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JP-2026514743-A - 塊状樹脂を供給するための装置、採掘機、及び方法

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Abstract

樹脂射出のための装置、採掘機、及び方法。該装置は、ベース成分Ａ及び樹脂成分Ｂのための貯蔵器（１３、１４）及びポンピングユニット（１７、１８）を備えている。促進剤成分Ｋのための貯蔵器（１５）及び供給ユニット（２３）もある。促進剤成分Ｋは、生成されたグラウト樹脂（Ｇｒ）のためのセッティング時間を調整するために提供される。グラウト樹脂の成分は、１つ又は複数のミキサー（Ｍ、Ｍ１、Ｍ２）内で共に混合される。 【選択図】図８

Inventors

  • ルオーツァライネン， パシー
  • ペンチェク， ローベルト

Assignees

  • サンドヴィック マイニング アンド コンストラクション オーワイ
  • ディーエスアイ アンダーグラウンド ケミカルズ エスピー． ズィー オー．オー．

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240412
Priority Date
20230418

Claims (12)

  1. 岩盤補強のために穿孔（７）内へ塊状のグラウト樹脂（Ｇｒ）を供給するための装置であって、 前記グラウト樹脂の成分のための少なくとも２つの別個の貯蔵器であって、第１の貯蔵器（１３）には樹脂ベース成分Ａが提供され、第２の貯蔵器（１４）には成分Ｂが提供される、２つの別個の貯蔵器、 前記ベース成分Ａ及び前記成分Ｂを前記貯蔵器（１３、１４）から供給するためのポンピングユニット（１７、１８）、及び 前記穿孔（７）内に挿入されるべきグラウト樹脂（Ｇｒ）を生成するために、少なくとも前記ベース成分Ａ及び前記成分Ｂを共に混合するための少なくとも１つのミキサー（Ｍ、Ｍ１） を備え、前記装置が、さらに、 促進剤成分Ｋが提供される第３の貯蔵器（１５）、及び 前記第３の貯蔵器（１５）から前記促進剤成分Ｋを供給するための供給ユニット（２３） を備え、 前記促進剤成分Ｋが、前記ベース成分Ａ及び前記樹脂成分Ｂと配合されるように構成され、生成された前記グラウト樹脂（Ｇｒ）のセッティング時間が、前記ベース成分Ａ、前記樹脂成分Ｂ、及び前記促進剤成分Ｋを含む混合物内の前記促進剤成分Ｋの量に依存する、前記装置において、 前記促進剤成分Ｋを供給するための前記供給ユニット（２３）が、注入シリンダ（３０）の内部で移動可能に配置され、かつ前記促進剤成分Ｋの注入分を受け容れ可能な２つの注入空間を分離する注入ピストン（３１）を備えた注入シリンダデバイス（２９）であることを特徴とする、装置。
  2. 前記装置が、 ベース成分配合物Ａ＋Ｋを提供するために、前記ベース成分Ａ及び前記促進剤成分Ｋを受け容れ、前記ベース成分Ａ及び前記促進剤成分Ｋを混合するための予備ミキサー（Ｍ２）をさらに備え、 前記グラウト樹脂を生成するために少なくとも前記ベース成分Ａ及び前記成分Ｂを混合するための前記少なくとも１つのミキサー（Ｍ、Ｍ１）が、硬化性グラウト樹脂（Ｇｒ）を生成するために前記ベース成分配合物Ａ＋Ｋ及び前記成分Ｂを受け容れて混合するための一次ミキサー（Ｍ１）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 前記グラウト樹脂を生成するために少なくとも前記ベース成分Ａ及び前記成分Ｂを混合するための前記少なくとも１つのミキサー（Ｍ、Ｍ１）が、前記硬化性グラウト樹脂（Ｇｒ）を生成するために前記ベース成分Ａ、前記促進剤成分Ｋ、及び前記成分Ｂを受け容れるように構成された共有一次ミキサー（Ｍ）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 前記貯蔵器（１３、１４）からの前記ベース成分Ａ及び前記成分Ｂを供給するための前記ポンピングユニット（１７、１８）が、前記ベース成分Ａを供給するための第１のポンピングユニット（１７）を備え、 