Анкерная крепь, способ ее возведения и устройство для его осуществления

Е ВООСУЩЕ оляет упДля эоят трутый с с ов икенагнет оп ость. Подутри пояется и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Атлас Копко Актиебол(57) Изобретение относится нию горных выработок и поз ростить процесс крепления. в пробуренную скважину вво чатый элемент(ТЭ) 1, эакр двух сторон посредством вт впускным отверстием на хво (Х) 3. К нему подсоединяю тельный трубопровод (ТП) 9 кают через него в ТЭ 1 жид ее давлением размещенная в лости ТЭ 1 складка распрям.80 1452489 А 3 ТЭ 1 расклинивается в скважине, Размеры складки рассчитаны на увеличение ТЭ 1 по меньшей мере на 207 его первоначальной величины. После распрямления складки в ТЭ 1 снимают давление путем слива жидкости и отсоединяют ТП 9. Установку анкерной крепи осуществляют устройством, состоящим из ТП 9 и связанного с насосом вентиля. К штанге анкера присоединен цилиндрический патрон в виде пустотелого корпуса 14 с гнездом для Х 3 и установленного в нем поршня 21. Гнездо имеет подающее кольцо 30 и аксиально установленные с обеих его сторон кольцевые манжеты 26-29, установленные в кольцевых канавках 25. Под давлением жидкости поршень 21 аксиально перемещается и манжеты 27 и 23 прижимаются к Х 3. Когда Х 3 установлен в гнезде патрона подающий канал 32 соединен с поршневой камерой и аксиально с гнездом в промежутке между , манжетами 26-29 против аксиального отверстия 3 в Х 3. 3 с.п. ф-лы, 10 ил.130 Изобретение относится к креплениюгорных выработок, а именно к анкерной крепи.Целью изобретения является упрощение процесса крепления.На фиг, 1 схематично изображенанкер для его установки в скважине,разрез; на фиг, 2 - разрез А-А нафиг, 1; на фиг, 3 - анкер послезакрепления его в скважине, попереч- "ный разрез; на фиг. 4 - цилиндрический патрон устройства для установки анкерной крепи; на фиг, 5 - разрез Б-В на фиг. 4; на фиг. 6 - видВ на фиг, 4; на фиг. 7 - разрез Г-Гна фиг. 5; на фиг, 8 - цилиндрическийпатрон, вариант; на фиг. 9 - то же,разрез; на фиг, 10 - схема установкианкерной крепи, 20Анкерная крепь состоит из способного к расширению под давлением трубчатого элемента 1, изготовленногоиз малоуглеродистой стали, в которомвыполнена продольная складка 2, размещенная внутри полости с возможностью распрямления под давлением жидкости, нагнетаемой в полость трубы 1,причем складка 2 касается противоположной внутренней поверхности, Наконцах трубы 1 запрессованы втулки:хвостовая 3 и головная 4, которыезакреплены на трубе 1 посредствомсварки, Хвостовая втулка хвостовика3 имеет фланец 5, который служит35упором для шайбы 6. Диаметр отверстия7 в шайбе 6 рассчитан на ее установкус головного конца трубы 1, В хвостовой втулке хвостовика 3 и в стенкетрубы 1 выполнены радиальные отверстия 8 для нагнетания через них в по -лость трубы 1 под высоким давлениемжидкости, например воды.Анкерную крепь устанавливают следующим образом.45В пробуренную скважину вводяттрубу 1, подсоединяют к ее хвостовику 3 нагнетательный трубопровод 9,через который производят нагнетаниежидкости в трубу 1, Введение трубча 50того элемента 1 в скважину производится безпрепятственно в связи стем, что его диаметр меньше диаметраскважины. Под давлением нагнетаемой жидкости складка 2 распрямляется и55 труба 1, расширяясь, расклинивается в скважине, Распрямление складки 2 производят с оставлением язычка 10 (фиг. 3), который под давлением жидкости сжимается. 1 осле распрямлен ия складки 2 производят снятие давления в трубчатом элементе 1 путем слива жидкости из него, При этом язычок 10 расжимается и, действуя как пружина, дополнительно прижимает трубу 1 к стенкам скважины, После снятия давления трубопровод 9 отсоединяют от трубы 1.Установку анкерной крепи осуществляют с помощью устройства, которое состоит из насоса 11, нагнетательного трубопровода 9, вентиля 12 и присоединяемого к штанге анкера цилиндрического патрона 13, Последний имеет пустотелый корпус 14 с гнездом для хвостовика 3 анкера. Корпус 14 состоит из двух частей: 15 и 16 со сквозным отверстием 17, скрепленных между собой винтами 18; В отверстии корпуса 15 имеется выступ 19, с которым сопряжена установленная в отверстии 17 втулка 20, В ступенчатой цилиндрической полости корпуса 15 размещен поршень 21 таким образом, что между поршнем 21 и корпусом образованы две камеры 22 и 23. Камера 23 постоянно сообщена с атмосферой через отверстие 24 и зазоры между корпусом и втулкой 20. В гнезде корпуса 14 имеется кольцевая канавка 25, в которой установлены четыре кольцевые манжеты 26, 27, 28 и 29 и подающее кольцо 30 между ними. Поршень 21 установлен в полости корпуса с возможностью сжатия манжет, вдоль его продольной оси, причем крайние манжеты 26 и 29 тверже внутренних 27 и 28, поэтому они деформируются незначительно и служат опорой для внутренних манжет 27 и 28 и препятствуют выдавливанию последних, Корпус 15 имеет впускное отверстие 31, к которому подсоединяют нагнетательный трубопровод 9, Последний снабжен вентилем 12, посредством которого его можно попеременно соединять с насосом 11 или производить слив. От впускного отверстия 31 отходит подводящий канал 32 к клапану 33 противодавления, а от клапана 33 отходит канал 34 к широкой кольцевой канавке 35, в падающем кольце 30 от кольцевой канавки 35 отходят радиальные отверстия 36 к другой широкой кольцевой канавке 37 на внутренней поверхности подающего кольца 30, Подающий канал 32 имеет ответвление 38, ведущее в камеру 22, Из кольце30 3 45248вой канавки 35 проходит спускной канал 39 к обратному клапану, которыйимеет квадратный элемент 40 с конической передней частью, входящей вконец канала 39, Канал 41 соединяет5цилиндрическое отверстие 42, в котором размещен элемент 40 клапана свпускным отверстием 31.