专利名称：岩栓的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于用在采矿和开凿隧道工业中的岩栓。
背景技术：
顶部和壁支撑是采矿和开凿隧道操作的关键方面。矿井壁和顶部以及隧道壁和顶部由岩层构成，所述岩层必须被加固以避免坍塌的可能性。岩栓广泛用于巩固所述岩层。杆被锚固住并且通常在为此目的横向穿过所述岩层所钻的孔中被拉紧。通常，使用树脂或水泥基灌浆固定所述岩栓，所述灌浆被注入所述杆周围并且发生作用。
自钻孔岩栓包括钻孔以及将岩栓插入到所钻的孔中的行为。自钻孔岩栓通常具有附于管状钢构件端部的钻尖，因此可同时进行钻孔和岩栓插入。由于管状钢的高成本，自钻孔岩栓未普遍用于采矿工业，所述管状钢既用于提供达到冲洗流体和水泥灌浆又提供了巩固岩石所需的结构强度。
背景技术：
的上述描述被包含以说明本发明的技术背景。但是并不应该视为这样一种承认，即在本说明书的任何一个权利要求的优先权日，所参考的任何文献或者其它材料在澳大利亚是公开的、已知的或者是公知常识的一部分。
发明内容
在本说明书的描述和权利要求中，术语“包括(comprise)”和所述术语的变体诸如“comprising”和“comprises”不意味着排除其它添加物、步骤或整数。
在本发明的第一方面中提供了一种包括第一和第二伸长元件的岩栓，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端，其中，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。
第一伸长元件的第一端通常包括钻头装置。
第一伸长元件的第一端可由适合于钻入到岩壁中的硬化材料(诸如碳化钨或碳化钛)构成。
在本发明的第二方面中提供了一种包括第一和第二伸长元件的岩栓，第一伸长元件包括适于接收用于穿入岩石的装置的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端，其中，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。
也可提供用于限制第一伸长元件相对于第二伸长元件移动的装置。
在一个实施例中，第二伸长元件适合于沿其长度的至少一部分横向膨胀。
在一个实施例中，第一伸长元件包括其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件的至少一部分的一部分。
在另一个实施例中，第二伸长元件包括适合于横向膨胀的至少一部分，并且用于穿入岩石的装置包括其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件的至少一部分的一部分。
在一个实施例中，连接装置被设在第一伸长元件的第二端处以为启动装置提供连接。
在另一个实施例中，在所述连接装置朝向第一伸长元件的第一端前进时，所述连接装置被布置得在适合于横向膨胀的第二伸长元件的至少一部分中以直接或间接的方式产生横向力从而导致其横向膨胀。
第一伸长元件可为，例如，具有圆形横截面的中空杆、具有圆形横截面的实心杆、具有非圆形横截面的中空杆或具有非圆形横截面的实心杆。另外，第一伸长元件可具有光滑的轴向外表面或者粗糙或不规则表面，所述粗糙或不规则表面提供了水泥灌浆和第一伸长元件之间的辅助粘接。
第二伸长元件可为，例如，具有圆形横截面的中空杆或具有非圆形横截面的中空杆。第二伸长元件的内表面和外表面可为光滑或者粗糙或不规则表面，所述粗糙或不规则表面提供了水泥灌浆和第二伸长元件之间以及第二伸长元件与岩石面之间的辅助粘接。另外，第二伸长元件可为波纹状的以提供水泥灌浆与第二伸长元件之间的辅助粘接，所述波纹提供套筒的内表面与外表面之间的应力传递。所述波纹可为螺旋状的或放射状的并且所述波纹的深度可与第二伸长元件的半径成比例。
第一伸长元件可由适合于用作结构元件的提高抗拉强度的材料(诸如，钢)构成。
第一伸长元件可由适合于用作结构元件的提高抗拉强度的、并且一旦通过钻孔将所述岩栓布置在岩石面中之后可被切断的材料(诸如，玻璃纤维)构成。这使得已用岩栓固定的岩石面随后可被开凿。
在一个实施例中，第一和第二伸长元件被布置得通过第一伸长元件的第一端朝向第二伸长元件的纵向移动使得适合于横向膨胀的第二伸长元件的部分膨胀。
第二伸长元件最好包括至少一个膨胀套。
第二伸长元件可由具有足够纵向轴向刚度的材料(诸如金属或多个伸长金属元件与低成本塑料管的复合材料)构成以允许膨胀套的接合。或者，第二伸长元件可包括具有不连续钢质端环的塑料管。
在一个实施例中，当连接装置朝向第一伸长元件的第一端前进时至少一个膨胀套横向膨胀。
在另一个实施例中，膨胀套被布置得当第一伸长元件的第一端朝向膨胀套前进时横向膨胀。
在另一个实施例中，膨胀套被布置得当它们朝向第一伸长元件的第一端前进时膨胀。
在一个实施例中，膨胀套的未膨胀横向尺寸包括其横向尺寸小于第一伸长元件的部分，所述部分沿纵向前进以与第一伸长元件相接触。在一个实施例中，该接触所产生的横向力使得一个或多个膨胀套膨胀。
可在第一和第二伸长元件之间设置沟槽，用于钻孔的冲洗流体可从中通过并且水泥可被注入，提供额外增强和防腐保护。
第一伸长元件的第一端可包括一个或多个允许材料流入和流出的入口通道。
第一伸长元件的第二端可包括一个或多个允许材料流入和流出的入口通道。
入口通道和第一伸长元件可被锻造。
在一个实施例中，第一伸长元件的第一端可包括钻头装置，并且所述钻头装置可包括至少一个入口通道，从而允许钻孔和灌浆期间材料的流入和流出。
可提供在第一和第二伸长元件之间延伸的空腔，从而允许流体在第一伸长元件的第一和第二端之间流动。所述空腔可在第一和第二伸长元件之间纵向延伸。所述空腔可为环形的。
第二伸长元件可包括这样一种材料，诸如金属或多个伸长金属元件与低成本塑料管的复合材料。或者，第二伸长元件可包括塑料管。所述塑料管最好由长使用寿命的塑料制成(诸如聚乙烯)。所述塑料为抗蚀的，并且如果在水泥中形成裂缝，则所述塑料管用作止住所述裂缝的屏障从而不允许水到达岩栓处并腐蚀所述岩栓，对于所述岩栓的腐蚀会减少岩栓的使用寿命。
在一个实施例中，第一伸长元件的第二端还适于提供对于第三伸长元件的第一端的连接，并且第二伸长元件包括适于提供对于第四伸长元件的第一端的连接。
第一伸长元件通常被布置得可被锁定于第三伸长元件以便于在这两个元件在被锁定在一起时基本防止它们沿至少一个旋转方向的相对旋转。
所述岩栓还可包括第三伸长元件和第四伸长元件。
所述启动装置可包括以可移除的方式连接于连接装置的旋转驱动装置，用于使得钻头装置沿第一旋转方向旋转地前进穿过岩石，以及用于使得其横向尺寸大于适于横向膨胀的第二伸长元件部分的第一伸长元件部分或岩石穿入装置部分沿第一旋转方向与适于横向膨胀的第二伸长元件的部分相接合。
或者，所述启动装置可包括以可移除的方式连接于连接装置的旋转驱动装置，用于使得钻头装置沿第一旋转方向旋转地前进穿过岩石，以及用于使得其横向尺寸大于适于横向膨胀的第二伸长元件部分的第一伸长元件部分或岩石穿入装置部分沿第二旋转方向与适于横向膨胀的第二伸长元件的部分相接合。
通常在钻孔和第二伸长元件的横向膨胀之后水泥被注入到第一和第二伸长元件之间的空腔中。
在第三方面中，本发明提供了包含第三和第四伸长元件的岩栓延伸装置，第三伸长元件包括适于提供连接于依照前述方面的任意一个的岩栓的第一伸长元件第二端的第一端，以及适于为启动装置提供连接并且还适合于提供对于第五伸长元件第一端连接的第二端，并且，第四伸长元件包括适于提供对于依照前述方面的任意一个的岩栓的第二伸长元件第二端连接的第一端，以及适于提供对于第六伸长元件第一端连接的第二端，其中，第三伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第四伸长元件的内部。
可提供在第三和第四伸长元件之间纵向延伸的空腔，从而允许流体在第三伸长元件的第一和第二端之间流动。
在一个实施例中，第三和第五伸长元件是相同的，第四和第六伸长元件是相同的。
在第四方面中，本发明提供了包含第一和第二伸长元件和适于由第一伸长元件的第一端接收的岩石穿入装置的岩栓套件，第一伸长元件包括适于接收所述岩石穿入装置的第一端，以及适于为所述启动装置提供连接的第二端，其中，第一伸长元件适于至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。
在一个实施例中，第二伸长元件适于沿其长度的至少一部分横向膨胀。
在一个实施例中，第一伸长元件包括其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的一部分。
在另一个实施例中，岩石穿入装置包括其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的一部分。
在另一个替换实施例中，连接装置被设在第一伸长元件的第二端处以为启动装置提供连接，并且其中，在所述连接装置朝向第一伸长元件的第一端前进时，所述连接装置被布置得在适于横向膨胀的第二伸长元件的部分中直接或间接产生横向力从而导致其横向膨胀。
在一个优选实施例中，所述连接装置包括安装在第一伸长元件的螺纹部分上的内螺纹套环。
第二伸长元件可为，例如，具有圆形横截面的中空杆或具有非圆形横截面的中空杆，所述中空杆具有内表面和外表面。所述第二伸长元件的内表面和外表面可为光滑或者粗糙或不规则表面，所述粗糙或不规则表面提供了水泥灌浆和第二伸长元件之间的辅助粘接。
第二伸长元件可为波纹状的以提供第二伸长元件的内表面与外表面之间的应力传递。
第一伸长元件可由适合于用作结构元件的提高抗拉强度的材料(诸如，钢)构成。第一伸长元件和/或第二伸长元件可由适合于用作结构元件的提高抗拉强度的、并且一旦通过钻孔将所述岩栓布置在岩石面中之后可被切断的材料(诸如，玻璃纤维)构成。这使得已用岩栓固定的岩石面随后可被开凿。
第二伸长元件最好包括至少一个膨胀套。