前記装置が、選択されたセッティング時間で生成されるグラウト樹脂（Ｇｒ）を提供するために前記ベース成分Ａ及び前記促進剤成分Ｋの比率を決定するために前記第１のポンピングユニット（１７）及び前記供給ユニット（２３）を制御するように構成された少なくとも１つの制御ユニット（ＣＵ）を備えていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 採掘機（１）であって、 可動キャリア（２）、 前記キャリア（２）に可動に接続された少なくとも１つのブーム（３）、 穿孔内へ塊状のグラウト樹脂を射出するための装置、及び 前記グラウト樹脂（Ｇｒ）が射出された後に、前記穿孔（７）内へロックボルト（３７）を供給するための、前記ブーム（３）の先端部の少なくとも１つのボルト締めユニット、 を備えた採掘機（１）において、前記グラウト樹脂（Ｇｒ）を射出するための前記装置が、請求項１から４のいずれか一項のとおりであることを特徴とする、採掘機（１）。
  6. 穿孔（７）内へ塊状のグラウト樹脂（Ｇｒ）を射出する方法であって、 少なくとも１つの樹脂ベース成分Ａ及び樹脂成分Ｂを、グラウト樹脂（Ｇｒ）を生成するためのミキサー（Ｍ、Ｍ１）に供給することと、 前記ミキサー（Ｍ、Ｍ１）から、生成された前記グラウト樹脂（Ｇｒ）を前記穿孔（７）内に挿入された射出ヘッド（３５）へ供給することと、 前記グラウト樹脂（Ｇｒ）が提供された前記穿孔（７）内に岩盤補強要素（３７）を挿入することと、 前記生成されたグラウト樹脂（Ｇｒ）に促進剤成分Ｋを提供することと、 前記穿孔（７）内に供給された前記グラウト樹脂（Ｇｒ）の硬化速度を調整するために、前記ベース成分Ａと前記促進剤成分Ｋとの配合比を変動させることと、 を含む方法において、注入シリンダデバイス（２９）の可動ピストン（３１）によって、前記促進剤成分Ｋを注入することによって特徴付けられる、方法。
  7. 前記グラウト樹脂（Ｇｒ）を１つの穿孔（７）内に射出している間、前記ベース成分Ａ及び前記促進剤成分Ｋの配合比を変動させることによって特徴付けられ、前記穿孔（７）内の前記グラウト樹脂（Ｇｒ）が、少なくとも２つの異なる硬化速度を含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記グラウト樹脂（Ｇｒ）の射出の間に前記グラウト樹脂（Ｇｒ）の硬化速度を継続的に調整することによって特徴付けられる、請求項６又は７に記載の方法。
  9. グラウト樹脂（Ｇｒ）を生成するための前記ミキサー（Ｍ、Ｍ１）が、一次ミキサー（Ｍ１）であり、 ベース成分配合物Ａ＋Ｋを生成するために、予備ミキサー（Ｍ２）内で前記ベース成分Ａ及び前記促進剤成分Ｋを予混合することと、 生成された前記ベース成分配合物Ａ＋Ｋ及び前記樹脂成分Ｂを前記一次ミキサー（Ｍ１）へ供給し、前記一次ミキサー（Ｍ１）内で硬化性グラウト樹脂（Ｇｒ）を生成することと、 前記グラウト樹脂（Ｇｒ）の硬化速度を調整するために、前記予備ミキサー（Ｍ２）に供給される前記ベース成分Ａ及び前記促進剤成分Ｋの配合比を変動させることと によって特徴付けられる、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記一次ミキサー（Ｍ１）に射出ヘッド（３５）を設け、前記穿孔（７）内で前記ベース成分配合物Ａ＋Ｋ及び前記樹脂成分Ｂを共に混合することによって特徴付けられる、請求項９に記載の方法。
  11. 前記穿孔（７）の外で前記ベース成分配合物Ａ＋Ｋ及び前記樹脂成分Ｂを共に混合し、混合された前記グラウト樹脂（Ｇｒ）を前記穿孔（７）内の射出ヘッド（３５）へ供給することによって特徴付けられる、請求項９に記載の方法。
  12. グラウト樹脂（Ｇｒ）を生成するための前記ミキサー（Ｍ、Ｍ１）が、一次ミキサー（Ｍ１）であり、 前記ベース成分Ａ、前記促進剤成分Ｋ、及び前記樹脂成分Ｂを前記一次ミキサー（Ｍ）へ別々に供給することによって特徴付けられ、前記３つの成分が共に混合される、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。

