Анкер для крепления породного массива

 

Изобретение позволяет повысить надежность закрепления агкера в мягких пластичных породах, поскольку возможно его возведение без предварительного бурения шпуров и последующее расклинивание с помощью р аспорных устройств. При установке анкера полая штанга 1 за счет наконечника 2 с помощью пресса или вибромолота погружается во вмещающие породы . После достижения проектной глубины в полую штангу 1 вставляется стержень 5 и досылается в донную часть. По мере продвижения по штанге 1 стержень 5 попадает в эластичные кольцевые элементы 10 и через поперечные сквозные ка налы 9 выдвигает упоры 6. которые внедряются в породный контур 15. При дальнейшем продвижении по штанге 1 стержень 5 своим конусным наконечником упирается в поперечный элемент 7, перемещает его по продольному пазу 8, перемещая одновременно и подвижную клиновую втулку 4, которая, надвигаясь на неподвижную втулку 3, расклинивается в породном массиве 15. При этом направляющая 14 попадает в продольные пазы 11, выполненные в торцовой части штанги 1. Затем на штангу 1 надевают опорную плиту 13, которая с помощью гайки 12 прижимается к породному контуру, продвигая при этом через направляющую 14 стержень 5 внутрь штанги 1. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Е 21 0 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855896/03 (22) 01.08.90 (46) 23.10.92. Бюл. M. 39 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) И.Ю.Заславский, С.А.Гердвилис, Г.Л,Зорин, B.È.Êóëäûðêàåå, Д.М.Любарев и

А.Г. Файвишенко (56) Широков А.П. Расчет анкерной крепи для различных условий применения, М,: Недра, 1976. с.208. (54) АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПОРОДНОГО

МАССИВА (57) Изобретение позволяет повысить надежность закрепления а керэ в мягких пластичных породах, поскольку возможно его возведение без предварительного бурения шпуров и последующее расклинивание с помощью распорных устройств. При установке анкера полая штанга 1 зэ счет наконечника 2 с помощью пресса или вибромолота погружается во вмещающие пороИзобретение относится к креплению подземных горных выработок, а именно к анкерной крепи для использования, преимущественно, в мягких пластичных породах.

Известен энкер для бесшпурового возведения в породном массиве, включающий стержень с острым наконечником. опорную плиту и гайку (" Исследовать процесс и область применения бесшпурового анкероваиия горных пород". Отсчет с НИР/ИГТМ АН

УССР. Руководитель 6,М.Óñà÷åíêî — Днепропетровск, 1976 — 58 с). Закрепление такого анкера обеспечивается силами трения с.ЫЛ, 1770580 А1 ды. После достижения проектной глубины в полую штангу 1 вставляется стержень 5 и досылается в донную часть. По мере продвижения по штанге 1 стержень 5 попадает в эластичные кольцевые элементы 10 и через поперечные сквозные каналы 9 выдвигает упоры 6. которые внедряются в породный контур 15. При дальнейшем продвижении по штанге 1 стержень 5 своим конусным наконечником упирается в поперечный элемент 7, перемещает его по продольному пазу 8, перемещая одновременно и подвижную клиновую втулку 4, которая, надвигаясь на неподвижную втулку 3. расклинивается в породном массиве 15. При этом направляющая 14 попадает в продольные пазы 11, выполненные в торцовой части штанги 1. Затем на штангу 1 надевают опорную плиту 13, которая с помощью гайки 12 прижимается к породному контуру, продвигая при этом через направляющую 14 стержень 5 внутрь штанги 1. 2 ил. породным массивом по принципу дюбельной крепи.

Однако, при внедрении анкера в мягкие породы возможно их высыпание по параметру стержня под действием динамических (вибрэционных) нагрузок. В связи с этим будет уменьшаться площадь контакта анкера с породным контуром и соответственно усилие закрепления анкера (его несущая способность).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является анкер конструкции Донуги АД-1 (А.П. Широков, B.À. Лидер, 1770580

50

Б.Г,Писляков, Расчет анкерной крепи для различных условий применения. M.„Недра, 1986, 208 с.).

Анкерная крепь АД-1 состоит из верхней и нижней полувтулок стержня, опорной плитки и натяжной гайки, К верхнему клину приварена гайка. Анкер устанавливается в предварительно пробуренный шпур, при этом полувтулки скользят друг по другу и распираются в стенку шпура. Для начального распора полувтулок в шпуре необходимо применение установочной трубы. Окончательное закрепление анкера в шпуре происходит при вращении стержня и подаче при этом верхней полувтулки вниз, а также завинчиаания натяжной гайки. Однако, такая крепь эффективна в прочных породах. Бурение шпуров в мягких породах связано с дополнительными трудозатратами, неровными стенками шпура при бурении из-за высыпания слабых пород. Диаметр шпура

42 мм, как правило, в 1,5...2,0 раза превышает диаметр стержня анкера (20;,.25 мм), что необходимо для размещения установочной трубы. При этом закрепление анкера механическим способом происходит только в верхней части шпура. Наличие значительного зазора между породным контуром и стержнем анкера практически по всей его длине приводит к тому, что при длительном сроке эксплуатации крепи в мягких породах будет происходит их ослабление, высыпание и, как следствие. ослабление распора анкера в шпуре, Конструкция анкера АД-1 не позволяет возводить его бесшпуровым способом.

Цель изобретения — повышение надежности закрепления анкера в мягких пластичных породах.