可如同关于本发明的前述方面的岩栓，为岩栓套件提供其它优选特征。
在本发明的第五方面中，提供了包括切割元件和用于将岩石穿入装置连接于本发明第二方面所涉及的岩栓的装置的岩石穿入装置穿入。所述岩石穿入装置还可包括用于使得本发明前述方面的任意一个所涉及的岩栓的第二伸长元件膨胀的装置，其中，所述第一元件的第一端适于接收用于穿入岩石的装置。
在另一个实施例中，所述岩石穿入装置包括其横向尺寸大于适合于限制第二伸长元件的纵向移动的第二伸长元件部分的一部分。
板可被设置得附于第一伸长元件，所述板被布置得基本防止所述连接装置和第一伸长元件沿第一旋转方向的相对旋转。
在本发明的第六方面中，提供了一种钻孔的方法，所述方法包括(a)在使得第一流体在第一伸长元件、第二伸长元件以及第一伸长元件第一端的区域内的岩石面之间流动的同时，使得钻孔元件钻进到岩石面中，所述钻孔元件包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；以及(b)一旦钻出期望深度的孔之后从岩石上移开所述钻孔元件。
所述流体可为冷却流体和/或冲洗流体，其可为液体(例如，水)或气体(例如，空气)。
所述流体可通过一个或多个入口通道被注入。
第一伸长元件可包括适于接收用于穿入岩石的装置(诸如，钻头)的第一端。这可允许由于磨损或为了适合于特定条件而更换钻头。
在第七方面中，本发明提供了一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)在通过第一伸长元件和第二伸长元件之间的空腔使得第一流体流动以及使其穿过第一伸长元件第一端的区域内的岩石面的同时，使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；(b)在第一伸长元件、第二伸长元件和岩石面之间注入水泥灌浆；以及(c)等候用于使得水泥灌浆凝固的预设时间周期。
在第八方面中，本发明提供了一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)在通过第一伸长元件和第二伸长元件之间的空腔使得第一流体流动以及使其穿过第一伸长元件第一端的区域内的岩石面的同时，使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓具有第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；(b)提供包括第三和第四伸长元件的延长杆，第三伸长元件包括适于与第一伸长元件的第二端锁定在一起从而基本阻止第一伸长元件与第三伸长元件之间至少沿钻孔的旋转方向相对旋转的第一端，而第四伸长元件包括适于连接于第二伸长元件第二端的第一端；(c)通过将第三伸长元件的第一端锁定于第一伸长元件的第二端而延长第一伸长元件的长度；(d)通过将第四伸长元件的第一端连接于第二伸长元件的第二端而延长第二伸长元件的长度；(e)重复(a)、(b)、(c)和(d)直到已达到适合的深度；(f)在第一伸长元件、第二伸长元件、延长杆和岩石面之间注入水泥灌浆；以及(g)等候用于使得水泥灌浆凝固的预设时间周期。
所述方法还可包括使用具有第一伸长元件的岩栓，所述第一伸长元件还包括适于穿入岩石的第一端和其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的一部分。
所述方法还可包括通过内螺纹套环张拉岩栓。
第一流体可为冷却和冲洗流体，并且所述流体可通过一个或多个入口通道被注入。
所述方法还可包括使得流体流经在第三和第四伸长元件之间延伸的空腔流入到第一和第二伸长元件之间的空腔并且穿过第一伸长元件第一端的区域内的岩石面。
本方法中所使用的岩栓的第二伸长元件还可包括适于横向膨胀的一部分。在这种情况中，在(b)之前，可使得第二伸长元件相对于第一伸长元件的第一端纵向移动，以使得适合于横向膨胀的部分横向膨胀并且将所述岩栓保持在岩石面中。可通过第一和第二伸长元件的相对旋转导致所述纵向移动，从而使得第一和第二伸长元件上的螺纹朝向第一伸长元件的第一端推动第二伸长元件。
可通过第一和第二伸长元件的相对旋转导致所述纵向移动，从而朝向第一伸长元件的第一端推动第二伸长元件，以使得适合于横向膨胀的部分膨胀。
本方法中所使用的岩栓可沿第一旋转方向旋转地前进，并且之后通过沿第一旋转方向旋转而使得其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的第一伸长元件的部分与适合于横向膨胀的第二伸长元件的部分相接合。
或者，本方法中所使用的岩栓可沿第一旋转方向旋转地前进，并且之后通过沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转而使得其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的第一伸长元件的部分与适合于横向膨胀的第二伸长元件的部分相接合。
之后可通过伸长元件的进一步相对旋转张拉所述岩栓。
所述流体可为液体(例如，水)或气体(例如，空气)。
所述流体可通过第一伸长元件第二端中的一个或多个入口通道被注入。
在一个实施例中，所述流体通过第一伸长元件第二端中的一个或多个入口通道被注入到第一和第二伸长元件之间的空腔中并且所述流体在进入第二伸长元件与岩石面之间的第二空腔中之前通过第一伸长元件第一端区域中的一个或多个其它入口通道从空腔中排出。
本方法中所使用的岩栓的第二伸长元件可包括低强度材料，并且，在本实施例中，在(b)之前，通过沿第一旋转方向旋转使得第二伸长元件开始与适于穿入岩石的第一伸长元件的部分相接合，以使得第二伸长元件由于作用在第二伸长元件上的横向力而变形并且使得第二伸长元件的至少一个部分开始与岩石面相接触。
依照本发明的第九方面，提供了一种钻孔的方法，所述方法包括(a)在使得流体在第一伸长元件、第二伸长元件和第一伸长元件第一端的区域中的岩石面之间流动的同时，使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓具有第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；(b)提供包括第三和第四伸长元件的延长杆，第三伸长元件包括适于与第一伸长元件的第二端锁定在一起从而基本阻止第一伸长元件与第三伸长元件之间至少沿钻孔的旋转方向相对旋转的第一端，而第四伸长元件包括适于连接于第二伸长元件第二端的第一端；(c)通过将第三伸长元件的第一端旋转地锁定于第一伸长元件的第二端而延长第一伸长元件的长度；(d)通过将第四伸长元件的第一端连接于第二伸长元件的第二端而延长第二伸长元件的长度；(e)依需要重复(a)、(b)、(c)和(d)直到已达到适合的深度；以及(f)从所述岩石上移除所述至少一个延长杆和岩栓。
依照第十方面，提供了一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端以及适于为启动装置提供连接的第二端，第二伸长元件包括适于横向膨胀的一部分；以及(b)使得第一和第二伸长元件相对移动，以使得适于横向膨胀的部分横向膨胀并且将所述岩栓保持在所述岩石面中。
依照第十一方面，提供了一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端以及适于为启动装置提供连接的第二端，第二伸长元件包括适于横向膨胀的一部分；(b)提供包括第三和第四伸长元件的延长杆，第三伸长元件包括适于与第一伸长元件的第二端锁定在一起从而基本阻止第一伸长元件与第三伸长元件之间至少沿钻孔的旋转方向相对旋转的第一端，而第四伸长元件包括适于连接于第二伸长元件第二端的第一端；(c)通过将第三伸长元件的第一端旋转地锁定于第一伸长元件的第二端而延长第一伸长元件的长度；(d)通过将第四伸长元件的第一端连接于第二伸长元件的第二端而延长第二伸长元件的长度；(e)依需要重复(a)、(b)、(c)和(d)直到已达到适合的深度；以及(f)使得第一和第二伸长元件相对移动，以使得适于横向膨胀的部分横向膨胀并且将所述岩栓保持在所述岩石面中。
依照第十二方面，本发明提供了一种自钻孔岩栓，所述岩栓具有相对的第一和第二端以及在所述端之间延伸的轴，所述第一端适合于穿入岩石并且所述第二端适合于连接于钻孔设备，以允许岩栓的旋转并推进所述岩栓、套筒沿着并且围绕所述轴延伸，以及形成在套筒和轴之间的通道以允许流体沿岩栓轴穿过。
在这种布置下，钻孔流体可沿岩栓轴穿过并且横穿所述第一端以参与钻孔期间材料从岩石面上的冲刷。在湿钻孔工艺中该流体可为水、或类似液体，而在真空钻孔工艺中该流体可为空气。另外，所述流体可沿通道被推动到所述第一端，或者可从所述第一端朝向第二端被抽出。
在一个实施例中，所述第一端包含至少一个钻尖，所述钻尖从岩栓轴处径向延伸得大于所述套筒的距离。通过这种布置，在使用中，外部通道被形成在所钻的孔的侧部与所述套筒之间。外部通道的形成在所钻的孔中形成了环形路径，其中流体可通过一个通道被导向所述第一端并且从所述第一端中通过以沿另一条通道从所述孔中排出。另外，使用所述通道将水泥灌浆引入到所钻的孔中并且还可被填满以促进岩栓与岩石的充分粘接。
在另一个实施例中，自钻孔岩栓还包括钻头，所述钻头与所述轴的一端相连接并且其上包含钻尖。
在朝向套筒的第一端施加轴向力的情况下所述套筒可变形，并且当如此变形时，所述套筒径向延伸得超过了钻尖。
所述岩栓还可包括接合表面，其中在套筒横过所述接合表面相对移动时套筒变形。
或者，所述接合表面可被布置在钻头上。
所述套筒可在轴向挤压下变形或者所述套筒可包含至少一个弱化区域，所述弱化区域有助于所述套筒的变形。所述至少一个弱化区域可为形成在套筒中的狭缝形式的。
所述自钻孔岩栓还可包括锚固装置，当布置在所钻出的孔中时，所述锚固装置用于保持所述岩栓。
在一个实施例中，所述锚固装置被布置得靠近于第一端并且响应于所述轴相对于所述套筒的轴向移动而操作。
