ZIP архив

Текст

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 5 Е 21 О 21/00 ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(46) 30,05.92, Бюл. М 20(71) Институт горного дела АН КазССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 945458, кл, Е 21 0 21/00, 1982,Авторское свидетельство СССРВ 1511423; кл. Е 21 О 21/00, 1989.(57) Изобретение относится к креплению горных выработок, Цель - повышение эксплуатационной надежности анкера в породах. склонных к расслоению. Анкер включает металлическую трубчатую штангу (Ш) 1 с ограничительной головкой 2 на глубинном конце, ойорнуа йлитку (ОП) Э и натяжную гайку 4, На Ш 1 установлены комплекты из эластичных колец б, 6 и тороидальных камер (ТК) 8, чередующихся с ме1737130 10 20 30 35 таллическими шайбами 7, Последние выполнены в виде металлических кольцевых клиньев, повернутых острием к головке 2 Ш 1, Контактирующий с ОП 3 комплект выполнен без ТК 8 с металлическим клином 7, повернутым острием к ОП 3. Причем ТК 8 размещены между эластичными кольцами 5 и б. Полость Ш 1 соединена с полостями ТК 8 для нагнетания в последние при установке анкера твердеющей смолы, Перед установкой Ш 1 подсоединяют к гидропроводу от гидронасоса, Собранный анкер вставляют в Изобретение относится к средствам крепления подземных горных вцработок, а именно к жестким распорным анкерам, предназначенным для закрепления расслаивающихся пачек пород потолочин.Известен распорный анкер, имеющий штангу с буртиком, замок из эластичной составной распорной втулки и устройство для распора замка в скважине, в котором для упрощения конструкции анкера и снижения затрат на его изготовление устройство для распора замка выполнено в виде цилиндрической втулки с коническим наконечником и фланцем на другом конце, Цилиндрическую распорную втулку забивают механически через фланец при помощи хвостовика установочной трубы, после чего штангу закрепляют опорной плиткой, пружинной шайбой и гайкой,Недостатком приведенного распорного анкера является то, что цилиндрическую распорную втулку забивать хвостовиком ус- тановочной трубы весьма трудоемко. Распираемый замок в анкере рассмотренной конструкции закрепляется недостаточно прочно, что снижает несущую способность распорного анкера, Кроме того, вся свободная от замка часть скважины и часть анкера в ней непосредственно не участвуют в закреплении расслаивающихся пород кровли, поэтому большие нагрузки, действующие на анкер через опорную шайбу анкера, при слабо закрепленном его замке могут вырвать анкер из скважины,Известен анкер, включающий несущий стержень с чередующе нанизанными на него ампулами с полимерными связующими и инертным наполнителем, Анкер устанавливается в скважине, пробуренной в породах кровли, склонных к расслаиванию. В этом аналоге существенными признаками, сходнцми с признаками заявленного анкера, явдаются присутствие металлической пробуренную скважину и предварительно распирают в ней путем закачивания смолы в ТК 8, Затем увеличивают давление нагнетания, Клинья 7, внедряясь в шайбы 5 и 6, распирают их к стенкам скважины. При дальнейшем повышении давления клинья 7 достигают ТК 8 и распарывают их. Смола изливается из ТК 8, заполняет под давлением пустоты в скважине и трещины горных пород 10, а также смачивает детали анкера, Эластичное кольцо у ОП 3 герметизирует устье скважины. 1 ил,несущей штанги и применение твердеющей смолы для закрепления анкера.Недостатком этого анкера является то, что в шпуре он слабо распирается, При введении несущего стержня в шпур вращением и разрывании ампул с полимерным связующим полностью не заполняются пустоты в шпуре и трещины в его стенках, что может привести к слабому укреплению анкера в шпуре, Описанная в изобретении установка анкера в шпуре в конечном счете не способствует надежности в работе и не позволяет получить максимальной несущей способности на несущем стержне,Наиболее близким к предлагаемому является анкер, включающий стержень и распорный замок из установленных на стержне эластичных колец, чередующихся с металлическими шайбами. Причем в анкере эластичные кольца выполнены с выпуклыми торцами, а металлические шайбы - плоскими, Анкер. устанавливают в скважине и затем, удерживая центральный стержень за хвостовик, навинчивают на него гайку, которая давит на шайбу и на муфту, скользящую по стержню. Муфта на конце имеет шайбу и через нее сообщает усилие сжатия эластичным кольцам. Последние расширяются в диаметральных направлениях и распираются. в скважине. О прочности закрепления анкера судят по прикладываемому к хвостовику стержня усилию для