Трубчатый анкер

 

Изобретение относится к горному делу, конкретно к металлической анкерной крепи. Сущность изобретения заключается в том, что трубчатый анкер включает анкерную трубу с размером и торцевым наружным ограничителем, опорную шайбу и распорное устройство в виде вставки и клинового стержня, установленных с возможностью перемещения в анкерной трубе. Анкерная труба выполнена с внутренним упором, расположенным со стороны, противоположной торцевому наружному ограничителю, разрез - продольным на всей длине анкерной трубы, а вставка - из уплотняемого материала, например дерева. 6 з. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к металлической анкерной крепи.

Известен трубчатый анкер, включающий анкерную трубу с концевыми опорными элементами для крепления пород горной выработки, расположенное в анкерной трубе распорное устройство, выполненное в виде установочной трубы с фиксатором, ударного механизма и распорных стержней, ударный стержень с ограничителем перемещения [1] Существенным недостатком известного трубчатого анкера является фиксированный размер наружного диаметра анкерной трубы после ее распора предназначенным для этого устройством, что при возможных отклонениях фактического диаметра шпура от его номинальной величины в пределах ±2 мм приводит к значительному разбросу величины усилия распора анкера или к затруднениям с его закреплением в шпуре.

Недостатком известного анкера является также сложность конструкции устройства для распора, а также сложность и недостаточная надежность закрепления анкера ввиду неустойчивого положения распорного стержня в анкерной трубе.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трубчатый анкер, включающий анкерную трубу с пазом и торцовым наружным ограничителем, опорную шайбу и распорное устройство в виде вставки и клинового стержня, устанавливаемых с возможностью перемещения в анкерной трубе [2] Анкерная труба выполнена с несколькими пазами, причем пазы имеют П-образную форму.

Распор анкера производится путем забивки клина во вставку, что сопровождается деформированием трубы на участках, ограниченных П-образными пазами, и прижатием их к стенкам шпура.

Прижатие опорной шайбы к породам закрепляемой выработки осуществляется винтовой парой.

В известном анкере достигается упрощение конструкции и уменьшается зависимость величины усилия распора от фактического диаметра шпура.

Однако известному анкеру присущ ряд существенных недостатков: во-первых, анкерная труба, имея контакт со стенками шпура только на концах отогнутых участков, практически линейный, не может обеспечить высокое распорное усилие анкера; во-вторых, П-образная форма пазов значительно уменьшает несущую способность анкерной трубы из-за наличия в ней сечения, ослабленного поперечными участками этих пазов; в-третьих, создаваемый вручную винтовой парой начальный распор анкера не может иметь требуемую величину; в-четвертых, установка анкера характеризуется повышенной трудоемкостью, так как требует выполнения двух операций (забивка клина во вставку и прижатие шайбы к породам винтовой парой).

Кроме того, конструкция анкера обуславливает необходимость контролирования и строгого соблюдения длины пробуренного шпура.

Задача изобретения повышение несущей способности, распорного усилия и усилия прижатия к породам закрепляемой выработки опорной шайбы, а также снижение трудоемкости установки анкера.

Задача достигается тем, что в трубчатом анкере, включающем анкерную трубу с пазом и торцовым наружным ограничителем, опорную шайбу и распорное устройство в виде вставки и клинового стержня, устанавливаемых с возможностью перемещения в анкерной трубе, последняя выполнена с внутренним упором, расположенным со стороны противоположной торцевому наружному ограничителю, паз продольным на всей длине анкерной трубы, а вставка из уплотняемого материала, например дерева.

Кроме того, задачей изобретения является обеспечение возможности изменения места закрепления анкерной трубы в шпуре, что достигнуто снабжением анкера проставкой для установки в анкерной трубе между распорным устройством и внутренним упором.

Кроме того, задачей является и обеспечение возможности закрепления анкерной трубы по всей длине шпура или в нескольких его местах, для чего анкер снабжен дополнительными распорными устройствами для установки в анкерной трубе, выполненными идентично описанному распорному устройству, и проставками для установки между ними.

Для обеспечения возможности извлечения анкера при погашении выработки анкер снабжен демонтажной штангой с захватами или с концевой резьбой, а клиновой стержень выполнен с фигурными пазами или с резьбовым участком для взаимодействия соответственно с захватами или с концевой резьбой демонтажной штанги.

С целью снижения металлоемкости анкера клиновой стержень может быть выполнен составным в виде монтажной штанги с цилиндрическим и конусным участками и наружной втулки с фаской, установленной подвижно на цилиндрическом участке монтажной штанги.