在一个实施例中，所述锚固装置是可径向向外位移的至少一个膨胀套形式的。
在一种形式中，岩栓包含接合表面，并且至少一个膨胀套在所述接合表面横过所述至少一个膨胀套内表面移动时操作。
在另一个实施例中，所述自钻孔岩栓还包括套环件，所述套环件邻近其第二端绕轴延伸并且可沿岩栓轴轴向位移。
所述套筒可随着所述套环件沿所述轴的移动而沿所述轴位移。
所述套环件可通过所述轴上的外螺纹被连接于所述轴，所述外螺纹与所述套环件的互补内螺纹相接合。
在一个实施例中，所述岩栓适于通过所述钻孔装置与所述套环件的连接被连接于钻孔装置。
为了允许流体沿岩栓轴穿过，为所述通道设置开口。在一种形式中，这些开口被设在所述套筒的相应端部处或被设置得邻近于所述套筒的相应端部。另外，可提供允许流体通过所述套环件被引入到所述通道中的沟槽。也可邻近于所述第一端形成另一条沟槽以便于流体在所述通道与所述钻尖之间的流动。
至少延伸到所述钻尖的部分沟槽可被布置在所述岩栓中。
在一个实施例中，在安置所述岩栓时所述自钻孔岩栓的轴是承重的并且可由钢杆制成。
所述自钻孔岩栓的套筒可由塑料制成。
在一个实施例中，所述自钻孔岩栓还包括布置得靠近于第二端的抵靠元件，所述抵靠元件可沿所述轴位移并且具有抵靠表面，所述抵靠表面面向所述第一端并且从岩栓轴处径向突出大于钻尖的距离。
在另一个实施例中，所述自钻孔岩栓的钻轴和套筒都是由连接在一起的多个部分制成的。
在第十三方面中，本发明提供了一种钻头，所述钻头包括具有相对端部和在所述端部之间延伸的壁表面的钻头体，至少一个钻尖位于一个端部处并且所述钻头适合于在另一端处与钻杆相连接，其中，至少一个沟槽从所述壁表面延伸到所述至少一个钻尖。
所述钻头还可包括来自于所述壁表面的壁部分，所述壁部分朝向所述一端向外逐渐变小。
依照本发明的第十四方面，提供了一种使岩石稳固的方法，所述方法包括使用具有钻孔端和连接于钻孔设备的相对端的自钻孔岩栓在岩石中钻孔、通过沿岩栓轴的外表面输送流体而在钻孔期间向钻孔端提供钻孔流体、以及将岩栓固定在所述孔中以使得所述岩石稳固。
可沿所述轴在由设置于轴周围并沿所述轴的套筒限定的通道中引导所述钻孔流体。
在一个实施例中，在套筒和所钻孔的侧部之间形成了另一个通道，并且使得钻孔流体通过一个通道流到钻孔端并且通过另一个通道从所述孔中排出。
所述钻孔流体可从第二端被泵送到钻孔端，或者所述流体可在抽吸装置下朝向第二端被抽吸。
可将水泥灌浆引入到所述孔中以便于将岩栓固定于所述岩石。
在将水泥灌浆引入到所述孔中之前，所述岩栓可在一开始被锚固在所述孔中。
下面将仅通过示例，参照附图描述本发明的实施例。应该理解的是，附图和实施例的具体细节并不取代本发明前述描述的一般性。
附图的简要说明
图1a和b示出了本发明实施例的岩栓。
图2示出了具有接合的膨胀套的岩栓。
图3a、b和c示出了本发明实施例的替换岩栓。
图4a、b、c和d示出了本发明实施例的另一个替换岩栓。
图5a、b和c示出了本发明实施例的另一个替换岩栓。
图6a、b、c和d示出了本发明实施例的替换岩栓。
图7a、b、c和d示出了本发明实施例的替换岩栓。
图8a、b、c和d示出了本发明实施例的替换岩栓。
图9a和b示出了本发明一个实施例的钻子。
图10a、b和c示出了本发明实施例的另一个替换岩栓。
图11a、b和c示出了本发明实施例的另一个替换岩栓。
具体实施例方式
图1a示出了本发明一个实施例的岩栓10，所述岩栓10包括第一伸长元件或轴11和第二伸长元件或套筒12，其中第一伸长元件11至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件12的内部，第一伸长元件11在岩栓10的第一端处包括适于穿入岩石的装置形式(在本实施例中为钻尖)的第一端13，而在岩栓的第二端处包括第二端14，第二端14形成有外螺纹并且具有套环件15，所述套环件15具有内部或互补的内螺纹，适于通过图1b中所示的六角形接合区域提供用于启动装置的连接。通过提供膨胀套16形式的锚固装置，第二伸长元件12适于沿其长度的至少一部分横向膨胀。
在操作中，如图2中所示的，通过将钻孔设备(未示出)连接于内螺纹套环件15上并且使得螺纹套环件15、第一伸长元件11和钻头装置13旋转，图1的岩栓10被钻进岩壁中。可在伸长元件11和12之间设置空腔或通道17，并且空腔或通道17用于在钻孔时传输水或空气以冲洗掉钻孔残余物并且降低钻头装置13的温度。在将岩栓10钻进并插入到岩石中之后，使得内螺纹套环件15反向旋转，从而使得内螺纹套环件15沿设在其上的互补外螺纹朝向第一伸长元件11的第一端13前进。其上的轴向力导致的套环件15的前进迫使朝向第二伸长元件12的第一端共线前进。第二伸长元件12的前进使得锚固装置(本实施例中为膨胀套16)与其横向尺寸大于膨胀套16的未膨胀横向尺寸的第一伸长元件11的部分相接合。该接合所产生的横向力导致膨胀套16的横向膨胀形式的变形，从而将岩栓10楔入由钻头装置13所钻出的孔中。膨胀套16形式的锚固装置包含至少一个弱化区域，所述弱化区域为形成在第二伸长元件12中的狭缝形式的。第一伸长元件11的第二端14可以适当变化(例如，通过提供通过第一伸长元件11的端部连接的诸如开口销或弹簧销)以使得螺纹套环件15不能被移除。
也可将水泥灌浆注入到伸长元件之间的空腔或通道17中以提供辅助加固。
图3a、b和c示出了本发明一个实施例的岩栓20，所述岩栓20包括第一伸长元件或轴21和第二伸长元件或套筒22。第一伸长元件21的第一端包括用作岩石穿入装置或钻头的楔形切割头形式的整体钻尖23，所述整体钻尖23从岩栓轴线处径向延伸得大于第二伸长元件的距离。第一伸长元件21的第二端包括外螺纹部分24，在其上面是内部或互补的内螺母或套环件25。第二伸长元件22包括具有低强度壁和较高强度膨胀套或位于一端处的锚固装置27的伸长中空管26。第一和第二伸长元件21、22的第一端与岩栓20的第一端相对应。
图3a示出了与第二伸长元件22分离的第一伸长元件21。
图3b示出了通过钻尖23和作用在螺母25上的钻子启动装置或钻孔设备(未示出)沿第一旋转方向钻入到壁中的岩栓20。第一伸长元件21的端部可适当改变(例如，通过提供连接于第一伸长元件21端部的板)以使得螺母25不能被移除。第一伸长元件21被部分地设置在第二伸长元件22内部，其中钻尖23突出到膨胀套27上方。钻尖23的尺寸被制定得可钻出足以接收第一伸长元件21和第二伸长元件22两者那么大的孔。在期望的深度下，通过沿第二旋转方向旋转螺母25而使其被拉紧。垫圈或抵靠元件28延伸得越过壁中所钻出的孔以使得拉紧螺母25将垫圈28推动得与第二伸长元件22相抵靠，之后将第二伸长元件22的膨胀套27推动得与钻尖23相抵靠。垫圈28具有面向岩栓第一端并且从岩栓轴线径向突出大于钻尖23的距离的抵靠表面。钻尖23具有其外部(径向)尺寸大于膨胀套27内部尺寸的外扩部分，因此当拧紧螺母25以将膨胀套27推在钻尖23上时，膨胀套27膨胀以容纳钻尖23，该膨胀迫使膨胀套27与孔的侧部相接触。图3c示出了该过程结束时的岩栓20，其中作用在管上的轴向力使得伸长中空管26的低强度壁伸长扭曲或变形，而较高强度的膨胀套27膨胀以与钻孔壁相接触。
图4a示出了本发明一个实施例的岩栓30。岩栓30包括第一伸长元件或轴31和第二伸长元件或套筒32。第一伸长元件或轴31部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件32的内部。第一伸长元件31包括包含外螺纹33的第一端和包含沿图4a的线C-C所截的截面中在图4b的平面图中所示的驱动元件35(或连接装置)的第二端34。如图4b中所示的，驱动元件35由进入孔或沟槽36围绕。第二伸长元件32包括位于其第二端39处的膨胀套38形式的锚固装置。钻尖40形式的岩石穿入装置或钻头具有与外螺纹33相配的内螺纹41，并且包括邻近于螺纹41的进入孔42和中央冲刷孔43，如分别沿线A-A和B-B所截的图4c和4d的截面图中所示的。外螺纹33在第一伸长元件或轴31的第一端处包括沿横向定向的板元件45，用于防止钻尖40的逆方向旋转。钻尖40包括锥形下部边缘44。钻尖40通过外螺纹33被连接于第一端。钻尖40突出得超出膨胀套38并且其尺寸被制定得用于钻出具有用于接收岩栓30的足够直径的孔。冲刷孔或沟槽43和进入孔36和42允许钻孔期间材料的流入和流出以辅助钻孔操作。通过将钻孔机构或设备连接于驱动元件35而进行钻孔。当已钻出期望深度的孔时，使得钻孔机构反向旋转，将第一伸长元件31的第一端的外螺纹旋拧于螺纹41以便于将钻尖40推压在膨胀套38上从而使得膨胀套38膨胀。板元件45停止钻尖40的进一步相对旋转以阻止在钻孔期间第一伸长元件旋转得与钻尖40脱离。
图5a示出了本发明的另一个岩栓50。岩栓50包括第一伸长元件或轴51和第二伸长元件或套筒52。第一伸长元件51部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件52的内部。第一伸长元件51包括第一端53和第二端54，第二端54适于接收螺母或套环件54a，所述螺母或套环件54a可接收钻子启动装置或钻孔设备(未示出)。第二端54包括横向定向的板元件55，所述板元件55被安置得使得螺母54a不能被移除。第一伸长元件51还包括纵向槽56。钻头装置60形式的岩石穿入装置适于在端部61处被对焊于第一伸长元件51的第一端53。钻头装置60包括切割头或钻尖62和外螺纹64，外螺纹64与锥形套环或接合表面63内部的内螺纹65相配合。锥形套环63的较宽部分朝向切割头62设置而较窄部分朝向端部61设置并且包含进入孔或沟槽66。另外，如沿线A-A所截下图5a的截面中所示的，钻头装置60的锥形套环63包括沟槽67和内螺纹65。钻头装置60被对焊于端部53。钻头装置60突出得越过了第二伸长元件52的第一端57，在本实施例中，所述第一端57是适于横向膨胀的部分或锚固装置。锥形套环63的下部边缘允许钻头装置60在第二伸长元件52中穿过直到锥形套环63的宽度与第二伸长元件52的内径相配合。钻头装置60的尺寸被制定得用于钻出具有用于接收岩栓50的足够直径的孔。槽或沟槽56允许钻孔期间材料的流入和流出以辅助钻孔操作。通过将钻孔设备连接于螺母54a而进行钻孔。当已钻出期望深度的孔时，使得钻孔设备反向旋转，以便于将螺母54a推压在垫圈或抵靠元件58并且垫圈58抵靠在壁上。在将第二伸长元件保留在适当位置中时，通过将第一伸长元件51回拉出壁，螺母54a的连续反向旋转将锥形套环63推压在第二伸长元件52的第一端57，使得锚固装置或第一端57膨胀以与孔壁相接合。
