Винтовой анкер

 

Изобретение относится к креплению горных выработок. Сущность изобретения: винтовой анкер представляет собой стержень 1, имеющий винтовую резьбу. На хвостовике 4 стержня установлен опорный элемент 2 с гайкой 3. На забойном конце стержня 1 размещен пружинный наконечник 5 с шагом, равным шагу винтовой резьбы стержня 1. Пружинный наконечник установлен так, что один его торец свободен, а другой торец входит в зацепление с упором 6, укрепленным между витками 7 стержня 1 анкера. Ввинчивание анкера в шпур 8 производится после введения в последний скрепляющего раствора 9. При вращательно-поступательном движении анкера происходит перемешивание скрепляющего раствора 9, перемещение его в забойную часть шпура 8 и уплотнение. В результате после ввинчивания анкера в шпур образуются три зоны его закрепления с вмещающими породами по длине шпура. Это позволяет повысить несущую способность винтового анкера. 2 ил.

Изобретение относится к креплению горных выработок, а именно к винтовым анкерам.

Известен винтовой анкер, включающий цилиндрический стержень, наружная поверхность которого снабжена винтовой резьбой, и хвостовик [1].

Однако такой анкер имеет недостаточное сцепление с верхней частью шпура вследствие конусной формы последнего, что снижает его эксплуатационные качества.

Известен винтовой анкер, включающий ввинченный в шпур винтовой стержень с хвостовиком и установленный на хвостовике опорный элемент [2].

Однако эксплуатационные качества такого винтового анкера снижаются вследствие слабого сцепления с верхней частью шпура, что ухудшает условия поддержания кровли горной выработки.

Цель изобретения - повысить устойчивость заанкерованной кровли горных выработок.

Для этого винтовой анкер, включающий ввинченный в шпур винтовой стержень с хвостовиком и установленный на хвостовике опорный элемент, снабжен пружинным наконечником с шагом, равным шагу винтовой резьбы стержня, при этом один торец пружинного наконечника свободен, а другой его торец входит в зацепление с упором, укрепленным между витками резьбы стержня, причем по длине шпура между упором и свободным торцом пружинного наконечника заключен скрепляющий раствор.

Предложенная конструкция винтового анкера при его применении в горных выработках позволяет повысить несущую способность анкера за счет улучшения его сцепления с вмещающими породами.

На фиг. 1 изображен винтовой анкер, ввинченный в шпур, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Винтовой анкер включает стержень 1, опорный элемент 2 с гайкой 3, установленный на хвостовике 4, и пружинный наконечник 5. Причем один конец пружинного наконечника 5 размещен на забойном торце стержня 1 и входит в зацепление с упором 6, укрепленным между витками 7 винтовой резьбы стержня 1, а другой конец наконечника 5 - свободный. При этом пружинный наконечник 5 имеет резьбу с шагом, равным шагу винтовой резьбы стержня 1. По длине шпура 8 между упором 6 и свободным торцом пружинного наконечника 5 заключен скрепляющий раствор 9.

Винтовой анкер устанавливают следующим образом.

В шпур 8, пробуренный диаметром меньше внешнего диаметра стержня 1 и глубиной больше длины стержня 1 на величину расчетного свода расслоения пород кровли, вводят скрепляющий раствор 9. Затем на забойный конец стержня 1 с упором 6, установленным между витками 7 стержня 1, навинчивают пружинный наконечник 5 до взаимодействия его торца с упором 6. На хвостовик 4 стержня 1 надевают опорный элемент 2 и навинчивают гайку 3. После этого стержень 1 в сборе ввинчивают в шпур 8, заполненный скрепляющим раствором 9.

При вращательно-поступательном движении анкера происходит перемешивание скрепляющего раствора 9, перемещение его в забойную часть шпура 8 и уплотнение, при этом пружинный наконечник 5 служит армирующим стержнем скрепляющего раствора 9 в забойной части шпура 8. В результате после ввинчивания анкера в шпур 8 образуются три зоны его закрепления с вмещающими породами, а именно: первая зона - нижняя часть шпура 8 до места расположения упора 6, где породы армируются за счет заглубления витков 7 стержня 1 анкера в стенки шпура 8; вторая зона - забойная часть стержня 1 анкера, где осуществляется его двойное закрепление за счет заглубления витков 7 в стенки шпура 8 и скрепляющего раствора 9; третья зона - забойная часть шпура 8, где происходит взаимодействие вмещающих пород со скрепляющим раствором 9, армированным пружинным наконечником 5.

Кроме того, одновременно с перемещением скрепляющего раствора 9 по шпуру 89 в этих трех зонах происходит его проникновение в трещины стенок шпура 8 с образованием зоны упрочнения пород вокруг шпура.

Предложенная конструкция винтового анкера при его установке в шпур позволяет улучшить сцепление анкера с вмещающими породами за счет перехода от контактного взаимодействия витков стержня анкера со стенкой шпура до сплошного взаимодействия на длине шпура от упора до забоя шпура с помощью скрепляющего раствора, армированного пружинным наконечником.

Таким образом, такое закрепление анкера в шпуре позволяет повысить его несущую способность, а также увеличить глубину закрепления без удлинения самого винтового стержня анкера.

Предложенная конструкция анкера может быть использована как в выработках небольшой высоты, так и в выработках с неустойчивой непосредственной кровлей, превышающей длину стержня анкера.

Формула изобретения

ВИНТОВОЙ АНКЕР, включающий ввинченный в шпур винтовой стержень с хвостовиком и установленный на хвостовике опорный элемент, отличающийся тем, что он снабжен пружинным наконечником с шагом, равным шагу винтовой резьбы стержня, при этом один торец пружинного наконечника свободный, а другой его торец входит в зацепление с упором, укрепленным между витками резьбы стержня, причем по длине шпура между упором и свободным торцом пружинного наконечника заключен скрепляющий раствор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2