Для возможности извлечения анкера при выполнении клинового стержня составным в виде монтажной штанги и наружной втулки он снабжен демонтажной штангой с захватами или с концевой резьбой, а наружная втулка выполнена со стороны противоположной фаске с фигурными пазами или с резьбовым участком для взаимодействия соответственно с захватами или с концевой резьбой демонтажной штанги.

Отличительные признаки предлагаемого анкера в ряду аналогичных технических решений не известны. Эти признаки сообщают предлагаемому новые положительные качества, заключающиеся в том, что при их реализации достигается более быстрое простое и надежное закрепление анкера в шпуре, повышение его несущей способности, а также более простое конструктивное исполнение устройства для закрепления анкерной трубы.

Предполагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид анкера до его закрепления шпуре; на фиг. 2 расположение анкера в шпуре после распора анкерной трубы; на фиг. 3 то же, при выполнении анкера с проставкой для изменения места закрепления анкерной трубы в шпуре; на фиг. 4 то же, при выполнении анкера с дополнительными распорными устройствами и проставками; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 6 анкер, снабженный демонтажной штангой для извлечения клинового стержня, выполненного с фигурными пазами; на фиг. 7 то же, при выполнении клинового стержня с резьбовым участком; на фиг. 8 анкер с составным клиновым стержнем, выполненным в виде монтажной штанги и наружной втулки; на фиг. 9 анкер, снабженный демонтажной штангой для извлечения наружной втулки, выполненной с фигурными пазами; на фиг. 10 то же, при выполнении наружной втулки с резьбовым участком.

Предлагаемый анкер состоит из анкерной трубы 1, расположенного в этой трубе распорного устройства 2, выполненного в виде вставки 3 и клинового стержня 4, и опорной шайбы 5.

Анкерная труба 1 имеет торцевой наружный ограничитель 6, внутренний упор 7 с противоположной ограничителю 6 стороны и выполнена с продольным пазом 8.

Вставка 3 выполнена из твердого уплотняемого материала, например дерева, клиновой стержень 4 из твердого неуплотняемого материала, например стали.

Анкер может быть снабжен проставками 9 и дополнительными распорными устройствами 10, выполненными идентично распорному устройству 2.

Клиновой стержень 4 со стороны противоположной клину может иметь фигурные пазы 11 или резьбовой участок 12 для соединения со специальной демонтажной штангой 13, выполненной соответственно с захватами 14 с концевой резьбой 15.

Возможно выполнение клинового стержня 4 составным в виде монтажной штанги 16 с цилиндрическим 17 и конусным 18 участками и наружной втулки 19 с фаской 20.

В этом случае одна монтажная штанга 16 используется на партию трубчатых анкеров: Для извлечения наружной втулки 19 она выполняется с фигурными пазами 21 или с резьбовым участком 22, а анкер снабжается демонтажной штангой 23, выполненной соответственно с захватами 24 или с концевой резьбой 25.

Установка анкера осуществляется следующим образом.

В пробуренный шпур 26 вставляется анкерная труба 1 до упора ограничителя 6 через опорную шайбу 5 в породный массив. В анкерную трубу последовательно вводят вставку 3 до упора во внутренний упор 7, клиновой стержень 4 клиновой частью в сторону вставки и специальный промежуточный стержень 27, на который воздействуют инструментом ударного, ударно-вращательного или статического ("нажимного") действия (на чертежах не показан).

При включении указанного инструмента осуществляется силовое продольное воздействие промежуточного стержня 27 на клиновой стержень 4, который, перемещаясь в анкерной трубе 1, внедряется во ставку 3. При этом материал вставки начинает уплотняться, а усилие от клинового стержня 4 через вставку 3 передается на внутренние стенки анкерной трубы 1, вызывая ее деформацию и прижатие к стенкам шпура.

Наличие у анкерной трубы продольного паза 8 облегчает ее деформацию и прижатие к стенкам шпура.

Выше описан случай закрепления анкера концевой частью анкерной трубы.

При необходимости изменения места распора анкерной трубы в шпуре в нее помещают до введения вставки 3 проставку 9, длина которой согласуется с требуемым местом закрепления анкера (фиг. 3). Вставка 3 вводится, в этом случае, до упора в проставку 9. Все остальные операции по закреплению анкера аналогичны описанным выше.

Если состояние и свойства горных пород, окружающих закрепляемую выработку, обуславливают необходимость крепления анкера по всей длине или в нескольких местах шпура, то в анкерную трубу 1 помимо распорного устройства 2 вводят дополнительные распорные устройства 10 и проставки 9, обеспечивая последними установку дополнительных распорных устройств 10 в нужных местах по длине анкерной трубы, а следовательно, и шпура (фиг. 4). Введение каждого из дополнительных распорах устройств 10 в анкерную трубу 1 производят только после закрепления анкерной трубы ранее введенным распорным устройством 10 и установки соответствующей проставки 9.