图6a示出了本发明第五实施例的岩栓70。对于与第三方面相对应的岩栓的那些部分，使用图5a的附图标记。岩栓70包括第一伸长元件或轴71和第二伸长元件或套筒72。第一伸长元件71部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件72的内部。第一伸长元件71包括第一端73A和第二端73B，第二端73B适于接收螺母或套环件54a，所述螺母或套环件54a可接收钻子启动装置或钻孔设备(未示出)。第二端73B包括基本为“T”形状的孔55A以允许钻孔期间材料的流入和流出以辅助钻孔操作。第一和第二伸长元件71、72的第一和第二端与岩栓70的第一和第二端相对应。螺母54a被焊接于第一伸长元件71以使得螺母54a不能被移除，因此旋转螺母54a也使得第一伸长元件71旋转。第一伸长元件71的第一端73A包括适于穿入岩石的钻头形式的装置74。钻头装置74包括切割头或钻尖75和沟槽76以提供冲洗流体和水泥灌浆的返回路径，如沿线A-A所截的图6c的截面中所示的。钻头74例如适合于通过铜焊、对焊、锻造等方法附于第一伸长元件71的第一端73A。钻头74突出得越过第二伸长元件72的端部73C。钻头74的尺寸被制定得用于钻出具有用于接收岩栓70的足够直径的孔。第二伸长元件71是波纹状的，所述波纹提供第二伸长元件71的内表面和外表面之间的应力传输。所述波纹可为螺旋状的或放射状的并且所述波纹的深度可与第二伸长元件的半径成比例。图6d详细地示出了第二伸长元件72的波纹。第二伸长元件在其内表面和外表面上具有波纹；所述波纹由其峰79a和谷79b限定。所述波纹具有足够的幅度以使得图6d中的中心线进入峰79a和谷79b两者的区域中。
以上所述和以下所述的任意一个实施例所涉及的岩栓还可包括波纹状第二伸长元件。
第二伸长元件72适合于通过例如锥形套环，或接合表面；垫圈，或抵靠元件等被固定就位。通过将钻孔机构，或设备(未示出)连接于螺母54a并且使得第一伸长元件71和钻头74沿第一旋转方向旋转而进行钻孔。钻头装置74与岩石的接合要求与钻孔设备的旋转操作协同在岩石面上施加纵向(轴向)压力。在钻孔期间钻头74用冷却流体进行冷却，所述冷却流体被注入到岩石面与第二元件72之间的第二空腔78中。所述冷却流体流入和流出岩石面与第二元件之间的第二空腔78。当已钻出所需深度的孔时，水泥灌浆被注入到第一和第二元件之间的环形第一空腔，或通道77中，直到第一空腔77中充满水泥灌浆。水泥灌浆也可被注入到第二空腔78中。冷却流体也可被注入到第一空腔中或者从第一空腔中流出。可在第一和第二空腔之间形成环形路径。之后留下岩栓70以固定在水泥灌浆中。通常，第一伸长元件中的这样一种T形沟槽可用在所示出的本发明的任何实施例中。这样一种沟槽尤其用在没有使用开口销将螺母固定于第一伸长元件的情况中。
图7a示出了本发明第六实施例的替换型式的岩栓80。对于与第五和第六方面相对应的岩栓的那些部分，使用图5a和图6a的附图标记。岩栓80包括第一伸长元件或轴81和第二伸长元件或套筒82。第一伸长元件81部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件82的内部。可膨胀端环87最好由具有提高耐压强度的材料(诸如钢)制成。第一伸长元件81包括第一端83A和第二端83B，第二端83B适于接收螺母或套环件54a，所述螺母或套环件54a可接收钻子启动装置或钻孔设备(未示出)。第二伸长元件82的第一端83A包括可膨胀端环87形式的锚固装置以便于膨胀得与所钻的孔的侧部相接触。第二端83B包括横向定向销55A，诸如安装在螺母54a下面并穿过第一伸长元件81的开口销或弹簧销，从而使得一个方向上的螺母54a不能被移除因此旋转螺母54a也使得第一伸长元件81旋转。第一伸长元件81还包括纵向槽56形式的进入沟槽。第一伸长元件81的第一端83A包括适于穿入岩石的钻头装置84。
钻头装置84包括切割头或钻尖85和锥形套环或接合表面86。锥形套环86的较宽部分朝向切割头85设置而较窄部分朝向端环87设置并且包含进入孔或沟槽87A。而且，钻头装置84的锥形套环86包括其径向延长比锥形套环86的剩余部分小的沟槽90，以提供用于冲洗流体和水泥灌浆的返回路径，如沿线A-A所截的图7a的截面中所示的。钻头装置84例如适合于通过铜焊、对焊、锻造等方法连接于锥形套环86。锥形套环86突出得越过第二伸长元件82的端部83C。锥形套环86的下部边缘允许锥形套环86在第二伸长元件82的内部穿过直到套环86的宽度与第二伸长元件82的内径相匹配。钻头装置84的尺寸被制定得用于钻出具有用于接收岩栓80的足够直径的孔。槽56形式的进入沟槽允许钻孔期间材料的流入和流出以辅助钻孔操作。通过将钻孔机构或设备(未示出)连接于螺母或套环件54a并且使得第一伸长元件81和钻头装置84沿第一旋转方向旋转而进行钻孔。钻头装置84与岩石的接合要求与钻孔设备的旋转操作协同在岩石面上施加纵向(轴向)压力。在钻孔期间，钻头装置84用作为冷却流体的流体进行冷却，所述冷却流体通过第一伸长元件81的第二端83B处的进入沟槽56被注入。冷却流体流入到第一和第二元件之间的第一空腔或通道88并且在流回到岩石面与第二伸长元件82之间的第二空腔89之前通过进入沟槽87A和钻头装置84中的冲洗孔91从第一空腔88中流出。当已钻出所需深度的孔时，使得钻孔机构反向旋转从而将螺母54a推压在垫圈58上并且垫圈58推压在壁上，垫圈58将第二伸长元件82推压在锥形套环86上。或者，使得钻孔机构进一步旋转从而将螺母54a推压在垫圈58上并且垫圈58推压在壁上，垫圈58将第二伸长元件82推压在锥形套环86上。在使得岩栓钻进岩石中并将其插入到岩石中之后，水泥灌浆通过第一伸长元件81的第二端83B处的进入沟槽56被注入。水泥灌浆流入到第一和第二元件之间的第一空腔，或通道88中，并且在通过岩石面与第二伸长元件82之间的第二空腔89朝向垫圈58流回之前通过进入沟槽87A和钻头装置84中的冲洗孔91从第一空腔中88流出。注入水泥灌浆直到两个空腔88、89中都充满水泥灌浆，并且然后使得岩栓80固定在水泥灌浆中。一旦水泥灌浆凝固，就可使用内螺纹套环随意地张拉岩栓。
图8a、b和c示出了本发明第七实施例的岩栓20。对于与第二方面相对应的岩栓的那些部分，使用图3的附图标记。岩栓20包括第一伸长元件或轴21和第二伸长元件或套筒22。作为岩石穿入装置，第一伸长元件21的第一端包括楔形切割头形式的整体钻尖23。第一伸长元件21的第二端包括外螺纹部分24，在其上面是内部或互补的内螺纹套环件25。第二伸长元件22包括具有低强度壁和较高强度端环，或位于一端处的锚固装置99的伸长中空管26。
图8a示出了与第二伸长元件22分离的第一伸长元件21。
图8b示出了通过钻尖23和作用在通过套环件25提供的连接装置上的钻子启动装置(未示出)沿第一旋转方向钻入到壁中的岩栓20。伸长元件21的端部可适当改变(例如，通过提供连接于伸长元件21端部的板)以使得螺母或套环件25不能被移除。第一伸长元件21被部分地设置在第二伸长元件22内部，其中钻尖23突出到端环99上方。钻尖23的尺寸被制定得可钻出足以接收第一伸长元件21和第二伸长元件22两者那么大的孔。在期望的深度下，套环件25被拉紧。垫圈或抵靠元件28延伸得越过壁中所钻出的孔以使得拉紧套环件25将垫圈28推动得与第二伸长元件22相抵靠，之后使得第二伸长元件22与端环99相抵靠。钻尖23具有其径向外部尺寸大于端环99内部尺寸的外扩部分，因此当拉紧套环件25将第二伸长元件22推在端环99上时，由于沿第一伸长元件21的第一端的方向施加于其上的轴向力，第二伸长元件22弯曲或变形，伸长迫使其自身与所钻的孔的侧部相接触。图8c示出了该过程结束时的岩栓20，其中作用在管上的力使得伸长中空管26的低强度壁伸长变形并且使其与孔壁相接触。在使得岩栓20钻进岩石中并将其插入到岩石中之后，水泥灌浆通过第一伸长元件21的第二端96处的进入沟槽92被注入。水泥灌浆流入到第一和第二元件之间的第一空腔，或通道97中，并且在通过岩石面与第二伸长元件22之间的第二空腔98朝向垫圈或抵靠元件28流回之前通过进入沟槽93和钻尖23中的冲洗孔或沟槽94从第一空腔97中流出。注入水泥灌浆直到两个空腔97、98中都充满水泥灌浆，之后留下岩栓20以便于将其固定在水泥灌浆中。
图9a示出了本发明的第八实施例的钻子100，钻子100包括第一伸长元件或轴101和第二伸长元件或套筒102。第一伸长元件101部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件102的内部，所述第二伸长元件102具有第一端103C和第二端103D。第一伸长元件101包括第一端103A和第二端103B，第二端103B包括用作连接装置的驱动元件104，所述驱动元件104可接收钻子启动装置，例如，钻子设备(未示出)。旋转驱动装置104也使得第一伸长元件101旋转。第一伸长元件101的第二端103B还包括外螺纹105。第一伸长元件101的第一端103A包括适于穿入岩石的钻头装置106。或者，第一端103A适于接收用以穿入岩石的钻头装置。钻头装置106包括切割头或钻尖107和中央冲洗孔109。钻头装置106包括沟槽108以提供冲洗流体和水泥灌浆的返回路径，如沿线A-A所截的图9a的截面中所示的。钻头装置106例如适合于通过铜焊、对焊、锻造等方法附于第一伸长元件101。