Description

本発明は、岩盤表面を補強する際に、穿孔内へ塊状のグラウト樹脂を供給する装置に関する。より具体的には、この解決策は、種々の樹脂成分の使用に関するものである。 本発明はさらに、グラウト材を射出する装置を備えた採掘機、及び穿孔内へ塊状のグラウト樹脂を供給する装置に関する。 本発明の分野は、独立請求項のプリアンブルでより具体的に定義される。 鉱山や建設現場、その他の作業現場では、岩盤の表面を補強することにより、目的に応じた岩盤の安全性と適合性を確保する必要がある。岩盤補強の一般的な方法としては、ロックボルト工法が挙げられる。このような補強システムでは、グラウト材により幾つかのロックボルトが穿孔内に固定される。この方法により岩層が共に結合されて、崩落の危険性が低減される。グラウト材を供給するシステムには幾つかの種類がある。しかし、現在の解決策には、幾つかの欠点があることが判明している。 本発明の目的は、新規の改良された、穿孔内へグラウト材を供給するための装置、採掘機、及び方法に関する。 本発明に係る装置は、第１の独立な装置クレームの特徴的な機能によって特徴付けられている。 本発明に係る採掘機は、第２の独立な装置クレームの特徴的な機能によって特徴付けられている。 本発明に係る方法は、独立な方法クレームの特徴的な機能及びステップによって特徴付けられている。 本開示の解決策の案は、ロックボルトや他の補強材を穿孔内に挿入する前に、ポンプ可能な形態の塊状樹脂を穿孔内に射出することである。さらに、挿入されるグラウト樹脂は、生成された２成分樹脂材料の硬化プロセスを活性化するための、樹脂ベース成分Ａ及び樹脂成分Ｂを含む混合物である。さらに、種々のセッティング時間を有する混合物を提供するために、生成されたグラウト樹脂混合物には、所望の混合比で促進剤成分Ｋが提供される。促進剤成分Ｋがベース成分Ａと配合されることにより、グラウト樹脂の硬化プロセスの速度が決定される。 開示された装置は、グラウト樹脂の成分のための少なくとも３つの別個の貯蔵器を含む。第１の貯蔵器は樹脂ベース成分Ａのためのものであり、第２の貯蔵器は樹脂成分Ｂのためのものであり、第３の貯蔵器は促進剤成分のためのものである。さらに、ベース成分Ａを供給するための専用ポンピングユニットと、樹脂成分Ｂを供給するための専用ポンピングユニットがある。促進剤成分Ｋを供給するために、独立した制御可能な供給ユニットが提供される。当該装置は、硬化性グラウト樹脂を生成するように成分Ａ、Ｂ、及びＫを混合するための１つ又は複数のミキサーを備えている。所望のセッティング時間で生成されたグラウト樹脂を射出ヘッドに搬送することができる。射出ヘッドは、グラウト樹脂を射出するために穿孔内に挿入される。 換言すれば、開示された溶液は、少なくとも１つのポンプ可能なベース成分Ａを促進剤成分Ｋと混合し、それらを樹脂成分Ｂと混合するように構成されている。所望のセッティング時間でグラウト樹脂を製造するための装置は、ベース成分Ａ及び樹脂成分Ｂのための２つの独立した制御可能なポンプユニット、並びに促進剤成分Ｋを注入するための独立した制御可能な供給ユニットを備えている。 開示された解決策の利点は、促進剤成分Ｋの相対量を変動させることにより、生成されたグラウト樹脂のセッティング時間を汎用的に調整できることである。使用するグラウト樹脂の必要なセッティング時間の変更は、準備措置なしで迅速に実行できる。樹脂硬化速度の変更が必要な場合にシステムを空にする必要がないため、時間と成分材料の節約が実現可能である。ベース成分Ａは、セッティング時間が非常に緩慢な種類であってもよい。場合によっては、ベース成分Ａは、ほぼ不活性な材料であってもよい。促進剤成分Ｋに使用により、セッティング時間が早くなる。セッティング時間の速度は、促進剤成分Ｋの量に依存する。促進剤成分Ｋの注入量が大きいほど、セッティング時間が長くなる。ベース成分配合物Ａ＋Ｋが樹脂成分Ｂと混合されると、実際の硬化が始まる。 