的是克服或至少減輕一個(gè)或多個(gè)與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供一種巖石錨桿，該巖石錨桿包括細(xì)長(zhǎng)軸和被附接至該軸的錨固裝置，其具有擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)能夠操作用以在徑向上相對(duì)于該軸的縱向延伸而擴(kuò)張，以將該巖石錨桿錨固于在巖石體中鉆鑿出來(lái)的孔內(nèi)，該錨固裝置包括環(huán)形帶，該環(huán)形帶繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)延伸，以阻礙該機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，且?guī)П徊贾贸墒沟迷搸軌蚶@擴(kuò)張機(jī)構(gòu)在適當(dāng)?shù)奈恢弥羞M(jìn)入孔，其中錨桿將要被錨固在該孔中，并且維持對(duì)擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙，至少直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔為止。本發(fā)明還提供一種用于巖石錨桿的錨固裝置，該巖石錨桿具有細(xì)長(zhǎng)軸，該錨固裝置包括擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)能夠操作用以在徑向上相對(duì)于該巖石錨桿的軸的縱向延伸擴(kuò)張，以將該巖石錨桿錨固于在巖石體中鉆鑿出來(lái)的孔內(nèi)，該錨固裝置包括環(huán)形帶，該環(huán)形帶繞該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)延伸，以阻礙該機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，且?guī)П徊贾檬沟迷搸軌蚶@擴(kuò)張機(jī)構(gòu)在適當(dāng)?shù)奈恢弥羞M(jìn)入孔，其中錨桿被錨固在該孔中，并且維持對(duì)擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙，至少直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔為止。本發(fā)明可以提供帶的部分或全部的碎裂，以便之后允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張，以將巖石錨桿錨固在巖石體中。例如，可以通過(guò)撕開(kāi)、撕裂、破裂或熔化來(lái)碎裂。有利地是，在巖石錨桿插入孔中期間，這些形式的碎裂可能發(fā)生，例如，使得插入的動(dòng)作導(dǎo)致碎裂。替代地，一旦錨桿已經(jīng)被部分地或完全地插入孔中，可以使得碎裂發(fā)生。在本發(fā)明的其它形式中，在該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張時(shí)，帶可以繞該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)保持在恰當(dāng)?shù)奈恢?。由此，本發(fā)明包括帶，盡管在巖石錨桿的任何儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間并且在巖石錨桿的安裝在孔中期間，帶阻礙擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，但在被施加在達(dá)到貫穿巖石體的期望深度的巖石錨桿上的負(fù)載下，帶允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張。該擴(kuò)張負(fù)載可以是由將巖石錨桿驅(qū)動(dòng)至巖石體中的驅(qū)動(dòng)部件施加的負(fù)載，并且可以是以與將巖石錨桿驅(qū)動(dòng)至巖石體中的負(fù)載不同的方式施加的負(fù)載。由此，在巖石錨桿的任何儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間和在巖石錨桿的安裝在孔中期間，盡管由帶施加的用以阻礙擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的負(fù)載可以足夠高，以防止擴(kuò)張，但該負(fù)載小于被施加用以使已被安裝的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張的負(fù)載。在本發(fā)明的這種形式中，帶可以是彈性的或可伸展的，以允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)被擴(kuò)張。帶可以由任何合適的材料形成，并可以具有任何合適的尺寸。在本發(fā)明的一些形式中，帶是與擴(kuò)張機(jī)構(gòu)或繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的緊密配合件，并且在這些形式中，帶可以是緊密配合件。在本發(fā)明的一些形式中，帶可以是充分緊密的并且/或者具有合適的材料，使得在巖石錨桿插入孔中期間，該帶夾持?jǐn)U張機(jī)構(gòu)，防止相對(duì)于擴(kuò)張機(jī)構(gòu)滑動(dòng)。非常期望的是，在巖石錨桿或錨固件從制造或儲(chǔ)存地點(diǎn)到巖石錨桿被附接至驅(qū)動(dòng)機(jī)械以用于插入巖石體中的位置的運(yùn)輸期間，防止帶從錨固件滑脫。帶可以是充分緊密的配合件，并且/或者具有充分薄的壁厚和/或具有足夠地柔性或延展性的材料，以符合擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的外形，并且包括至少部分地進(jìn)入被形成在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的外表面中的一個(gè)或多個(gè)凹部、開(kāi)口、空隙、孔隙或凹陷。帶可以由可以與擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密配合的聚合材料形成。