通过将钻孔机构(未示出)连接于驱动元件104并且使得第一伸长元件101和钻头装置106沿第一旋转方向旋转而进行钻孔。钻头装置106与岩石的接合要求与钻孔设备的旋转操作协同在岩石面上施加纵向压力。在钻孔期间钻头装置106用冷却流体进行冷却，所述冷却流体被注入到第一与第二元件101、102之间的第一空腔，或通道110A中。所述冷却流体通过中央冲洗孔或沟槽109，越过沟槽108流入到第一空腔110A中，并且流出岩石面与第二伸长元件102之间的第二空腔110B。或者，流动方向可为相反的。当已钻出所需深度的孔时，将钻孔机构从孔中移除，并且所述孔可用于例如插入炸药或加固电缆。之后钻子100可用于钻出另一个孔，如果需要的话，可用另一个钻头装置106更换该钻头装置106，例如，用于已磨损切割头或钻尖107的更换或用于不同的钻孔条件。
图10a示出了本发明另一个实施例的岩栓111，所述岩栓111包括第一伸长元件或轴112和第二伸长元件或套筒113。第一伸长元件112部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件113的内部，所述第二伸长元件113具有第一端114C和第二端114D。第一伸长元件112包括第一端114A和第二端114B，第二端114B包括用作连接装置的驱动元件115，所述驱动元件115可接收钻子启动装置，例如，钻子设备(未示出)。旋转驱动元件115也使得第一伸长元件112旋转。第一伸长元件112的第二端114B还包括外螺纹116，用于旋转地锁定第三伸长元件112B的第一端121A的内螺纹122，如图10b中所示的。第一伸长元件112的第一端114A包括适于穿入岩石的钻头装置117。或者，第一端114A可适于接收用以穿入岩石的钻头装置。钻头装置117包括切割头或钻尖118。钻头装置117包括沟槽119以提供冲洗流体和水泥灌浆的返回路径，如沿线A-A所截的图10a的截面中所示的。钻头装置117例如适合于通过铜焊、对焊、锻造等方法附于第一伸长元件112。或者，第一端114A可适于接收用以穿入岩石的钻头装置。钻头装置117的尺寸被制定得用于钻出具有用于接收岩栓111的充足直径的孔。
图10b示出了包括第三伸长元件112B和第四伸长元件113B的延长杆120。第三伸长元件112B部分地、沿纵向被设置在第四伸长元件113B的内部。第四伸长元件113B的第一端121C包括适于被锁定于图10a中的第二伸长元件113的第二端114D的具有一定轮廓的唇缘。而且，第四伸长元件113B的第二端121D包括适于被锁定于第六伸长元件(未示出)的第一端的具有一定轮廓的唇缘。第三伸长元件112B包括第一端121A和第二端121B，第二端121B包括用作连接装置的驱动元件123，所述驱动元件123可接收钻子启动装置(未示出)。旋转驱动元件123也使得第三伸长元件112B旋转。第三伸长元件112B的第一端121A包括内螺纹122，所述内螺纹122用于与图10a的外螺纹116相接合并且沿第一旋转方向与图10a的外螺纹116旋转地锁定。第三伸长元件112B被锁定于第一伸长元件112，因此第三伸长元件112B沿第一旋转方向的旋转导致第一伸长元件112的相同旋转。以这种方式，第三伸长元件112B沿第一旋转方向的旋转使得钻头旋转并且进行钻孔。第三伸长元件112B的第二端121B包括外螺纹124，用于以与第一和第三伸长元件之间的锁定相同的方式旋转地锁定第五伸长元件(未示出)第一端的内螺纹。
图11a示出了本发明前述实施例的替换岩栓130。岩栓130包括第一伸长元件或轴131和第二伸长元件或套筒132。第一伸长元件131部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件132的内部。第二伸长元件132包括第一端133C和第二端133D。第一和第二伸长元件131、132的第一端与岩栓130的第一端相对应。第二伸长元件132适于沿其长度的至少一部分通过提供膨胀套或锚固装置136A以横向膨胀的形式变形。第一伸长元件131包括第一端133A和第二端133B，第二端133B适于接收驱动元件134，所述驱动元件134可接收钻子启动装置(未示出)。第一伸长元件131的第二端133B还适于接收螺母，或套环件(未示出)。旋转驱动元件134也使得第一伸长元件131旋转。用作连接装置的第一伸长元件131第二端133B还包括外螺纹135，用于当沿第一方向旋转第三伸长元件131B时，旋转地锁定第三伸长元件131B第一端143A的内螺纹147，如图11b中所示的。第一伸长元件131的第一端133A包括适于穿入岩石的钻头装置137。或者，第一端133A适于接收用以穿入岩石的钻头装置。钻头装置137包括切割头或钻尖138和锥形套环或接合表面136。锥形套环136的较宽部分朝向切割头138设置而较窄部分朝向第二伸长元件132的第一端133C设置。而且，钻头装置137的锥形套环136包括沟槽139，以提供用于冲洗流体和水泥灌浆的返回路径，如沿线A-A所截的图11a的截面中所示的。钻头装置137例如适合于通过铜焊、对焊、锻造等方法连接于第一伸长元件131。或者，第一端133A适于接收用以穿入岩石的钻头装置。钻头装置137突出得越过第二伸长元件132的端部133C。锥形套环136的下部边缘允许钻头装置137在第二伸长元件132的内部穿过直到锥形套环136的宽度与第二伸长元件132的内径相匹配。钻头装置137的尺寸被制定得用于钻出具有用于接收岩栓130的足够直径的孔。
图11b示出了包括第三伸长元件131B和第四伸长元件132B的延长杆140。第三伸长元件131B部分地、沿纵向被设置在第四伸长元件132B的内部。第四伸长元件132B的第一端143C包括适于被锁定于图11a中的第二伸长元件或套筒132的第二端133D的具有一定轮廓的唇缘。而且，第四伸长元件132B的第二端143D包括适于被锁定于第六伸长元件(未示出)的第一端的具有一定轮廓的唇缘。第三伸长元件131B包括第一端143A和第二端143B，第二端143B包括用作连接装置的驱动元件144，所述驱动元件144可接收钻子启动装置(未示出)。第三伸长元件131B的第二端143B还适于接收螺母，或套环件145。旋转驱动元件144也使得第三伸长元件131B旋转。第三伸长元件131B的第一端143A包括内螺纹147，所述内螺纹147用于与图11a的外螺纹135相接合并且与图11a的外螺纹135旋转地锁定，如上所述的。第三伸长元件131B被锁定于第一伸长元件131，因此第三伸长元件131B沿第一旋转方向的旋转导致第一伸长元件131的相同旋转。以这种方式，第三伸长元件沿第一旋转方向的旋转使得钻头装置旋转并且进行钻孔。第三伸长元件131B的第二端143B包括外螺纹146，用于旋转地锁定第五伸长元件(未示出)的内螺纹。
应该理解的是，通过其它延长杆的连接，也可以与以上所述相同的方式插入其它延长部分。每个延长杆适当改变以使其可在任意一端或每一端接收另一个相同的延长杆，并发挥以上所述作用以钻出更深的螺栓孔。另外，可仅使用单个延长杆，以获得更浅的螺栓孔。本发明一个实施例的岩栓包括第一和第二伸长元件以及一个或多个延长部分的组合，如上所述的。
前述实施例中任意一个所涉及的岩栓都可与如上所述的延长杆相组合。
通过将钻孔机构，或设备(未示出)连接于图10a的驱动元件115所提供的连接装置或套环件并且使得第一伸长元件112和钻头装置117沿第一旋转方向旋转而进行钻孔。钻头装置117与岩石的接合要求与钻孔设备的旋转操作协同在岩石面上施加纵向(轴向)压力。在钻孔期间钻头装置117用冷却流体进行冷却，所述冷却流体被注入到岩石面与第二元件113之间的第二空腔110B中。之后所述冷却流体通过流入和流出第一伸长元件112与第二伸长元件113之间的第一空腔或通道110A而返回。
或者，所述冷却流体可被注入到第一伸长元件112与第二伸长元件113之间的第一空腔110A中并且通过岩石面与第二伸长元件113之间的第二空腔110B返回。
使用图10b的延长杆120延长岩栓的长度以便于延长岩栓111。钻孔时将延长杆120连接于第一伸长元件112的第二端114B。通过将钻孔机构，或设备(未示出)附于延长杆120的驱动元件123所提供的连接装置并且使得第三伸长元件112B沿第一旋转方向旋转而进行钻孔。之后通过连接装置(诸如卡扣接头)将第四伸长元件113B的第一端121C装配于第二伸长元件113的第二端114D。
之后通过将钻孔机构(未示出)连接于驱动元件123提供的连接装置而延伸孔的深度，所述驱动元件123使得目前连接的第一和第三伸长元件112、112B和钻头装置119沿第一旋转方向旋转。在钻孔期间钻头装置119用冷却流体进行冷却，所述冷却流体被注入到目前在岩石面与第一和第三伸长元件112、112B之间延伸的第二空腔110A中。所述冷却流体流入和流出岩石面与第一和第二、以及第三和第四元件112、112B、113、113B之间的第一和第二空腔110A、110B。
当已钻出所需深度的孔时，水泥灌浆被注入到相连的第一和第三伸长元件112、112B和相连的第二和第四伸长元件113、113B之间的第一空腔110A中，直到空腔110A中充满水泥灌浆。水泥灌浆也可被注入到岩石面与相连的第二和第四伸长元件之间的第二空腔78中。之后将延长岩栓111、120留下以固定在水泥灌浆中。通过进入到第一和第二空腔110A、78的一个中并且在第一伸长元件第一端的其它区域中进入另一个并充满两个空腔的水泥，可形成环形路径。
除当已钻出所需深度的孔时，使得螺母或套环件145在第三伸长元件131B的外螺纹146上旋转而使得螺母145朝向第三伸长元件131B的第一端143A前进并且使得第四伸长元件132B前进(从而也使得第二连接的伸长元件132也前进)以外，图11的可延长岩栓以与上述参照图10所述的相同的方式进行钻孔。螺母145的连续旋转将套环136的锥形面推压在第二伸长元件或套筒132的第一端133C上，从而导致膨胀套136A膨胀以与孔壁相接合。
