Анкер для крепления горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обеспечения контроля за натяжением анкера в процессе установки и эксплуатации. Для этого узел податливости анкера выполнен в виде пакета шайб б р калиброванным центральным отверстием. На хвостовой части стержня установлена втулка 5, выполненная в виде калиброванного усеченного конуса. Калибр втулки 5 у вершины усеченного конуса равен калибру отверстий шайб 6, а у основания конуса калибр втулки 5 больше калибра отверстий шайб 6 и определяется усилием вдавливания. Шайбы 6 пакета выполнены из податливого материала и установлены с возможностью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конуса калиброванной втулки 5. При этом шайбы 6 имеют различную податливость и расположены в пакете с возрастанием модуля упругости в направлении от втулки 5 к опорной плитке 3. При закручивании натяжной гайки 4 конусная втулка 5 внедряется в пакет шайб с усилием, составляющим 60-70% от несущей способности замка 2. При развитии смещения пороД по контуру выработки втулка 5 внедряется в пакет шайб 6 с усилием 80- 90% от несущей способности замка 2. 2 ил. (Л С

„„ЯЦ „„1758239 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (si)s Е 21 0 21/00 с

4ЙЩ„ -:яд,,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",""", „"у-

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) AHKEP ÄËß КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЬ!Х ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для обеспечения контроля за натяжением анкера в процессе установки и эксплуатации. Для этого узел податливости анкера выполнен в виде пакета шайб 6 с калиброванным центральным отверстием. На хвостовой части стерж1 (21) 4788410/03

{22) 05.02.90 (46) 30.08;92. Бюл. N. 32 (71) Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Н;Т; Бедарев, А;И. Бурмистров, С,А.Толмачев, В.А. Рыжов и Р,У, Хадеев (56) Авторское свидетельство СССР . М 924393. кл. Е 21 D 21/00, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 1289996, кл. Е 21 0 21/00, 1985, ня 1 установлена втулка 5, выполненная в виде калиброванного усеченного конуса, Калибр втулки 5 у вершины усеченного конуса равен калибру отверстий шайб 6, а у основайия конуса калибр втулки 5 больше калибра отверстий шайб 6 и определяется усйлием вдавливания. Шайбы 6 пакета выполнены из податливого материала и установлены с возможйостью сдвижения при деформировании вдоль образующей боковой поверхности конуса калиброванной втулки 5, При этом шайбы 6 имеют различ- ную податливость и расположены в пакете с возрастанием модуля упругости в направлении от втулки 5 к опорной плитке 3. При закручивании натяжной гайки 4 конусная втулка 5 внедряется в пакет шайб с усилием, составляющим 60-700, от несущей способности замка 2; При развитии смещения nopog по контуру выработки втулка 5 внедряется в пакет шайб 6 с усилием 80907ь от несущей способности замка 2. 2 ил.

1758239 составить 80-90% от несущей способности датливаго материала и установлены с возможностью сдвижения при деформиро- замка. Зто требование будет выполнено при

3 . - 4

Изобретение относится к гарному делу. вании вдоль образующей боковой поверхи может быть использовано для крепления ности конуса калиброванной втулки, причем горных выработок с прйменеййем"анкеров.. шайбы имеют различную податливость и

Известен анкер для крепления гарных расположены в пакете с возрастанием мовыработок, включающий замок," стержень, 5 дуля упругости в направлении от калиброапорную плиту и натяжную гайку, :: -:: . ванной втулки к опорной плите.

Недостаток анкера в том, что ой не име- На фиг.1 изображен анкер в сборе; на ет узла податливости и при натяжении, пре- фиг.2 — узел податливости с указанием павышающем усилие закрепления замка, раметров(г,1, D, R). входящих в математичеанкер теряет несущую способность,, 10 ское выражение, Наиболее близким к предлагаемому Анкер включает в себя стержень 1, за является анкер, выполненный с узлом по- мок 2, опорную пли-:.у 3, натяжное устройдатливостиввйдеустановленныанастерж- . ство в виде гайки, конусную втулку 5 и не конусного рассекателя и разруааемой податливый элемент из пакета шайб 6, цилиндрической втулки с фланцем, при 15 . Анкер работает следующим образом, этом рассекатель размещен между натяж-: После закрепления в шпуре стержня 1 ной гайкой и разрушаемой втулкой; :, : . замком 2 на стержне 1 размещают опорную

Недостаток известного анкера в там, плитку 3, пакет шайб 6, втулку 5 и натяжную чта величина внедрения конусного рас-. гайку 4. При закручивании натяжной гайки секателя во:втулку не увязана с усилием 20 4 конусная втулка 5 внедряется в пакет йатяжения анкера при его установке и экс- шайб 6 с усилием, составляющим 60-70% от плуатации; Кроме тога, разрушение втулки несущей способности замка 2, в дальнейпраисходит "не поэтапно, а произвольно, шем при.развитии смещения парад по конпри этом деформированная втулка оСтаетсй туру выработки втулка 5 внедряется в пакет настержнеи создаетусловиедлятравмиро- 25 шайб 6 с усилием 80 — 9б% от несущей спования рабочих,:: .:.. - . собности замка 2 из условия, чтобы не соЦелью Изобретения является обеспече- - рвать анкер с"замка, ние контроля за натяжением анкера в йро- П а и м е р, Для выработки сечением $с = цессе установки и эксплуатации; .. ".:: =.10м, проводимой на глубине Н = 300 м по