帶可以是彈性材料，該彈性材料能夠被擴(kuò)張，以將帶繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)定位，并且之后可以被允許收縮，以接合擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，從而用于阻礙擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張。替代地，帶可以是諸如通過(guò)熱量的施加而能夠收縮的材料。由此，該材料可以是可熱縮的管，使得在收縮之前的管可以具有大于擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的外表面的直徑，以用于易于與擴(kuò)張機(jī)構(gòu)配合，并且一旦被正確地定位，則熱量可以被施加至管，以使其收縮，與擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密接合。熱量的施加可以有利地與通過(guò)手持熱風(fēng)槍一樣簡(jiǎn)單。由此，帶可以具有，優(yōu)選是薄的聚合材料，其已經(jīng)例如通過(guò)熱縮而彈性收縮，形成繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密配合的接合。材料的壁厚期望是小于2mm，優(yōu)選地約為1mm。然而，可以采用較大或較小的壁厚，并且決定這樣的因素包括帶的材料、所要鉆鑿的巖石的磨蝕性和錨桿是否是自鉆鑿的。其它因素也可能具有影響。帶可以采取其它形式，并且可以包括例如紙，塑料或織物的膠帶、繩或其它形式的箍(strapping)。所需要的是，帶能夠繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)來(lái)應(yīng)用，使得能夠進(jìn)入錨桿所插入的孔，并在需要時(shí)允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。本發(fā)明可以米用巖石錨桿和自鉆鑿巖石錨桿。在自鉆鑿巖石錨桿中，對(duì)擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙可以通過(guò)帶與所鉆鑿的孔的面對(duì)的孔壁的摩擦接合來(lái)消除?？梢酝ㄟ^(guò)該摩擦接合使得帶碎裂。由此，帶可以被形成使得諸如通過(guò)碎裂，鉆鑿的動(dòng)作消除對(duì)擴(kuò)張的阻礙，而不在錨固件的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔之前。盡管可接受的是，隨著擴(kuò)張機(jī)構(gòu)進(jìn)入孔，帶開(kāi)始碎裂，但帶需要維持對(duì)擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙，直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入該孔為止。一旦擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔，或在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔的時(shí)間前后，可以使帶碎裂；或者，諸如當(dāng)巖石錨桿行進(jìn)至其待錨固的期望貫穿深度時(shí)，稍后可以使帶碎裂。例如，可以使帶經(jīng)受住巖石錨桿鉆鑿在巖石體中或巖石錨桿插入巖石體中，但之后，可以使巖石錨桿在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)或以其它方式運(yùn)動(dòng)，以導(dǎo)致帶碎裂。相對(duì)于自鉆鑿巖石錨桿，隨著巖石錨桿鉆鑿在巖石體中，帶可能開(kāi)始碎裂，只要在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)大致上完全進(jìn)入孔之前，該帶不碎裂至足以允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張即可。由此，盡管隨著巖石錨桿鉆鑿在巖石體中，帶可能開(kāi)始碎裂，但該帶經(jīng)受住至可接受的程度，從而保持可操作，直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔為止。同樣地，相對(duì)于非鉆鑿巖石錨桿，諸如由帶與孔的面對(duì)表面的接合，或由在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)或以其它方式運(yùn)動(dòng)的錨桿，隨著錨桿進(jìn)入預(yù)先鉆鑿的孔，帶可能開(kāi)始碎裂。本發(fā)明可以包括用于在必要時(shí)使帶碎裂的設(shè)備。可以采用如上所討論的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)。由此，用于將巖石錨桿驅(qū)動(dòng)至孔中的驅(qū)動(dòng)部件還可以使巖石錨桿以合適的速度旋轉(zhuǎn)，以導(dǎo)致帶碎裂，或者驅(qū)動(dòng)部件可以被用于使巖石錨桿振動(dòng)，以使帶碎裂，或者可以采用旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)。替代地，錨固裝置可以包括破裂結(jié)構(gòu)，以使帶破裂。這可能僅包括使擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。替代地，可以采用其它使帶破裂的方法。帶可以是被應(yīng)用至擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的單個(gè)帶。替代地，可以采用一對(duì)帶。如有必要，可以采用超過(guò)兩個(gè)的帶。這些帶可以在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的縱向上分隔開(kāi)來(lái)并且/或者成重疊關(guān)系。重疊的帶可以允許外側(cè)的帶保護(hù)內(nèi)部的帶免于過(guò)早破裂。