Поставленная цель достигается тем, что в анкере, включающем полую штангу с распорным замком в виде двух клиновидных втулок, одна из которых выполнена подвижной вдоль штанги, опорную плиту и натяжную гайку, внутри полой штанги расположен стержень с конусным наконечником. взаимодействующий с подвижно установленными и соединенными между собой эластичным кольцевым элементом упорами, расположенными в поперечных сквозных каналах, выполненных по периметру полой штанги, при этом подви>кная вдоль штанги втулка связана со штангой посредством прикрепленного к своим внутренним поверхностям поперечного элемента, расположенного в сквозном продольном пазу полой штанги. Хвостовая часть стержня снабжена направляющей, боковые стороны которой расположены а продольных пазах, выполненных в торцевой части штанги.

Такое конструктивное выполнение анкера по сравнению с прототипом и аналогичными известными решениями позволяет повысить надежность закрепления в мягких пластичных породах, так как его установка обеспечивается без необходимости бурения шпуров, а дополнительный распор обес1Î печивается как клиновыми втулками, так и упорами, которые располагаются по длине штанги. Введение стержня в штангу при установке анкера обеспечивает расклинивание втулок распорного замка и упор с вмещающими породами. Наличие на хвостовой части стержня направляющей позволяет при установке опорной плиты и звинчиаании натяжной гайки подавать стер>кень в штангу с большим усилием, что уве20 личивает надежность раскрепления анкера в породах.

Таким образом, совокупность призна ков, приведенных в отличительной части формулы изобретения, по сравнению с прототипом и известными аналогичными техническими решениями обуславливает. достижение новых свойств, обеспечиающих достижение при их использовании нового положительного эффекта, заключающегося в повышении надежности закрепления анкера в мягких пластичных породах, за счет исключения необходимости бурения шпуров и обеспечения распора как клиновыми втулками, так и упорами, расположенными по длине штанги, и, следовательно. соответствует критерию "сущесатенные отличия", Конструкция предлагаемого анкера для крепления породного массива .поясняется чертежами, где на фиг.1 изобра>кен анкер перед установкой, а на фиг,2 — анкер, установленный в шпуре. Анкер состоит из полой штанги 1, конусного наконечника 2, неподвижной клиновидной втулки 3, подвижной клиновидной втулки 4, которая крепится на штанге 1 с помощью поперечного элемента

7, расположенного в сквозном продольном пазу 8. Внутри полой штанги 1 располагается стержень 5 с направляющей 14, соответствующей продольным пазам 11 на торцевой части штанги 1, В поперечных сквозных каналах 9, расположенных в полой штанге 1, подвижно установлены упоры 6, соединенные между собой эластчным кольцевым элементом 10.

Анкер работает следующим образом.

С помощью пресса, вибромолота или другим известным способом полая штанга 1 за счет наконечника 2 погружается во вмещающие породы. После достижения проектной глубины в полую штангу 1 вставляется

1770580 стержень 5 и с помощью пресса досылается в ее донную часть. По мере продвижения по штанге 1;"стержень 5 попадает в эластичные кольцевые элементы 10 и через поперечные сквозные каналы 9 выдвигают упоры 6, ко- 5 торые внедряются в породный контур 15.

При дальнейшем продвижении по штанге 1, стержень 5 своим конусным наконечником упирается.в поперечный элемент 7. перемещает его по продольному пазу8, перемещая 10 соответственно и подвижную клиновую втулку 4, которая, надвигаясь на неподвижную втулку 3, расклинивается в породном массиве 15. При этом направляющая 14 попадает в продольные пазы 11, выполненные 15 в торцевой части штанги 1. Затем на штангу

1 надевают опорную плиту 13, которая с помощью гайки 12 прижимается к породному контуру, продвигая при этом, через направляющую 14, стержень 5 внутрь штанги. 20

Преимущество предлагаемого анкера по сравнению с прототипом заключается в повышении надежности закрепления в мягких пластичных породах, посколку он снабжен подвижно расположенным внутри 25 полой штанги стержнем с конусным наконечником, взаимодействующим с подвижно установленными и соединенными между собой эластичным кольцевым элементом.упорами, расположенными в поперечнь1х.30 сквозных каналах, выполненных по периметру полой штанги, при этом подвижная вдоль штанги клиновидная втулка связана со штангой посредством прикрепленного к своим внутренним поверхностям попереч- 35 ного элемента, расположенного в сквозном продольном пазу полой штанги, Хвостовая часть стержня снабжена направляющей, которая располагается в продольных пазах, выполненных в торцевой части штанги, Благодаря этому, возможна установка анкерной крепи без предварительного бурения шпуров с последующим надежным закреплейием в мягких пластичных породах.

Формула изобретения

1. Анкер для крепления породного массива, включающий полую штангу с распорным замком в виде двух клиновидных втулок, одна из которых установлена подвижно относительно штанги, опорную плиту и натяжную гайку, отличающийся тем, что, с целЬю повышения надежности закрепления в мягких пластичных породах, анкер снабжен подвижно расположенным внутри полой штанги стержнем с конусным наконечником и подвижно установленными упорами, соединенными между собой посредством эластичного кольцевого элемента, а в теле полой штанги выполнены поперечные скваозные каналы для размещения упоров и продольный паз, причем подвижная относительно штанги втулка установлена посредством прикрепленного к своим внутрейним поверхностям поперечного элемента, который:размещен в сквозном,продольном пазу полой штанги с возможностью взаймодействия с конусным наконечником стержня.

2,Анкер поп1,отл ича ю щийся тем, что.хвостовая часть стержня имеет направляющую, которая расположена в продольных пазах, выполненных в торцевой части штанги.

1 l70SS0

1770580

8-8

Корректор lO. Юрко вецка я

Составитель

Техред М.Моргентал

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101,Заказ 3724 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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