Поставленная цель достигается тем; чта 30 пласту мощностью m = 1,5 м с присечкой узел податливости выполнен в виде пакета пород кровли средней крепости f = 3-5, при шайбскалиброванйымцентральнимотвер- залегании пласта под углом 5 — 10, срок стием, а втулка выполнена в виде калибра- службы выработки 2 года. Выработка погаванного усеченного конуса, причем калибр . шается ачйстйыми работами, смещение повтулки у вершины усеченного конуса равен 35 .род за oecb срок службы выработки калибруотверстий шайб,а уаснованияусе- составляет 200-210 мм. Усилие закреплеченного конуса ее калибр больше калибра ния замков анкера составляет 3800-4000 отверстий шайб и определяется усилием "кгс. В этом случае усилие затяжки анкера вдавливания, равным .::, при его установке должно быть 2300 — 2700

40 кгс, такое усилйе вдавливания кайусной л Е1, R — г 1 Э вЂ” с1:." : втулки в пакет шайб будет обеспечено при

R+ r ..,: : внедрении ее на глубину l = 3,5 см (при большем диаметре конуснай втулки Ь = 4,3 где Р— усилие вдавливайия конусной втул- см и меньшем диаметре конусной втулки с1 ки.в пакет шайб, кгс;; .; . 45 =2,2 см), В прарезиновые шайбы с модулем

Кр: — коэффициент трения втулки по упругости при растяжении Е = 300 кгс/см шайбам;::: .:- :: -::.::: :::::: при наружном радиусе шайб и = 5 см, с

Я вЂ” наружный радиус шайб, см,: -: центральным отверстйем радиусом r = 1,1

r — радиус отверстий в шайбах, См ; : см при коэффициенте трения втулки по шайŠ— модуль упругости материала шайб 50 бе f p = 0,6, усилие вдавливания P составит при растяжении, кгс/см;

1- высота конусной втулки, см;:," 3,14 300 5 — 1,1 3,5 4,3 — 2,2

0 — больший диаметр конусной втулки,:: ., 5 + 1,1 см; . ; . :..: . "-.::: : -.2656 кгс, d — меньший диаметр конусной втулки, 55 см, ...:.: . .;:,: : . В дальнейшем при высоте конусной при этом шайбы йакета вылалнены из no- втулки1-3,5 см усилие внедрения должно

1758239 модуле упругости шайб Е = 405 кгс/см, в г этом случае усилие внедрения Р составит

3,14 405 5 — 1,1 3,5 4,3 — 2,2

5+1,1

= 3585 кгс

Crr. 2

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал

Корректор О.Юрковецкая

Заказ 2980 Гираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретейиям и открйтиям при ГКНТ СССР

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

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

Таким образом, суммарная толщина шайб с модулем упругости Е = 300 кгс/см г должна быть 3,5 см (из условия затяжки анкера при установке), а с модулем упругости

Е = 405 кгс/смг — 210 мм (из условия развития смещений пород по контуру выработки).

Для набора пакета шайб можно использовать бывшие в употреблении транспортерные прорезиновые ленты, толщина которых составляет n = 1,5 см, а модуль упругости при растяжении колеблется в пределах

Е = 210-480 кгс/смг. B приведенном примере потребуется 14 шайб с модулем упругости Е = 405 кгс/см, которые следует г располагать у опорной плитки, а три шайбы с модулем упругости E =300 кгс/см следует г располагать поверх 14 шайб непосредственно у конусной втулки (лишний 1 сМ пой-. дет в запас податливости), Формула изобретения

Анкер для. крепления горных выработок, включающий замок, соединенный с головной частью стержня, и опорную плитку, натяжную raQxy, узел податливости с конусной втулкой, установленные на хвостовой

; части стержня, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля за натяжением анкера в процессе установки и эксплуатации, ysen податливости выполнен в виде пакета шайб с калиброванным центральным отверстйем-, а втулка выполнена в

5 виде калиброванного усеченного конуса, причем калибр втулки у вершины усеченного конуса равен калибру отверстий шайб, а у основания усеченного конуса ее калибр больше калибра отверстий шайб и опреде10 ляется усилием вдавливания, равным,Р KEfт R — r D — d

R+l где Р— усилие вдавливания конусной втулки

15 в пакет шайб, кгс;

f» — коэффициент трения втулки по шайбам;

R — наружный радиус шайб, см;

r — радиус отверстий в шайбах, см;

20 E — модуль упругости материала шайб при растяжении, кгс/см; г.

l — высота конусной втулки, см;

0 — больший диаметр конусной втулки, см, 25 d — меньший диаметр конусной втулки, см„ при этом шайбы пакета выполнены из податливого материала и установлены с возможностью сдвижения при деформиро30 вании вдоль образующей боковой поверхности конуса калиброванной втулки, причем шайбы имеют различйую податливость и расположены в пакете с возрастанием Мо дуля упругости в направлении от калибро35 ванной втулки к опорной плитке.