本發(fā)明具有在申請(qǐng)人的同時(shí)待審的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02008/060211中公開(kāi)的巖石錨桿的具體應(yīng)用，該巖石錨桿包括第一端部和第二端部、在該端部之間延伸的軸和沿軸的與該第一端部相鄰的第一部分延伸的錨固裝置，該錨固裝置包括心軸和至少一個(gè)置于該心軸上的擴(kuò)張?jiān)?，其中，該至少一個(gè)擴(kuò)張?jiān)谠撔妮S和該至少一個(gè)擴(kuò)張?jiān)g的預(yù)定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移位，其中該至少一個(gè)擴(kuò)張?jiān)贿B接至連接器，以形成錨固組件，所述錨固組件被鍵接至該心軸，并且所述錨固組件包括在該錨固裝置的旋轉(zhuǎn)期間起作用的相對(duì)旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。被應(yīng)用至以上形式的巖石錨桿的帶可以是隨著錨桿被插入孔中而逐漸破裂的類(lèi)型，或者該帶可以是如下類(lèi)型該帶繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)保持在恰當(dāng)?shù)奈恢?，但在擴(kuò)張負(fù)載的施加下不防止該機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張。帶可以具有帶阻礙擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的第一狀態(tài)和帶至少部分地碎裂以允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張的第二狀態(tài)。當(dāng)與巖石錨桿配合的錨固裝置的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)至少大致上完全進(jìn)入巖石錨桿所要錨固的孔時(shí)，帶可以被形成為采取第二狀態(tài)。通過(guò)使帶與巖石錨桿所要安裝于其中的孔的面對(duì)表面的摩擦(frictional rubbing),或通過(guò)此處描述的任何其它合適的機(jī)構(gòu)，帶可以被形成為采取第二狀態(tài)。如果帶是之前描述的如下類(lèi)型，即在沒(méi)有完全或部分碎裂的情況下，該類(lèi)型的帶在適合的擴(kuò)張負(fù)載下允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，則帶不需要采取第二狀態(tài)。在根據(jù)本發(fā)明的巖石錨桿或錨固裝置中，帶可以具有在50_至125_之間的軸向長(zhǎng)度，并且包括約IOOmm或75mm的軸向長(zhǎng)度。本發(fā)明還提供一種安裝以上討論的巖石錨桿的任一個(gè)形式的巖石錨桿中的巖石錨桿的方法，包括在巖石體中鉆鑿孔，鉆至貫穿該巖石體的期望深度，插入該巖石錨桿并使該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。在以上形式的方法中，巖石錨桿可以是自鉆鑿巖石錨桿，使得隨著該自鉆鑿巖石錨桿鉆鑿孔，將孔鉆鑿在巖石體中并且將該巖石錨桿插入該孔中的方法步驟同時(shí)進(jìn)行。由于國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02008/060211的巖石錨桿對(duì)于本發(fā)明的應(yīng)用，該申請(qǐng)的公開(kāi)通過(guò)交叉引用此處被完全并入。


以下參考附圖便于描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖和相關(guān)描述的特性應(yīng)被理解為不代替本發(fā)明的之前廣泛描述的共性。圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的巖石錨桿。圖2是圖1的巖石錨桿的前端的分解圖。圖3是圖1的巖石錨桿的前端的組裝圖。圖4是示圖1的巖石錨桿的所示被部分地插入鉆鑿在巖石體中的孔中的前端的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1圖示了包括細(xì)長(zhǎng)軸11的巖石錨桿10，該細(xì)長(zhǎng)軸11具有第一端部12和第二端部13。軸11包括滾壓螺紋14，該滾壓螺紋14被應(yīng)用于軸11以用于以下目的當(dāng)由樹(shù)脂注射或樹(shù)脂灌漿至少部分地使得錨固時(shí)，提高軸11在孔內(nèi)的錨固。巖石錨桿10包括錨固件,該錨固件在第一端部12處包括擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15。擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15經(jīng)由螺紋16固定至第一端部12。在附圖中未示出的本發(fā)明的其它實(shí)施例中，擴(kuò)張機(jī)構(gòu)可以進(jìn)一步設(shè)置成朝向第二端部13。巖石錨桿10還包括鉆頭17，該鉆頭17可螺紋地連接至軸11并將錨桿10實(shí)施為自鉆鑿錨桿。由此，錨桿10可以被驅(qū)動(dòng)成旋轉(zhuǎn)，并且借助于鉆頭17驅(qū)動(dòng)，錨桿可以將隨后能夠容納錨桿10的孔驅(qū)動(dòng)至巖石體中。自鉆鑿巖石錨桿的優(yōu)點(diǎn)在申請(qǐng)人的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02008/060211闡述為不需要單獨(dú)的鉆鑿組件來(lái)用于鉆鑿孔。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在附圖中示出自鉆鑿巖石錨桿，但本發(fā)明還應(yīng)用于非自鉆鑿的巖石錨桿，即該巖石錨桿不包括鉆頭17。在圖2中以分解示了擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15，并且參考該圖，機(jī)構(gòu)15包括心軸20、擴(kuò)張?jiān)?1和連接器22。連接器22包括開(kāi)口 24，該開(kāi)口 24接納從擴(kuò)張?jiān)?1的一個(gè)端部延伸的銷(xiāo)25，同時(shí)連接器22的腿部26被接納在心軸20的凹部27內(nèi)。