169736. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kőzetcsavarok rögzítésére

3 169736 4 lentős mértékben megakadályozza, biztosítószerkezeti hatást fejt ki. A folyamatos kőzetcsavar a hatását a ragasztóanyag közvetítésével a furat felületén súrlódással, tapadással és nyírási ellenállás formájában fejti ki. A cement vagy betonragasztás hátránya, hogy a kőzetcsavar csak a ragasztás után 21-28 nap múlva - kötésgyorsító alkalmazása esetén 4-5 nap múlva - fejti ki biztosítószerkezeti hatását, így a kezdeti kőzetmozgásokat nem akadályozza meg, a kezdeti kőzetmozgás hatására kialakuló kőzetrepedések pedig veszélyesen rontják a biztonságot. A kőzetcsavar teljes hossza mentén történő műanyagragasztást ismertetnek az 1583 066 és 1 245 292 számú NSZK szabadalmi leírások, ahol műgyantát, kötésgyorsítót és keményítőt továbbá adalékanyagot tartalmazó kétkomponensű keveréket patronszerű tokban a fúrólyukba juttatják, a patront a kőzetcsavar végével a fúrólyuktalpon szétroncsolják és a patron tartalmát összekeverik. Az összekevert müanyagkeverék a kőzetcsavar és fúrólyuk közötti teret teljes hosszban kitölti és megszilárdulása után a kőzetcsavart rögzíti. Műanyaggal történő ragasztás kötési ideje 60-90 perc, de igen jelentős akadály a gyakorlati alkalmazás bevezetésében a műanyagragasztó magas ára. Teljes hosszában alkalmazott műanyagragasztás költségei elérik az egyéb biztosítási mód (fa, illetve acélbiztosítás) költségeit is. Rövid részhossz mentén történő műanyagragasztásnál a kőzetcsavar ragasztása a fúrólyuk-kőzet felületén idővel meglazul. A műanyagragasztás hátránya az is, hogy a műanyag „öregedése" csökkenti szilárdságát, amit fokoz a bányalevegővel való közvetlen érintkezés is. A fejrögzítésű és folyamatos kőzetcsavarok itt leírt hátrányai sajnos elegendőek voltak arra, hogy a kőzetcsavaros biztosítási mód a bányászatban és általában a geotechnikában ne tudjon elterjedni, és általánosan, különböző szilárdságú kőzetek esetében is, alkalmazhatóvá válni. A találmány célja, olyan eljárás, amelynél a kőzetcsavar a beépítés után a jelentős kőzetmozgás megindulása előtt előfeszíthető, aktivizálható, robbantás hatására nem sérülékeny, beépítés után állandó ellenőrzést nem igényel, húzó és nyomó terhelést egyaránt képes legyen felvenni, különböző szilárdságú kőzetekben egyaránt alkalmazható legyen, alkalmazása gazdasági előnyt biztosítson. Feladatul tűztük ki olyan eljárás alkalmazását, ahol a fejrögzítésű és folyamatos ragasztású kőzetcsavarok előnyeit egyesíthetjük. A találmány kidolgozása során nagyszámú részletes kőzetmechanikai vizsgálatot végeztünk, amelyeket feszültségoptikai vizsgálatokkal, majd laboratóriumi és üzemi kísérletekkel egészítettünk ki. Felismerésünk az, hogy műanyagragasztóval kialakított fejrögzítésű kőzetcsavar, a többi részhossz mentén cementhabarcs ragasztással kombinálva meglepő többleteredményt ad. A műanyagragasztó kötése után, de még a cementhabarcs megszilárdulása előtt, előfeszítéssel a csavar teljes hossza mentén előfeszítő erő mutatható ki. A cementhabarcs megszilárdulása után a két ragasztás együtt dolgozik, és az ellenállása nagyobb lesz, mint bármelyik ragasztásnak külön-külön. A műanyagragasztás tulajdonképpen csak a cementhabarcs megkötéséig kell, hogy szolgáljon és ezzel egyesíteni lehet a fejrögzítésű és a folyamatos kőzetcsavarok összes előnyös tulajdonságait. 5 Megállapítottuk, hogy: - A csavarszár rögzítettségét jelentős mértékben 10 lehet fokozni a ragasztóanyagra gyakorolt többletnyomással, így a kőzet és a ragasztóanyag, valamint a csavarszár és ragasztóanyag közötti súrlódás megnő. A többletnyomást a kötés során térfogatát növelő anyaggal lehet a legcélszerűbben elérni. Nagy-15 számú kísérleti anyag közül a cementhabarcsba 0,5-0,75 súlyszázalékban kevert alumíniumpúder bizonyult a legjobbnak. - Előfeszített és így beragasztott kőzetcsavar rúderői az előfeszítő erő megszüntetésével nem szűnnek 20 meg, a kőzetcsavarban húzások konzerválódnak, amelynek maximális intenzitása a kezdeti előfeszítő erő fele. - A ragasztott és előfeszített csavar a kőzetfurat szájánál a bányaüreg felülete közelében fejti ki tö-25 mörítő hatása zömét, ettől befelé ellenállás tartalékkal rendelkezik a kőzetmozgással szemben. Megcsúszás esetén sem szűnik meg a ragasztott csavar hatása, mert marad olyan szárrész, ahol a csúsztatótgénybevétel még nem érte el maximumát. 30 A találmány eljárás kőzetcsavar rögzítésére, ahol a kőzetcsavar szárat a kőzetfuratba a furat talpától számítva legfeljebb 40 cm hosszban poliészter alapú műgyanta kompozíció, polimerizációs katalizátor és adalékanyag keverékével a kőzetfuratba ragasztjuk 35 azzal jellemezve, hogy a kőzetfuratot a további hosszában teljes mértékben cementhabarcs és legfeljebb 1, célszerűen 0,5-0,75 súlyszázaléknyi alumíniumpúder keverékével töltjük fel és a kőzetfuratot a furat szájánál lezárjuk. 40 A poliészter alapú műgyanta kompozíció polylux gyanta és detilanilin. Polimerizációs katalizátorként benzoilperoxidot, adalékanyagként alkalmazhatunk kvarchomokot vagy mészkőport. 45 Célszerű összetétel: 1 súlyrész polylux gyanta 0,01 súlyrész dietilanilin 50 0,04 súlyrész kristályos vagy 0,08 súlyrész pasztásított benzoilperoxid 3 súlyrész kvarchomok vagy mészkőpor. A polimerizációs kondenzátort (benzoilperoxidot) 55 a többi komponenshez csak a kőzetfuratban keverjük hozzá. Találmányunk szerint eljárva például a kettős ragasztású kőzetcsavar beépítés a következőképpen történhet: 60 Műanyagragasztó patron készítése: 1 súlyrész polylux gyantát, 0,01 súlyrész dietylanilint és 3 súlyrész 0,2 mm-nél kisebb szemnagyságú mészkőport összekeverünk. A keveréket 20 mm átmérőjű, 70 mm hosszú, egyik végén zárt, puha műanyagfólia csőbe 65 töltjük. A műgyanta súlyához viszonyítva 0,05 súly-2