应该理解的是，通过连接其它延长杆，也可以与以上所述相同的方式插入其它延长部分。每个延长杆适当改变以使其可在任意一端或每一端接收另一个相同的延长杆，并发挥以上所述作用以钻出更深的螺栓孔。另外，可仅使用单个延长杆，以获得更浅的螺栓孔。
应该理解的是，可仅使用图11a的单个岩栓130，以获得更浅的螺栓孔。螺母145(图11a中未示出)被附于第一伸长元件131的外螺纹135。螺母145在第一伸长元件131的外螺纹135上旋转而使得螺母145朝向第一伸长元件131的第一端133A前进并且使得第二伸长元件132前进。螺母145的连续旋转将套环136的锥形面推压在第二伸长元件132的第一端133C上，从而导致膨胀套136A膨胀以与所钻的孔壁相接合。
应该理解的是，在不背离本发明精神或范围的前提下可对前述部分的具体结构和布置作出各种替换和/或补充。
权利要求
1.一种岩栓，包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端，其中，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。
2.依照权利要求1所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件的第一端包括钻头装置。
3.依照权利要求1或2所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件的第一端由碳化钨构成。
4.一种岩栓，包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件包括适于接收用于穿入岩石的装置的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端，其中，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。
5.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，还包括用于限制第一伸长元件相对于第二伸长元件移动的装置。
6.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件适合于沿其长度的至少一部分横向膨胀。
7.依照权利要求6所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件包括其横向尺寸大于第二伸长元件的适合于横向膨胀的伸长至少一部分的一部分。
8.依照权利要求1到3中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件包括适合于横向膨胀的至少一部分，并且用于穿入岩石的装置包括其横向尺寸大于第二伸长元件的适合于横向膨胀的伸长至少一部分的一部分。
9.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件的第二端包括连接装置。
10.依照权利要求9所述的岩栓，其特征在于，在所述连接装置朝向第一伸长元件的第一端前进时，所述连接装置被布置得在适合于横向膨胀的第二伸长元件的区域中以直接或间接的方式产生横向力从而导致其横向膨胀。
11.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件为具有圆形横截面的中空杆。
12.依照权利要求1到10中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件为具有圆形横截面的实心杆。
13.依照权利要求1到10中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件为具有非圆形横截面的中空杆。
14.依照权利要求1到10中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件为具有非圆形横截面的实心杆。
15.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件具有光滑的轴向外表面。
16.依照权利要求1到14中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件具有粗糙表面，所述粗糙表面提供了水泥灌浆和第一伸长元件之间的辅助粘接。
17.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件为中空杆。
18.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件具有圆形横截面。
19.依照权利要求17和18中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件的内表面和外表面中至少一个是光滑的。
20.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件的内表面和外表面中至少一个是粗糙的。
21.依照权利要求20所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件为波纹状的以在套筒的内表面与外表面之间提供应力传递。
22.依照权利要求21所述的岩栓，其特征在于，所述波纹的深度与第二伸长元件的半径成比例。
23.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件由适合于用作结构元件的高抗拉强度的材料构成。
24.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件由多个伸长金属元件与塑料管的复合材料构成以允许适于横向膨胀的部分发生膨胀，同时抵制第二伸长元件其余部分产生变形。
25.依照权利要求1到23中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第二伸长元件包括具有不连续钢质端环的塑料管。
26.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一和第二伸长元件被布置为通过第一伸长元件的第一端朝向第二伸长元件的纵向前进而使得适合于横向膨胀的第二伸长元件的至少一部分发生膨胀。
27.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，还包括至少一个膨胀套。
28.依照权利要求27所述的岩栓，当依附于权利要求10时，其特征在于，当连接装置朝向第一伸长元件的第一端前进时至少一个膨胀套适于横向膨胀。
29.依照权利要求27或权利要求28所述的岩栓，其特征在于，膨胀套被布置为当第一伸长元件的第一端朝向至少一个膨胀套移动时发生横向膨胀。
30.依照权利要求27或权利要求28所述的岩栓，其特征在于，至少一个膨胀套被布置为当它朝向第一伸长元件的第一端前进时发生膨胀。
31.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件的第一端包括至少一个允许材料流入和流出的入口通道。
32.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件的第二端包括至少一个允许材料流入和流出的入口通道。
33.依照权利要求31或权利要求32所述的岩栓，其特征在于，入口通道和第一伸长元件被锻造。
34.依照权利要求4或依附于其的任何权利要求所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件的第一端包括钻头装置。
35.依照权利要求2或权利要求34所述的岩栓，其特征在于，所述钻头装置包括至少一个入口通道，从而允许钻孔和灌浆期间材料的流入和流出。
36.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，其特征在于，提供在第一和第二伸长元件之间延伸的空腔，从而允许流体在第一伸长元件的第一和第二端之间流动。
37.依照权利要求36所述的岩栓，其特征在于，所述空腔在第一和第二伸长元件之间纵向延伸。
38.依照权利要求36和37中任意一项所述的岩栓，其特征在于，所述空腔为环形的。
39.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，还包括安装在第一伸长元件上第二端的区域中的垫圈，用于绕所钻的孔抵靠岩壁。
40.依照前述任意一项权利要求所述的岩栓，还包括第三伸长元件，其特征在于，第一伸长元件的第二端还适于为第三伸长元件的第一端提供连接，并且第二伸长元件包括适于为第四伸长元件的第一端提供连接的第二端。
41.依照权利要求40所述的岩栓，其特征在于，第一伸长元件被布置为能够锁定于第三伸长元件，以便在这两个元件被锁定在一起时基本防止它们之间沿至少一个旋转方向产生相对旋转。
42.依照权利要求40和41中任意一项所述的岩栓，还包括第三伸长元件和第四伸长元件。
43.一种伸长岩栓延伸装置，包括第三和第四伸长元件，第三伸长元件包括适于为根据前述权利要求的任意一个所述的岩栓的第一伸长元件的第二端提供连接的第一端，以及适于为启动装置提供连接并且进一步适合于为第五伸长元件的第一端提供连接的第二端，并且第四伸长元件包括适于为根据前述权利要求的任意一个所述的岩栓的第二伸长元件的第二端提供连接的第一端，以及适于为第六伸长元件的第一端提供连接的第二端，其中，第三伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第四伸长元件的内部。
44.依照权利要求43所述的岩栓延伸装置，其特征在于，提供在第三和第四伸长元件之间纵向延伸的空腔，从而允许流体在第三伸长元件的第一和第二端之间流动。