由以上布置，防止心軸20相對(duì)于擴(kuò)張?jiān)?1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)擴(kuò)張?jiān)?1至連接器22的銷(xiāo)連接形成鉸鏈，這允許擴(kuò)張?jiān)?1的分別的元件28和29向外移動(dòng)，以接合在巖石體中鉆鑿出來(lái)的孔的內(nèi)表面。隨著心軸20在軸向上相對(duì)于擴(kuò)張?jiān)?1移動(dòng)并且元件28和29向上騎跨在心軸20的傾斜表面30上，發(fā)生該種類(lèi)的向外運(yùn)動(dòng)。對(duì)于擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15的操作的更詳細(xì)的討論，參考申請(qǐng)人的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02008/060211。鉆頭17包括螺紋軸23，以用于接納在被形成在軸11的端部中的孔內(nèi)。螺紋方向被形成為隨著錨桿10被旋轉(zhuǎn)而鉆鑿在巖石體中，以將螺紋軸23擰緊在孔內(nèi)。圖3和圖4示出巖石錨桿10的第一端部12，其中擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15成折疊狀態(tài)或非擴(kuò)張狀態(tài)。圖4以被插入在孔40內(nèi)的橫截面示出圖3的布置，該孔40已經(jīng)由錨桿10鉆鑿在巖石體41中。由于孔40僅在螺紋14的開(kāi)始的深度處，所以在圖4中孔40僅被部分地鉆鑿出來(lái)。圖1至圖4中的每個(gè)均圖示了環(huán)形帶45，該環(huán)形帶45被采用用于阻礙機(jī)構(gòu)15的擴(kuò)張的目的，直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔40為止。環(huán)形帶45被示出為單片帶，該環(huán)形帶45在周向上繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15延伸并且該環(huán)形帶45在軸向上繞擴(kuò)張?jiān)?1的相當(dāng)大的縱向部分延伸。由此，帶操作用以阻礙元件28和29的徑向向外的運(yùn)動(dòng)，例如，在錨桿10的高速旋轉(zhuǎn)以鉆入巖石體41期間，可能傾向于發(fā)生上述情況。如圖3中所示，環(huán)形帶45是繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15的充分緊密的配合件，使該環(huán)形帶45符合或采取心軸20以及該心軸20所抵靠的元件28和29的部分的外形。為了產(chǎn)生此配合，帶45可以是彈性的，或者該帶可以是熱縮配合件，使得該帶在與巖石錨桿10配合之前具有較大的直徑，并且一旦被配合到適當(dāng)位置，該帶被加熱，這導(dǎo)致該帶收縮并符合其所繞著定位的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15的外表面。適合形式的熱縮管由Cabac公司生產(chǎn)，其為產(chǎn)品代碼XLP的熱縮薄壁。Cabac熱縮管產(chǎn)品XLP38具有38.1mm的收縮前直徑，和直到19.1mm的收縮后直徑。盡管帶45被示出為單片帶，但本發(fā)明構(gòu)思了被應(yīng)用至擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15的、成分隔開(kāi)的關(guān)系的一對(duì)帶，或者三個(gè)或更多個(gè)帶。此外，可以采用重疊的帶。在圖1至圖4中圖示的本發(fā)明的形式中，申請(qǐng)人的意圖是，環(huán)形帶45會(huì)經(jīng)受住在孔40的深度上的錨桿10的鉆鑿，該深度是對(duì)于擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15所需的大致上完全進(jìn)入孔40的深度。由此，申請(qǐng)人的意圖是，在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15大致上完全進(jìn)入孔40之前，帶45不會(huì)碎裂。期望的是，在起始鉆鑿在巖石體41中期間會(huì)發(fā)生帶45的一些碎裂；然而，申請(qǐng)人的意圖是，盡管有一些碎裂，但是帶會(huì)保持充分的完整性，使得阻礙擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15的擴(kuò)張，直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔40為止，在此之后，孔40的內(nèi)表面會(huì)阻礙擴(kuò)張。已經(jīng)相對(duì)于以上的Cabac公司的具有以下尺寸的產(chǎn)品成功地進(jìn)行了本發(fā)明的測(cè)試
I)將2X50mm的帶部分并排繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密配合，并且在鉆巖石錨桿鉆鑿在巖石體中期間，但是在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)完全進(jìn)入鉆鑿至巖石體中的孔之后，該帶部分被完全撕裂。2)將lX75mm的帶部分繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密配合，并且在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)完全進(jìn)入孔之后，該帶部分已經(jīng)被部分地撕裂，但經(jīng)由該部分撕裂，帶變成脫離擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，從而足以允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。3)將IX IOOmm的帶部分繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密配合，并且在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)完全進(jìn)入孔之后，該帶部分被完全撕裂，從而脫離擴(kuò)張機(jī)構(gòu)。