Трубчатый анкер и способ его установки

 

Изобретение относится к креплению горных выработок (КГВ), в частности к конструкции анкеров (А) и способам их установки, и может быть использовано для КГВ и подземных сооружений различного назначения. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности анкера и обеспечение многократности использования. Анкер состоит из трубы (Т), диаметр которой превышает диаметр шпура (Ш), с разрезом на всю длину по винтовой линии (ВЛ). Шаг последней увеличивается к головному концу А. Хвостовик А снабжен опорным кольцом для плиты, а головной конец - упором для монтажной штанги (МШ). Перед размещением в Ш предварительно разрезанный по винтовой линии А скручивают МШ в пределах упругой деформации, после чего размещают с зазором в Ш и производят закрепление А путем снятия деформации. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к креплению горных выработок, в частности к конструкциям анкерных крепей и способам их установки, и может быть использовано для крепления горных выработок и подземных сооружений различного назначения.

Известна трубчатая анкерная крепь типа "Сплит-Сет", включающая стальную трубу с продольной прорезью по всей длине и постоянной шириной, несущей фланец для удержания опорной плиты, причем головной конец крепи выполнен в виде усеченного конуса для удобства установки в скважину меньшего диаметра, чем стальная труба (Скотт Д. Новая анкерная крепь. - Глюкауф, 1980, N 3, с. 6-10).

К недостаткам следует отнести невысокую надежность крепления участков, подвергаемых сейсмическому воздействию от взрывных работ, и невозможность извлечения штанговой крепи из шпуров или скважин для их повторного использования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является трубчатый анкер фрикционного типа, включающий трубу, диаметр которой превышает диаметр шпура, с продольным разрезом по всей длине, при этом головной конец трубы выполнен конусным и снабжен поперечным упором для монтажной штанги, установленным консольно трубе напротив разреза, а хвостовик снабжен опорным кольцом для плиты (авт. св. СССР N 1240910, кл. E 21 D 21/00, 1986).

Недостатками этого анкера являются невысокая надежность при использовании его на сейсмически опасных участках, а также невозможность извлечения крепи из шпура или скважины для их повторного использования.

Известен способ установки трубчатых анкеров, включающий бурение шпура, введение трубы конусообразным концом в шпур и закрепление его за счет энергии удара по хвостовику анкера.

К недостатку следует отнести то, что трубчатые анкеры фрикционного типа, установленные указанным образом, не подлежит извлечению, что ведет к значительным затратам на крепление выработок различного назначения, в первую очередь подлежащих закладке очистных выработок.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ установки анкеров типа "Свельэкс", включающий бурение шпура, размещение с зазором в шпуре анкера (стальная труба, фальцованная до диаметра 28 мм, на обоих концах перехваченная манжетами, герметизирующими полость трубы, и имеющая на хвостовике расширение для удержания опорной плиты и отверстие для подачи воды) и закрепление анкера за счет развертывания трубы в шпуре при подаче воды под высоким давлением (Гетус В. и Красс Д. Крепь горизонтальных выработок. - Глюкауф", 1981, с.31-32).

К недостатку анкеров, установленных этим способом, следует отнести невысокую эксплуатационную надежность их в выработках, испытывающих влияние очистных работ (взрывов или динамических проявлений горного давления), так как при этом снижается несущая способность анкеров.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности анкера и обеспечение многократности использования.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатом анкере фрикционного типа, включающем трубу, диаметр которой превышает диаметр шпура, с разрезом по всей длине, хвостовик снабжен опорным кольцом для плиты, а головной конец - упором для монтажной штанги, разрез выполнен по винтовой линии с шагом, увеличивающимся к головному концу анкера.

Поставленная цель достигается также тем, что в способе установки анкеров, включающем бурение шпура, размещение с зазором в шпуре анкера и закрепление его, перед размещением в шпуре предварительно разрезанный по винтовой линии анкер скручивают монтажной штангой в пределах упругой деформации, а закрепление анкера производят путем снятия деформации.