удержания его при заворачивании сжимающей гайки,Этот анкер обладает следующими недостатками. Во-первых, механическое удержание стержня за хвостовик и ручное ввинчивание гайки для разжатия эластичных колец, расположенных между металлическими плоскими шайбами, весьма трудоемкие операции. Во-вторых, даже при малом числе эластичных колец на стержне сильно распереть их в скважине чисто механическим путем не удается, тем более этотрудно выполнить при установке эластичных колец вдоль всей длины несущего стержня, что бывает необходимо для. закрепления всей пачки, охваченной анкером, легкорасслаивающихся осадочных пород в кровле горных выработок. Приведенные не достатки снижают возможности применения анкера в горном деле.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности анкера в породах, склонных к расслоению.Указанная цель достигается тем;что известный .анкер, включающий металлическую штангу с ограничительной головкой на. глубинном конце, последовательно установленные на штанге комплекты из эластичных колец, чередующихся с металлическими шайбами, опорную плитку и натяжную гайку, снабжен тороидальными эластичными камерами, размещенными между эластичными кольцами, а шайбы выполнены в виде - .металлических кольцевых клиньев, повернутых острием к головке штанги, при этом контактирующий с плиткой комплектвыполнен без камеры с металлическим кольцевым клином, повернутым острием к плитке. причем штанга выполнена трубчатой. полость ее соединена с полостями камер для нагнетания в них при установке анкера твердеющей смолы.Первоначально, при незначительномеще давлении в тороидальных камерах при нагнетании.в них твердеющей смолы, распирающие суммарные силы, действующие на стенки вдоль всей длины скважины, достигают значительной величины и обеспечиваютф быстрое и надежное прижатие опорной плитки к устью скважины завинчиванием гайки на конце трубчатой штанги, При этом комплект у опорной плитки, состоящий только из двух эластичных шайб и кольцевого металлического клина между ними, в таком сочетании способствует медленному возрастанию давления на опорную плитку за счет обращенности в сторону опорной. плитки острия кольцевого клина, После прижатия опорной плитки гайкой удается накрепко распереть анкер вдоль все длйны скважины эа счет нагнетания твердеющей смолы. в тороидальные камеры через трубчатую штангу, До затвердения смолы в камерах создается высокое давление, которое через эластичные шайбы действует с двух сторон на металлические кольцевые клинья, При этом каждый клин, внедряясь в эластичную шайбу, разжимает ее в радиальных наппавлениях, Эластичные шайбы и стенки эластичной тороидальной камеры от воздействия возрастающего давления в жидкой смоле постепенно заполняют весь внутренний объем скважины и начинаютвнедряться в раскрытие любые малые трещины горных пород, пересеченных скважиной. Пр.дальнейшем нагнетании смолы в5 тороидальные,эластичные камеры кольцевые металлические клинья, раздвигая и расклинивая, рассекают эластичные шайбына две части и, достигнув острием тороидальной камеры, распарывают ее, При этом10 жидкая смола, находящаяся в камерах подбольшим давлением, дополнительно устремляется в сохранившиеся малые пустоты.Смола также достигает стенки скважины,смачйвает ее полностью и внедряется в тре 15 щины,После разрывания тороидальных камер, что можно зафиксировать по измерительному. манометру, включенному всистему (не показан), следует прекращать20 нагнетание смолы. С прекращением нагнетания смолы при остаточном давлении вскважине создается воэможность для затвердевания смолы, оставшейся в камерахи вытекшей из них. При этом лишь одна25 тороидальная камера, близлежащая к опорной плитке, сохраняется целой, в ней смолазэтвердевает полностью внутри, не выливаясь наружу,Итак, вдоль всей стенки скважины про 30 исходит распирание эластичных упругихшайб и тороидальных камер анкера в сочетании со смолоинъекцией, осуществляемойпосле разрывов тороидальных камер. Такимобразом, предложенный анкер связывает35 воедино все склонные к расслоению горные породы, например, непосредственной кровли выработки, пересеченные скважиной, Предложенный анкер при выполнении всехописанных положений о применении его об 40 ладает повышенной эксплуатационной надежностью в работе в слоистых горныхпородах. Еще надежнее он будет работатьпри шпурах и скважинах с глубиной 3,5 - 6,0м, превышающей глубину 3 м, принятую45 при штанговом креплении потолочин,На чертеже изображен предложенныйанкер в скважине, разрез.