一実施形態によれば、上述のグラウト樹脂の成分のための少なくとも３つの別個の貯蔵器は、すべて採掘車両の車上に搭載されている。したがって、採掘車両には、成分Ａ、Ｋ、Ｂのための貯蔵器が設けられている。 一実施形態によれば、上述の成分Ａ、Ｋ、及びＢのための少なくとも３つの別個の貯蔵器は、密封された搭載貯蔵器である。さらに、貯蔵器は熱的に絶縁されている場合がある。それにより、使用成分の温度を制御し、温度環境による影響を低減することが可能である。 一実施形態によれば、成分Ａ、Ｋ、及びＢのための貯蔵器は、容易に交換可能な貯蔵器であり得る。これにより、空の貯蔵器を新しい満杯の貯蔵器と迅速に交換することができる。貯蔵器は、例えば、クレーンやフォークリフトで取り扱うことが可能である。 一実施形態によれば、成分Ａと成分Ｋの混合比は０．１～５％である。換言すれば、数パーセントだけ、又は１ｍｉｌあたりわずかだけの加速器成分Ｋが必要とされている。この場合、促進剤成分Ｋのための第３の貯蔵器は、サイズと容量が比較的小さい可能性がある。 一実施形態によれば、ベース成分配合物Ａ＋Ｋと成分Ｂの混合比は１：１である。 一実施形態によれば、ポンピングユニットの各々は、専用ポンプ及び専用モータを備えている。モータは、電気モータであってもよい。 一実施形態によれば、当該装置は、樹脂生成システムを洗浄するための洗浄システム（ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）を備えている。洗浄システムは、樹脂成分を混合するように構成されたミキサーを洗浄することが可能であり、硬化用樹脂がシステム内で前方に搬送される供給ラインも洗浄することが可能である。洗浄システムは、溶剤又は洗浄剤貯蔵器、及び少なくとも１つのポンピングユニットを備えている。ミキサーの前の成分ラインを洗浄できるように、ポンプユニットが２つあってもよい。 一実施形態によれば、当該装置は、洗浄のための洗浄システムを備えている。洗浄システムは、溶媒貯蔵器、及び少なくとも１つの溶媒ポンピングユニットを備えている。ミキサーの前の成分ラインも洗浄できるように、溶媒ポンプユニットが２つあってもよい。 洗浄システムは、洗浄のために溶媒又は任意の適切な洗浄媒体を使用してもよい。 一実施形態によれば、当該装置は、非常に長いセッティング時間を有し得るベース成分Ａによってシステムを洗浄するように構成され得る。 一実施形態によれば、当該装置は、樹脂成分の流れをミキサーに向かわせ、逆流を防止するための複数の逆止バルブを備えたバルブアセンブリ、又はバルブブロックを備えている。例えば、逆止バルブは、スプリングが設置されたバルブであってもよい。バルブアセンブリは、すべての樹脂成分が共に混合されるミキサーの前に配置され得る。 一実施形態によれば、ベース成分Ａ及び促進剤成分Ｋは、樹脂成分Ｂと混合される前に共に混合される。したがって、当該装置は、ベース成分配合物Ａ＋Ｋを提供するために、ベース成分Ａ及び促進剤成分Ｋを受け容れ、ベース成分Ａ及び促進剤成分Ｋを混合するための予備ミキサーを備えている。さらに、硬化用のグラウト樹脂を製造するために、ベース成分ブレンドＡ＋Ｋ及び成分Ｂを受け入れ、混合するための一次ミキサーもある。したがって、本実施形態は、少なくとも２つのミキサーを備えている。 代替的な実施形態によれば、ベース成分Ａ及び促進剤成分Ｋは予混合されず、成分Ｂと共に直接かつ同時に一次ミキサーに供給される。したがって、当該装置は、硬化性グラウト樹脂を生成するためにベース成分Ａ、促進剤成分Ｋ、及び成分Ｂを受け容れるように構成された共有一次ミキサーを備えている。この解決策では、３つの成分すべてが専用ラインを解して一次ミキサーに搬送される。グラウト樹脂のすべての成分を混合するには、１台のミキサー、すなわち一次ミキサーだけで十分である。 