При необходимости в дальнейшем демонтажа установленной анкерной крепи используют для распора анкерной крепи используют для распора анкерной трубы 1 клиновой стержень 4 с фигурными пазами 11 (фиг. 6) или с резьбовым участком 12 (фиг. 7). Установка анкер производится как описано выше.

Для демонтажа установленного и закрепленного в шпуре анкера в анкерную трубу 1 вводят демонтажную штангу 13, выполненную соответственно с захватами 14 или с концевой резьбой 15 и соединяют с клиновым стержнем 4, после чего производят его извлечение. После этого производят демонтаж анкерной трубы 1.

Для извлечения демонтажной штанги 13 с присоединенным к ней клиновым стержнем 4 из анкерной трубы 1 и анкерной трубы из шпура 26 используют силовой домкрат (не показан).

В случае выполнения клинового стержня 4 составным (фиг. 8) специальный промежуточный стержень 27 при распоре анкерной трубы 1 не используется. В этом случае после введения последовательно вставки 3 и монтажной штанги 16 с установленной на ней наружной втулкой 19 в анкерную трубу 1 усилие от инструмента ударного, ударно-вращательного или статического действия прикладывают непосредственно к монтажной штанге 16. Монтажная штанга, внедряясь вместе с наружной втулкой 19 во вставку 3, обуславливает действие радиальных внутренних усилий на анкерную трубу 1 и, как следствие, ее деформацию и прижатие к стенкам шпура.

После распора анкера монтажная штанга 16 из шпура извлекается, а деформированное состояние и усилие распора анкерной трубы благодаря оставлению в ней наружной втулки 19 сохраняется.

Если анкеры после их установки необходимо будет извлекать, то при монтаже используют наружную втулку 19 с фигурными пазами 21 или с резьбовым участком 22.

В этом случае при демонтаже анкера в анкерную трубу 1 вводят демонтажную штангу 23, выполненную соответственно с захватами 24 или с концевой резьбой 25 и соединяют с наружной втулкой 19. Извлечение демонтажной штанги 16 с присоединенной втулкой 19 из анкерной трубы 1 и анкерной трубы из шпура 26 производят силовым домкратом (не показан).

Выполнение анкерной трубы с внутренним упором со стороны противоположной торцевому наружному ограничителю, паза продольным на всей длине анкерной трубы, а вставки из уплотняемого материала, например дерева, позволяет обеспечить высокое распорное усилие анкера, повысить его несущую способность и начальный распор, снизить трудоемкость крепления и упростить конструкцию.

Кроме того, с использованием предлагаемой конструкции достигается возможность закрепления анкера в любом месте или на всей длине шпура, возможностью демонтажа анкера и снижение его металлоемкости. 2 4

Формула изобретения

1. Трубчатый анкер, включающий анкерную трубу с разрезом и торцевым наружным ограничителем, опорную шайбу и распорное устройство в виде вставки и клинового стержня, устанавливаемых с возможностью перемещения в анкерной трубе, отличающийся тем, что анкерная труба выполнена с внутренним упором, расположенным со стороны, противоположной торцевому наружному ограничителю, разрез продольный по всей длине анкерной трубы, а вставка из уплотняемого материала.

2. Анкер по п.1, отличающийся тем, что вставка выполнена из дерева.

3. Анкер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен проставкой для установки в анкерной трубе между распорным устройством и внутренним упором.

4. Анкер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными распорными устройствами для установки в анкерной трубе, выполненными идентично указанному устройству, и проставками для установки между этими устройствами.

5. Анкер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен демонтажной штангой с захватами или с концевой резьбой, а клиновой стержень выполнен с фигурными пазами или с резьбовым участком для взаимодействия соответственно с захватами или с концевой резьбой, а клиновой стержень выполнен с фигурными пазами или с резьбовым участком для взаимодействия соответственно с захватами или с концевой резьбой демонтажной штанги.

6. Анкер по п.1, отличающийся тем, что клиновой стержень выполнен составным в виде монтажной штанги с цилиндрическим и конусным участками и наружной втулки с фаской, установленной подвижно на цилиндрическом участке монтажной штанги.

7. Анкер по п.6, отличающийся тем, что он снабжен демонтажной штангой с захватами или с концевой резьбой, а наружная втулка выполнена со стороны, противоположной фаске, с фигурными пазами или с резьбовым участком для взаимодействия соответственно с захватами или с концевой резьбой демонтажной штанги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10