Анкер изготовлен из трубчатой штанги1, имеющей ограничительную. круглую голо 50 вку 2 на конце. На другом конце металлическая трубчатая штанга 1 имеет опорнуюплитку 3. и гайку 4. На трубчатой штанге 1установлены комплекты. Каждый отдельныйкомплект состоит из эластичных упругих55 шайб 5 и 6, металлического кольцевого клина 7, помещенного между шайбами 5 и 6, итороидальной эластичной упругой камеры 8,Металлическая трубчатая штанга 1 внутренней полостью соединена через отверстия 9с тороидальными камерами 8, У устья сква1737130 опорной плитки 3, надежно закрывает устье скважины,После затвердевания смолы в скважине, трещинах стенки скважины и во внутренних полостях 11 камер и штанги анкер связывает воедино легкорасслаивающиеся Составитель О.ПомашевТехред М.Моргентал Редактор А.Маковская Корректор Н,Король Заказ 1876 Тираж Подписное ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 жимы, пообуренной в горных породах 10,установлен комплект только из двух эластичных упругих шайб 5 и 6 и металлического кольцевого клине 7, помещенного между шайбами 5 и 6. При этом клин 7 своим ост-ем повернут в сторону металлической опорной плитки 3. В полости трубы 1 и тороидальных камер 8 заканчивается твердеющая смола 11,Анкер работает следующим образом.Вначале на трубчатой штанге 1 анкера устанавливают элементы всех комплектов с соблюдением описанной выше последовательности расположения их на штанге 1. Затем трубчатую штангу 1 подсоединяют к гидропроводу от гидронасоса высокого давления (не показан). После этого анкер в собранном виде вставляют в скважину и закачиванием жидкой смолы 11 в тороидальные эластичные камеры 8 создают начальное небольшое распирающее давление, удерживающее анкер в скважине. Используя начальную распертость анкера в скважине, завинчиванием гайки 4 слегка прижимают опорную плитку 3 к устью скважины. Затем, нагнетая смолу. наращивают давление в тороидальных эластичных камерах 8, которые, действуя через эластичные шайбы 5 и 5"в среднейчасти анкера, перемещают металлические кольцевые клинья 7, Клинья 7, внедряясь в эластичные шайбы 5, распирают их к стенкам скважины в горных породах 10. Дальнейшее повышение давления в, трубчатой штанге 1, в полости камер 8 и в эластичных упругих элементах 5,6,8 приводит к рассеканию шайб 5 клиньями 7, которые, достигнув тороидальных камер 8, распарывают их. Это происходит при высоком давлении в скважине. Излившись, смола заполняет сохранившиеся пустоты и смачивает все детали анкера и стенки скважины При этом высокое давление в скважине, поддерживаемое насосом высокогодавления (не показан), также способствуетвнедрению смолы в трещины горных пород 10. При таком распирании анкера в скважине эластичная шайба, расположенная у 10 15 20 25 30 35 40 45 породы 10 кровли горных выработок, Анкерработает всей своей длиной связующе, препятствует раскрытию трещин, параллельных слоистост,Предлагаемый анкер найдет широкоеприменение, особенно при разработкепластовых месторождений в пороДах осадочного происхождения. Айкер можно использовать и при укреплении горных пород .вокруг одиночных выработок.Технико-экономический эффект при использовании данного анкера достигается засчет повышения эксплуатационной надежности крепления горных выработок, повышения эффективности укрепления породсозданием обьемной грузонесущей системы из сталеполимерного анкера и омоноличенного массива,Формула изобретенияАнкер, включающий металлическуюштангу с ограничительной головкой на глубинном конце, последовательно установленные на штанге комплекты из эластичныхколец, чередующихся с металлическимишайбами, опорную плитку и натяжную гайку, о т л и ч а ю 7 и й с я тем, что, с цельюповышения эксплуатационной надежностианкера в породах, склонных к расслоению,он снабжен тороидальными эластичнымикамерами, размещенными между эластичными кольцами, а шайбы выполнены в видеметаллических кольцевых клиньев, повернутых острием к головке штанги, при этомконтактирующий с плиткой комплект выполнен без камеры с металлическим клином,повернутым острием к плитке, причем штан-.га выполнена трубчатой, полость которойсоединена с полостями камер для нагнетания в них при установке анкера твердеющейсмолы.

Смотреть

Заявка

4842026, 21.06.1990

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА АН КАЗССР

АЛТАЕВ ШАУКАТ АЛТАЕВИЧ, ПОМАШЕВ ОНАЛ ПАРМАНКУЛОВИЧ, НУРЛЫБАЕВ РЫМБЕК ОРЫНБАСАРОВИЧ, БИТИМБАЕВ МУРАТ ЖАКУПОВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21D 21/00

Метки: анкер

Опубликовано: 30.05.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1737130-anker.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Анкер</a>

Похожие патенты