4)將IX 125mm的帶部分繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)緊密配合，并且在擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)完全進(jìn)入孔中之后，該帶部分已被部分地撕裂，但經(jīng)由該部分撕裂，帶變成脫離擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，從而足以允許擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。參考附圖，如之前所討論的那樣，圖4圖示了已經(jīng)被部分地鉆鑿在巖石體41中的巖石錨桿10。可以觀察到的是，巖石錨桿10已經(jīng)貫穿巖石體41僅僅至螺紋部分14的起點(diǎn)的端部，使得巖石錨桿10的相當(dāng)大的部分仍要鉆鑿在巖石體41中。在圖4中，帶45被示出為完整的且沒(méi)有任何程度的破裂。盡管圖4僅是示意圖，但是期望的是，圖4中所示的巖石體41中，帶45會(huì)在錨桿10的位置處已經(jīng)至少部分地破裂，并且更可能的是，已經(jīng)明顯地破裂。選擇帶45的尺寸和材料特性，使得完全破裂或足以使擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15擴(kuò)張的破裂不會(huì)發(fā)生，直到擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔40為止。如之前所指示的，本發(fā)明還構(gòu)思了，當(dāng)巖石錨桿10到達(dá)所期望的對(duì)巖石體41的貫穿時(shí)，帶45會(huì)保持完整。在該布置中，意圖的是擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15可以使帶45擴(kuò)張，并且或者經(jīng)由該擴(kuò)張而使帶45撕裂，或者使帶保持完整，但該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15根據(jù)需要擴(kuò)張，以接合孔表面40，以用于將巖石錨桿10錨固在孔40內(nèi)。也就是說(shuō)，盡管帶繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)保持完整，但帶不會(huì)對(duì)擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15的擴(kuò)張施加足夠的阻礙而防止該機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。參考以上的Cabac公司的熱縮產(chǎn)品或由其它供應(yīng)商提供的相似的產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是，帶可以容易地被應(yīng)用至擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15，并且由來(lái)自合適的熱風(fēng)槍的熱量的簡(jiǎn)易施加而使該帶繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)15收縮。替代地，多個(gè)錨桿可以被裝載至合適的烘箱或爐子中，以用于使熱縮管收縮。在巖石錨桿的儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間并且在巖石錨桿安裝在被形成在巖石體中的孔中期間，在維持?jǐn)U張機(jī)構(gòu)不擴(kuò)張中，帶與擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的組裝由此是簡(jiǎn)易的但卻是有效的。然而，熱縮管具有另外的如下優(yōu)點(diǎn)逐漸在插入孔中或鉆鑿孔期間，或通過(guò)在錨桿到達(dá)其期望貫穿程度時(shí)使巖石錨桿旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)，熱縮管能夠被撕裂并且由此碎裂。本發(fā)明由此提供如下優(yōu)點(diǎn)減少或消除擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的破壞，而沒(méi)有顯著增加錨桿的成本，也沒(méi)有顯著增加錨桿的組裝時(shí)間，其中在插入孔期間，如果擴(kuò)張機(jī)構(gòu)過(guò)早擴(kuò)張，則擴(kuò)張機(jī)構(gòu)可能發(fā)生破壞。本申請(qǐng)要求澳大利亞專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?010206071的優(yōu)先權(quán)，該澳大利亞專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于使用以附圖中所示的形式的錨桿。由此，本發(fā)明在自鉆鑿巖石錨桿和非自鉆鑿巖石錨桿中，以及在其中擴(kuò)張機(jī)構(gòu)與附圖中所示的擴(kuò)張機(jī)構(gòu)不同的巖石錨桿中，具有潛在應(yīng)用。除了具體描述的以外，此處描述的本發(fā)明易于進(jìn)行變體、變型和/或增補(bǔ)，并且應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明包括落入本公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)的所有這樣的變體、變型和/或增補(bǔ)。
權(quán)利要求