Патрон 13 имеет две плоские поверхности 43 и 44 с резьбовыми отверстиями 45 и 4 б, посредством которых его можно устанавливать на любойдержавке, например на штанге 47,при помощи которой оператор можетперемещать патрон 13 и вводить анкерв скважину, пробуренную в кровле горной выработки.Устройство для установки анкернойкрепи работает следующим образом.Перед введением в скважину хвостовик 3 трубчатого элемента 1 вставляют в патрон 13, как показано нафиг. 4. После введения анкера вскважину по нагнетательному трубопроводу 9 подают воду под высокимдавлением к впускному отверстию патрона 31, Под давлением воды поршень21 перемещается и манжеты 27 и 28прижимаются к втулке хвостовика 3анкера. Затем, когда манжеты 27 и 28будут прижаты, давление увеличивают,открывается клапан 33 противодавления, подавая воду под высоким давлением внутри трубчатого элемента 1 че - З 5рез отверстия 8. После этого, какклапан 33 открйвается, он будет оставаться открытым также при падениидавления. Спускной канал 39 остаетсязакрытым элементом 40 обратного клапана, поскольку он подпружинен, Когдадавление воды достигнет заданногоуровня, например 25 МПа, впускнойвентиль 12 вручную или автоматическисрабатывает для выпуска воды из трубопровода 9 через впускное отверстие31, Поскольку через канал 41 такжеспускается вода, элемент 40 обратногоклапана открывает канал 39 для сливаводы, а клапан 33 закрывается, Поршень 21 снимает осевую нагрузку сманжет 26, 27, 28 и 29, После снятиядавления патрон 13 снимают с анкера,который теперь закреплен в скважине.Конструктивный вариант патрона,представленный на фиг. 8 и 9, отличается тем, что поршень 21 с кромкой48 образует золотниковый клапан, который регулирует полость 49 в канале 9434, который соединен с подающим коль - цом 30, Этот золотниковый клапан заменяет клапан 33 (фиг, 4), причем он не впускает воду под высоким давлением в подающее кольцо 30 до тех пор, пока манжеты 27 и 28 не будут сжаты. Когда производят слив, вода из анкера проходит через обратный клапан в трубопровод 9,Формула изобретения 1, Анкерная крепь, включающаяспособный к расширению под давлениемжидкости трубчатый элемент, закрытыйс обеих сторон посредством втулок свпускным отверстием на хвостовике,проходящем через втулку внутрь трубы,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью упрощения процесса крепления,трубчатый элемент выполнен с аксиальной продольной складкой, размещеннойвнутри его полости с возможностьюраспрямления под давлением жидкости.2. Анкерная крепь по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что размеры складки рассчитаны на увеличениедиаметра трубчатого элемента по меньшей мере на 207 его первоначальнойвеличины, а отверстие во втулке размешено аксиально,3. Способ установки анкерной крепи, включающий введение трубчатогоэлемента в скважину, подсоединениек его хвостовику нагнетательноготрубопровода, нагнетание жидкостидля распора трубчатого элемента в скважине и отсоединение от него трубопровода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед отсоединением трубопровода производят снятие давления в трубчатом элементе путем слива жидкости из него.Устройство для установки анкерной крепи, включающее насос, нагнетательный трубопровод, штангу с вентилем, который соединен с насосом, и присоединяемый к анкеру цилиндрический патрон с подающим каналом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что патрон выполнен в виде пустотелого корпуса с гнездом для хвостовика анкера, имеющим подающее кольцо и аксиально установленные, с обеих сторон кольцевые манжеты и поршня, который ус -тановлен в полости корпуса с возможностью аксиального перемещения подающего кольца и аксиального сжатия манжет1 л 52489 фиг. 3 вдоль его продольной оси с прижатием ко втулке анкера, прн этом канал соединен с порщневой камерой и аксиально с гнездом в промежутке между манже 5 тами против а к с пального отверстия во втулке анкера, когда его хвостоввик установлен в гнезде патрона, вкотором вьяолнена кольцевая канавка для размещения в ней манже г и подающего кольца.1452489Составитель Л. Березкина Редактор Ю, Середа Техред Л.Сердюкова Корректор М, Демчи Заказ 7095/58 Тираж 449 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5енно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро изводоектная,