45.依照权利要求43或权利要求44所述的岩栓延伸装置，其特征在于，第三和第五伸长元件是相同的，并且第四和第六伸长元件是相同的。
46.一种岩栓套件，包括第一和第二伸长元件和适于由第一伸长元件的第一端接收的岩石穿入装置，第一伸长元件包括适于接收所述岩石穿入装置的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端，其中，第一伸长元件适于至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。
47.依照权利要求46所述的岩栓套件，其特征在于，第二伸长元件适于沿其长度的至少一部分横向膨胀。
48.依照权利要求47所述的岩栓套件，其特征在于，第一伸长元件包括其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的一部分。
49.依照权利要求47所述的岩栓套件，其特征在于，岩石穿入装置包括其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的一部分。
50.依照权利要求46到48中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，连接装置被设在第一伸长元件的第二端处以便为启动装置提供连接，并且在所述连接装置朝向第一伸长元件的第一端前进时，所述连接装置被布置为在适于横向膨胀的第二伸长元件的区域中直接或间接产生横向力从而导致其发生横向膨胀。
51.依照权利要求46到50中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述连接装置包括安装在第一伸长元件的螺纹部分上的内螺纹套环。
52.依照权利要求46到51中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第一伸长元件是具有非圆形横截面的中空杆。
53.依照权利要求46到52中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第一伸长元件是具有非圆形横截面的实心杆。
54.依照权利要求46到53中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第一伸长元件具有光滑的轴向外表面。
55.依照权利要求46到53中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第一伸长元件具有粗糙表面，所述粗糙表面在水泥灌浆和第一伸长元件之间提供辅助粘接。
56.依照权利要求46到55中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第二伸长元件是具有内表面和外表面的中空杆。
57.依照权利要求56中所述的岩栓套件，其特征在于，所述第二伸长元件具有圆形横截面。
58.依照权利要求56和57中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第二伸长元件的内表面和外表面中至少一个是光滑的。
59.依照权利要求56到58中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，所述第二伸长元件的内表面和外表面中至少一个是粗糙的，所述粗糙表面用于在水泥灌浆和第二伸长元件之间提供辅助粘接。
60.依照权利要求59中所述的岩栓套件，其特征在于，第二伸长元件为波纹状的以提供第二伸长元件的内表面与外表面之间的应力传递。
61.依照权利要求60中所述的岩栓套件，其特征在于，所述波纹的深度与第二伸长元件的半径成比例。
62.依照权利要求46到61中任意一项所述的岩栓套件，其特征在于，第二伸长元件包括至少一个膨胀套。
63.穿入穿入一种岩石穿入装置，包括切割元件和用于将所述岩石穿入装置连接于权利要求4或依附于其上的权利要求所涉及的岩栓的装置。
64.依照权利要求63所述的岩石穿入装置，还包括用于使得权利要求4或依附于其上的权利要求所涉及的岩栓的第二伸长元件发生膨胀的装置。
65.一种钻孔的方法，所述方法包括(a)在使得流体在第一伸长元件、第二伸长元件以及第一伸长元件第一端的区域内的岩石面之间流动的同时，使得钻孔元件钻进到岩石面中，所述钻孔元件包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；以及(b)一旦钻出期望深度的孔之后从岩石上移开所述钻孔元件。
66.依照权利要求65所述的钻孔的方法，其特征在于，所述流体为液体。
67.一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)在使得第一流体流入第一伸长元件和第二伸长元件之间的空腔并且经过第一伸长元件第一端的区域内的岩石面的同时，使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；(b)在第一伸长元件、第二伸长元件和岩石面之间注入水泥灌浆；以及(c)等候用于使得水泥灌浆凝固的预设时间周期。
68.一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)在使得第一流体流入第一伸长元件和第二伸长元件之间的空腔并且经过第一伸长元件第一端的区域内的岩石面的同时，使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓具有第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；(b)提供包括第三和第四伸长元件的延长杆，第三伸长元件包括适于与第一伸长元件的第二端锁定在一起从而基本阻止第一伸长元件与第三伸长元件之间至少沿钻孔的旋转方向相对旋转的第一端，而第四伸长元件包括适于连接到第二伸长元件第二端的第一端；(c)通过将第三伸长元件的第一端锁定于第一伸长元件的第二端而延长第一伸长元件的长度；(d)通过将第四伸长元件的第一端连接于第二伸长元件的第二端而延长第二伸长元件的长度；(e)重复(a)、(b)、(c)和(d)直到已达到适合的深度；(f)在第一伸长元件、第二伸长元件、延长杆和岩石面之间注入水泥灌浆；以及(g)等候用于使得水泥灌浆凝固的预设时间周期。
69.依照权利要求68所述的方法，其特征在于，第一流体为冲洗和冷却流体，并且第一流体和水泥灌浆穿过第三和第四伸长元件之间的空腔，流入到第一和第二伸长元件之间的空腔并且经过第一伸长元件第一端的区域内的岩石面。
70.依照权利要求67到69中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法中所使用的岩栓的第二伸长元件还包括适于横向膨胀的一部分，并且，在(b)之前，使得第二伸长元件相对于第一伸长元件的第一端纵向移动，以使得适合于横向膨胀的部分横向膨胀并且将所述岩栓保持在岩石面中。
71.依照权利要求70所述的方法，其特征在于，通过第一和第二伸长元件的相对旋转、朝向第一伸长元件的第一端相对的推动第二伸长元件而引起所述纵向移动，从而使得适合于横向膨胀的部分发生横向膨胀。
72.依照权利要求70和71中任意一项所述的方法，其特征在于，所述岩栓沿第一旋转方向旋转地前进，并且通过沿第一旋转方向旋转而使得其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的部分与适合于横向膨胀的第二伸长元件的部分相接合。
73.依照权利要求70和71中任意一项所述的方法，其特征在于，所述岩栓沿第一旋转方向旋转地前进，并且通过沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转而使得其横向尺寸大于适合于横向膨胀的第二伸长元件部分的第一伸长元件的部分与适合于横向膨胀的第二伸长元件的部分相接合。
74.依照权利要求71到73中任意一项所述的方法，其特征在于，通过伸长元件的进一步相对旋转张紧所述岩栓。
75.依照权利要求67到74中任意一项所述的方法，其特征在于，至少一种流体为液体。
76.依照权利要求67到75中任意一项所述的方法，其特征在于，所述流体通过第一伸长元件第二端中的至少一个入口通道被注入到第一和第二伸长元件之间的空腔中并且所述流体在进入第二伸长元件与岩石面之间的第二空腔中之前通过第一伸长元件第一端的区域中的至少一个其它的入口通道从第一空腔中排出。
77.依照权利要求67所述的方法，其特征在于，所述方法中所使用的岩栓的第二伸长元件由低强度材料构成，并且，在(b)之前，通过沿第一旋转方向旋转使得第二伸长元件与适于穿入岩石的第一伸长元件的部分相接合，以使得第二伸长元件由于作用在第二伸长元件上的横向力而变形并且使得第二伸长元件的至少一个部分与岩石面相接触。
78.一种钻孔的方法，所述方法包括(a)在使得流体在第一伸长元件、第二伸长元件和第一伸长元件第一端的区域中的岩石面之间流动的同时，使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓具有第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端；(b)提供包括第三和第四伸长元件的延长杆，第三伸长元件包括适于与第一伸长元件的第二端锁定在一起从而基本阻止第一伸长元件与第三伸长元件之间至少沿钻孔的旋转方向相对旋转的第一端，而第四伸长元件包括适于连接到第二伸长元件第二端的第一端；(c)通过将第三伸长元件的第一端旋转地锁定于第一伸长元件的第二端而延长第一伸长元件的长度；(d)通过将第四伸长元件的第一端连接于第二伸长元件的第二端而延长第二伸长元件的长度；(e)依需要重复(a)、(b)、(c)和(d)直到已达到适合的深度；以及(f)从所述岩石上移除所述至少一个延长杆和岩栓。