一実施形態によれば、ベース成分Ａ及び促進剤成分Ｋは、共通供給ラインを介して上述の一次ミキサーに供給される。これにより、必ずしも任意の別個の予備ミキサーデバイスが関与していなくても、供給された成分は、供給ラインの内部で少なくともある程度、共に混合され得る。 代替的な実施形態によれば、少なくとも１つの制御ユニットは、選択されたセッティング時間で生成されるグラウト樹脂を提供するためにベース成分Ａ及び促進剤成分Ｋの比率を決定するために第１のポンピングユニット及び供給ユニットを制御するように構成されている。換言すれば、制御ユニットの制御の下で、第１のポンピングユニット及び供給ユニットを単純に制御することにより、種々の硬化速度を有するグラウト樹脂を製造することが可能である。これにより、成分Ａと成分Ｋの比率をいつでも、所望の量で変更することができる。ステップを踏まない調整も可能である。射出の長さ全体において、樹脂の硬化時間を調整することが可能である。 一実施形態によれば、開示された溶液は、穿孔された孔の内部の種々のグラウト樹脂区域に射出することを可能にする。さらに、連続する射出区域の間に明確な移行点が検出されることはないように、射出されたグラウト樹脂の特性をスライド式に変化させることが可能である。したがって、射出されたグラウト用材料のセッティング時間を臨機応変に連続的に変化させることができる。 一実施形態によれば、制御ユニットは、ユーザインタフェースを介してオペレータによって提供される制御コマンド又は指示に応答して、成分Ａ及びＫの配合又は混合を制御するように構成されている。代替的に、制御ユニットは、グラウト計画又はプログラムを備えており、受信データに従って成分Ａと成分Ｋの配合を自動制御するように構成されている。 一実施形態によれば、制御ユニットは、作業現場の状況に関するデータが提供され、受信データに従ってＡ成分とＫ成分との比率を調整するように構成されている。受信データは、例えば、作業現場の温度及び圧力条件のデータを含み得る。これにより、グラウト樹脂の硬化速度に対する状況の影響を検討し、配合比によって補正することができる。 開示された解決策によれば、促進剤成分Ｋを供給するための供給ユニットは、注入シリンダデバイスである。当該デバイスは、注入シリンダの内部で移動可能に配置され、かつ促進剤成分Ｋの注入分を受け容れ可能な２つの注入空間を分離する注入ピストンを備えている。言い換えれば、促進剤成分Ｋは、注入シリンダデバイスによって注入される。注入ピストンは、システム内で受容された注入分を前方に押し出す。注入シリンダの利点は、少量の注入分についても正確であることである。さらに、構造が比較的単純で、信頼性が高く、安価である。 一実施形態によれば、注入ピストンは、注入アクチュエータによって移動可能である。注入アクチュエータは、流体作動シリンダ又はモータであってもよい。或いは代替的に、注入ピストンを移動させるために電気的に操作可能なアクチュエータを実装することが可能である。 一実施形態によれば、注入シリンダデバイスは、二重作動式デバイスであり、注入ピストンの両方の移動方向において促進剤成分の注入を実行するように構成されている。本実施形態により、注入効果が向上する。 一実施形態によれば、供給ユニットは、注入シリンダデバイス及び第３のポンピングユニットの両方を備えている。そして、注入シリンダデバイス及び第３のポンピングユニットの操作を必要に応じて選択することができる。 一実施形態によれば、樹脂成分Ｂは、樹脂混合物Ａ＋Ｋ＋Ｂを液体から固体へ変化させ始める化学反応のための基質である。 一実施形態によれば、樹脂成分Ｂはイソシアネート類（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅｓ）を含む。 一実施形態によれば、ベース成分Ａは、改質水ガラス材料を含む。 一実施形態によれば、開示された解決策は、さらに採掘機に関連しており、採掘機は、可動キャリア、キャリア上に可動に接続