Анкер

 

Изобретение относится к горной промышленности . Цель - повышение эксплуатационной надежности анкера. Анкер содержит узел податливости, опорную плиту 3 и канат (К) 1. Один конец К 1 имеет натяжную втулку 4, вставленную в отверстие опорной плиты 3 и зафиксированную на ней гайкой 5. Другой конец К 1 закреплен на торце узла податливости. Узел податливости выполнен в виде конусной пружины (П) 2 с уменьшающимся к глубинному концу шагом навивки. Концы торцовых витков (ТВ) размещены по диаметру П 2. Причем К 1 перекинут через ТВ с возможностью охвата их посредством петель, которые образуют совместно с ТВ полиспастную систему. При установке анкера в пробуренной скважине узел податливости размещают за пределами возможной зоны разрушения пород. Затем К 1 натягивают и вводят анкер в работу. При натяжении К 1 он проскальзывает вокруг концов ТВ. Длина ветвей петель полиспаста уменьшается. Это ведет к сжатию П 2 и увеличению ее диаметра. В результате увеличения диаметра П 2 происходит расклинивание анкера в скважине. Величина податливости анкера зависит от длины П 2 и количества ветвей полиспаста. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744806/03 (22) 16.08.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Днепропетровский государственный головной проектный институт "Днепрогипрошахт" (72) С. В. Зиньковский, В. К. Кононенко и В. И. Кащук (53) 622.281.74(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1073469, кл. Е 21 D 21/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1016526, кл. Е 21 D 21/00, 1982, (54) АНКЕР (57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель — повышение эксплуатационной надежности анкера. Анкер содержит узел податливости, опорную плиту 3 и канат (К) 1. Один конец К 1 имеет натяжную втулку 4, вставленную в отверстие опорной плиты 3 и зафиксированную

„„SU 1б93257А1 на ней гайкой 5. Другой конец K 1 закреплен на торце узла податливости. Узел податливости выполнен в виде конусной пружины (П) 2 с уменьшающимся к глубинному концу шагом навивки. Концы торцовых витков (ТВ) размещены по диаметру П 2. Причем К 1 перекинут через ТВ с воэможностью охвата их посредством петель, которые образуют совместно с ТВ полиспастную систему. При установке анкера в пробуренной скважине узел податливости размещают за пределами возможной зоны разрушения пород. Затем К 1 натягивают и вводят анкер в работу.

При натяжении К 1 он проскальзывает вокруг концов ТВ. Длина ветвей петель полиспаста уменьшается. Это ведет к сжатию П

2 и увеличению ее диаметра. В результате увеличения диаметра П 2 происходит расклинивание анкера в скважине. Величина податливости анкера зависит от длины П 2 и количества ветвей полиспаста, 5 ил.

1693257

15

40

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к креплению гарных выработок.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности анкера.

На фиг. 1 изображен анкер, общий вид; на фиг. 2 — то же, после исчерпания податливости; на фиг. 3 — вид А на фиг, 2; на фиг.

4 — узел на фиг. 2; на фиг. 5 — расчетная схема конусной пружины

Анкер включает канат 1, соединенный с торцом узла податливости, выполненным в виде конусной пружины 2 с шагом навивки, уменьшающимся к глубинному концу, причем концы торцовых витков размещены по диаметру пру>хины 2, Один конец каната 1 зафиксирован на опорной плите 3 при помощи вставленной в ее отверстие натяжной втулки 4 и гайки 5, а другой — перекинут через концы торцовых витков с возможностью их охвата посредством петель, образующих совместно с концами торцовых витков полиспастную систему, и закреплен на конце верхнего торцового витка.

Анкер работает следующим образом.

При установке анкера в пробуренной сква>кине б.узел податливости размещают за пределами возможной зоны разрушения пород вокруг выработки. Затем при помощи гайки 5 и натяжной втулки 4 производят оптимальное заданное гарно-техническими условиями натяжение каната 1 и вводят анкер в работу. При расслоении пород вокруг выработки опорная плита 3 смещается внутрь выработки. При этом происходит натяжение каната 1, при котором он проскальзывает вокруг концов торцовых витков пружины 2. Длина ветвей полиспаста уменьшается, что ведет к сжатию пружины

2. Это, в свою очередь, приводит к увеличению диаметра пружины и тем самым к обеспечению ее распора в стенки скважины. За счет переменного шага навивки канусной пружины 2 при ее сжатии происходит постепенное увеличение диаметра витков и расклинивание узла податливости в стенки скважины 6. Смещение опорной плиты 3 совместно с породами снижает величину напряжений в массиве пород, окружающих выработку. После этого смещение каната 1 и сжатие конусной пружины 2 прекращается и канат I находится в натянутом состоянии, величина натяжения при этом определяется усилием сжатия конуснай пружины 2.

При дальнейшем увеличении нагрузки на опорную плиту 3 цикл повторяется да тех пор, пока конусная пружина 2 не сожмется полностью. С этого момента анкер начинает работать в жестком режиме. Величина податливости анкера зависит от длины конусной пружины 2 и количества ветвей поли- спаста, образованного канатом 1, Величину податливости анкера и сопротивление податливости принимают B зависимости от конкретных горно-геологических условий проведения и поддержания выработки. Сопротивление податливости регулируют жесткостью пружины на сжатие, которую определяют по известным формулам. Величину податливости анкера определяют по формуле (фиг. 5)

Uп=2 Do(— -sin(n+ 1)rpsin (np+ )

cos—

2 — cosptg ); (2

Р тр а= arctg

Fconp где Do — диаметр скважины; у — угол кануснасти пружины;

n — количество витков кануснай пружины;

Р— усилие предварительного сжатия пружины, при ее установке в скважине;

Fcor — несущая способность анкера;

1тр. — коэффициент трения металл — порода, а шаг навивки из выражения

li — cos @sin (— +2 imp), 20О а

cos—

2 где i — порядковый номер витка конусной пружины от дна скважины.

Пример. Исходные данные для расчета:

Do = 43 мм, предварительное (монтажное) усилие сжатия конусной пружины в скважине Р = 40 кг, необходимая несущая способность анкера Fconp = 8000 кг, коэффициент трения металл — порода f p = 0,4.

Значение а для приведенных исходных данных составит;

Р тр 40 04 а = агстЯ F = s«tg 8000 =1,14. сопр

Принимая из конструктивных соображений количество витков конусной пружины замка п = 10 и угол конусности пружины = 1, определяют величину податливости анкера

U = 2Do (счж sin (n + 1)а sin

cos2 (np+> ) — cosa tg tg a(n — 2 )=

Я а 3

=2 43(— . sin11sin10,57-cos1tg0,57cos 0,57

-tg 1,14 8,5)=329 мм.

Сравнивая эту величину с величиной ожидаемого смещения породнога контура

1693257

15 выработки, определяют возможность установки анкеров в данных условиях. Величина податливости анкеров должна быть больше или равна смещению породного контура.

Формула изобретения

Анкер, включающий узел податливости, опорную плиту и канат, один конец которого имеет натяжную втулку, вставленную в отверстие опорной плиты и зафиксированную на ней посредством гайки, а другой конец закреплен на торце узла податливости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности анкера, узел податливости выполнен в виде конус5 ной пружины с уменьшающимся к глубинному концу шагом навивки, при этом концы торцовых витков размещены по диаметру пружины, а канат перекинут через них с возможностью охвата посредством петель, 10 образующих совместно с торцами торцовых витков полиспастную систему.

1693257

Составитель Б. Усан — Подгорнов.

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор H. Король.Редактор M. Янкович

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4061 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5