79.一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端以及适于为启动装置提供连接的第二端，第二伸长元件包括适于横向膨胀的部分；以及(b)使得第二伸长元件相对于第一伸长元件移动，以使得适于横向膨胀的部分发生横向膨胀并且将所述岩栓保持在岩石面中。
80.一种用于安置岩栓的方法，所述方法包括(a)使得岩栓钻进到岩石面中，所述岩栓包括第一和第二伸长元件，第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部，第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端以及适于为启动装置提供连接的第二端，第二伸长元件包括适于横向膨胀的部分；(b)提供包括第三和第四伸长元件的延长杆，第三伸长元件包括适于与第一伸长元件的第二端锁定在一起从而基本阻止第一伸长元件与第三伸长元件之间至少沿钻孔的旋转方向相对旋转的第一端，而第四伸长元件包括适于连接到第二伸长元件第二端的第一端；(c)通过将第三伸长元件的第一端旋转地锁定于第一伸长元件的第二端而延长第一伸长元件的长度；(d)通过将第四伸长元件的第一端连接于第二伸长元件的第二端而延长第二伸长元件的长度；(e)依需要重复(a)、(b)、(c)和(d)直到已达到适合的深度；以及(f)使得第一和第二伸长元件相对移动，以使得适于横向膨胀的部分发生横向膨胀并且将所述岩栓保持在岩石面中。
81.依照权利要求67到77中任意一项所述的方法，还包括在岩栓钻孔之后切开第一和第二伸长元件中的至少一个。
82.依照权利要求1到22、24到38和40到43中任意一项所述的岩栓，其特征在于，第一和第二伸长元件由在已将岩栓钻入到岩石面中之后能够被切割的材料构成。
83.依照权利要求1到43或82中任意一项所述的岩栓，其特征在于，所述岩栓是自钻孔岩栓。
84.依照权利要求4和10中任意一项或依附于其上的任何权利要求所述的岩栓，还包括连接于第一伸长元件的板，所述板被布置为基本防止连接装置与第一伸长元件沿第一旋转方向的相对旋转。
85.一种自钻孔岩栓，具有相对的第一和第二端以及在所述端之间延伸的轴，所述第一端适合于穿入岩石并且所述第二端适合于连接于钻孔设备，以允许岩栓的旋转并推进所述岩栓；沿着并且围绕所述轴延伸的套筒；以及形成在套筒和轴之间的通道以允许流体沿岩栓轴经过。
86.依照权利要求85所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述第一端包含至少一个钻尖，所述钻尖从岩栓轴线处径向延伸大于所述套筒的距离。
87.依照权利要求86所述的自钻孔岩栓，还包括钻头，所述钻头与所述轴的一端相连接并且其上包含至少一个钻尖。
88.依照权利要求86或87所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套筒是可变形的并且当如此变形时，所述套筒沿着径向延伸得越过所述钻尖。
89.依照权利要求88所述的自钻孔岩栓，其特征在于，在向套筒施加轴向力时所述套筒发生变形。
90.依照权利要求88所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述轴向力朝向第一端。
91.依照权利要求87到89中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述岩栓还包括至少一个接合表面，并且在所述套筒横过接合表面相对移动时所述套筒发生变形。
92.依照权利要求91所述的自钻孔岩栓，当依附于权利要求87时，其特征在于，所述接合表面位于钻头上。
93.依照权利要求90到92中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套筒在轴向挤压下可发生变形。
94.依照权利要求89到93中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套筒包含至少一个弱化区域，所述弱化区域有助于所述套筒发生变形。
95.依照权利要求94所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述至少一个弱化区域其形式为形成在套筒中的狭缝。
96.依照权利要求85到87中任意一项所述的自钻孔岩栓，还包括锚固装置，当岩栓位于所钻出的孔中时，所述锚固装置用于保持所述岩栓。
97.依照权利要求96所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述锚固装置被布置为靠近于第一端并且响应于所述轴相对于所述套筒的轴向移动而起作用。
98.依照权利要求96或权利要求97中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述锚固装置其形式为能够径向向外位移的至少一个膨胀套。
99.依照权利要求98所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述岩栓包含至少一个接合表面，并且至少一个膨胀套在所述接合表面横过所述至少一个膨胀套的内表面相对移动时发生作用。
100.依照权利要求85到99中任意一项所述的自钻孔岩栓，还包括套环件，所述套环件邻近其第二端绕轴延伸。
101.依照权利要求100所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套环件能够沿岩栓轴发生轴向位移。
102.依照权利要求101所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套筒可随着所述套环件沿所述轴的移动而沿所述轴发生位移。
103.依照权利要求101或102所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套环件通过所述轴上的外螺纹被连接于所述轴，所述外螺纹与所述套环件的互补内螺纹相接合。
104.依照权利要求100到103中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述岩栓适于通过将钻孔装置与所述套环件相连接而被连接于所述钻孔装置。
105.依照权利要求85到104中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，在所述套筒的每个相对端部处或邻近于所述套筒的每个相对端部为所述通道设置开口。
106.依照权利要求100到105中任意一项所述的自钻孔岩栓，还包括至少一个沟槽，所述沟槽允许流体通过所述套环件流入到所述通道中或从中流出。
107.依照权利要求106所述的自钻孔岩栓，其特征在于，至少一个沟槽被形成在轴和套环件之间。
108.依照权利要求85到107中任意一项所述的自钻孔岩栓，还包括形成在第一端处以便于流体在所述通道与钻尖之间流动的至少一个沟槽。
109.依照权利要求108所述的自钻孔岩栓，其特征在于，至少延伸到所述钻尖的部分沟槽被布置在所述岩栓中。
110.依照权利要求85到109中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，在安置时所述轴是承重的并且由钢杆制成。
111.依照权利要求85到110中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述套筒由塑料制成。
112.依照权利要求85到111中任意一项所述的自钻孔岩栓，还包括布置得靠近于第二端的抵靠元件，所述抵靠元件能够沿所述轴发生位移并且具有抵靠表面，所述抵靠表面面向所述第一端并且从岩栓轴线处径向突出大于钻尖的距离。
113.依照权利要求85到112中任意一项所述的自钻孔岩栓，其特征在于，所述钻轴和套筒都是由连接在一起的多个部分形成的。
114.一种钻头，包括具有相对端部和在所述端部之间延伸的壁表面的钻头体，至少一个钻尖位于一个端部处并且所述钻头适合于在另一端处与钻杆相连接，其中，至少一个沟槽从所述壁表面延伸到所述至少一个钻尖。
115.依照权利要求114所述的钻头，其特征在于，壁表面包括朝向所述一端向外逐渐变小的壁部分。
116.一种使岩石稳固的方法，所述方法包括使用具有钻孔端和连接于钻孔设备的相对端的自钻孔岩栓在岩石中钻孔；通过沿岩栓轴的外表面输送流体而在钻孔期间向钻孔端提供钻孔流体；以及将岩栓固定在所述孔中以稳固所述岩石。
117.依照权利要求116所述的方法，其特征在于，沿所述轴在由围绕并且沿着所述轴设置的套筒所限定的内部通道中引导所述钻孔流体。
118.依照权利要求117所述的方法，还包括在套筒和所钻孔的侧部之间形成外部通道。
119.依照权利要求118所述的方法，其特征在于，使得流体通过内部或外部通道中的任意一个流到钻孔端，并且通过另一个通道从所述孔中排出。
120.依照权利要求116到118中任意一项所述的方法，其特征在于，水泥灌浆被引入到所述孔中以便于将岩栓固定到所述岩石。
121.依照权利要求120所述的方法，其特征在于，在将水泥灌浆引入到所述孔中之前，先将所述岩栓锚固在所述孔中。
全文摘要
本发明披露了一种包含第一和第二伸长元件(11、12)的岩栓(10)。第一伸长元件包括适于穿入岩石的第一端，以及适于为启动装置提供连接的第二端。第一伸长元件至少部分地、沿纵向被设置在第二伸长元件的内部。第二伸长元件可适于沿其长度的至少一部分横向膨胀以便于将所述岩栓锚固在适当位置中。可在第一和第二伸长元件之间形成在第一伸长元件的第一和第二端之间延伸的空腔。本发明还披露了一种使用本发明所涉及的岩栓钻孔的方法。
文档编号E21D20/00GK1802488SQ200480015628
公开日2006年7月12日 申请日期2004年6月3日 优先权日2003年6月3日
发明者罗斯·西兹曼 申请人:杜内菲雷有限公司