Решений со сходными признаками в научно-технической литературе и патентной документации не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен трубчатый анкер с монтажной штангой в шпуре, разрез; на фиг. 2-5 - разрезы А-А, Б-Б, В-В и Г-Г на фиг. 1 соответственно.

Трубчатый анкер состоит из трубы 1 с разрезом 2 по винтовой линии на всю длину трубы и опорным кольцом 3 для удержания опорной плиты 4. В трубе 1 в головной части консольно жестко закреплен поперечный упор 5 для монтажной штанги 6. Упор 5 снабжен фиксирующим устройством для зацепления головной части монтажной штанги 6. Фиксирующее устройство для простоты изготовления выполнено в виде отверстия 7 квадратного сечения (варианты его выполнения могут быть любыми). В комплект монтажной штанги 6 входит крышка 8 с упором 9 для опорного кольца 3, штырем 10 и удерживателем 11. Шаг резьбы разреза трубы 1 анкера выполнен увеличивающимся к головному концу. Монтажная штанга 6 также имеет хвостовик 12, предназначенный для скручивания трубы 1 бурильной машиной.

Трубчатый анкер устанавливают следующим образом.

Согласно паспорту крепления горных выработок по определенной сетке в зависимости от крепости пород и их устойчивости бурят шпуры 13 для установки анкеров. На определенном расстоянии от каждого шпура бурят подбурки 14, предназначенные для размещения в них штырей 10. Разрезанную по винтовой линии трубу 1, помещают в специальное устройство, снабженное углублениями под штырь 10 и трубу 1 анкера, а также приводом для скручивания трубы 1. Углубление под трубу 1 выполнено из трубы диаметром, превышающим наружный диаметр недеформированной трубы 1. Затем в трубу 1, помещенную в углубление, вводят штангу 6, головной конец ее фиксируют в отверстии 7 поперечного упора 5. После этого надевают крышку так, чтобы упор 9 вошел в паз опорного кольца 3, а штырь 10 - в углубление для него. После выполнения этих операций хвостовик 12 монтажной штанги 6 соединяют с приводом и скручивают трубу 1 меньшего диаметра, чем диаметр шпура 13. Затем монтажную штангу 6 жестко фиксируют с крышкой 8 при помощи удерживателя 11 и извлекают трубу 1 со всем комплектом монтажной штанги и углубления. Далее вводят трубу 1 и штырь 10 соответственно в шпур 13 и подбурок 14, освобождают монтажную штангу из отверстия 7, убирают крышку 8. В результате снятия деформации труба 1 по всей наружной поверхности плотно закрепляется на боковой поверхности шпура 13. Снятие анкера производят в следующей последовательности. Монтажную штангу 6 с комплектом фиксируют в отверстии 7 поперечного упора 5, а крышку 8 - штырем 10 в подбурку 14. После этого скручивают трубу 1, удерживателем 11 фиксируют деформированную трубу с крышкой 8 и монтажной штангой 6 и извлекают трубчатый анкер для повторного использования.

Трубчатый анкер обладает следующими преимуществами перед известными анкерами того же назначения: позволяет удерживать кровлю в сейсмически активных выработках; обеспечивает многоразовое использование, что позволяет использовать анкер в качестве временной крепи в забоях горных выработок, подвергаемых воздействию взрывных работ (после ухода выработки на достаточное расстояние трубчатые анкера снимают и заменяют их традиционными анкерами - клинощелевыми штангами или железобетонными, а извлеченные анкерами перемещают к груди забоя).

Формула изобретения

1. Трубчатый анкер, включающий трубу, диаметр которой превышает диаметр шпура, с разрезом по всей длине, опорное кольцо для плиты, размещенное на хвостовике анкера, и упор для монтажной штанги, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности анкера и обеспечения многократности использования, разрез выполнен по винтовой линии с шагом, увеличивающимся к головному концу анкера.

2. Способ установки трубчатого анкера, включающий бурение шпура, размещение с зазором внутри шпура анкера и закрепление его, отличающийся тем, что перед размещением в шпуре предварительно разрезанный по винтовой линии анкер скручивают монтажной штангой в пределах упругой деформации, а закрепление анкера производят путем снятия деформации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5