1.一種巖石錨桿，包括細(xì)長(zhǎng)軸和附接至所述軸的錨固裝置，所述錨固裝置具有擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)能夠操作用以在徑向上相對(duì)于所述軸的縱向延伸擴(kuò)張，以將所述巖石錨桿錨固于在巖石體中鉆鑿出來(lái)的孔中，所述錨固裝置包括環(huán)形帶，所述環(huán)形帶繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)延伸，以阻礙所述機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，且所述帶被布置成使得所述帶能夠在適當(dāng)?shù)奈恢弥欣@所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)進(jìn)入所述錨桿所要錨固的孔，并且維持對(duì)所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙，至少直到所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入所述孔為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石錨桿，所述帶是繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)成緊密的配合接合的聚合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖石錨桿，所述帶是繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)成緊密的配合接合的熱縮聚合材料，使得符合所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的外形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石錨桿，所述帶是紙、塑料或織物的膠帶、繩或箍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的錨固裝置，所述帶具有第一狀態(tài)，在所述第一狀態(tài)中，所述帶阻礙所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張；和第二狀態(tài)，在所述第二狀態(tài)中，所述帶至少部分地碎裂，以允許所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張，且當(dāng)所述錨固裝置的與巖石錨桿配合的所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)至少大致上完全進(jìn)入所述巖石錨桿所要錨固的孔時(shí)，所述帶被形成為采取所述第二狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶具有一直到約125_的軸向長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶具有一直到約100_的軸向長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶具有一直到約75_的軸向長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶具有一直到約50_的軸向長(zhǎng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶包括在軸向上分隔開(kāi)的至少一對(duì)帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的巖石錨桿，所述的一對(duì)帶均具有一直到約50mm的軸向長(zhǎng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶具有約Imm的壁厚。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，所述帶包括成重疊關(guān)系的至少一對(duì)帶。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，包括第一端部和第二端部、在所述端部之間延伸的軸和沿所述軸的與所述第一端部相鄰的第一部分延伸的所述錨固裝置，所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)包括心軸和置于所述心軸上的至少一個(gè)擴(kuò)張?jiān)渲兴鲋辽僖粋€(gè)擴(kuò)張?jiān)谒鲂妮S與所述至少一個(gè)擴(kuò)張?jiān)g的預(yù)定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)被徑向向外移位，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)張?jiān)贿B接至連接器，以形成錨固組件，所述錨固組件被鍵連接至所述心軸，并且所述錨固組件包括在所述錨固裝置的旋轉(zhuǎn)期間起作用的相對(duì)旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的巖石錨桿,所述巖石錨桿是自鉆鑿巖石錨桿。
16.一種用于巖石錨桿的錨固裝置，所述巖石錨桿具有細(xì)長(zhǎng)軸，所述錨固裝置包括擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)能夠操作用以在徑向上相對(duì)于所述巖石錨桿的軸的縱向延伸擴(kuò)張，以將所述巖石錨桿錨固于在巖石體中鉆鑿出來(lái)的孔內(nèi)，所述錨固裝置包括環(huán)形帶，所述環(huán)形帶繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)延伸，以阻礙所述機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，且所述帶被布置成使得所述帶能夠在適當(dāng)?shù)奈恢弥欣@所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)進(jìn)入所述錨桿所要錨固的孔，并且維持對(duì)所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙，至少直到所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入所述孔為止。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的錨固裝置，所述帶是繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)成緊密的配合接合的聚合材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的錨固裝置，所述帶是繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)成緊密的配合接合的熱縮聚合材料，以與所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的外形相符。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的錨固裝置，所述帶是紙、塑料或織物的膠帶、繩或箍。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中的任一項(xiàng)所述的錨固裝置，所述帶具有第一狀態(tài)，在所述第一狀態(tài)中，所述帶阻礙所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張；和第二狀態(tài)，在所述第二狀態(tài)中，所述帶至少部分地碎裂，以允許所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張，且當(dāng)所述錨固裝置的與巖石錨桿配合的所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)至少大致上完全進(jìn)入所述巖石錨桿所要錨固的孔中時(shí)，所述帶被形成為采取所述第二狀態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的錨固裝置，通過(guò)所述帶與所述巖石錨桿所安裝于其中的孔的面對(duì)表面的摩擦，所述帶被形成為采取所述第二狀態(tài)。
22.一種安裝巖石錨桿的方法，所述巖石錨桿包括細(xì)長(zhǎng)軸和被附接至所述軸的錨固裝置，所述錨固裝置具有擴(kuò)張機(jī)構(gòu)，所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)能夠操作用以在徑向上相對(duì)于所述軸的縱向延伸擴(kuò)張，以將所述巖石錨桿錨固于在巖石體中鉆鑿出來(lái)的孔內(nèi)，所述錨固裝置包括環(huán)形帶，所述環(huán)形帶繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)延伸，以阻礙所述機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張，且所述帶被布置成使得所述帶能夠在適當(dāng)?shù)奈恢弥欣@所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)進(jìn)入所述錨桿所要錨固的孔，并且維持對(duì)所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)的擴(kuò)張的阻礙，直到所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入所述孔為止，所述方法包括將孔鉆鑿在巖石體中，鉆至穿透所述巖石體中的期望深度，并且插入所述巖石錨桿并使所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)擴(kuò)張。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的安裝巖石錨桿的方法，所述帶是繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)成緊密的配合接合的聚合材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的安裝巖石錨桿的方法，所述帶是繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)成緊密的配合接合的熱縮聚合材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的安裝巖石錨桿的方法，所述帶是紙、塑料或織物的膠帶、繩或箍。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中的任一項(xiàng)所述的方法,所述巖石錨桿是自鉆鑿巖石錨桿，使得隨著所述自鉆鑿巖石錨桿鉆鑿所述孔，將孔鉆鑿在巖石體中和將所述巖石錨桿插入所述孔中的方法步驟同時(shí)進(jìn)行。
全文摘要
一種巖石錨桿(10)，包括細(xì)長(zhǎng)軸(11)和附接至該軸的錨固裝置，該錨固裝置具有擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)，該擴(kuò)張機(jī)構(gòu)能夠操作用以在徑向上相對(duì)于該軸(11)的縱向延伸擴(kuò)張，以將該巖石錨桿(10)錨固于在巖石體(41)中鉆鑿出來(lái)的孔(40)內(nèi)。所述錨固裝置包括環(huán)形帶(45)，該環(huán)形帶繞擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)延伸，以阻礙機(jī)構(gòu)(15)的擴(kuò)張。所述帶被布置成使得該帶能夠在適當(dāng)?shù)奈恢弥欣@所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)進(jìn)入所述錨桿(10)所要錨固的孔(40)，并且維持對(duì)所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)的擴(kuò)張的阻礙，至少直到所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)已經(jīng)大致上完全進(jìn)入孔(40)為止。所述帶(45)可以是諸如熱縮聚合材料的聚合材料，其繞所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)成緊密的配合接合，使得符合所述擴(kuò)張機(jī)構(gòu)(15)的外形。
文檔編號(hào)E21D21/00GK103038448SQ201180037573
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者約翰·霍斯 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司